Keuhkojen rekrytointiprotokollan tehokkuus ja turvallisuus lapsilla, joilla on akuutti keuhkovaurio (Recruitment)

I. Johdanto A. Taustaa Kaasunvaihtoon osallistuvia keuhkoyksiköitä kutsutaan "rekrytoiduiksi" keuhkoksi. Potilaat, joilla on keuhkovaurio, kärsivät osasta yksiköitä, jotka eivät osallistu kaasunvaihtoon (eli rekrytoituneeseen tilaan), mikä toisinaan johtaa kaasunvaihdon heikkenemiseen. Alveolien poistuminen voi myös aiheuttaa keuhkojensisäistä shuntingia ja pahentaa keuhkovaurioita atelektotrauman kautta7. Akuutin hengitysvaikeusoireyhtymän tulokset ovat parantuneet merkittävästi Onko tämä todella totta? siitä lähtien, kun lääkärit ovat alkaneet käyttää keuhkoja suojaavia strategioita, mukaan lukien hidas hengitystilavuus ja salliva hyperkapnea8, 9. Pienen hengityksen tilavuushengityksen on kuitenkin todettu vähentävän keuhkojen tilavuutta, mikä ilmiö jatkuu huolimatta ARDSNet-tutkimuksissa käytetystä aggressiivisesta positiivisesta uloshengityspaineesta (PEEP)4. Alhaiseen hengitykseen liittyvään atelektaasiin liittyvää atelektaasia lievitetään käyttämällä ns. merkkihengityksiä tai rekrytointihengityksiä10. Lisäksi rekrytoimattomaan tilaan jääneiden keuhkojen osuus voi myötävaikuttaa akuuttiin hengitysvaikeusoireyhtymään (ARDS) liittyvään sairastuvuuteen ja kuolleisuuteen11. Aikuisilla keuhkojen rekrytointiin on käytetty useita strategioita: jatkuva inflaatio (SI) ja maksimaalinen rekrytointistrategia. Ns. avoin keuhkolähestymistapa (OLA) sisältää SI:n ja sen jälkeen PEEP:n asettamisen PV-käyrän mitattuun alempaan käännepisteeseen. Vaihtoehtoinen lähestymistapa PEEP:n asettamiseen on dekrementaalinen PEEP-titraus, joka sisältää PEEP:n peräkkäisen laskemisen, kunnes PaO2:ssa tai SaO2:ssa tapahtuu ennalta määrätty vähennys. Kaikki tutkimukset, joihin ei ole sisällytetty strategiaa keuhkojen rekrytoinnin ylläpitämiseksi rekrytointitoimenpiteen jälkeen, on tutkittu.

Keuhkojen rekrytoinnin vaikutus ARDS:n pitkän aikavälin aikana ei ole vielä selvä. On selvää, että keuhkojen rekrytointi on tehokkainta aikaisemmin ALI/ARDS:n aikana. Grasso ym. osoittivat, että potilaat, jotka saivat rekrytointitoimenpiteen ARDS-päivänä 1±0,3, voitiin rekrytoida verrattuna potilaisiin, jotka värvättiin päivänä 7±1. Samoin Gattinoni ym.11 ja Crotti et al5 havaitsivat rajoitettua rekrytointia potilailla, jotka olivat hyvin mukana ARDS:n aikana. Borges et al,6 Tugrul et al,12 ja Girgis et al rekrytoivat potilaita ARDS:n varhaisessa vaiheessa, ja jokainen havaitsi keskimäärin merkittävää keuhkojen rekrytointia kaikilla tutkituilla potilailla. Jokainen näistä tutkituista osoitti kykynsä parantaa happisaturaatiota ja (joskus tutkittua) keuhkojen tilavuutta uloshengityksen lopussa. Vaikka missään tutkimuksessa ei ole tutkittu tämän muutoksen vaikutusta sairastuvuuteen tai kuolleisuuteen, lasten hypoksemian tiedetään olevan yleinen sairastuvuuden syy. Tärkeää on, että lapsilla hypoksian hoito johtaa usein ventilaattorin asetusten nousuun, korkeataajuisen oskilloivan ventilaation (HFOV) tai kehon ulkopuolisen kalvohapetuksen (ECMO) käyttöön. Varhainen rekrytointi ALI/ARDS-potilaille voi estää hoidon lisäämisen kohti näitä invasiivisempia ja riskialttiimpia hoitoja.

Tällä hetkellä ei ole olemassa kliinisiä käytäntöjä tai hoitostandardeja keuhkovaurioista kärsivien lasten keuhkojen rekrytointistrategioista. Tähän mennessä lapsilla ei ole tehty tutkimuksia, jotka osoittaisivat minkään tehohoidossa käytettävien strategioiden tehokkuuden tai turvallisuuden. Tämän tutkimuksen ensisijaisena tavoitteena on osoittaa jatkuvan inflaation ja maksimaalisten rekrytointitoimenpiteiden tehokkuus ja turvallisuus keuhkovaurioista kärsivillä lapsilla.

