Ultra-protektive Lungenventilation mit extrakorporaler CO2-Entfernung für moderates ARDS (SUPERNOVA)

Das akute Atemnotsyndrom (ARDS) stellt eine Form der Lungenschädigung dar, die als Reaktion auf verschiedene prädisponierende Ereignisse auftritt, die durch Entzündung, erhöhte pulmonale Gefäßpermeabilität und Verlust von belüftetem Lungengewebe gekennzeichnet sind. Die Diagnose von ARDS basiert auf einer schweren Hypoxämie und bilateralen Röntgentrübungen, die innerhalb von 7 Tagen nach einem bekannten klinischen Insult oder einer Verschlechterung der respiratorischen Symptome auftreten. Zentral für die Pathophysiologie von ARDS ist das Vorhandensein von fibrinreichen Exsudaten (hyalinen Membranen) aufgrund der Aktivierung der Gerinnung und Hemmung der Fibrinolyse. ARDS macht 10 % aller Aufnahmen auf Intensivstationen und 23 % der Patienten aus, die eine mechanische Beatmung (MV) benötigen. Die Krankenhaussterblichkeit von ARDS-Patienten bleibt hoch und reicht von 34 % bei leichtem ARDS bis zu 46 % bei schwerem ARDS. Insbesondere schwere und kritische Formen der Coronavirus-Krankheit 2019 (COVID-19) sind fast immer mit ARDS verbunden.

Beatmungsinduzierte Lungenverletzung (VILI) MV ist eine lebensrettende Form der Unterstützung für Patienten mit ARDS, da es die Sauerstoffkosten der Atmung senkt, den Gasaustausch verbessert und Zeit für die Lösung der zugrunde liegenden Ätiologie von ARDS bietet. Es wurde jedoch durchweg gezeigt, dass MV zu einer beatmungsinduzierten Lungenschädigung (VILI) beitragen kann, die durch ein Fortschreiten der Lungenschädigung, eine Verschlechterung des pulmonalen Entzündungsprozesses, eine erhöhte alveolar-kapillare Permeabilität gekennzeichnet ist und daher zur Translokation von Entzündungsmediatoren aus dem Lungengewebe führt Lunge in den Körperkreislauf mit nachfolgendem Versagen distaler Organe (Biotrauma). Eine randomisierte klinische Studie zeigte, dass die Beatmung von ARDS-Patienten mit einem Tidalvolumen (VT) von 6 ml/kg (berechnet aus dem vorhergesagten Körpergewicht, PBW) und mit einem maximalen endinspiratorischen Plateaudruck (PPLAT) von 30 cmH2O die Mortalität von 40 verringerte % (beobachtet im konventionellen Arm, der mit einer VT von 12 ml/kg PBW behandelt wurde) auf 31 %. Kürzlich zeigten Amato und Mitarbeiter, dass der Delta-Druck (∆P), d. h. die Differenz zwischen PPLAT und positivem endexspiratorischem Druck (PEEP) (∆P = PPLAT -PEEP) ≤ 14 cmH2O, stark mit dem Überleben assoziiert ist, was zeigt, dass Interventionen zu Erhalten Sie protektive Beatmungseinstellungen (Verringerung von VT oder Erhöhung von PEEP) waren nur dann von Vorteil, wenn sie mit einer Verringerung von ΔP einhergingen.

Extrakorporale CO2-Entfernung (ECCO2-R) Die Verwendung einer extrakorporalen Unterstützung zur Entfernung von Kohlendioxid (CO2), um die Verwendung einer Beatmung mit geringem Volumen/Niederdruck mit minimaler Auswirkung auf PaCO2 zu ermöglichen, wurde 1977 vorgeschlagen. Es wurde vorgeschlagen, dass die Anwendung von niedrigem VT und niedrigem Inspirationsspitzendruck ("Lungenruhe") bei einer niedrigen Atemfrequenz die Schädigung der geschädigten Lunge minimieren könnte. Bei dieser Technik wurden Oxygenierung und Entfernung von Kohlendioxid getrennt: Die Oxygenierung erfolgte überwiegend durch die Lunge, und ein variabler Anteil des Kohlendioxids wurde durch eine künstliche Lunge entfernt (extrakorporale CO2-Entfernung: ECCO2-R). Der entscheidende potenzielle Vorteil dieses Ansatzes gegenüber der extrakorporalen Membranoxygenierung (ECMO) ist die Verwendung eines geringeren Blutflusses durch den extrakorporalen Kreislauf, möglicherweise mit weniger Nebenwirkungen. Die niedrige VT-Beatmung (3-4 ml/kg PBW) war mit einer signifikanten Abnahme der Entzündungsmarker im Vergleich zur Standardbeatmung mit niedrigem Volumen und niedrigem Druck verbunden. Darüber hinaus wurde die daraus resultierende Hyperkapnie durch ECCO2-R leicht kontrolliert. Eine randomisierte klinische Studie zeigte, dass eine VT von 3 ml/kg PBW einfach und sicher mit extrakorporaler CO2-Entfernung durchgeführt werden kann. Das klinische Ergebnis, bewertet als Tage ohne mechanische Beatmung bis Tag 28, verbesserte sich bei ECCO2R-Patienten im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant, wenn Patienten mit PaO2/FiO2 analysiert wurden

