Az áramköri áramlás szerepe újszülöttek mechanikus szellőztetése során (E-Flow)

- A projekt háttere

Az újszülöttek körülbelül 1,5%-a igényel gépi lélegeztetést. Bár a gépi lélegeztetés életmentő lehet a légzési elégtelenségben szenvedő újszülötteknél, tüdősérülést okozhat a túlzott légúti nyomás (barotrauma), nagy légzési térfogat (volutrauma) és a tüdőegységek ismétlődő zárása/újranyitása (atelelektotrauma) miatt. . A nagyon koraszülöttek különösen érzékenyek a lélegeztetőgép által kiváltott tüdősérülésekre. A lélegeztetőgéppel összefüggő tüdősérülés egyike azon számos tényezőnek, amelyek hozzájárulnak a csecsemőkori krónikus tüdőbetegség, más néven bronchopulmonalis dysplasia (BPD) terhéhez.

A lélegeztetőgépek többféle üzemmóddal rendelkeznek. A leggyakrabban használt üzemmód az időciklusos, nyomáskorlátozott, ahol az orvos beállítja a belélegzett oxigénszintet, a csúcsnyomást (PIP), a sebességet és a lélegeztetőgép felfújási idejét. Ebben az üzemmódban a felfújások általában szinkronban vannak a baba légzésével. Ez vagy a szinkronizált szakaszos pozitív nyomású lélegeztetés (SIPPV), ahol a lélegeztetőgép szinkronizálja a felfújást a baba összes lélegzetével, vagy a szinkronizált szakaszos kötelező lélegeztetés (SIMV), ahol a lélegeztetőgép csak meghatározott számú légzéssel szinkronizál. Ezeket a felfújási csúcsnyomás beállításával a beállított értékre célzott dagálytérfogattal vagy anélkül is lehet szállítani. Ezt a módot volumengaranciának (VG) hívják. Hasonló szellőztetési mód az áramlási ciklusú vagy nyomástámogató szellőztetés (PSV), és kombinálható a 2. árapály-térfogat-célzással. Ebben az üzemmódban a felfújás leáll, amint az áramlási sebesség a felfújás során a maximális áramlás 15%-ára esik.

Ezekben az üzemmódokban folyamatos gázáramlás van a szellőzőkörön keresztül. A felfújás elindul, és a nyomás megemelkedik, amikor a kilégzési szelep zárva van. Az áramköri áramlás sebessége megváltoztatja a szellőzés hullámformáit. Időciklusos lélegeztetés esetén minél nagyobb a kör áramlása, annál gyorsabban emelkedik a nyomás, a tüdő kitágul és potenciálisan megsérül, és minél korábban érhető el a beállított PIP. A nagy áramlás viszonylag hosszú felfúvódási idővel "nyomásplatót" eredményez, vagyis a PIP azután is fennmarad, hogy a babába való áramlás leállt, mivel a tüdőtérfogat maximális az alkalmazott PIP-nél (1. ábra). A PSV-ben az infláció leáll, amikor az áramlás a csúcsinflációs áramlás ~15%-ára csökken, és így a felfújási idő rövidebb. A készülék áramlásának növelése lerövidíti a felfújási időt, és ezáltal csökkenti az átlagos légúti nyomást.

A lélegeztetési mintázatokra, valamint a tüdőfeszülés és sérülés sebességére gyakorolt ​​hatás ellenére ritkán vették figyelembe a köráramlást. Protokoll szerint általában 7-10 L/perc értékre állítják be, amikor a lélegeztetőgép be van kapcsolva, és nem változtatják.

Ez viszonylag magas, és általában "négyzet alakú" nyomáshullámot hoz létre a tüdő gyors tágulásával és tartós nyomási fennsíkkal. (lásd A az 1. ábrán) PSV esetén a nagy áramlás viszonylag rövid felfújási időt eredményez (~0,2 mp; legalább 0,3 mp-nek kell lennie a tüdő megfelelő levegőztetéséhez). Nincs bizonyíték arra, hogy ezek a nagy áramlások a legjobbak az optimális szellőzéshez és a minimális tüdőkárosodáshoz. Egy koraszülött bárány modellben nem volt káros hatás a gázcserére vagy a kardiovaszkuláris paraméterekre, amíg az áramlást 3 l/percre nem csökkentették. Állatkísérletekben a nagy áramlású lélegeztetés a tüdőkárosodás szövettani és molekuláris változásait eredményezte 4. A lélegeztetőkör áramlási sebességének csökkentésének hatását klinikai vizsgálatokban soha nem vizsgálták.

