IMV beschleunigt die Wiederherstellung der Lungenfunktion bei der venovenösen extrakorporalen Membranoxygenierung; Lungenruhe oder mäßige mechanische Beatmung bei ECMO (ROMEO)

Hintergrund

Das akute Atemnotsyndrom (ARDS) ist ein häufiges klinisches Syndrom, das durch lebensbedrohliches Atemversagen gekennzeichnet ist, das eine mechanische Beatmung erfordert. Obwohl die mechanische Beatmung lebensrettend ist, kann sie zu einer weiteren Schädigung der Lunge führen, die als beatmungsinduzierte Lungenschädigung (VILI) bezeichnet wird. Es hat sich gezeigt, dass Strategien zur Linderung von VILI bei ARDS die Patientenergebnisse verbessern. ARDS-Patienten, die trotz mechanischer Beatmung ein schweres Lungenversagen haben, benötigen häufig eine venovenöse extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO). ECMO nutzt eine künstliche Membranlunge, um den Gasaustausch zu übernehmen. Dies ermöglicht eine Reduzierung schädlicher Beatmungseinstellungen und damit auch eine Reduzierung von VILI.

Während die Indikationen für die ECMO-Initiierung im Vereinigten Königreich standardisiert sind und die ECMO-Nutzung zunimmt, besteht weiterhin Unsicherheit darüber, welcher Ansatz zur mechanischen Beatmung bei Patienten, die ECMO erhalten, am besten geeignet ist und welche Strategien die VILI während der Anwendung maximal abschwächen. Wichtig ist, dass bekannt ist, dass trotz der durch ECMO ermöglichten Reduzierung des Beatmungsdrucks und -volumens diese kranksten und empfindlichsten Lungen weiterhin anfällig für VILI sind. Eine Verringerung der Atemfrequenz (RR) auf nahezu apnoische Beatmung (2 Atemzüge pro Minute) scheint mit der größten physiologischen Verringerung der VILI-Komponenten verbunden zu sein, während wichtige physiologische Mechanismen wie die Tensidproduktion, die auf einer gewissen Lungeninflation beruhen, erhalten bleiben. Der Einsatz einer nahezu apnoeischen Beatmungsstrategie kann mit einer schnelleren Auflösung des ARDS verbunden sein, was zu einer kürzeren Dauer der ECMO, Beatmung und Aufenthalt auf der Intensivstation sowie zu geringeren Gesundheitskosten führt.

Begründung

Interventionen, die VILI lindern, führen zu weniger Lungenentzündungen/-ödemen und besseren Ergebnissen bei ARDS-Patienten. Die kürzlich durchgeführte REST-Studie zur extrakorporalen Kohlendioxidentfernung zeigte jedoch, dass die daraus resultierende geringfügige Volumen- und Druckreduzierung keine klinischen Auswirkungen hatte. Daher ist eine geringfügige Reduzierung der Beatmung möglicherweise nicht so effektiv wie ein fast vollständiges Ausbleiben (nahezu einer Apnoe) der Beatmung. Letzteres kann nur zusammen mit der ECMO-Unterstützung erreicht werden. Eine Verringerung der Atemfrequenz bis hin zur nahezu apnoischen Beatmung hat vielfältige Auswirkungen auf VILI, darunter:

1. Modulation der Krankheitsaktivität durch vermindertes Öffnen und Schließen von Lungeneinheiten (Atelektrauma);
2. Verringerung der Häufigkeit des ausgeübten Antriebsdrucks und der Gesamtintensität des Atemminutenvolumens (Barotrauma)
3. Vorbeugung einer Überdehnung der belüfteten Lunge (Volutrauma)
4. Abschwächung zirkulierender Marker für Lungenverletzungen und -entzündungen („Biotrauma“)
5. Reduzierte Entwicklung einer aberranten Fibrose in der Lunge [9]. Patienten unter ECMO sind anfällig für Lungenfibrose, für die VILI bekanntermaßen die Hauptursache darstellt

Multinationale Umfragen zur mechanischen Beatmung während der ECMO-Unterstützung zeigen, dass 45,7 % der Zentren eine moderate Atemfrequenz (10–20 Atemzüge pro Minute) verwendeten, die mit ~10–15 cmH2O PEEP und 10–15 cmH2O Antriebsdruck geliefert wurde. Es gibt Hinweise darauf, dass das Sterberisiko mit jedem Anstieg des Beatmungsdrucks um 1 cmH2O während der ECMO-Unterstützung um 3 % zunimmt. Insgesamt zeigen internationale Erfahrungen und Trends, dass die mechanische Leistung des Beatmungsgeräts (ein Maß für die auf die Lunge übertragene Energie) ein wesentlicher Faktor für VILI ist und durch die derzeit verwendeten moderaten Beatmungsstrategien, die hauptsächlich den pro Atemzug ausgeübten Antriebsdruck reduzieren, nur geringfügig verringert wird . Die mechanische Leistung wird jedoch durch niedrigere Atemfrequenzen deutlich reduziert. Eine nahezu apnoische Beatmung während der ECMO ist klinisch machbar, da der Gasaustausch und die Sauerstoffzufuhr durch die ECMO aufrechterhalten werden.

Der ROMEO-Prozess

Die Forscher haben eine detaillierte Suche in den Datenbanken PubMed, Ovid, Cochrane, Google Scholar und der WHO International Clinical Trials Registry Platform durchgeführt. Bisher gibt es keine großen prospektiven Studien, die sich mit der Verwendung einer apnoenahen Beatmung während der ECMO befassen. Daher ist eine multizentrische, randomisierte, offene Studie zur Nahapnoe-Beatmung im Vergleich zur Standardversorgung geplant. Diese zukünftige multizentrische Studie wird auf patientenzentrierte Ergebnisse (z. B. Zeit bis zur ECMO-Dekanülierung und Mortalität) sowie eine Kosten-Nutzen-Analyse der Studie nach 12 Monaten ausgerichtet sein.

Um die Machbarkeit unseres Studiendesigns zu demonstrieren, werden wir eine Machbarkeitsstudie mit 50 Patienten beim Guy's and St Thomas' NHS Foundation Trust durchführen. Dadurch wird die Durchführbarkeit der Intervention bewertet (Fähigkeit zur Rekrutierung; Fähigkeit zur Umsetzung der Beatmungsstrategie; Fähigkeit zur Umsetzung der ECMO-Entwöhnungsstrategien), die physiologischen Veränderungen, die durch Nahapnoe-Beatmung hervorgerufen werden, zusammen mit der Auswirkung auf Plasma- und bronchoalveoläre Lavage-Biomarker und Sammeln Sie explorative Daten zu klinischen Ergebnissen.

Da es nur wenige Hinweise auf Prädiktoren für den ECMO-Entwöhnungserfolg gibt, werden wir umfassende physiologische Daten auswerten, die bei jedem Entwöhnungsversuch gewonnen wurden, um die Wechselwirkungen zwischen Patient, Beatmungsgerät und Membranlunge zu bewerten.