Eine multizentrische Studie zur Bewertung der Sicherheit und Durchführbarkeit von ECCO2R bei ARDS zeigte, dass mehr als 80 % der Patienten mit mittelschwerem ARDS mit ECCO2R ultraprotektive Beatmungsziele erreichen konnten. Die Inzidenz schwerer unerwünschter Ereignisse im Zusammenhang mit ECCO2R war gering (~2 %). Wirksamkeit und Sicherheit von ECCO2R A waren höher bei Geräten, die Blutflussraten im Bereich von 1000–1500 ml/min verwendeten. Eine Post-hoc-Analyse zeigte, dass die Beschränkung der Aufnahme auf Patienten mit einer Compliance des Atmungssystems von ≤ 40 ml/cmH2O und einer Abnahme von ∆P ≥ 5 cmH2O den prognostizierten Nutzen in Bezug auf die klinischen Ergebnisse in einer randomisierten klinischen Studie mit VT von 3 ml/cmH2O erhöhen würde. kg PBW mit ECCO2R (Anreicherungsstrategie). Darüber hinaus zeigen neuere Daten, dass es keine sichere Obergrenze für PPLAT oder ΔP gibt, was mit der Tatsache übereinstimmt, dass die Sterblichkeitsrate bei ARDS-Patienten mit ΔP-Werten ≤ 14 cmH2O immer noch bei 20 % liegt. Die Patientenergebnisse können daher durch aggressives Senken von Beatmungsvariablen wie VT, PPLAT oder ΔP verbessert werden, was durch ECCO2R-Geräte erleichtert wird, die CO2 entfernen. Darüber hinaus könnte ECCO2R VILI weiter verringern, indem niedrigere Atemfrequenzen ermöglicht werden, die sich als lungenschützend erwiesen haben.

ZIEL Das Ziel dieser multizentrischen, prospektiven, randomisierten, vergleichenden offenen Studie ist es festzustellen, ob eine frühe ECCO2R, die eine ultraprotektive mechanische Beatmung (VT 4 ml/kg) ermöglicht, die Ergebnisse von Patienten mit ARDS verbessert.

VERFAHREN

KONTROLLGRUPPE

• Die Patienten werden mit den folgenden konventionellen Beatmungseinstellungen („standardisierte Beatmung“) behandelt: Modus der mechanischen Beatmung: Volumenunterstützung/-kontrolle; VT = 6 ml/kg (PBW); der Inspirationsfluss wird auf 50–70 l/min eingestellt, was zu einer Endeinspirationspause von 0,2–0,5 s führt, I:E-Verhältnis 1:1 bis 1:3; setze RR auf 20-35 bpm; Der PEEP wird gemäß der Tabelle „unterer PEEP/FiO2“ eingestellt:
• PBW wird nach folgenden Formeln berechnet: PBW (Männer) = 50 + 0,91 [Körpergröße (cm)-152,4]; PBW (Weibchen) = 45,5 + 0,91 Körpergröße (cm) – 152,4].
• Sauerstoffziel: PaO2 55–80 mmHg oder SpO2 88–95 %;
• Arterielles pH-Ziel: 7,30–7,45.
• Es wird empfohlen, 2 tägliche Lungenrecruitment-Manöver durchzuführen (gemäß klinischer Standardpraxis in jedem Zentrum).
• Die Patienten können NMBA erhalten und nach Anweisung des behandelnden Arztes fortgesetzt werden.
• Verwenden Sie beheizte Luftbefeuchter für die Gasbefeuchtung und minimieren Sie den instrumentellen Totraum.

