Tutkimus erilaisten vuorovesitilavuuksien vaikutuksesta uloshengityshengityskondensaattiin (EBC) mekaanisesti hengitetyillä potilailla (TDEBC)

JOHDANTO:

Hengitystietulehduksella on keskeinen rooli monissa hengitystiesairauksissa. Ei-invasiiviset menetelmät näiden tulehdusprosessien tutkimiseksi ja hengitystiesairauksien seuraamiseksi ovat erittäin kysyttyjä. Kiinnostusta herättää hengitysanalyysi, kuten uloshengityshengityskondensaatin (EBC) analyysi, joka on tekniikka, jolla otetaan näytteitä keuhkojen epiteelikalvon nesteestä (ELF), joka on vielä helpompi tapa arvioida hengitysteiden tulehdusta (1,2). EBC:n vetovoima perustuu sen kykyyn kerätä ei-invasiivisesti monenlaisia ​​haihtumattomia molekyylejä hengitysteistä, se, että se voidaan toistaa usein lyhyin väliajoin ilman haittavaikutuksia ja että keräyslaitteita voidaan käyttää monenlaisissa asetukset mukaan lukien tehohoitoyksiköt (3,4,5,6).

EBC-analyysiä ei voitu rajoittaa potilaan seurantaan ja keuhkosairauden mekanismien ymmärtämiseen. Siitä voisi myös tulla hyödyllinen työkalu terveiden henkilöiden mahdollisen varhaisen keuhkokudosvaurion seurantaan ja seulomiseen (6,7). Erityisesti tarvitaan lisää tietoa koehenkilön sisäisestä ja päivittäisestä vaihtelusta, jotka molemmat ovat välttämättömiä päätettäessä siitä, voiko biomarkkeri toimia tutkimusvälineenä vai onko sillä edes potentiaalia sairauden seurantaan kliinisessä käytännössä (7). .

Jo jonkin aikaa on tiedetty, että koneellinen ventilaatio voi aiheuttaa keuhkovaurioita ja tulehdusta (8,9,10). Viimeaikaiset kokeelliset ja kliiniset tiedot viittaavat siihen, että terveissä keuhkoissa mekaaninen ventilaatio hengityksen tilavuudella välillä 7-12 ml/kg ilman positiivista uloshengityksen loppupainetta voi johtaa endoteelin, solunulkoisen matriisin ja ääreishengitysteiden vaurioihin ilman merkittävää tulehdusreaktiota. vuorovesimäärät pahenevat entisestään (15,34). Useat mekanismit voivat selittää mekaanisen ventilaation aiheuttamia vaurioita keuhkojen rakenteelle: alueellinen ylipaineistuminen, "pieni keuhkojen tilavuus", joka liittyy hengitysteiden vuoroveden sulkeutumiseen ja pinta-aktiivisen aineen inaktivoituminen (15).

Suuren hengityksen tilavuuden ventilaation on osoitettu lisäävän kuolleisuutta, kun taas alhaisen hengityksen tilavuuden ventilaatiota pidetään keuhkoja suojaavana strategiana ALI:ssa, ARDS:ssa (11, 12, 13, 35).

Sitä vastoin muissa satunnaistetuissa tutkimuksissa (31, 32), joissa oli heterogeeninen ryhmä suuria rintakehän ja vatsan alueen kirurgisia toimenpiteitä, suojaavaan mekaaniseen ventilaatioon ei liittynyt keuhkonsisäisen ja systeemisen tulehduksen vähenemistä. Lisäksi ei ollut näyttöä siitä, että suojaava ventilaatio esti keuhkoihin haitallisia vaikutuksia tai alensi systeemisiä sytokiinitasoja sydänkirurgiassa (33).

Näiden havaintojen mukaisesti ja ottaen huomioon, että keuhkojen lisääntyneen mekaanisen rasituksen käytännön parametri on vielä osoittamatta, tutkimuksissa voidaan käsitellä kysymystä, liittyykö EBC-biomarkkereiden analyysi hengityslaitteen aiheuttamaan keuhkovaurioon, joka johtuu alhaisista tai suurista hengittävistä tilavuuksista.

MATERIAALIT JA MENETELMÄT:

Tämä tutkimus on prospektiivinen, satunnaistettu, kontrolloitu tutkimus, joka suoritetaan Larissan yliopistollisen sairaalan teho-osastolla Thessaliassa. Valtuutus on annettu sairaalamme tieteelliseltä neuvostolta ja eettiseltä komitealta.

Potilaat:

Tehohoitopotilaat, jotka tarvitsevat mekaanista ventilaatiota aivohalvauksen, subarachnoidaalisen ja/tai aivoverenvuodon vuoksi ja joiden hengitysjärjestelmä on terve (arvioitu LISS - Murray Lung Injury Severity Score -kriteereillä) (14).

Interventiot:

EBC-keräys suoritetaan mekaanisesti ventiloiduille potilaille endotrakeaaliputken kautta ATS/ERS-työryhmän 2005 (7) mukaisesti. Potilaiden on oltava hemodynaamisesti ja hengityksen vakaa.

