Trabajo respiratorio durante la ventilación no invasiva en recién nacidos prematuros

Antecedentes/Razones:

Históricamente, la insuficiencia respiratoria y la insuficiencia respiratoria han sido fuentes frecuentes de morbilidad y mortalidad en los recién nacidos prematuros. La intubación para la ventilación mecánica invasiva ha sido una terapia que ha salvado la vida de muchos de estos pacientes, pero no está exenta de riesgos. Estos riesgos incluyen complicaciones pulmonares como volutrauma, síndromes de fuga de aire extrapulmonar y lesión traumática de las vías respiratorias grandes; complicaciones no pulmonares como la retinopatía del prematuro; y complicaciones a largo plazo como la displasia broncopulmonar [Miller, Badiee]. La preocupación por estos efectos de la ventilación mecánica prolongada ha llevado al desarrollo de formas no invasivas de soporte respiratorio.

La ventilación no invasiva (NIV, por sus siglas en inglés) es una modalidad de soporte respiratorio de uso frecuente para los recién nacidos prematuros en el contexto de insuficiencia respiratoria o de desconexión reciente de la ventilación invasiva. La VNI sincronizada es eficaz para disminuir el esfuerzo respiratorio en comparación con la VNI no sincronizada y la presión positiva continua nasal en las vías respiratorias (NCPAP, por sus siglas en inglés) [Chang]. La sincronización de la VNI en recién nacidos prematuros con los propios esfuerzos respiratorios del paciente es difícil debido a las grandes fugas de aire, los débiles esfuerzos inspiratorios y las altas frecuencias respiratorias inherentes a esta población [Vignaux].

Un nuevo método de sincronización, la asistencia ventilatoria ajustada neuralmente (NAVA) utiliza electrodos en un tubo naso/orogástrico funcional (catéter Edi) para detectar las contracciones del diafragma y cronometrar el inicio, la duración y la presión inspiratoria máxima de las respiraciones de apoyo con la actividad eléctrica del diafragma (Edi) [Sinderby]. NAVA se puede utilizar con modalidades de ventilación tanto invasivas como no invasivas, y se han realizado varios estudios pequeños que examinan NAVA invasivo en niños y adultos [Stein, de la Olivia]. Menos estudios han examinado NIV NAVA en estas poblaciones, y solo dos ensayos clínicos han examinado NIV NAVA en recién nacidos prematuros [Beck, Lee]. Beck y sus colegas en Canadá demostraron la viabilidad y la preservación de la sincronía durante NIV NAVA en recién nacidos prematuros [Beck]. Lee y sus colegas en Corea mostraron menos eventos de asincronía, menor retardo de activación y presiones inspiratorias máximas más bajas con NIV NAVA en comparación con la ventilación con soporte de presión no invasiva en neonatos prematuros [Lee]. Ningún estudio examinó el trabajo respiratorio (WOB) en recién nacidos prematuros ventilados con NIV NAVA.

El trabajo respiratorio durante la ventilación asistida es la parte de la presión impulsora para la ventilación aportada por los músculos respiratorios del paciente. Un equipo de investigación del Arkansas Children's Hospital pudo demostrar que NAVA logra reducir el tiempo de respuesta, el trabajo respiratorio y la asincronía con respiraciones activadas neuralmente en comparación con respiraciones activadas neumáticamente en un modelo animal [Heulitt]. Este equipo también pudo mostrar resultados similares en un estudio clínico de pacientes pediátricos intubados con bronquiolitis [Clement]. Un estudio recientemente completado en esta institución analizó el trabajo respiratorio en cerdos recién nacidos comparando NIV NAVA con el modo de presión positiva intermitente nasal no sincronizada (NIPPV) que se usa actualmente en este hospital. Utilizando el producto presión-tiempo (PTP) como medida del WOB, este estudio pudo demostrar que el WOB era menor con NAVA. El PTP no se puede usar de manera confiable en bebés con NIV porque la interfaz de la cánula nasal permite grandes fugas de aire en la nariz y la boca, lo que interfiere con las mediciones precisas.

La asincronía toracoabdominal (TAA) es un importante correlato del WOB y el aumento de la carga respiratoria en los recién nacidos prematuros y puede medirse sin monitorización invasiva. El TAA se puede medir usando bandas de pletismografía de inductancia respiratoria (RIP) alrededor del tórax y el abdomen del paciente para cuantificar el movimiento abdominal y de la pared torácica. El grado de asincronía entre los dos compartimentos se refleja en el ángulo de fase (θ), que se puede calcular a partir de las medidas de la banda RIP.

