Etude physiologique des HFO basse fréquence/HFO-TGI et HFO haute fréquence

Justification de l'étude Le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) est un état inflammatoire aigu du parenchyme pulmonaire qui provoque une hypoxémie, une atélectasie, une congestion pulmonaire et une réduction de la compliance pulmonaire. La ventilation mécanique est en fait salvatrice, mais elle peut traumatiser les poumons (par ex. volutraumatisme, barotraumatisme, atélectraumatisme et biotraumatisme). L'utilisation de faibles volumes courants et d'une pression expiratoire positive (PEP) élevée vise à atténuer les lésions pulmonaires associées à la ventilation. Cependant, la mortalité par SDRA reste encore élevée. L'oscillation à haute fréquence (HFO) est une technique ventilatoire alternative qui utilise de très faibles volumes courants (1-4 ml/kg) administrés à des fréquences élevées (3-15 Hz). Des études d'observation antérieures ont rapporté des améliorations de l'oxygénation, alors que des données récentes à deux centres sur le SDRA sévère suggèrent un avantage de survie de l'utilisation intermittente et combinée de HFO à basse fréquence avec une fuite du brassard, des manœuvres de recrutement (MR) et une insufflation de gaz trachéal (TGI ). L'ajout de TGI améliore l'oxygénation et l'élimination du CO2 ; cependant, on ne sait toujours pas si cela affecte la survie. Deux études multicentriques récemment publiées ont montré des résultats neutres (10) ou négatifs (11) en ce qui concerne la survie lorsque le HFO à haute fréquence sans fuite du brassard a été utilisé dans le traitement du SDRA précoce. Cependant, ces résultats négatifs peuvent être en partie dus à une surcharge/dysfonctionnement/défaillance ventriculaire droite causée par la combinaison de pressions intrathoraciques élevées et d'hypercapnie, avec une instabilité hémodynamique conséquente et un besoin accru de soutien inotrope/vasopresseur. En conséquence, les enquêteurs émettent l'hypothèse qu'une stratégie HFO différente [employant une combinaison d'une basse fréquence et d'une fuite du brassard - qui augmente l'élimination du CO2 et est associée à des pressions trachéales moyennes relativement faibles - pourrait conduire à des résultats différents.

Une pression intrathoracique élevée peut entraver le retour veineux et augmenter la résistance vasculaire pulmonaire. Cette réduction simultanée de la précharge ventriculaire droite et l'augmentation de la postcharge peuvent entraîner un dysfonctionnement/défaillance ventriculaire droit. D'autre part, la mise en place d'une fuite de brassard entraîne une baisse (d'env. 5-6 cmH2O) pression trachéale moyenne par rapport à la pression moyenne des voies aériennes du ventilateur HFO (mPaw), avec décharge conséquente du ventricule droit. De plus, une décharge supplémentaire du ventricule droit peut être attendue grâce à l'utilisation combinée d'une fuite de brassard, TGI, et d'un flux de polarisation élevé HFO ; ces mesures améliorent le contrôle de la PaCO2 et peuvent prévenir les augmentations excessives de la résistance vasculaire pulmonaire induites par l'hypercapnie. La fonction ventriculaire droite peut être évaluée par échocardiographie transoesophagienne (TEE) comme décrit précédemment. La dysfonction ventriculaire droite et la dilatation associée peuvent entraîner une réduction du débit cardiaque et une hypoperfusion coronarienne ; ce dernier peut en outre compromettre les performances ventriculaires droites et contribuer à l'insuffisance ventriculaire droite.

L'objectif principal de la présente étude est de documenter et de comparer l'effet de la ventilation mécanique conventionnelle protectrice pulmonaire (CMV) et de différentes stratégies HFO (déjà testées cliniquement dans des essais avec des résultats contradictoires) sur la performance ventriculaire droite telle que déterminée par l'ETO. Plus précisément, nous avons l'intention de comparer une PEP élevée, un CMV protecteur des poumons avec un mPaw "élevé"/pas de fuite du brassard, une stratégie HFO haute fréquence, et un mPaw "élevé" avec fuite du brassard, une stratégie HFO "basse" fréquence avec et sans TGI.

Méthodes MÉTHODES Les patients éligibles (critères pertinents fournis ci-dessous) atteints de SDRA précoce et sévère seront recrutés après l'obtention du consentement éclairé, écrit, du plus proche parent, ainsi que du consentement non écrit du médecin traitant.