B. Keuhkojen rekrytointiliikkeet

1. Jatkuvat inflaatiot (SI) Jatkuvaa inflaatiota (SI) käytetään yleisesti tehohoidossa rekrytointitoimenpiteenä. SI:ssä potilaalle annetaan pitkäaikainen ylipainehengitys (yleensä 30–45 cm H2O), joka kestää 15–40 sekuntia. Kliinisesti tätä toimenpidettä käytetään rekrytoinnin jälkeen, kuten imu, tai kun potilaalla on hypoksemia. Tätä strategiaa käytetään tällä hetkellä Bostonin lastensairaalan lääketieteellis-kirurgisessa tehohoitoyksikössä joillakin potilailla, joilla on keuhkovaurio, vaikka sen turvallisuudesta tai tehokkuudesta lapsilla ei ole julkaistua näyttöä. Voisimmeko laittaa 3 SI-tutkimusta keskosille, jotka käyttävät 20-40 cmH20 ja sen jälkeen CPAP? 1 oli kanitutkimus. Alla kuvatut tutkimukset koskevat jatkuvaa inflaatiota rekrytointia.

   1. Tugrul et al12 tutkivat SI:n vaikutusta 24 aikuisella, joilla oli ARDS. SI sisälsi 45 cm H2O:ta 30 sekunnin ajan, mitä seurasi dekrementaalinen PEEP-titraus 20 cm H2O:sta alaspäin, titraus saturaatioihin. P/F-suhde nousi >200 11/24 potilaalla, mikä säilyi 6 tuntia toimenpiteen jälkeen 9/24 potilaalla. Barotraumaa ei havaittu yhdelläkään potilaalla.
   2. Richard ym. tutki4 SI:n vaikutusta (45 cm H2O 15 sekuntia) 10 aikuisella, joilla oli ARDS-hengitys matalan hengityksen tilavuusstrategialla. Toimenpide aiheutti merkittävän lisäyksen värvättyjen keuhkojen tilavuudessa (175 ± 108 ml ennen ohjausta vs. 254 ± 137 ml toimenpiteen jälkeen). Tämä parannus liittyi valtimoiden happisaturaatioiden lisääntymiseen. Rekrytoinnin kestävyydestä tai haitallisista vaikutuksista ei raportoitu.
   3. Lapinski et al13 tutkivat SI-liikkeen turvallisuutta ja tehokkuutta 14 aikuisella, joilla oli ARDS. Manööverissä käytetty paine oli pienempi seuraavista: 45 cm H2O tai tasangopaine, jota käytettiin 12 ml/kg hengityksen tilavuushengityksessä; liikettä pidettiin 20 sekuntia. Happisaturaatiot nousivat 86,9 ± 5,5 %:sta 94,3 ± 2,3 %:iin 10 minuutissa, mikä säilyi 4 tunnin kohdalla 10/14 potilaalla. Niillä neljällä, joilla saturaatio laski, oli PEEP-tasot alle 10 cm H2O. Systolinen verenpaine laski 20 sekunnin inflaation aikana joillakin potilailla, keskimääräinen muutos 6,9 mm Hg, mikä kääntyi nopeasti liikkeen vapauttamisen jälkeen kaikilla potilailla. Yhdelläkään potilaalla ei havaittu barotraumaa 24 tunnin seurannassa.
   4. Pelosi et al10 tutkivat kolmen peräkkäisen "huokaus"-hengityksen vaikutusta (yksi tasannepaineella 45 cm H2O mutta kestoltaan normaali) 10 aikuisella, joilla oli ARDS. Kun 1 tunti oli hengitetty 3 henkeä minuutissa, keuhkojen tilavuus uloshengityksen lopussa (mitattuna He-laimennuksella) kasvoi 1,49±0,58:sta 1,91±0,67:ään L ja PaO2:n nousu 92,8±18,6:sta 137,6±23,9:ään mm Hg verrattuna samoihin hengityslaitteen asetuksiin ilman huokauksia. Myös keuhkojen elastisuus ja tuuletus lisääntyivät. Mitään haittavaikutuksia ei havaittu.
   5. Toth et al tutkivat sydämen ja hengityselinten muutoksia, joita esiintyy SI:ssä (40 cm H2O 40 sekuntia) 18 aikuisella, joilla oli ARDS. PaO2 nousi ennen rekrytointia 60 minuutin seurantajakson jälkeen (203±108 vs. 322±101 mmHg, p < 0,001). Sydänindeksi (CI) ja rintakehänsisäinen veren tilavuus (ITBV) laskivat rekrytointitoimenpiteen jälkeen (CI, 3,90±1,04 vs. 3,62±0,91 L/min/m2, p < 0,05; ITBVI, 832±205 vs. 795±188 ml/m2, p < 0,05). Ei ollut korrelaatiota CI:n ja keskimääräisen valtimopaineen kanssa, eikä keskimääräisessä valtimoverenpaineessa tapahtunut merkittäviä muutoksia.
   6. Ehkä suurimmassa tutkimuksessa, joka koski jatkuvaa inflaatiota suojaavan ilmanvaihdon aikakaudella, Meade et al14 tutki 983 aikuista, joilla oli ARDS käyttämällä keuhkosuojastrategioita (hengitystilavuudet 6 ml/kg) molemmissa ryhmissä. Koeryhmä käytti SI-rekrytointiliikkeitä (40 cm H2O 40 sekuntia), korkeampia PEEP-tasoja (14,6 ± 3,4 ns. "keuhkojen avoin ventilaatio" -ryhmässä verrattuna 9,8 ± 2,7 kontrolliryhmään) ja korkeampia tasapaineita ( 30,2±6,3 vs. 24,9±5,1 cm H2O) kuin vertailuryhmässä, joka ei käyttänyt rekrytointitoimenpiteitä. Vaikka kaikista syistä johtuvassa kuolleisuudessa ei ollut eroa, koeryhmässä oli vähemmän refraktaarista hypoksemiaa (4,6 % vs 10,2 %; RR, 0,54), kuolleisuutta refraktaariseen hypoksemiaan (4,2 % vs 8,9 %; RR, 0,56) ja vähemmän. lisääntyneiden hoitojen toistuva käyttö (määritelty korkeataajuiseksi ventilaatioksi, inhaloitavaksi typpioksidiksi, suihkuventilaatioksi tai ruumiinulkoiseksi tueksi) (5,1 % vs 9,3 %; RR, 0,6). Tämä antaa uskottavuutta ajatukselle, että lasten tehokas rekrytointi akuutin keuhkovaurion varhaisessa vaiheessa voi estää hoidon eskaloitumisen ja vähentää vakavasta hypoksiasta johtuvaa kuolleisuutta.

