Travail respiratoire pendant la ventilation non invasive chez les nouveau-nés prématurés

Contexte/Justification :

Historiquement, l'insuffisance respiratoire et l'insuffisance respiratoire ont été des sources fréquentes de morbidité et de mortalité chez les nouveau-nés prématurés. L'intubation pour la ventilation mécanique invasive a été une thérapie salvatrice pour bon nombre de ces patients, mais elle n'est pas sans risques. Ces risques comprennent les complications pulmonaires telles que les volutraumatismes, les syndromes de fuite d'air extrapulmonaire et les lésions traumatiques des grandes voies respiratoires ; les complications non pulmonaires telles que la rétinopathie du prématuré ; et les complications à long terme telles que la dysplasie bronchopulmonaire [Miller, Badiee]. L'inquiétude suscitée par ces effets de la ventilation mécanique prolongée a conduit au développement de formes non invasives d'assistance respiratoire.

La ventilation non invasive (VNI) est une modalité d'assistance respiratoire fréquemment utilisée pour les nouveau-nés prématurés dans le cadre d'une insuffisance respiratoire ou d'un sevrage récent de la ventilation invasive. La VNI synchronisée est efficace pour diminuer l'effort respiratoire par rapport à la VNI non synchronisée et à la pression nasale positive continue (PPNCP) [Chang]. La synchronisation de la VNI chez les prématurés avec les propres efforts respiratoires du patient est difficile en raison des fuites d'air importantes, des efforts inspiratoires faibles et des fréquences respiratoires élevées inhérentes à cette population [Vignaux].

Une nouvelle méthode de synchronisation, l'assistance ventilatoire ajustée neurale (NAVA) utilise des électrodes sur un tube naso/orogastrique fonctionnel (cathéter Edi) pour détecter les contractions du diaphragme et chronométrer le début, la durée et la pression inspiratoire maximale des respirations de soutien avec l'activité électrique du diaphragme (Edi) [Sinderby]. NAVA peut être utilisé avec des modalités de ventilation invasives et non invasives, et il y a eu plusieurs petites études examinant NAVA invasif chez les enfants et les adultes [Stein, de la Olivia]. Moins d'études ont examiné la VNI NAVA dans ces populations, et seuls deux essais cliniques ont examiné la VNI NAVA chez les nouveau-nés prématurés [Beck, Lee]. Beck et ses collègues au Canada ont montré la faisabilité et la préservation de la synchronie pendant la VNI NAVA chez les nouveau-nés prématurés [Beck]. Lee et ses collègues en Corée ont montré moins d'événements asynchrones, un délai de déclenchement inférieur et des pressions inspiratoires de pointe inférieures avec la VNI NAVA par rapport à la ventilation assistée non invasive chez les nouveau-nés prématurés [Lee]. Aucune des deux études n'a examiné le travail respiratoire (WOB) chez les nouveau-nés prématurés ventilés avec VNI NAVA.

Le travail respiratoire pendant la ventilation assistée est la partie de la pression motrice pour la ventilation apportée par les muscles respiratoires du patient. Une équipe de recherche de l'hôpital pour enfants de l'Arkansas a pu démontrer que NAVA permet de réduire le temps de réponse, le travail respiratoire et l'asynchronisme avec les respirations déclenchées de manière neuronale par rapport aux respirations déclenchées de manière pneumatique dans un modèle animal [Heulitt]. Cette équipe a également pu montrer des résultats similaires dans une étude clinique sur des patients pédiatriques intubés atteints de bronchiolite [Clément]. Une étude récemment achevée dans cette institution a examiné le travail de respiration chez les porcs nouveau-nés en comparant la VNI NAVA au mode de pression positive intermittente nasale non synchronisée (NIPPV) actuellement utilisé dans cet hôpital. En utilisant le produit pression-temps (PTP) comme mesure de WOB, cette étude a pu montrer que WOB était plus faible avec NAVA. Le PTP ne peut pas être utilisé de manière fiable chez les nourrissons sous VNI car l'interface de la pointe nasale permet de grandes fuites d'air au niveau du nez et de la bouche, ce qui interfère avec des mesures précises.

L'asynchronie thoraco-abdominale (TAA) est un corrélat important du WOB et de l'augmentation de la charge respiratoire chez les prématurés et peut être mesurée sans surveillance invasive. Le TAA peut être mesuré à l'aide de bandes de pléthysmographie par inductance respiratoire (RIP) autour de la poitrine et de l'abdomen du patient pour quantifier la paroi thoracique et les mouvements abdominaux. Le degré d'asynchronisme entre les deux compartiments se reflète dans l'angle de phase (θ), qui peut être calculé à partir des mesures de la bande RIP.

