NAVA-hengityksen vaikutus aivojen hapettumiseen ja perfuusioon lapsilla, joilla on synnynnäinen sydänsairaus

1. Tieteellinen konteksti

   Leikkauksen jälkeisessä sydänleikkauksessa invasiivinen ventilaatio on usein tarpeen, mutta indusoituneet positiiviset rintakehän sisäiset paineet voivat haitata hemodynamiikkaa useiden mekanismien kautta: laskimoiden paluu vähenee, keuhkojen verisuonten vastus lisääntyy ja oikean kammion jälkikuormitus lisääntyy. Tämä vaikutus on erityisen ongelmallinen potilailla, joilla on rajoittava oikea kammio ja jotka ovat esikuormituksesta riippuvaisia, ja potilailla, joilla on cavo-keuhkoyhteydet yhden kammion lievitykseen. Näillä potilailla ventilaattorin positiivisen paineen alentaminen parantaa sydämen minuuttitilavuutta ja aivojen hapetusta. Hyvin varhainen ekstubaatio ei kuitenkaan ole aina mahdollista tai turvallista, ja siksi on välttämätöntä optimoida mekaaninen ventilaatio sen hemodynaamisten seurausten minimoimiseksi.

   Aikuisilla ventilaatio NAVA (Neurally Adjusted Ventilatory Assist) -tilassa avun tasosta riippumatta mahdollistaa spontaanille ventilaatiolle ominaisten rintakehän painevaihteluiden säilyttämisen ja rajoittaa ventilaation vaikutusta oikean kammion ejektioon. Lapsilla sisäänhengitys- ja keskipaineet ovat myös alhaisemmat NAVAssa verrattuna perinteiseen ventilaatioon.

   Aivojen hapetuksen ja perfuusion arviointi kardiovaskulaarisessa elvytyksessä on tärkeä sekä hemodynaamisena parametrina että neurologisena prognostisena tekijänä. Innovatiivinen ei-invasiivinen työkalu, Diffuse Correlation Spectroscopy yhdistettynä lähi-infrapunaspektroskopiaan (DCS-NIRS), mahdollistaa sekä aivojen hapetuksen että aivojen verenvirtauksen vaihtelujen ei-invasiivisen arvioinnin.

2. Hypoteesi ja tavoitteet

   Oletuksena on, että NAVA-hengitystila, joka tuottaa pienemmät rintakehän sisäiset paineet kuin perinteiset ventilaatiotavat, parantaa riskipotilaiden aivohemodynamiikkaa, sydämen minuuttitilavuutta ja hapen kuljetusta leikkauksen jälkeisessä sydänleikkauksessa verrattuna perinteiseen ventilaatioon.

   Päätavoite:

   Lapsipotilailla sydänleikkauksen jälkeen, joilla on riski oikean kammion diastolisesta toimintahäiriöstä tai passiivisesta keuhkolaskimon palautumisesta (mukaan lukien Glenn-, hemi-Fontan-, Fontan- ja Tetralogy of Fallot -leikkaus), tutkijat arvioivat NAVA-hengityksen vaikutuksen:

   • aivojen perfuusio: aivojen verenvirtaus (mm2/s) mitattuna DCS:llä.
   • aivojen hapetus: aivokudoksen saturaatio (%) ja alueellinen aivojen O2-uutto (OEF, mitattu NIRS-DCS:llä).

   Toissijainen tavoite:

   Leikkauksen jälkeisillä lapsipotilailla, joilla on rajoittavan oikean kammion tai passiivisen keuhkolaskimon palautumisen riski (mukaan lukien Glenn-, hemi-Fontan-, Fontan- ja Tetralogy of Fallot -tyyppinen leikkaus), tutkijat vertaavat perinteisen ventilaation vaikutusta NAVA-tilaan:

   • Aivojen alueellinen O2-kulutus NIRS-DCS-mittauksista
   • Systeeminen hemodynamiikka, mukaan lukien sydänindeksi, laktaattitaso, keskuslaskimon happisaturaatio (ScvO2) ja hapenkuljetus
   • Ilmanvaihtoparametrit
   • Mukavuus mitattuna COMFORT-asteikolla
3. menetelmät

Tämä on tulevaisuuden ristikkäinen, yhden keskuksen fysiologinen tutkimus, joka suoritetaan CHU Sainte Justinen (Montreal, Kanada) lasten tehohoitoyksikössä.

Verrataan kahta 60 minuutin jaksoa kummassakin kahdessa ventilaatiotilassa: tavanomainen ventilaatiotila (hoitavan tiimin ohjeiden mukaan) ja NAVA-tila satunnaisessa järjestyksessä.

Kun tutkimuspotilaat otetaan leikkauksen jälkeen PICU:hun, heille asennetaan nenä-maha-NAVA-anturi.

Ennen tutkimusmittausten suorittamista tutkijat odottavat potilaan stabiloitumista, jonka määrittelee:

• hemodynaamisesti merkittävän verenvuodon puuttuminen
• ilmanvaihtoparametrien vakauttaminen
• stabiili inotrooppinen annos Kahden ventilaatiojakson järjestys satunnaistetaan aiemmin luodun satunnaisluettelon mukaan.