2. Paineensäätöventilaatio (PCV) -rekrytointioperaatio Toisin kuin SI:ssä, rekrytointitoimenpiteenä on käytetty myös potilaiden ventilointia, joilla on kohonnut tasangopaine ja kohonnut PEEP-taso. Tässä tapauksessa potilas asetetaan tilapäisesti korkeampiin hengityspaineisiin kuin mitä muussa tapauksessa käytettäisiin potilaan ventilaatioon. PEEP- ja tasangopaineen yhdistelmä auttaa värväämään atelektaattisia alveoleja. Paineensäätöventilaatio on tällaisten potilaiden valintatapa, koska siinä asetetaan tasannepaine ja pidetään siksi vakiona (toisin kuin tilavuusohjattu ventilaatio). Siten saadaan tunnettu tasannepaine (joka osallistuu keuhkojen kerääntymiseen). Seuraavat ovat tärkeimmät tutkimukset, joissa hyödynnetään PCV-rekrytointia. ? Athanasios "TLC-manööveri" nukutetuissa lapsissa? Pieni tutkimus intraoperatiivisen atelektiiksen hoitoon.

   1. Borges, Amato ja muut6 ovat suorittaneet tähän mennessä vakuuttavimman ja täydellisimmän tutkimuksen maksimaalisesta rekrytointiliikkeestä. Siinä he tutkivat 26 aikuista ARDS:n alkuvaiheessa vertaamalla avointen keuhkojen lähestymistapaa (mukaan lukien SI 40 cm H2O 40 sekunnin ajan, mitä seurasi PEEP-asetus Pflex + 2 cm H2O, kuvattu alla) suoritettuun maksimaaliseen rekrytointistrategiaan. järjestyksessä. Suurin rekrytointi määriteltiin PaO2 plus PaCO2 yli 400 mm Hg, mikä osoitti minimaalista keuhkonsisäistä shuntingia. Strategiaan sisältyi paineohjattu 15 cm H2O ilmanvaihto, jossa PEEP nostettiin 5 cm H2O:n välein 5 minuutin välein (maksimi PEEP 45 cm H2O), kunnes maksimaalinen rekrytointi saavutettiin. Maksimaalinen rekrytointi saavutettiin 24/26 potilaalla, joista kaksi kolmasosaa saavutettiin 30 cm H2O:n PEEP:llä. Käytettäessä PEEP-titrausta keuhkojen lisääntymisen ylläpitämiseksi (katso alla), PaO2 pysyi yli 400:ssa (keuhkot täysin rekrytoituneet) kaikilla potilailla 6 tunnin kohdalla. Toimenpide siedettiin hemodynaamisesti kaikilla potilailla, ja pitkäaikainen barotrauman ilmaantuvuus tutkimuspotilailla (7,7 %) oli pienempi kuin ARDSNet-tutkimuksissa tunnustettu ilmaantuvuus (10-11 %)8.
   2. Crotti et al5 tutki viittä aikuista, joilla oli ALI/ARDS ja joilla oli vaihtelevia painetta (10, 15, 20, 30, 35, 40, 45 cm H2O) ja PEEP-tasoja (5, 10, 15, 20 cm H2O). Sisäänhengityksen ja uloshengityksen lopun rintakehän CT-kuvaus saatiin kullakin tasanteen paineen ja PEEP:n yhdistelmällä. Rekrytoituneiden keuhkojen prosenttiosuus (määritettynä radiografisesti) kasvoi lähes lineaarisesti tasangopaineiden kasvaessa (kuva 1). Suurin avautumistiheys tapahtui 20 cm H2O:ssa, mikä viittaa siihen, että yli 20 cm H2O:n tasannepaineet olisivat edullisimpia keuhkojen rekrytoinnissa. Kaasunvaihdon tai haittatapahtumien mittareita ei tutkittu.