Cette étude examinera le WOB estimé dans une population de nouveau-nés prématurés souffrant d'insuffisance respiratoire actuellement sous assistance non invasive. Les nourrissons serviront de leurs propres témoins et seront étudiés sur NIV NAVA et NIPPV. L'ordre d'affectation sera aléatoire. Les chercheurs utiliseront des bandes RIP pour mesurer les mouvements thoraciques et abdominaux, puis calculeront l'angle de phase (θ) comme estimation de WOB. Le personnel de l'étude mesurera d'autres paramètres respiratoires en corrélation avec la ventilation et les échanges gazeux, notamment : le volume courant (unités arbitraires, AU), la ventilation minute (AU/min), la fréquence respiratoire, l'oxygène et le dioxyde de carbone transcutanés, la saturation en oxygène et les besoins en FiO2, le pic la pression inspiratoire et la pression expiratoire délivrée. Les enquêteurs évalueront également les mesures de l'asynchronie respiratoire pour inclure le délai de déclenchement (temps entre l'augmentation initiale du signal Edi et l'initiation du débit du ventilateur délivré) et l'indice d'asynchronie (nombre d'événements asynchrones divisé par le nombre total d'événements, en pourcentage).

Conception de l'étude/Procédures/Population :

Quinze nouveau-nés prématurés d'un poids actuel compris entre 1 et 2 kilogrammes, avec un âge gestationnel à la naissance entre 24 et 34 semaines et recevant une ventilation non invasive seront inscrits à l'étude. Les critères d'inclusion seront les suivants : insuffisance respiratoire nécessitant actuellement une ventilation non invasive (soit NIPPV ou NAVA), exigence actuelle de FiO2 inférieure à 0,40 et stabilité clinique. Les critères d'exclusion seront les suivants : support ionotropique, instabilité clinique (instabilité thermique, insuffisance cardiaque, saignement, infection active, apnée ou bradycardie importante), anomalies congénitales majeures connues (cardiopathie congénitale, malformations de la paroi abdominale, anomalies du tractus gastro-intestinal, fente palatine, ou troubles neurologiques), une fibrose kystique connue, l'utilisation d'oxyde nitrique et une cardiopathie congénitale cyanotique.

Au début de l'étude, des bandes RIP seront placées autour de la poitrine et de l'abdomen du nourrisson. Un cathéter Edi sera placé et le cathéter gastrique actuel peut ou non être retiré. Les nourrissons seront ventilés avec le ventilateur Servo i équipé du logiciel VNI NAVA {Maquet, Solna, Suède}. Les données seront acquises en continu et simultanément à l'aide du système d'acquisition de données MP100 Biopac. Les données acquises seront les suivantes : fréquence cardiaque, saturation en oxygène, CO2 et O2 transcutanés, PIP, PEP, signaux RIP de la cage thoracique et de l'abdomen, volume courant sommé et Edi. Les nourrissons recevront des essais de 15 minutes de NIV NAVA et NIPPV dans un ordre aléatoire, les 10 premières minutes après le changement étant considérées comme une période de sevrage et les 5 dernières minutes utilisées pour la collecte de données. Les données enregistrées à partir des deux bandes RIP seront utilisées pour calculer l'angle de phase (θ) en tant qu'estimation de WOB.

Risques et avantages :

Les nourrissons ont souvent des nausées et peuvent avoir des vomissements lorsqu'un tube gastrique, tel que le cathéter NAVA, est retiré ou remplacé. Rarement, les patients pourraient avoir un tube gastrique aller dans un endroit autre que l'estomac ou un serpentin dans l'œsophage. Les chercheurs devraient être en mesure de détecter si cela se produit à l'aide de l'écran de placement sur le ventilateur, car le cathéter NAVA comporte des électrodes qui détectent l'activité électrique du cœur et du diaphragme, qui peuvent être utilisées pour déterminer l'emplacement.

Chez les nourrissons de très faible poids à la naissance, les moniteurs transcutanés (TCOM) peuvent provoquer des brûlures cutanées. Ces effets ne sont pas observés chez les bébés plus gros comme ceux inclus dans cette étude.

Il existe un petit risque de perte de confidentialité inhérent à toute recherche. Les enquêteurs feront tout leur possible pour protéger la confidentialité des participants.

