Mekaanisen ilmanvaihdon vieroitusalgoritmi (WAVE)

Tehohoito-osastolle otetut potilaat saavat tyypillisesti invasiivista mekaanista hengitystukea ollessaan kriittisesti sairaita. Vaikka mekaaninen ventilaatio on hengenpelastustoimenpide, se voi myös johtaa haitallisiin seurauksiin ja aiheuttaa keuhkovaurioita (tunnetaan ventilaattoriin liittyvänä keuhkovauriona), jos sitä ei toteuteta huolellisesti. Näin ollen mekaanisen ventilaation keston lyhentämisen pitäisi vähentää komplikaatioita, kuten ventilaattoriin liittyvää keuhkovauriota, hengityskoneella saatua keuhkokuumetta, hengitys- ja luustolihasten kuihtumista ja potilaiden epämukavuutta, mikä johtaa kuolleisuuden ja taloudellisten kustannusten vähenemiseen jne. Tärkeää on, että pitkittynyt vieroitus jatkaa näitä komplikaatioita. jotka lisäävät edelleen mekaanisen ilmanvaihdon kestoa luoden siten viskoosin syklin, joka johtaa suurempaan sairastumiseen ja kuolleisuuteen.

Tehohoitoyksikön (ICU) henkilöstön saatavuus ja koulutus ovat tärkeitä näkökohtia, kun mekaanisen ventilaation kestoa voidaan minimoida vieroitusprotokollan avulla. Yleisenä käytäntönä on, että hoitava lääkäri päättää potilaan hoidosta ja ventilaatiohoidosta suositusten mukaisesti. Tämä tapahtuu yleensä osana lääketieteellisiä kierroksia. Lisäksi sairaanhoitajat hoitavat usein potilaiden vieroituksen koneellisesta ventilaatiosta joko hoitavan lääkärin ohjeita tai paikallisia ohjekäytäntöjä noudattaen. Tällaisen protokollaohjatun, sairaanhoitajalähtöisen vieroituksen on osoitettu lyhentävän koneellisen ventilaation kestoa. On kuitenkin osoitettu, että hoitotyön määrä ja laatu ovat tärkeitä tekijöitä, jos kestoa halutaan lyhentää.

Useita päätöksenteon tukijärjestelmiä on kehitetty auttamaan valitsemaan optimaaliset mekaaniset hengityslaitteet. Ne, jotka ovat löytäneet tiensä rutiininomaiseen kliiniseen käytäntöön, ovat tyypillisesti perustuneet kliinisiin ohjeisiin tai sääntöihin pikemminkin kuin yksittäisen potilaan yksityiskohtaiseen fysiologiseen kuvaukseen. Äskettäisessä Cochranen katsauksessa näillä järjestelmillä tehdyistä vieroituskokeista pääteltiin, että näiden järjestelmien käyttö saattaa lyhentää vieroituksen kestoa, mutta huomautti, että monet näistä kokeista perustuvat potilaisiin, jotka ovat "yksinkertaisia ​​vieroittaa". Tällaiset potilaat ovat yleensä vähemmän monimutkaisia, heillä ei ole keuhkopatologiaa, ja heitä ventiloidaan alle 48 tuntia. On kuitenkin tarpeen kehittää ja validoida protokollapohjaisia ​​järjestelmiä, jotka käyttävät yksityiskohtaisempaa fysiologista kuvausta yksittäisistä potilaista auttamaan monimutkaisten potilaiden hoidossa, joita ventiloidaan pidempään.