   3. Foti et al15 vertasivat muutoksia hapettumisessa ja uloshengityksen lopussa tapahtuvassa keuhkojen tilavuudessa nousevilla PEEP-tasoilla ja päällekkäisellä tilavuusohjatulla ventilaatiolla verrattuna jatkuvaan inflaatioliikkeeseen 15 aikuisella, joilla oli ARDS. Vaikka rekrytointi oli vaihtelevaa (johtuen VCV:n käytöstä ja siten vaihtelevista tasangopaineista), hän havaitsi, että maksimaalinen hapettumisen lisääntyminen tapahtui korkeilla jatkuvalla PEEP-tasolla (keskiarvo 16 cm H2O 30 minuutin ajan) verrattuna 30 sekunnin rekrytointiliikkeisiin ja alhaisiin. PEEP (keskiarvo 9 cm H2O). PEEP/tasankoprotokolla ei liittynyt hemodynaamisiin muutoksiin, kuten jatkuvaan inflaatioliikkeeseen.
   4. Villagra ym. tutkivat rekrytointitapaa, jossa käytettiin 2 minuutin ventilaatiota paineohjatulla ventilaatiolla (PCV) 18 aikuisella, joilla oli varhainen ARDS. RM:lle PEEP asetettiin 3 cm H2O PV-käyrän ylemmän käännepisteen yläpuolelle ja huippupaineet asetettiin 50:een. Tärkeää on, että RM-huippupaineet eivät eronneet merkittävästi perusventilaatiosta (43,6 ± 7,6 ennen RM, 47 ± 4,5 RM aikana ja 42,8 ± 7,1 cm H2O RM:n jälkeen), vaikka PEEP erosi (14 ± 1,3). pre-RM vs 30±4,9 cm H2O). Tutkijat eivät havainneet merkitsevää eroa PaO2:ssa rekrytointitoimenpiteen jälkeen (127±63 ennen RM, 162±108 H2O:n aikana ja 149±85 cm H2O RM:n jälkeen). Tämä havainto sisältää useita tärkeitä havaintoja keuhkojen rekrytoitumisesta. Ensinnäkin huippupaine edustaa merkittävää tekijää keuhkojen kerääntymisessä. Sitä vastoin Borges ym. pystyivät rekrytoimaan täysin kaikki 18 ARDS-potilasta käyttämällä ajopaineita, jotka erosivat merkittävästi ennen RM:tä maksimaalisessa rekrytointivaiheessa (50-60 cm H2O rekrytoinnin aikana vs. 30 cm H2O lähtötilanteessa). Lisäksi tässä käytetty rekrytointiliike oli vain 2 minuuttia, verrattuna Borgesin käyttämään inkrementaaliseen titraukseen, joka kesti 4 minuuttia kussakin vaiheessa. Vaikka ei olekaan systemaattisesti tutkittu, tässä tutkimuksessa havaittu merkittävän parannuksen puute PaO2:ssa RM:n jälkeen viittaa siihen, että PCV:tä hyödyntävä rekrytointi voi olla RM:ssä käytetyn ajan ja huippupaineen funktio.
   5. Medoff, 3 et ai esittelivät yhden potilaan, jolla oli refraktorinen hypoksemia. Johto sisälsi toistuvia jatkuvia inflaatioita PEEP:n ollessa juuri Pflexin yläpuolella PV-käyrän perusteella. Suoritettiin rekrytointitoimenpide, joka sisälsi 20 cm H2O PEEP:n ja 40 cm H2O venymispaineen 2 minuutin ajan. Potilaalla havaittiin selvää parannusta hapettumisessa ja keuhkojen lähes täydellinen rekrytointi TT-skannauksella (katso kuva 2).
   6. Vaikka kaikki edellä mainitut tutkimukset saavuttivat onnistuneen rekrytoinnin, Gattinoni et al11 tutkivat 68 aikuista, joilla oli myöhäinen ARDS (5±6 päivää ventilaatio ilmoittautumisen yhteydessä), jotka eivät onnistuneet rekrytoinnissa. Rekrytointitoimenpiteet sisälsivät paineohjatun ilmanvaihdon huippupaineella 45 cm H2O, PEEP:llä 5 cm H2O ja hengitystiheydellä 10. Tämän jälkeen PEEP-tasoja käytettiin satunnaisessa järjestyksessä, välillä 5-15 cm H2O. Hän havaitsi, että tutkimuspotilailla oli vain 13 ± 11 % keuhkoista TT-skannauksen perusteella. Kaikista potilaista hän havaitsi, että 24 % keuhkokudoksesta ei ollut rekrytoivissa, vaikka hengitysteiden paine oli 45 cm H2O. Kaasunvaihdon markkereita ei mitattu.

