PEEP:n hemodynaamiset vaikutukset ARDS:ssä

Johdanto

Akuutti hengitysvaikeusoireyhtymä (ARDS) on kliininen oireyhtymä, joka määritellään akuutin hypoksemian ja bilateraalisten keuhkoinfiltraattien yhteydessä laukaisevan hyökkäyksen jälkeen; sille on ominaista keuhkokudoksen tulehdus, jonka jälkeen kehittyy ei-kardiogeeninen turvotus. Turvotuksen laajuus voi olla sellainen, että keuhkojen paino voi nousta jopa 2-3 kertaa alkuperäiseen painoonsa. Seurauksena on, että keuhkot pyrkivät romahtamaan itseensä, erityisesti riippuvaisilla alueilla, eli taka-/dorsaalisilla alueilla, kun potilas makaa selällään, mistä seuraa atelektaasin vyöhykkeiden kehittyminen.

Nämä alueet perfusoituina ovat pääasiallinen syy vaikean hypoksemian kehittymiseen, jota tässä tilassa yleisesti havaitaan. Jos hypoksemia on tarpeeksi vakava, se voi johtaa potilaan kuolemaan. On huomattava, että kriittisesti sairaiden potilaiden hoidon edistymisestä huolimatta ARDS:n aiheuttama kuolleisuus on tällä hetkellä noin 50 % ja vaihteluväli 30-70 %.

Positiivisen uloshengityspaineen (PEEP) käytöstä on raportoitu oireyhtymän ensimmäisestä kuvauksesta lähtien työkaluna hypoksemian hallintaan ja korjaamiseen. PEEP on siis ollut käytössä 40 vuoden ajan, ja se on olennainen osa oireyhtymän hoitoa. Vaikka PEEP:n tehokkuus suuren osan ARDS-potilaiden kriittisesti sairaiden potilaiden hapetuksen parantamisessa ei ole epäilystäkään, sen tehokkuutta kuolleisuuden kaltaisten tulosten suhteen ei ole toistaiseksi osoitettu. Kysymys on edelleen avoin ARDS:n optimaalisen PEEP-tason asettamisesta.

Usein ARDS liittyy hemodynaamisen epävakauden ja shokin kehittymiseen siinä määrin, että jopa 2/3 oireyhtymästä kärsivistä potilaista tarvitsee katekoliamiinien infuusion tai heillä on hypoperfuusion merkkejä; verenkierron vajaatoiminta näyttää olevan tekijä, joka liittyy voimakkaammin kuolleisuuteen näillä potilailla, ja yhteyden vahvuus on suurempi kuin hypoksemian asteeseen verrattuna. ARDS:ssä sokki on toissijainen kolmelle päätekijälle: 1) keuhkoverenpainetaudista johtuva akuutti cor pulmonale, joka on sekundaarinen trombien tai valtimoiden uudelleenmuodostumisen ja/tai hypoksisen keuhkojen vasokonstriktion aiheuttaman mikrovaskulaarisen tukkeuman seurauksena; 2) mekaanisen ventilaation haitalliset hemodynaamiset vaikutukset, erityisesti oikean sydämen toimintaan; ja 3) mahdollinen septisen sydänlihaksen laman kehittyminen.

Akuutti munuaisvaurio (AKI) on yleinen kriittisesti sairailla potilailla ja siihen liittyy huonoja tuloksia. Yhä useammat todisteet viittaavat haitallisten vuorovaikutusten olemassaoloon munuaisten ja keuhkojen toimintahäiriöiden välillä ilkeässä ristikkäiskeskustelussa. Useat tutkimukset näyttävät viittaavan siihen, että koneellinen ventilaatio ja ARDS voivat vaikuttaa haitallisesti munuaisten toimintaan kolmen päämekanismin kautta: 1) positiivinen paineventilaatio voi johtaa sydämen minuuttitilavuuden vähenemiseen ja keskuslaskimopaineen nousuun, mikä heikentää munuaisten verenkiertoa, vapaata veden puhdistuma ja glomerulusten suodatusnopeus; 2) muutokset valtimoveren hapessa (O2) tai hiilidioksidissa (CO2) voivat vaikuttaa munuaisten verisuonivastukseen, munuaisten perfuusioon tai diureesiin; ja lopuksi 3) uudet tiedot viittaavat siihen, että ventilaattorin aiheuttama keuhkovaurio ei vain vaikuta keuhkoihin, vaan se voi myös johtaa systeemiseen lisätulehdukseen tulehduksellisten sytokiinien systeemisen vapautumisen kautta.

Itse asiassa PEEP:n hemodynaaminen vaikutus riippuu siitä, kuinka suuri osa keuhkorakkuloihin kohdistetusta positiivisesta paineesta siirtyy välikarsinarakenteisiin (sydän ja suuret verisuonet), ja vaikutus munuaisten toimintaan riippuu siitä, kuinka paljon tämä häiritsee munuaisten hemodynaamista. Hengitysteiden paineen siirtyminen puolestaan ​​riippuu keuhkojen ja rintakehän mekaanisista ominaisuuksista, joiden tiedetään vaikuttavan vaihtelevasti ja arvaamattomasti ARDS:ssä.

Tämän tutkimusprojektin pääkysymys käsittelee PEEP:n hemodynaamisia vaikutuksia ARDS-potilailla, mitä tulee vaikutuksiin sydän- ja verenkiertoelimistöön.