Beacon Caresystem on mallipohjainen päätöksenteon tukijärjestelmä, joka käyttää matemaattisia malleja, jotka on viritetty yksittäisen potilaan fysiologiaan, jotta ne antavat neuvoja sopivista hengityslaitteen asetuksista. Yksilölliset lähestymistavat, joissa käytetään yksilöllistä potilaskuvausta, voivat olla erityisen edullisia monimutkaisilla potilailla, mukaan lukien ne, joita on vaikea ventiloida ja vieroittaa; juuri ne, joissa aikaisempia järjestelmiä ei ole arvioitu riittävästi. Beacon Caresystem on kaupallinen versio järjestelmästä, joka tunnettiin aiemmin nimellä INVENT. Se on arvioitu takautuvasti leikkauksen jälkeisillä sydänpotilailla ja potilailla, joilla on vaikea keuhkosairaus, ja prospektiivisesti arvioitu antamaan neuvoja oikean sisäänhengityshapen tasosta. Lisäksi tutkimukset ovat lähes valmistumassa, ja ne osoittavat, että järjestelmä tarjoaa turvallisia ja asianmukaisia ​​neuvoja sisäänhengitetystä hapesta, hengitystiheydestä, hengityksen tilavuudesta, paineen tuesta/kontrollista ja positiivisesta uloshengityspaineesta (PEEP) useilla potilailla aina potilaista, joilla on vaikea hengitysvajaus. potilaille, jotka ovat lähellä ekstubaatiota (julkaisemattomat tiedot). Aiemmat ja meneillään olevat Beacon Caresystemin tutkimukset ovat kuitenkin keskittyneet neuvojen turvallisuuteen ja tehokkuuteen rajoitetun ajan, eivätkä ne ole keskittyneet mekaanisesta ventilaatiosta vieroittamiseen.

Beacon Caresystemin ydin on joukko fysiologisia malleja, mukaan lukien keuhkojen kaasunvaihto, happo-emäskemia, keuhkojen mekaniikka ja hengitystoiminta. Beacon Caresystem virittää nämä mallit yksittäisen potilaan mukaan siten, että ne kuvaavat tarkasti nykyiset mittaukset. Kun mallit on viritetty, järjestelmä käyttää niitä simuloimaan hengityslaitteen asetusten muuttamisen vaikutuksia. Näiden simulaatioiden tuloksia käytetään sitten laskettaessa kliinistä hyötyä ventilaattorin asetusten muuttamisesta tasapainottamalla mekaanisen ventilaation kilpailevat tavoitteet. Esimerkiksi lisääntynyt sisäänhengitystilavuus vähentää veren asidoosia ja lisää haitallisesti keuhkojen painetta. Asianmukaiset hengityslaitteen asetukset edellyttävät siksi tasapainoa ensisijaisen pH-arvon ja painotetun keuhkojen paineen välillä. Näitä vaakoja on useita, ja järjestelmä punnitsee ne ja laskee potilaan kokonaispistemäärän mahdollisesta ventilaatiostrategiasta. Järjestelmä laskee sitten neuvoja hengityslaitteen asetusten muutoksista parantaakseen tätä arvoa. Beacon Caresystem toimii "open loop" -järjestelmänä. Tämä tarkoittaa, että järjestelmän antamat neuvot esitetään kliinikolle. Kliinikko muuttaa sitten ventilaattorin asetuksia, ja järjestelmä käyttää automaattisesti potilaan fysiologista vastetta näihin muutoksiin mallien uudelleenvirittämiseen ja uusien neuvojen luomisen toistamiseen.

Asianmukaisia ​​neuvoja laskettaessa oikean positiivisen uloshengityspaineen (PEEP) tason valitseminen on erityisen haastavaa. Haasteen luonne on kuitenkin hyvin erilainen riippuen keuhkojen poikkeavuuden esiintymisestä tai tyypistä ja sydämen toiminnasta. Potilaat, joilla on vakavia keuhkojen poikkeavuuksia, kuten akuutti hengitysvaikeusoireyhtymä (ARDS), jotka usein johtavat pieniin, jäykkisiin keuhkoihin, ovat usein kontrolliventilaatiotilassa ja heillä on vähän tai ei ollenkaan spontaania hengitystä. Näille potilaille PEEP-arvoa lisätään usein, jotta yritettäisiin värvätä keuhkojen yksiköitä, jotka ovat romahtaneet. Tämä voi olla vaikeaa, koska PEEP:n lisääminen voi johtaa kohonneeseen keuhkopaineeseen ja siten lisääntyneeseen keuhkovaurion, epätäydellisen uloshengityksen ja ilman jäätymisen riskiin sekä hemodynaamisen vaarantumiseen, etenkin sydämen vajaatoimintaa sairastavilla.