On tärkeää huomata kolme näkökohtaa tästä tutkimuksesta, jotka ovat todennäköisesti vastuussa liian suuresta ei-rekrytoitavien keuhkojen prosenttiosuudesta, toisin kuin Borges et al. hahmottelema erittäin onnistunut rekrytointistrategia. Ensin Borges tutki potilaita ARDS-kurssin varhaisessa vaiheessa (mediaani, 2 päivää), kun taas Gattinoni tutki myöhäistä ARDS:ää. Toiseksi Borges käytti jopa 60 cm H2O:n huippupaineita, kun taas Gattinoni käytti jopa 45 cm H2O:n painetta. Lopuksi Gattinoni ei harjoitellut PEEP-titrausta, mutta alensi PEEP:n 5 cm H2O:iin värväysliikkeiden jälkeen. Siten Gattinonin tutkimus korostaa korkeiden huippupaineiden tärkeyttä keuhkojen rekrytoinnissa, rekrytointia ARDS:n varhaisessa vaiheessa ja alenevaa PEEP-titrausta keuhkojen rekrytoinnin ylläpitämiseksi.

C. Rekrytoinnin ylläpitämisen strategiat Positiivisen uloshengityspaineen käytön tiedetään estävän toistuvia rekrytointi-rekrytointirasituksia keuhkokudoksessa. Akuutin keuhkovaurion eläinmallissa Farias osoitti histologisia ja biokemiallisia todisteita atelektotrauman välttämisestä, kun PEEP:tä käytetään keuhkojen rekrytoinnin jälkeen7. Kaksi tärkeintä strategiaa rekrytoinnin estämiseksi rekrytointitoimenpiteen jälkeen ovat avoin keuhkolähestymistapa ja dekrementaalinen PEEP-titraus.

1. Avoin keuhkon lähestymistapa Keuhkojen avoimessa lähestymistavassa PEEP asetetaan juuri potilaan paine-tilavuuskäyrän alemman käännepisteen (tunnetaan myös nimellä Pflex) yläpuolelle. Tämä estää teoriassa PEEP:tä laskemasta alivenytysalueen alapuolelle.

   1. Yllä mainitun tutkimuksen toisessa osassa Richard et al4 tutkivat myös PEEP:n lisäämisen vaikutusta suhteessa mitattuun LIP:iin (LIP + 4 cm H2O, ei SI:tä) verrattuna PEEP:iin, joka oli asetettu alemmassa käännepisteessä SI:n jälkeen. Kymmenellä aikuisella, joita ventiloitiin matalan hengityksen tilavuusventilaatiolla, mitatut keuhkojen tilavuudet olivat 175 ± 108 PEEPLIPillä verrattuna 332 ± 91 ml PEEPLIP+4:ään. Tämä nousu oli vieläkin merkittävämpi potilailla, joita ventiloitiin suurilla hengittävillä tilavuuksilla (10 ml/kg), mikä osoittaa tasangepaineiden (PEEP:n lisäksi) roolin keuhkorakkuloiden muodostumisessa (katso kuva 3).
   2. Amato et al16 tutkivat "suojaavan ventilaatiostrategian" vaikutuksia 53 ARDS-potilaalla. Suojaava tuuletusryhmä sai rekrytointiliikkeitä jatkuvalla täyttöllä (35-40 cm H2O 40 sekuntia), mitä seurasi PEEP asetettu LIP + 2 cm H2O. Kontrolliryhmä sai PEEP-arvon, joka oli titrattu saturaatioihin, ei rekrytointitoimenpiteitä. Suojaventilaatioryhmässä 28 päivän kokonaiskuolleisuus väheni dramaattisesti (38 % vs 71 %, p < 0,001). Kontrolliryhmä sai kuitenkin myös suuren hengityksen tilavuuden (12 ml/kg), joka myöhemmin osoittautui merkittäväksi ARDS-kuolleisuuden määrääväksi tekijäksi.8 Siksi on vaikea päätellä RM:n ja avoimen keuhkon lähestymistavan vaikutusta tämän tutkimuksen parantuneeseen kuolleisuuteen.