BEHANDLUNGSGRUPPE

• Die Patienten werden mit den folgenden konventionellen Beatmungseinstellungen („standardisierte Beatmung“) behandelt: Modus der mechanischen Beatmung: konstanter Flow, Volumenunterstützung/-kontrolle; VT = 6 ml/kg (PBW); der Inspirationsfluss wird auf 50–70 l/min eingestellt, was zu einer Endeinspirationspause von 0,2–0,5 s führt, I:E-Verhältnis 1:1 bis 1:3; setze RR auf 20-35 bpm; Der PEEP wird gemäß der Tabelle „unterer PEEP/FiO2“ eingestellt:
• PBW wird nach folgenden Formeln berechnet: PBW (Männer) = 50 + 0,91 [Körpergröße (cm)-152,4]; PBW (Weibchen) = 45,5 + 0,91 Körpergröße (cm) – 152,4].
• Sauerstoffziel: PaO2 55–80 mmHg oder SpO2 88–95 %;
• Arterielles pH-Ziel: 7,30–7,45.
• Die Patienten können NMBA erhalten und nach Anweisung des behandelnden Arztes fortgesetzt werden.
• Verwenden Sie beheizte Luftbefeuchter für die Gasbefeuchtung und minimieren Sie den instrumentellen Totraum.
• ECCO2R wird während der „standardisierten Beatmung“ initiiert.
• Die Katheterisierung für ECCO2R wird gemäß der lokalen institutionellen klinischen Praxis durchgeführt. Der ECCO2R-Kreislauf wird an den Katheter angeschlossen und der Blutfluss auf 1000 bis 1500 ml/min eingestellt. Anfänglich wird der Spülgasfluss durch das ECCO2R-Gerät auf Null (0 LPM) eingestellt, um keine CO2-Entfernung durch das Gerät einzuleiten. Die Antikoagulation wird mit unfraktioniertem Heparin bis zu einer Ziel-aPTT von 1,5 – 2,0 x Basislinie aufrechterhalten. Zum Zeitpunkt der Kanülierung wird ein Bolus von 80 IE/kg unfraktioniertem Heparin empfohlen.
• Das Ziel besteht darin, den PaCO2 auf dem Basislinienwert von ± 20 % der Basislinieneinstellungen zu halten, die mit einem VT = 6 ml/kg erreicht werden, vorausgesetzt, dass der pH-Wert ≥ 7,30 bleibt. Das endtidale CO2 (EtCO2) wird aus Sicherheitsgründen überwacht.
• REDUZIERUNG VON VT: Nach einer Einlaufzeit (bis zu maximal 2 Stunden) mit Spülgasfluss bei null LPM wird VT schrittweise auf 5 ml/kg reduziert. Spülgas wird eingeleitet und VT auf 4,5 und dann 4 ml/kg gesenkt und PEEP angepasst, um den gleichen mittleren Atemwegsdruck wie während der standardisierten Beatmung aufrechtzuerhalten, vorausgesetzt, dass Pplat ≤ 25 cmH2O ist (d. h. wenn der PEEP-Wert erforderlich ist, um den mittleren Atemwegsdruck aufrechtzuerhalten zu einem Pplat > 25 cmH2O führt, wird der PEEP dann reduziert, bis ein Pplat ≤ 25 cmH2O).
• Es wird empfohlen, 2 tägliche Lungenrecruitment-Manöver durchzuführen (gemäß klinischer Standardpraxis in jedem Zentrum).
• REDUZIERUNG DER ATEMFREQUENZ: Die Atemfrequenz wird schrittweise auf ein Minimum von 8 Schlägen pro Minute verringert und durch Erhöhung des Sweep-Gasflusses erleichtert; ein konstantes I:E-Verhältnis wird aufrechterhalten.
• Wenn PaCO2 > 75 mmHg und/oder pH < 7,2, trotz Atemfrequenz von 35/min und optimiertem ECCO2R, wird VT auf die zuletzt tolerierte VT erhöht.
• Die CO2-Entfernung wird mit dem folgenden Gerät durchgeführt, das an jedem Standort routinemäßig für klinische Zwecke verwendet wird:
• HLS5.0 Cardiohelp® (Getinge Cardiopulmonary Care, Rastatt, Deutschland): Es wird ein 1,3 m² Polymethylpenten-Hohlfasermembran-Oxygenator verwendet, kombiniert mit HLS-Sets (BIOLINE-Heparinbeschichtung). Der extrakorporale Blutfluss liegt im Bereich von 1000 bis 1500 ml/min. Spülgas (Luft oder Sauerstoff) wird von einer Vakuumpumpe durch die Hohlfasern gesaugt, wodurch ein Diffusionsgradient für den Gasaustausch über die Membran erzeugt wird.