Este estudio examinará el WOB estimado en una población de recién nacidos prematuros con insuficiencia respiratoria que actualmente reciben apoyo no invasivo. Los bebés servirán como sus propios controles y se estudiarán en NIV NAVA y NIPPV. El orden de asignación será aleatorio. Los investigadores utilizarán bandas RIP para medir el movimiento torácico y abdominal, luego calcularán el ángulo de fase (θ) como una estimación de WOB. El personal del estudio medirá otros parámetros respiratorios que se correlacionan con la ventilación y el intercambio de gases, incluidos los siguientes: volumen tidal (unidades arbitrarias, AU), ventilación por minuto (AU/min), frecuencia respiratoria, oxígeno transcutáneo y dióxido de carbono, saturación de oxígeno y requerimiento de FiO2, pico la presión inspiratoria y la presión espiratoria final administrada. Los investigadores también evaluarán las medidas de asincronía respiratoria para incluir el retardo de activación (tiempo entre el aumento inicial de la señal Edi y el inicio del flujo del ventilador suministrado) y el índice de asincronía (número de eventos de asincronía dividido por el total de eventos, como porcentaje).

Diseño del estudio/Procedimientos/Población:

Se inscribirán en el estudio quince recién nacidos prematuros de entre 1 y 2 kilogramos de peso actual, con edad gestacional al nacer entre 24 y 34 semanas y que reciban ventilación no invasiva. Los criterios de inclusión serán los siguientes: insuficiencia respiratoria que actualmente requiere ventilación no invasiva (ya sea NIPPV o NAVA), requisito actual de FiO2 inferior a 0,40 y estabilidad clínica. Los criterios de exclusión serán los siguientes: soporte ionotrópico, inestabilidad clínica (inestabilidad de temperatura, insuficiencia cardíaca, sangrado, infección activa, apnea o bradicardia significativa), anomalías congénitas mayores conocidas (cardiopatía congénita, defectos de la pared abdominal, defectos del tracto gastrointestinal, paladar hendido, o defectos neurológicos), fibrosis quística conocida, uso de óxido nítrico y cardiopatía congénita cianótica.

Al comienzo del estudio, se colocarán bandas RIP alrededor del tórax y el abdomen del bebé. Se colocará un catéter Edi y el catéter gástrico actual puede retirarse o no. Los bebés serán ventilados con el ventilador Servo i equipado con el software NIV NAVA {Maquet, Solna, Suecia}. Los datos se adquirirán de forma continua y simultánea mediante el sistema de adquisición de datos MP100 Biopac. Los datos adquiridos serán los siguientes: frecuencia cardíaca, saturación de oxígeno, CO2 y O2 transcutáneos, PIP, PEEP, caja torácica y señales RIP abdominales, volumen tidal sumado y Edi. Los bebés recibirán pruebas de 15 minutos de NIV NAVA y NIPPV en orden aleatorio; los primeros 10 minutos después del cambio se considerarán un período de lavado y los últimos 5 minutos se utilizarán para la recopilación de datos. Los datos registrados de las dos bandas RIP se utilizarán para calcular el ángulo de fase (θ) como una estimación de WOB.

Riesgos y beneficios:

Los bebés a menudo tienen arcadas y pueden tener vómitos cuando se retira o reemplaza un tubo gástrico, como el catéter NAVA. En raras ocasiones, a los pacientes se les puede colocar una sonda gástrica en un lugar además del estómago o un espiral en el esófago. Los investigadores deberían poder detectar si esto ocurre usando la pantalla de ubicación en el ventilador porque el catéter NAVA tiene electrodos que detectan la actividad eléctrica del corazón y el diafragma, que se pueden usar para determinar la ubicación.

En bebés con peso extremadamente bajo al nacer, los monitores transcutáneos (TCOM) pueden causar quemaduras en la piel. Estos efectos no se ven en bebés más grandes como los incluidos en este estudio.

Existe un pequeño riesgo de pérdida de confidencialidad inherente a toda investigación. Los investigadores harán todo lo posible para proteger la confidencialidad de los participantes.