2. Dekrementaalinen PEEP-titraus Dekrementaalisessa PEEP-titrauksessa rekrytointitoimenpiteen jälkeen PEEP asetetaan korkealle tasolle, usein välillä 20-26 cm H2O. PEEP laskee asteittain ja keuhkojen inflaation merkkiaineet (esim. kaasunvaihtoa tai mitattua keuhkojen tilavuutta) seurataan. Kun atelektaasin merkkejä ilmenee, PEEP pidetään tällä tasolla tai hieman sen yläpuolella, jota usein kutsutaan "optimaaliseksi PEEPiksi".

   1. Borges, Amato et al6 kuvaavat PEEP-titrauksen maksimaalisen rekrytointiprotokollan mukaisesti ja vertaavat sitä avoimeen keuhkoihin (PEEP asetettu Pflex + 2 cm H2O). Maksimaalisen rekrytointistrategian (kuvattu yllä) mukaisesti PEEP asetettiin arvoon 25 cm H2O ja sitä pienennettiin 2 cm H2O:lla joka 4. minuutti, kunnes PaO2 + PaCO2 < 380 mm Hg, sitten nostettiin 2 cm H2O (optimaalinen PEEP, keskiarvo 20±5 cm H2O). Tätä strategiaa käytettäessä PaO2 pysyi yli 400 mm Hg:ssa 30 minuutin seurannassa kaikilla 24 potilaalla (katso kuva 4, ylhäällä) ja yli 450:ssä 16 potilaalla, joita seurattiin 6 tunnin ajan. Tämä korreloi romahtaneen kudoksen prosenttiosuuden kanssa mitattuna TT-skannauksella <5 % PEEP-titrauksen lopussa ja 30 minuutin seurannassa (katso kuva 4, alaosa).
   2. Toth et al17 kuvasivat dekrementaalista PEEP-titrausta SI-rekrytointiliikkeen jälkeen. SI:n jälkeen 40 cm H2O:ssa 40 sekunnin ajan, PEEP asetettiin arvoon 26 cm H2O, minkä jälkeen se laski 2 cm H2O:lla 4 minuutin välein, kunnes PaO2 laski > 10 % huippuarvostaan. Tämän yläpuolella oleva PEEP 2 cm H2O määriteltiin optimaaliseksi PEEP:ksi. Optimaalisen PEEP:n todettiin itse asiassa olevan alhaisempi kuin potilaiden lähtötason PEEP (ennen protokollan aloittamista, 17±3 vs 15±4 cm H2O). Rekrytointitoimenpiteen jälkeinen PaO2 (203 ± 108 lähtötilanteessa PEEP vs. 328 ± 132 cm H2O) säilyi 30 minuutin seurantajaksolla (266 ± 121 cm H2O, p < 0,05 verrattuna lähtötasoon).

D. Keuhkojen tilavuuden arvioiminen Tällä hetkellä kyky määrittää, onko potilas ihanteellisessa toiminnallisessa jäännöskapasiteetissaan, sen alapuolella vai yläpuolella, päätetään korvikemittauksista, mukaan lukien keuhkojen ulkonäöstä keuhkojen röntgenkuvassa, elintoimintojen trendeistä (erityisesti hapettumisesta) ja paineesta. tilavuuskäyrät (P-V) nykyaikaisten hengityskoneiden tuottamat. Tässä tutkimuksessa käytämme vakiintunutta menetelmää keuhkojen tilavuuden (MBNW) määrittämiseksi keuhkojen tilavuuden tutkimiseen.

1. Paine-tilavuuskäyrät Paine-tilavuuskäyrä edustaa jatkuvaa suhdetta paineen muutosten ja keuhkojen tilavuuden muutosten välillä. Viivan kaltevuus edustaa keuhkojen mukautumista. Huomaa kuvassa 5 kolme viivaa, jotka muodostavat sisäänhengitysraajan (alempi käyrä). Vasemmanpuoleisin viiva edustaa epämukavaa, atelektaattista keuhkoa. Kohta, jossa kaltevuus muuttuu, tunnetaan alempana infektiopisteenä, joka tunnetaan myös nimellä Pflex. Avoimen keuhkon lähestymistavassa (käsitellään myöhemmin) PEEP on asetettu paineeseen, joka on juuri alemman käännepisteen yläpuolella. Fysiologisesti oletetaan, että tämä on piste, jossa keuhkojen kaikki atelektaattiset segmentit rekrytoidaan, ja että hengityslaitteen paineen estäminen putoamasta tämän tason alapuolelle missään vaiheessa (asettamalla PEEP tämän tason yläpuolelle) minimoi atelektaasin. Piste, joka erottaa viivan toisen kaltevuuden muutoksen (josta tulee jälleen tasainen), tunnetaan ylempänä käännepisteenä (UIP). Tämän pisteen yläpuolella olevat paineet edustavat ylilaajentuneita, ei-myöntyviä keuhkorakkuloita, ja näin ollen tämä piste edustaa painetta, jossa keuhkojen mukautuminen laskee dramaattisesti. Tässä protokollassa PV-käyrä mitataan jokaiselle potilaalle ja UIP:tä käytetään kattopaineena missä tahansa protokollan kohdassa. Tällä tavalla rekrytoimme yhteensopivia keuhkojen alueita ilman liiallisen venymisen riskiä.