Perustelut

Mekaanisen ventilaation hemodynaamiset vaikutukset Mekaanisen ventilaation hemodynaamiset vaikutukset ovat pääasiassa toissijaisia ​​keuhkopussin paineen (Ppl) ja transpulmonaarisen paineen (Ptp) syklisille värähtelyille. Keuhkopussin paineen vaihtelut häiritsevät pääasiassa veren virtausta oikeaan kammioon ja veren poistumista vasemmasta kammiosta. Toisaalta transpulmonaarisen paineen vaihtelut vaikuttavat pääasiassa veren sisäänvirtaukseen vasempaan kammioon ja veren poistoon oikeasta kammiosta. Kun systeemisen verenkierron suuria verisuonia ympäröi vakio ilmakehän paine, keuhkoverenkierron keskussuonia ympäröi keuhkopussin paine, joka puolestaan ​​voi vaihdella merkittävästi ilmanpaineeseen verrattuna koko hengityssyklin ajan. Positiivisella paineella toimivalla mekaanisella ventilaatiolla on vaikutus, joka on keuhkopussin paineen fysiologisen inspiratorisen negatiivisen vaikutuksen vastainen. Itse asiassa keuhkopussin paineen nousu positiivisen hengitysteiden paineen seurauksena vähentää vasemman kammion jälkikuormitusta, mutta samalla se vähentää oikean kammion esikuormitusta. Koska normaali painegradientti, joka kuljettaa verta periferialta oikeaan sydämeen, on välillä 4-8 mmHg, pienelläkin keuhkopussin paineen nousulla voi olla merkittävä vaikutus laskimoiden palautumiseen. Lisäksi PEEP:n läsnäololla on hemodynaaminen vaikutus koko hengityssyklin ajan. Nyrkkisääntönä on yleisesti arvioitu, että jopa noin 50 % hengitysteiden paineen vaihtelusta välittyy keuhkopussin paineen vaihteluna potilailla, joilla on normaalisti toimivat keuhkot. Tämä vaikutus kuitenkin todennäköisesti heikkenee, jos keuhkojen elastisuus on lisääntynyt (eli keuhkojen jäykkyys, kuten ARDS-potilailla), koska hengitysteiden paine siirtyy keuhkopussin tasolla. Tämä riippuu kuitenkin keuhkojen elastisuuden ja hengityselinten elastisuuden välisestä suhteesta, joka voi vaihdella suuresti ARDS:ssä. Lisäksi koska oikea kammio osoittaa yleensä korkeaa mukautumistasoa sydänlihaksen rajallisesta paksuudesta ja vähentyneestä supistusvoimasta huolimatta, siihen voivat vaikuttaa enemmän jälkikuormituksen lisäykset kuin esikuormituksen vaihtelut.

Toisaalta PEEP:n käytön seurauksena lisääntynyt keskimääräinen hengitysteiden paine johtaa keuhkojen koon kasvuun (uloshengityksen lopussa olevan keuhkon tilavuuden kasvu), pääasiassa aiemmin suljettujen ja rekrytoimattomien vyöhykkeiden kerääntymisen kautta. PEEP:n käyttö voi kuitenkin johtaa myös jo avoimien ja ventiloitujen keuhkoyksiköiden yliampumiseen, mikä johtaa tiettyyn verisuonten tukkeutumiseen näiden suonten kriittisen sulkemispaineen saavuttamiseksi ja voittamiseksi (kuten länsialueiden I ja II tapauksessa). , joissa alveolaarinen paine on korkeampi kuin valtimopaine ja laskimopaine.

PEEP:n hemodynaaminen vaikutus voi tällöin olla erilainen rekrytoitavien keuhkoyksiköiden määrän funktiona. Yhteenvetona voidaan todeta, että tieto korkean tai matalan PEEP-tason soveltamisen vaikutuksista sydän- ja verenkiertoelimistöön saattaa edellyttää mittausta tai ainakin arviota keuhkojen rekrytointimahdollisuuksista.

Keuhkojen rekrytoitumispotentiaalin mittaaminen ja arviointi Kultastandardi keuhkojen rekrytoitumispotentiaalin mittaamiseksi edustaa keuhkojen CT-skannausta. Ryhmämme on käyttänyt tätä tekniikkaa yhdessä alueellisen ja maailmanlaajuisen keuhkojen ilmastuksen kvantitatiivisen analyysin kanssa vuodesta 1987 lähtien ARDS-potilaiden parenkymaalisen vasteen analysointiin PEEP:lle. Arvio keuhkojen rekrytoitumisesta voidaan päätellä sängyn vieressä arvioimalla PEEP:n vaikutusta hapetustasoon, fysiologiseen kuolleeseen tilaan ja ositettuun keuhkojen mukautumiseen, jotta voidaan erottaa rekrytointi ylipaineesta.

Päähypoteesi Tämän tutkimusprojektin taustalla oleva päähypoteesi on, että PEEP:n hemodynaamiset vaikutukset vaikuttavat vähemmän kriittisesti sairaisiin potilaisiin, joilla on ARDS ja joilla on kohonnut keuhkojen rekrytointimahdollisuus, kuin potilaisiin, joilla on pienempi keuhkojen rekrytoitumispotentiaali. Jos tämä hypoteesi vahvistetaan, PEEP:n soveltaminen olisi vähemmän ongelmallista, ainakin hemodynaamisen kompromissin vuoksi potilailla, joilla on ARDS ja joilla on suurempi mahdollisuus keuhkoihin. Tätä asiaa ei ole toistaiseksi koskaan tutkittu, ja tämä tutkimus saattaa merkittävästi laajentaa tietämystämme aiheesta.