La surveillance des patients comprendra la dérivation électrocardiographique II, la pression intra-artérielle (+/- index cardiaque avec PICCO plus, Pulsion Medical Systems, Munich, Allemagne)] et la saturation périphérique en oxygène (SaO2). L'anesthésie sera maintenue avec du midazolam et/ou du propofol, et du fentanyl ou du rémifentanil. Le blocage neuromusculaire sera réalisé avec du cisatracurium, qui sera utilisé en accord avec les recommandations actuelles et dans le cadre du traitement médical prescrit par le médecin traitant. Pendant la période d'étude, tous les patients recevront une perfusion continue de cisatracurium.

Stratégie CMV Les participants éligibles à l'étude auront reçu au moins 60 min de protection pulmonaire CMV avec les combinaisons suivantes de FiO2/PEP : 0,5/10-12 cm H2O, 0,6/14-16 cm H2O, 0,7/14-16 cm H2O, 0,8 /14-16 cm H2O, 0,9/16-18 cm H2O, 1,0/20-24 cm H2O. Ces combinaisons constituent des recommandations "générales" et des titrages PEP supplémentaires de =< 4 cm H2O par les médecins traitants à la "meilleure" combinaison des échanges gazeux et de l'hémodynamique des patients seront considérés comme acceptables. Un bénéfice de survie associé à une PEP élevée a été récemment documenté. Chaque fois que l'oxygénation se détériore, la PEP sera augmentée en premier, suivie d'une augmentation de la FiO2, tout en ciblant la "concordance" avec les combinaisons FiO2/PEP susmentionnées.

Le volume courant sera compris entre 5,5 et 7,5 ml/kg de poids corporel prévu. La limite de pression de plateau maximale sera de 40 cmH2O et la pression de plateau cible sera ≤32 cmH2O ; justification : comme dans l'étude de Meade et al , une pression de plateau plus élevée sera tolérée pour permettre l'utilisation d'un niveau de PEP plus élevé. Lorsque la pression de plateau dépasse 32 cmH2O pendant > 15 min, les ajustements suivants seront effectués : réduction du volume courant jusqu'à 4,0 mL/kg de poids corporel prévu, augmentation de la fréquence respiratoire jusqu'à 35/min et réduction de la PEP de ≥ 2 cmH2O. Ces ajustements devront simultanément aboutir à la réalisation des objectifs d'échange de gaz ci-dessous.

La fréquence respiratoire sera titrée à un pHa de 7,20-7,45. Le rapport temps inspiratoire/expiratoire (Ι:Ε) sera ≤1/2. La cible d'oxygénation sera SaO2=90-95%, et/ou PaO2=60-80 mmHg. A pHa<7.20, l'espace mort du circuit respiratoire sera minimisé en remplaçant le support de cathéter couramment utilisé par un connecteur angulaire court à faible volume, le volume courant sera augmenté jusqu'à 8,0 ml/kg de poids corporel prévu et la fréquence respiratoire sera augmentée jusqu'à 35/min . En cas d'échec de ces mesures, le critère de "mauvais contrôle du pHa/PaCO2" et l'utilisation d'une infusion de bicarbonate seront autorisés. Une option supplémentaire sera l'élimination extracorporelle du CO2.

Algorithme des MR et PEP/FiO2

1. RM - Pression positive continue des voies respiratoires de 40 à 45 cmH2O pendant 40 secondes, à une FiO2 de 1,0) et titrage de la PEP et de la FiO2 de sorte que SaO2 = 90 à 95 % ou PaO2 = 60 à 80 mmHg (les RM peuvent être répétées deux fois par jour , une fois toutes les 5 heures)
2. La réduction de la FiO2 précède toujours la réduction de la PEP.
3. A FiO2=0,5 et PEP<8 cmH2O - Essai de sevrage.
4. Les RM peuvent être administrés jusqu'à 5 jours après le début du SDRA

Stratégie HFO-RM

Les recommandations publiées précédemment concernant l'utilisation du HFO (ventilateur Sensormedics 3100B, Sensormedics, Yorba Linda, Californie, États-Unis) comprennent les étapes suivantes :