Il peut y avoir ou non un avantage médical direct pour les nourrissons impliqués dans cette étude. Les nourrissons bénéficieront d'une surveillance continue du dioxyde de carbone et de l'oxygène pendant l'étude et si un patient a des problèmes, le personnel de l'étude sera en mesure de le détecter et d'y répondre rapidement. Si un patient montre une amélioration lors de l'utilisation de NAVA, les enquêteurs peuvent être en mesure de suggérer à l'équipe de traitement que ce mode soit poursuivi. Si l'utilisation de NAVA améliore le travail respiratoire chez les bébés, les chercheurs espèrent que les informations tirées de cette étude bénéficieront à d'autres nourrissons nécessitant une assistance respiratoire à l'avenir.

Traitement des données/archivage :

L'investigateur principal surveillera attentivement les procédures d'étude pour protéger la sécurité des sujets de recherche, la qualité des données et l'intégrité de l'étude. Chaque patient se verra attribuer un code ou un numéro d'identification unique. La clé du code sera conservée dans un dossier verrouillé au bureau du chercheur principal. Seuls le chercheur principal et les co-chercheurs auront accès au code et aux informations qui identifient le sujet dans l'étude.

L'analyse des données:

L'hypothèse principale est que l'angle de phase (θ) utilisant la pléthysmographie par inductance respiratoire sera diminué avec l'utilisation de NAVA par rapport au NIPPV dans notre échantillon d'étude.

Les données collectées seront vérifiées pour les valeurs aberrantes et les valeurs extrêmes, ainsi que les hypothèses de distribution des tests statistiques paramétriques. L'ANOVA à mesures répétées sera utilisée pour comparer les résultats primaires et secondaires selon les deux méthodes de ventilation lorsque ces hypothèses sont satisfaites. Lorsqu'un écart important par rapport aux hypothèses est rencontré, des alternatives non paramétriques seront utilisées. Les analyses statistiques seront effectuées à l'aide du logiciel statistique Stata (College Station, TX).

Taille de l'échantillon, calcul de puissance :

Les enquêteurs prévoient de recruter 15 à 20 nouveau-nés âgés de 24 à 34 semaines de gestation avec une insuffisance respiratoire. Sur la base des résultats du modèle animal, une réduction de 30 % du résultat principal est attendue. Étant donné que l'angle de phase moyen s'est avéré variable chez les prématurés (variait de 2,8 à 162,9), il existe plusieurs scénarios de calcul de la taille et de la puissance de l'échantillon présentés pour l'analyse [Ulm]. Un échantillon de 15 nouveau-nés atteint une puissance de 82 % pour détecter un changement de 30 % du résultat principal avec un écart type estimé des différences de 18,8, 37,5 ou 56,3 respectivement pour un angle de phase moyen de 50, 100 et 150 degrés avec le utilisation du NIPPV. Tous les calculs supposent un niveau de signification de 0,05 en utilisant un test t apparié bilatéral.

Considérations éthiques:

Cette étude sera menée conformément à toutes les réglementations gouvernementales applicables et aux politiques et procédures de recherche de l'Université de l'Arkansas pour les sciences médicales (UAMS). Ce protocole et tout amendement seront soumis et approuvés par le Comité d'examen institutionnel de l'UAMS (IRB). Le consentement formel de chaque sujet, en utilisant le formulaire de consentement approuvé par l'IRB, sera obtenu avant que ce sujet ne soit soumis à toute procédure d'étude. Tous les sujets de cette étude recevront un formulaire de consentement décrivant cette étude et fournissant suffisamment d'informations dans un langage adapté aux sujets pour prendre une décision éclairée quant à leur participation à cette étude. La personne qui obtient le consentement expliquera en détail chaque élément du document et décrira les risques et les avantages, les traitements alternatifs et les exigences de l'étude. Le processus de consentement se déroulera dans une pièce calme et privée ou par téléphone, et les sujets peuvent prendre autant de temps que nécessaire pour prendre une décision concernant leur participation. Le consentement par téléphone sera obtenu avec un témoin et le consentement sera télécopié au(x) parent(s). Le consentement téléphonique ne sera obtenu qu'en cas d'empêchement des parents.

La confidentialité de la participation sera maintenue et les questions concernant la participation recevront une réponse. Aucune coercition ou influence indue ne sera utilisée dans le processus de consentement. Le formulaire de consentement doit être signé par le sujet, le parent et la personne qui obtient le consentement. Une copie du consentement signé sera remise au participant et le processus de consentement éclairé sera documenté dans le dossier de recherche de chaque sujet.

Diffusion des données :

Les résultats de cette étude peuvent être utilisés pour des présentations, des affiches ou des publications. Les publications ne contiendront aucune information identifiable qui pourrait être liée à un participant.