2. Typen moninkertaisen hengityksen poistotekniikka (MBNW)

   MBNW:tä on käytetty useissa kliinisissä tutkimuksissa, ja sitä pidetään kultaisena standardina keuhkojen tilavuuden mittauksessa18-21. Tällä hetkellä tarkin tapa mitata keuhkojen tilavuus on laimentamalla tunnettu määrä huonosti liukenevaa kaasua uudelleenhengittämällä suljetussa järjestelmässä. Konsentraation muutokset peräkkäisillä hengityksellä mahdollistavat kaasun jakautumistilavuuden laskemisen. Yksi kaasu, jota on käytetty tähän tarkoitukseen, on typpi22, joka houkuttelee sen läsnäolonsa kaikkialla ympäristössä. Typpikaasupitoisuuksien mittaaminen on kuitenkin mahdollista vain kaasukromatografialla tai massaspektrometrialla, joista kumpikaan ei ole kliinisesti käytännöllistä. Äskettäin on validoitu tekniikka, jolla typen osapaine lasketaan happikaasun, hiilidioksidikaasun ja typpikaasun osapaineiden jäännösmääränä, jotka yhdessä muodostavat ainoat kolme tärkeää kaasua ventilaattoripiirissä. Kaksi edellistä kaasua mitataan helposti hengityskonepiirissä reaaliajassa, mutta vaihtelevat tietysti suuresti potilaan metabolisen tilan mukaan. Stenqvist on kehittänyt NMBW-tekniikan FRC:n laskemiseksi käyttämällä uloshengitetyn O2:n ja CO2:n muutoksia, manipuloimalla sisäänhengitetyn hapen pitoisuutta sisäänhengitetyn typen osuuden muuttamiseksi23. FRC lasketaan seuraavasti:

   FiN2 = 1-FiO2 (asettaa hengityslaitteen) FeO2 = 1-FeO2 (mitattu)-FeCO2 (mitattu)

   Hengitettyjen ja uloshengitettyjen keuhkorakkuloiden hengityksen tilavuudet lasketaan käyttämällä epäsuoralla kalorimetrialla laskettua O2:n kulutusta (VO2) ja CO2:n tuotantoa (VCO2)24:

   Yhdellä hengityksellä yhdistetyn sisään- ja uloshengityksen typpikaasun tilavuudet lasketaan lopun vuoroveden typpipitoisuudesta (EtN2, päätelty mitatusta uloshengitystä CO2- ja happipitoisuudesta), sisäänhengitetystä typpifraktiosta (FiN2) sekä sisään- ja uloshengitysalveolien hengityksen tilavuudesta seuraavasti:

   Ennen kuin FiN2:ssa tehdään 10 %:n muutos manipuloimalla FiO2:ta, VO2:lle, VCO2:lle ja ETN2:lle tehdään perusarvot. VO2:n ja VCO2:n oletetaan olevan vakio koko mittauksen ajan. Sitten FiN2:ta manipuloidaan ja FRC estimoidaan seuraavasti:

   FRC:n mittaus tällä menetelmällä tunnetun hapenkulutuksen ja keuhkojen tilavuuksien keuhkomallissa23 paljasti erinomaisen tarkkuuden (keskimääräinen FRC 103 5 %) jopa käytettäessä FiO2:n inkrementaalisia muutoksia 0,9:stä 1,0:aan. Aikuisten hengitysvajauspotilaiden tarkkuus osoitti erinomaista mittaustarkkuutta.