1. Niveau suffisant de sédation/anesthésie profonde pour l'abolition de l'activité des muscles respiratoires, avec ou sans blocage neuromusculaire, afin d'éviter la dyssynchronie patient-ventilateur.
2. Confirmation de la perméabilité du tube endotrachéal et placement du tube à 3-4 cm au-dessus de la carène.
3. RMs : immédiatement après la connexion patient-oscillateur, un RM sera effectué (montée de la pression du circuit à 45 cmH2O pendant 40 sec avec le piston de l'oscillateur éteint). Les RM seront répétés juste avant les changements de fréquence du HFO ou juste avant/juste après le début/l'arrêt du TGI.
4. La FiO2 sera initialement fixée à 1,0 puis réduite (en 10-15 min) à la FiO2 de la VMC précédente, à condition que la SaO2 soit maintenue > 90 %.
5. Le débit de polarisation sera réglé à 60 L/min pour améliorer la clairance du CO2 du circuit respiratoire.
6. Le rapport I:E sera maintenu à 1:2.
7. Selon les méthodes et les résultats des études précédentes des investigateurs, le TGI sera égal à 50% de la ventilation minute VMC précédente.
8. Le mPaw HFO initial dépassera le mPaw du CΜV précédent de 8 à 10 cm H2O et sera titré (de ± 3 cm H2O) à la meilleure réponse d'oxygénation (prévue pour correspondre à un SaO2 "cible" >= 95%) pendant une période de 60 minutes de HFO standard à basse fréquence avec fuite du brassard. La période susmentionnée précédera la période de test de stratégie HFO de 180 minutes décrite ci-dessous.
9. La fréquence d'oscillation initiale sera fixée au hasard à 3,5-4 Hz ou à 7 Hz. Le réglage basse fréquence sera combiné avec une fuite du brassard de 3 à 5 cmH2O et un TGI pendant 60 min suivi de « no-TGI » pendant 60 min supplémentaires dans un ordre aléatoire. Le réglage haute fréquence ne sera pas associé à une fuite du brassard ou à un TGI et sera maintenu pendant 60 minutes supplémentaires. L'amplitude de pression oscillatoire (ΔP) sera fixée à 90 cmH2O.

Mesures ETO

Les paramètres suivants seront déterminés lors de la CMV de base :

Zone diastolique ventriculaire droite, zone diastolique ventriculaire gauche et indice d'excentricité. Évaluation du débit sanguin coronaire dans l'artère coronaire principale droite et la branche descendante antérieure gauche de l'artère coronaire principale gauche (Remarque : les mesures du débit sanguin de l'artère coronaire se sont avérées techniquement difficiles et chronophages et ont donc été retirées du protocole d'étude). Les mêmes mesures seront répétées à 120, 180 et 240 min après l'initiation du HFO et à 60 min après le retour au CMV. En même temps, nous déterminerons les échanges gazeux et l'hémodynamique, y compris le débit cardiaque avec PICCO plus. Enfin, la mécanique respiratoire sera évaluée avec une occlusion rapide des voies respiratoires en fin d'expiration et en fin d'inspiration pendant la CMV.

Oxygénation de secours La méthodologie d'oxygénation de secours peut inclure un HFO-TGI basse fréquence avec fuite du brassard, positionnement sur le ventre, monoxyde d'azote inhalé et oxygénation par membrane extracorporelle. La durée d'une séance d'oxygénation de secours sera d'au moins 10 heures avec possibilité de prolongation illimitée si PaO2<60 mmHg. Critère de déclenchement du sauvetage : PaO2<60 mmHg pendant plus de 30 min à FiO2=1,0 pendant la PEP élevée, VMC pneumoprotecteur, en l'absence de pathologie cardio-respiratoire réversible et/ou de dysfonctionnement du ventilateur.

Suivi des patients Les variables physiologiques (échanges gazeux hémodynamiques et mécanique respiratoire) et les médicaments seront enregistrés dans les 2 heures précédant l'inscription à l'étude et à 9 h 00 les jours 1 à 10 suivant l'inscription à l'étude. Le dysfonctionnement d'organe selon le score d'évaluation séquentielle du dysfonctionnement d'organe et les complications de l'évolution clinique seront documentés jusqu'au jour 60 après l'inscription. Enfin, le résultat final (c'est-à-dire survie à la sortie de l'hôpital ou au décès à l'hôpital) seront également enregistrées.

RISQUES POTENTIELS DES INTERVENTIONS D'ENQUÊTE ET LEUR PRÉVENTION. Risque potentiel : Barotraumatisme. Mesures préventives : Ce risque potentiel est également élevé en CMV ou en HFO. Nous ne prévoyons pas non plus de complications cliniques notables dues à l'utilisation d'un HFO à haute fréquence et à haute mPaw sans fuite du brassard, car sa durée d'utilisation ne dépassera pas la limite de temps pré-spécifiée par le protocole de 60 min.

BÉNÉFICES POSSIBLES Pour le patient participant : augmentation possible de la probabilité de survie jusqu'à la sortie de l'hôpital si HFO-TGI est utilisé comme méthode d'oxygénation de secours et évaluation ETO détaillée de la fonction cardiaque. Pour la science médicale : Amélioration possible de la compréhension de l'interaction entre la stratégie ventilatoire, le cœur et les poumons.