Tukiventilaatiossa olevilla potilailla on jonkinasteinen spontaani hengitys, joten PEEP:n oikea valinta sisältää erilaiset kriteerit. On tärkeää, että nämä potilaat vieroittuvat mahdollisimman nopeasti, ja PEEP:tä vähennetään osana tätä prosessia. Jos PEEP-asetus on liian alhainen, on olemassa riski, että ilmavirtausvastus lisääntyy hengitystyön lisääntyessä ja siitä seuraa hengityslihasten väsymisriski. Jos potilaalla on luontainen PEEP dynaamisen hyperinflaation vuoksi, PEEP:n alentaminen alle sisäisen PEEP-tason aiheuttaisi myös hengityslihasten sisäänhengityskynnyskuormituksen lisääntymistä ja mahdollista lihasten väsymistä. Jos PEEP on liian korkea, hengityslihaskuituja voidaan lyhentää, mikä vähentää niiden painetta tuottavaa kykyä ja kestävyyttä, mikä lisää hengityslihasten väsymisen riskiä. Painetuen vaihtaminen voi auttaa vastustamaan ylimääräistä työtaakkaa, kuten lisääntyneen vastuksen tai autoPEEP:n tapauksessa, kun taas oikea PEEP voi vastustaa lisäkuormitusta.

Beacon Caresystemin fysiologisissa malleissa on otettu huomioon edellä mainitut tekijät, ja potilaskohtaisia ​​neuvoja annetaan myös PEEP:stä. Sen lisäksi, että järjestelmä antaa neuvoja yksittäisten hengityslaitteen asetusten muuttamiseen, järjestelmä neuvoo myös, milloin valtimoverikaasun mittaus on tarpeen, milloin on tärkeää vaihtaa hengityslaitteen tilaa ja milloin spontaani hengitystesti on läpäissyt, ja sellaisena ekstubaatiota tulisi harkita. .

Aiemmat ja meneillään olevat Beacon Caresystemin tutkimukset ovat kuitenkin keskittyneet neuvojen turvallisuuteen ja tehokkuuteen rajoitetun ajan, eivätkä ne ole keskittyneet mekaanisesta ventilaatiosta vieroittamiseen. Parhaillaan on meneillään tutkimus ranskalaisessa sairaalassa (Clinical Trials number: NCT02842944) ja Iso-Britannian sairaalassa (IRAS 226610) Beacon Caresystemin hyödyn arvioimiseksi yleislääketieteen tehohoitopotilailla. Koska koneellinen ventilaatiohoito voi kuitenkin vaihdella eri potilaspopulaatioiden mukaan, on tärkeää, että Beacon-järjestelmän käytön vaikutusten tutkimusta tutkitaan useissa erilaisissa kliinisissä tilanteissa. Toisin kuin muut tutkimukset, tässä tutkimuksessa tutkitaan Beacon Caresystemin vaikutuksia tehohoitopotilailla, joilla on primaarinen sydän- ja rintakehäsairaus. Nämä potilaat edustavat merkittävää alaryhmää kaikista tehohoitopotilaista maailmanlaajuisesti.

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on verrata Beacon Caresystemin ohjeiden mukaista mekaanista ventilaatiota sydän- ja rintakehäpotilaiden rutiininomaiseen hoitoon invasiivisen mekaanisen ventilaation alkamisesta tehohoitoyksikön kotiutukseen tai kuolemaan asti. Beacon Caresystem -järjestelmää verrataan rutiinihoitoon sen selvittämiseksi, johtaako järjestelmän käyttö samanlaiseen hoitoon tai lyhentääkö koneellisesta tuuletuksesta vieroittamiseen kuluvaa aikaa.