3. Sähköimpedanssitomografia (EIT) Sähköimpedanssitomografia hyödyntää muutoksia ilmalla täytetyissä vs. kudoksilla täytetyissä tiloissa keuhkojen tilavuuden alueellisen jakautumisen karakterisoimiseksi ja kvantifioimiseksi sängyn vieressä. Kuluneen vuosikymmenen aikana on tehty merkittävää työtä teknologian validoimiseksi eläimillä25 ja ihmisillä26, 27. Tekniikka hyödyntää 16 elektrodin sarjaa, jotka on asetettu potilaan rinnalle (kuva 6). Kun pieniä virtoja johdetaan elektrodien välillä, impedanssi mitataan sarjan välillä ja niiden välillä. Näiden impedanssiarvojen monimutkaisen kyselyn ja manipuloinnin avulla muodostuu kaksiulotteinen kuva (kuva 7), ja sen on osoitettu korreloivan potilaiden kliinisten ja radiografisten muutosten kanssa27. Kymmenellä mekaanisesti ventiloidulla aikuisella, joilla oli ARDS, uloshengityksen lopun keuhkojen tilavuus, määritettynä typen huuhtoutumisella, korreloi hyvin uloshengityksen loppukeuhkojen impedanssin kanssa r2:lla 0,95,26 Kyky arvioida keuhkojen tilavuutta ei-invasiivisesti ja reaaliajassa voi merkittävästi parantaa tuloksia potilailla, joilla on keuhkovaurio. Erityisesti kyky määrittää potilaan ihanteellinen toiminnallinen jäännöskapasiteetti ja ventiloida potilaan tätä tavoitetta kohti voi parantaa hapen toimitusta maksimoimalla keuhkojen myöntyvyys ja minimoimalla keuhkojen verisuonivastusta. Tässä tutkimuksessa pyritään käyttämään PEEP:n vaihtelevia tasoja muuttamaan uloshengityksen lopputilavuutta käyttämällä EIT:tä ja muita korvaavia toimenpiteitä tehokkuuden vahvistamiseksi mittaamalla happipitoisuutta ja shunttifraktiota kliinisinä päätepisteinä. Jos tämä tutkimus osoittaa, että keuhkoja voidaan tehokkaasti rekrytoida ja shunttifraktioita voidaan minimoida käyttämällä aggressiivista PEEP-strategiaa, tämän kliinisen hyödyn lisätutkimukset ovat perusteltuja.
4. Uloshengityshengityskondensaatti (keuhkojen terveyden mittana) On olemassa kasvava määrä näyttöä hengitysteiden limakalvon (ALF) pH:n muutoksista akuuteissa ja kroonisissa hengitystiesairauksissa, joille on tyypillistä ainakin osittain tulehdus. On osoitettu, että ALF:n pH on alhainen (hapan) useissa keuhkotulehdussairauksissa, mukaan lukien astma28, kystinen fibroosi29, keuhkokuume ja ARDS30-32, ja että tämä pH voidaan havaita jatkuvasti, turvallisesti ja ei-invasiivisesti uloshengitetystä hengityksen kondensaatista. (EBC)33. EBC:n pH voi olla turvallinen, ei-invasiivinen seulontatyökalu ARDS:n etenemiselle ja keuhkojen lisääntymiselle. Sen on anekdoottisesti osoitettu ennustavan hengitysvajausta ja uhkaavaa hengitystieinfektiota (julkaisemattomat tiedot). Kuten kuvasta 4 (vasemmalla) nähdään, EBC-pH on merkkiaine, jolla on nopea vaihtuvuus, ja siksi se voi olla arvokas keuhkojen patologian reaaliaikaisessa seurannassa.

Jatkuva uloshengitetyn hengityksen kondensaatin pH-keräys- ja määritysjärjestelmä (ALFA-monitori, Respiratory Research, Inc., Austin, Texas) koostuu kondensaattorista, joka on kiinnitetty ventilaattorin uloshengityshaaraan. Uloshengityskondensaatti kerätään jatkuvasti uloshengitysaukosta, kondensoidaan jäähdytyskammioon, poistetaan CO2 ja kerätään alakammioon, jossa pH-arvoa luetaan jatkuvasti. Tämä tuottaa jatkuvan, reagoivan mittauksen ventiloiduilta potilailta, jotka (1) ottaa näytteitä hengityslaitteen ulkopuolella olevasta poistoaukosta ja (2) ei lisää mitattavissa olevaa vastusta ventilaattoripiiriin. EBC:n mittaus potilailla, joilla on keuhkovaurio, voi toimia varhaisena rekrytoitumisen merkkinä.

II. Tutkimuksen tavoitteet Erityistavoite 1: Havainnollistaa maksimaalisen rekrytointistrategian tehokkuus keuhkojen tilavuuden lisäämiseksi ja hapetuksen parantamiseksi akuutista keuhkovauriosta kärsivillä lapsilla käyttämällä useiden hengitysteiden typen pesua (MBNW) ja sähköistä impedanssitomografiaa (EIT) keuhkojen tilavuuden mittarina. . (Hypoteesi: Keuhkojen tilavuudet ja hapetus lisääntyvät maksimaalisen rekrytointiprotokollan jälkeen verrattuna "perusventilaatioon" tai "avoin keuhkohoitoon".) Erityinen tavoite 2: Vertaa keuhkojen tilavuuksia MBNW:llä ja EIT:llä mitattuna vaihtelevilla uloshengityksen lopun keuhkojen tilavuuksilla. (Hypoteesi: MBNW:llä mitatut keuhkojen tilavuudet korreloivat EIT:n mittaamien tilavuuksien kanssa.)