Puede haber o no un beneficio médico directo para los bebés que participan en este estudio. Los bebés tendrán un control continuo de dióxido de carbono y oxígeno durante el estudio y, si algún paciente tiene algún problema, el personal del estudio podrá detectarlo y responder rápidamente. Si un paciente muestra una mejoría mientras usa NAVA, los investigadores pueden sugerirle al equipo de tratamiento que continúe con este modo. Si el uso de NAVA mejora el trabajo respiratorio en los bebés, los investigadores esperan que la información obtenida de este estudio beneficie a otros bebés que necesiten asistencia respiratoria en el futuro.

Manejo de datos/mantenimiento de registros:

El investigador principal supervisará cuidadosamente los procedimientos del estudio para proteger la seguridad de los sujetos de investigación, la calidad de los datos y la integridad del estudio. A cada paciente se le asignará un código o número de identificación único. La clave del código se guardará en un archivo bajo llave en la oficina del investigador principal. Solo el investigador principal y los co-investigadores tendrán acceso al código e información que identifica al sujeto en el estudio.

Análisis de los datos:

La hipótesis principal es que el ángulo de fase (θ) usando pletismografía de inductancia respiratoria disminuirá con el uso de NAVA en comparación con NIPPV en nuestra muestra de estudio.

Los datos recopilados se verificarán en busca de valores atípicos y extremos, así como los supuestos de distribución de las pruebas estadísticas paramétricas. Se usará ANOVA de medidas repetidas para comparar los resultados primarios y secundarios bajo los dos métodos de ventilación cuando se cumplan tales supuestos. Cuando se encuentre una desviación significativa de los supuestos, se utilizarán alternativas no paramétricas. Los análisis estadísticos se realizarán utilizando el software estadístico Stata (College Station, TX).

Tamaño de muestra, cálculo de potencia:

Los investigadores planean reclutar de 15 a 20 recién nacidos de 24 a 34 semanas de gestación con insuficiencia respiratoria. Según los resultados en el modelo animal, se espera una reducción del 30 % en el resultado primario. Dado que se encontró que el ángulo de fase promedio era variable entre los bebés prematuros (osciló entre 2,8 y 162,9), hay varios escenarios del tamaño de la muestra y el cálculo de la potencia presentados para el análisis [Ulm]. Un tamaño de muestra de 15 recién nacidos logra un poder del 82 % para detectar un cambio del 30 % en el resultado primario con una desviación estándar estimada de diferencias de 18,8, 37,5 o 56,3 respectivamente para un ángulo de fase promedio de 50, 100 y 150 grados con el uso de VPPNI. Todos los cálculos asumen un nivel de significación de 0,05 usando una prueba t pareada de dos caras.

Consideraciones éticas:

Este estudio se llevará a cabo de acuerdo con todas las regulaciones gubernamentales aplicables y las políticas y procedimientos de investigación de la Universidad de Arkansas para Ciencias Médicas (UAMS). Este protocolo y cualquier enmienda serán presentados y aprobados por la Junta de Revisión Institucional (IRB) de la UAMS. El consentimiento formal de cada sujeto, utilizando el formulario de consentimiento aprobado por el IRB, se obtendrá antes de que ese sujeto se someta a cualquier procedimiento de estudio. A todos los sujetos de este estudio se les proporcionará un formulario de consentimiento que describa este estudio y proporcione suficiente información en un lenguaje adecuado para que los sujetos tomen una decisión informada sobre su participación en este estudio. La persona que obtenga el consentimiento explicará minuciosamente cada elemento del documento y describirá los riesgos y beneficios, los tratamientos alternativos y los requisitos del estudio. El proceso de consentimiento se llevará a cabo en una habitación tranquila y privada o por teléfono, y los sujetos pueden tomarse todo el tiempo que sea necesario para tomar una decisión sobre su participación. El consentimiento por teléfono se obtendrá con un testigo y el consentimiento se enviará por fax a los padres. El consentimiento telefónico solo se obtendrá en caso de que los padres no puedan estar presentes.

Se mantendrá la privacidad de la participación y se responderán las preguntas relacionadas con la participación. No se utilizará coerción ni influencia indebida en el proceso de consentimiento. El formulario de consentimiento debe estar firmado por el sujeto, el padre y la persona que obtiene el consentimiento. Se entregará una copia del consentimiento firmado al participante y el proceso de consentimiento informado se documentará en el registro de investigación de cada sujeto.

Difusión de datos:

Los resultados de este estudio pueden utilizarse para presentaciones, carteles o publicaciones. Las publicaciones no contendrán ninguna información identificable que pueda vincularse a un participante.