Kaikki potilaat ovat sedaatiossa ja saavat ventilaation äänenvoimakkuuden säädöllä. Hengitystaajuutta mukautetaan asetettuun hengityksen tilavuuteen pH-arvojen pitämiseksi normaaleissa rajoissa (7,35-7,45). SaO2 säilyy 95 prosentin tai sitä korkeampana.

EBC kerätään viemällä sisään erityinen putki (FILT, keuhkojen ja rintakehän diagnostiikka Oy. Berlin, Saksa) hengitysilman kondenssivedenkeräyslaitteeseen (Ecoscreen, Jaeger, Saksa) hengityslaitteen letkun uloshengityshaaraan. EBC:n noutoaika on 30 min. Keräyksen aikana ei käytetä kostutusta.

EBC:n happamuus (pH) ennen ja jälkeen ilmanpoiston inertillä argonkaasulla, 350 ml/minuutti 10 minuutin ajan (kaasustandardointi) (17) mitataan helposti pH-mittarilla Jenway Model 3510.

Kaikki näytteet säilytetään -80 ο C:ssa myöhempiä välittäjämittauksia varten. Hengityksen muuttujat (taajuus, PEEP, FIO2, Vt), keuhkojen mekaniikka, valtimopaine, syke, valtimoveren saturaatio, ICP ja kaasuverinäytteiden tutkimus rekisteröidään ennen EBC-keräystä ja sen aikana. Havaintojakson aikana rekisteröidään myös keuhkovaurioindeksit (PiO2/FiO2, LISS), systeemisen tulehduksen indeksit (lämpötila, leukosyyttien ja neutrofiilien määrä verinäytteissä). Taudin vakavuusindeksit (SOFA, SAPS, APACHE II) rekisteröidään alkuarvioinnin yhteydessä.

EBC-analyysi:

Kerätystä EBC:stä analysoidaan pH, 8-isoprostaani, H2O2, nitriitit/nitraatit ja sytokiinit. Biomarkkerien mittaus suoritetaan käyttämällä standardoituja menetelmiä, kuten aiemmin on kuvattu.

pH-mittaukset: pH mitataan edellä kuvatulla tavalla (16,17). H2O2-mittaukset: H2O2-pitoisuus määritetään entsymaattisella määrityksellä käyttäen piparjuuriperoksidaasia (Sigma Chemicals, St. Louis, MO), kuten aiemmin on kuvattu (17,18,19,20).

8-isoprosaanimittaukset: 8-isoprosaani määritetään kilpailevalla entsyymi-immunomäärityssarjalla (Cayman Chemical, Ann Arbor, MI), kuten aiemmin on kuvattu (17, 18, 21, 29). Määrityksen havaitsemisraja on 4 pg/ml.

Typen oksidien, nitriitti/nitraatti (NO2/NO3) ja niihin liittyvien tuotteiden mittaukset: suoritetaan edellä kuvatulla tavalla (17,22). Lyhyesti sanottuna määritetään käyttämällä spektrofotometrisiä määrityksiä (Griessin reaktio) (23, 24, 25, 26, 27, 28).

Sytokiinien mittaus: kvantifioidaan EIA/ELISA-pakkauksilla, kuten aiemmin on kuvattu (24,25,29,30).

Pöytäkirjan tiedot:

Alkuarvioinnin jälkeen potilaat satunnaistetaan saamaan koneellista ventilaatiota 6 tai 12 ml/kg ihannepainosta laskettuna seuraavan yhtälön avulla:

Miehille [(korkeus (cm)-154) x 0,9] +50 ja naisille [(korkeus (cm)-154) x 0,9] +45,5. Tarkkailujakso on vähintään 10 päivää (jos mahdollista) ja EBC-keräys suoritetaan ensimmäisten 24 tunnin sisällä saapumisesta (päivä 0) ja päivien 1, 2, 4, 6, 8, 10 aikana.

EBC-keräys päivänä 0 suoritetaan molemmilla ventilaatiomuodoilla. Tarkoituksena on tutkia kerätyn EBC:n määrää ja koostumusta samalta potilaalta, jota ventiloidaan eri hengityksen tilavuuksilla. Seuraavia mittauksia varten kunkin ryhmän EBC-keräys suoritetaan ennalta määrätyissä ilmanvaihdon olosuhteissa.

Komplikaatiot, kuten VAP, ARDS tai sepsis tarkkailujakson aikana, kirjataan.

Tilastollinen analyysi:

Analyysi suoritetaan käyttämällä SPSS for Windows -versiota 16.0. Jakauman normaalillisuus tarkistetaan Kolmogorov-Smirnov-testillä. Normaalisti jakautuneet tiedot esitetään keskiarvona ± keskihajonna (SD), kun taas vääristyneet tiedot mediaanina (kvartiiliväli). Kahden ryhmän vertailut arvioidaan parittomilla t-testeillä normaalijakauman osalta ja Mann-Whitneyn testeillä vinoille tiedoille. Vertailut useamman kuin kahden ryhmän välillä tehdään varianssianalyysillä (ANOVA) sopivilla post hoc -testeillä