UNTERBRECHUNG DER BEHANDLUNG Je nach Gruppenzuordnung wird „standardisierte Beatmung“ oder „ultraprotektive Beatmung + ECCO2R“ für mindestens 72 Stunden aufrechterhalten; dann werden Unterbrechungsversuche gemäß Protokoll alle 24 Stunden durchgeführt, bis zur Befreiung von der mechanischen Beatmung und ECCO2R. In der Behandlungsgruppe werden die Patienten immer zuerst von ECCO2R und anschließend von der mechanischen Beatmung entwöhnt.

Unterbrechungsversuche werden nach mindestens 72 Stunden Studienaufnahme durchgeführt, wenn alle folgenden Kriterien erfüllt sind: 1) PaO2/FiO2 > 250 mit PEEP 8-10 cmH2O und FiO2

In der KONTROLL-Gruppe wird bei Vorliegen aller Kriterien 1–5 alle 24 Stunden ein Spontanatmungsversuch durchgeführt, bis zur Befreiung von der mechanischen Beatmung (siehe „Entwöhnungsverfahren“ unten).

In der Gruppe BEHANDLUNG wird bei Vorliegen aller Kriterien 1-5 alle 24 Stunden ein Zero-Sweep-Gasversuch durchgeführt: Spülgas wird für 6 Stunden deaktiviert und dann wird das Vorhandensein aller Kriterien 1-5 erneut überprüft; falls noch alle vorhanden, wird ECCO2R entfernt und eine weitere Entwöhnung von der mechanischen Beatmung wie in der Kontrollgruppe durchgeführt.

RETTUNGSTHERAPIEN

• Refraktäre Hypoxämie wird als PaO2 < 60 mm Hg für mindestens 1 Stunde definiert, während ein FIO2 von 1,0 erhalten wird
• Refraktäre Azidose wird als pH ≤ 7,10 für mindestens 1 Stunde definiert
• Refraktäres Barotrauma wird definiert als persistierender Pneumothorax mit 2 Thoraxdrainagen auf der betroffenen Seite oder zunehmendes subkutanes oder mediastinales Emphysem mit 2 Thoraxdrainagen.

Wenn eine refraktäre Hypoxämie ODER eine refraktäre Azidose ODER ein refraktäres Barotrauma auftritt, werden die Ereignisse im Zusammenhang mit diesem Ereignis/diesen Ereignissen aufgezeichnet, und Ärzte können nach eigenem Ermessen von den zugewiesenen Beatmungsprotokollen abweichen und sogenannte Notfalltherapien einleiten, einschließlich: inhaliertes Stickstoffmonoxid, Bauchlage , extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO). Die Anwendung dieser Therapien wird in den Studienfallberichtsformularen erfasst.

WEANING-VERFAHREN

• Ein Spontaneous Breathing Trial (SBT)-Verfahren und eine Bewertung der nicht unterstützten Atmung werden durchgeführt: 30 - 120 Minuten Spontanatmung mit FIO2 < 0,5 unter Verwendung eines der folgenden Ansätze: Druckunterstützung (PS) < 5 cmH2O, PEEP < 5 cmH2O; CPAP < 5 cmH2O; T-Stück; Tracheotomie-Maske
• Kriterien, die während der letzten 30 Minuten eines SBT erfüllt sein müssen, um den SBT als „ERFOLGREICH“ zu melden: SpO2 ≥ 90 % und / oder PaO2 ≤ 60 mm Hg; Atemfrequenz ≤ 35 / min; pH-Wert ≥ 7,30; Fehlen von Atemnot.
• Wenn eines der oben genannten Kriterien nicht erfüllt ist, wird der SBT als „NICHT ERFOLGREICH“ gemeldet und vorherige Beatmungseinstellungen oder PS größer oder gleich 10 cm H2O mit PEEP und FIO2 bei den vorherigen Einstellungen werden eingeleitet. Der Patient wird am nächsten Tag zur Entwöhnung erneut untersucht.
• Wenn der SBT „ERFOLGREICH“ ist, wird die Beatmungsunterstützung entfernt.
• Patienten werden nach zwei aufeinanderfolgenden Kalendertagen mit „UNUNTERSTÜTZTER ATEMUNG“ als „BEATMUNGSFREI“ gemeldet. „UNUNTERSTÜTZTE ATEMUNG“ wird wie folgt definiert: Spontanes Atmen mit Gesichtsmaske, Nasenprong-Sauerstoff oder Raumluft; T-Rohr-Atmung; Tracheotomie-Maskenatmung; CPAP ≤ 5 ohne PS- oder IMV-Unterstützung; Verwendung von CPAP oder BIPAP ausschließlich zur Behandlung von Schlafapnoe