Opintojakson ilmanvaihto asetetaan seuraavasti:

• tavanomainen ilmanvaihto: hoitoryhmän määräämää ilmanvaihtoa jatketaan. Yleensä ventilaatio on PRVC-tilassa (painesäädellyn tilavuuden säätö) hengityksen tilavuuden ollessa 5-8 ml/kg, piippauksen ollessa 4-5, hengitystiheyden tavoitteena on normokapnia ja FiO2:n tavoitteena PaO2 välillä 100-150 mmHg.
• NAVA-tila: NAVA-tason asetus tavoittaa Edi-taso välillä 3 - 20 V, hengityksen tilavuus välillä 5 - 7 ml/kg, eikä hengitysvaikeuksia fyysisessä tarkastuksessa. Liipaisin asetetaan 0,5 V:iin. Maksimipaine rajoitetaan 30 cmH2O:iin. PEEP-tasoa ei muuteta hoitavan lääkärin määräämästä.

Aivovirtauksen ja hapetusmittausten vertailukelpoisuuden helpottamiseksi FiO2-, NO-pitoisuus, inotrooppiannos ja sedaatio pidetään mahdollisimman vakaina näiden ajanjaksojen aikana hoitavan lääkärin harkinnan mukaan. Samoin, mikäli mahdollista, verensiirtoja ei suoriteta tutkimusjakson aikana.

Kahden tuuletusjakson aikana seuraavat parametrit tallennetaan jatkuvasti:

• hengitysparametrit: hengityslaitteen parametrit asetetun tilan mukaan: sisäänhengityksen huippupaine, keskimääräinen hengitysteiden paine, PEEP, hengityksen tilavuus, kokonais- ja spontaani minuutin ventilaatio, Edi-taso, FiO2, uloshengitys CO2 volyymikapnografialla.
• hemodynaamiset parametrit: syke (HR), keskimääräinen valtimopaine, systolinen, diastolinen, keskuslaskimopaine (CVP), vasemman eteisen paine (LAP), vastaanotettujen vasoaktiivisten lääkkeiden tyyppi ja annos vasoaktiivisuus-inotrooppisen pistemäärän laskemisen yhteydessä.

Kunkin jakson toisella puoliskolla tutkijat suorittavat:

• keskusvaltimo- ja laskimoverikaasu ja valtimolaktaattimittaus.
• aivojen verenvirtauksen mittaus diffuusikorrelaatiospektroskopialla ja aivojen alueellisen kudoksen kyllästymisen ja happiuuton mittaus. Nämä mittaukset tehdään ei-invasiivisesti ja kivuttomasti asettamalla koetinta lapsen otsalle noin 20 minuutin ajan.
• rajoitettu sydämen ultraääni sydämen minuuttitilavuuden (CO) laskemiseen.
• virtsan erityksen laskeminen ventilaatiojakson aikana.

Lisäksi jokaisesta potilaasta kerätään seuraavat tiedot:

• ikä leikkaushetkellä
• sydändiagnoosi
• aorto-keuhkojen kollateraalien olemassaolo ja kvantifiointi
• preoperatiiviset lääkkeet
• leikkauksen yksityiskohdat: kirurginen toimenpide, kardiopulmonaalisen ohituksen kesto, aortan poikkileikkauksen kesto, annetut inotroopit (ja enimmäisannos).
• postoperatiivisen ruokatorven sydämen kaiun tulos (sydämen toiminta, korjauksen arviointi, jäljellä olevien anatomisten vaurioiden esiintyminen)
• valtimo- ja laskimoverikaasut, laktaatti- ja hemoglobiinitasot ennen tutkimusventilaatiojaksoja
• aikaväli kardiopulmonaalisen ohituksen päättymisen ja tutkimusmittausten alkamisen välillä

Muuttujat ilmaistaan ​​keskimääräisenä keskihajonnana tai mediaanina (interkvartiili) niiden jakautumisen luonteesta riippuen. Otoskoon vuoksi t-muuttujien välisten erojen analysointi kahden tuuletustavan aikana tehdään käyttämällä ei-parametrista Wilcoxon-testiä (kaikki tutkitut muuttujat ovat jatkuvaa tyyppiä). Arvo p

Otoskoon laskemiseksi tutkijat arvioivat Huangin et al:n tutkimuksen (4) perusteella, että aivojen saturaation standardipoikkeama olisi 6 % ja että odotettu ero kahden ventilaatiotilan välillä olisi vähintään 6 %. 90 %:n tehon saavuttamiseksi alfariskin ollessa 0,05 tarvitaan vähintään 24 potilasta. Kun otetaan huomioon näön menetyksen riski (esim. tekniset vaikeudet päämuuttujan saamisessa) ja potilaspopulaation heterogeenisyyden vuoksi päätimme ottaa mukaan 30 potilasta.

Huomaa, että spektroskopialla mitattuihin aivoverenvirtauksen vaihteluihin perustuvaa teholaskentaa ei tehty, koska aiheesta ei ollut alustavaa tietoa.

Hyväksyntä saatiin Sainte Justinen yliopistollisen sairaalan tutkimuseettiseltä komitealta ja yliopiston lääketieteelliseltä osastolta. Vanhemmilta vaaditaan kirjallinen suostumus.