A Dräger Babylog VN500 lélegeztetőgépnek van egy alternatívája a gázáramlás beállítására: a felhasználó beállíthatja helyette a lejtős időt, azaz a beállított nyomás eléréséhez szükséges időt. Cambridge-ben változatlanul 0,08 másodpercre van beállítva, ami ~7 l/perc áramlást eredményez. Mivel 0,33 és 0,45 mp közötti felfúvódási időt használunk, van egy legalább 0,25 másodpercig tartó nyomásplató és tartós felfújás csekély áramlással vagy áramlás nélkül.

A kutatók az elsők, akik egyedülálló rendszert fejlesztettek ki a Dräger VN500 újszülött lélegeztetőgép adatainak letöltésére és elemzésére. A Dräger Medical cégtől beszerzett DataGrabber szoftver segítségével a kutatók 100 Hz-es frekvencián tudják lekérni a lélegeztetőgép paramétereit hosszú időn keresztül (órákig, sőt napokig). A nagy adathalmazok elemzésére és megjelenítésére a kutatók egy adatelemzési munkafolyamatot dolgoztak ki a Python programozási nyelv és annak kiegészítő csomagjai segítségével (2. ábra). Ezzel az eszközzel a nyomozók most minden egyes infláció és spontán lélegzet részleteit tanulmányozhatják. A nyomozók 30 csecsemőről rögzítettek részletes adatokat, és kimutatták, hogy azok megvalósíthatóak, pontosak, és a nyomozók rendelkeznek a szakértelemmel (Belteki et al, benyújtva).

Ebben az alkalmazásban a kutatók azt javasolják, hogy vizsgálják meg a különböző lejtős idők (és ezáltal a köráramlás különböző szintjei) hatását a szellőztetési paraméterekre és a gázcserére koraszülötteknél. A kutatók azt feltételezik, hogy a hosszabb lejtési idő (=kisebb köráramlás) gyengéden tágítja a tüdőt, ugyanakkor fenntartja a szellőzést és a gázcserét.

• Közbelépés:

A vizsgálat egy páciensen belüli keresztezési terv, amely a rövid lélegeztetési periódusokat hasonlítja össze különböző dőlési időkkel mind SIPPV-VG, mind PSV-VG módban a következő beavatkozásokkal:

A lélegeztetőgép-letöltő eszköz, valamint a transzkután és lejárt CO2-monitorok csatlakoznak a lélegeztetőgéphez, és megkezdődik az adatok letöltése, miközben a baba a klinikai csapat által használt paraméterekkel lélegeztetett. Artériás vérgázt végzünk. A szellőztetés paraméterei az alábbiak szerint változnak. Ezeknek a korszakoknak a sorrendje véletlenszerű. Egy másik artériás vérgázt végeznek. A lélegeztetőgépet visszaállítják az eredeti paraméterekre (vagy a vérgáztól függően). A lélegeztetőgép adatai és a CO2-rögzítés további 30 percig folytatódik.

Beavatkozások

Időtartam Ventilátor Több Lejtési idő Belégzési idő[max] 15 perc SIPPV-VG 0,08 0,40 15 perc PSV-VG 0,08 [0,60] 15 perc PSV-VG 0,16 [0,60] 15 perc SIPPV-VG 0,16 VG 5 perc SIPPV-VG 0,16 VG 0,040404 0,040. min PSV-VG 0,24 [0,60] 15 perc PSV-VG 0,32 [0,60] 15 perc SIPPV-VG 0,32 0,40 15 perc SIPPV-VG 0,40 0,40 115 perc PSV-VG 0,40 [0,60]

A tanulás teljes időtartama 220 perc. Egy kutató folyamatosan jelen lesz. A FiO2 értékét szükség esetén módosítani kell, hogy a telítettség 90-95% között maradjon. Ha a FiO2 > 15% vagy az árapály végi CO2 > 1,5 kPa a vizsgálat előtti szinthez képest, akkor a beavatkozást el kell hagyni.

Összehasonlítás:

Minden lejtős időpontban a következő paramétereket kell meghatározni és összehasonlítani a 0,08 másodperces lejtős időnél rögzítettekkel: (1) a felfújási csúcsnyomás, (2) a felfújás időtartama, (3) a felfújási plató időtartama, (4) a gázmentesség időtartama áramlás, (5) kilégzési és perctérfogatok (kötelező/spontán, belégzési/kilégzési, (6) lélegeztetőgép sebessége, (7) FiO2, (8) transzkután és/vagy légzés végi CO2 és (9) kölcsönhatás a lélegeztetőgép felfújásai között és a baba leheletét. A SIPPV és a PSV értékeit is összehasonlítjuk.