Studio fisiologico di HFO/HFO-TGI a bassa frequenza e HFO ad alta frequenza

Razionale dello studio La sindrome da distress respiratorio acuto (ARDS) è uno stato infiammatorio acuto del parenchima polmonare che provoca ipossiemia, atelettasia, congestione polmonare e riduzione della compliance polmonare. La ventilazione meccanica è in realtà salvavita, ma può traumatizzare i polmoni (ad es. volutrauma, barotrauma, atelectrauma e biotrauma). L'uso di bassi volumi correnti e di un'elevata pressione positiva di fine espirazione (PEEP) mira ad attenuare il danno polmonare associato al ventilatore. Tuttavia, la mortalità per ARDS rimane ancora elevata. L'oscillazione ad alta frequenza (HFO) è una tecnica ventilatoria alternativa che impiega volumi correnti molto bassi (1-4 ml/kg) somministrati ad alte frequenze (3-15 Hz). Precedenti studi osservazionali hanno riportato miglioramenti nell'ossigenazione, mentre i recenti dati a due centri sull'ARDS grave suggeriscono un beneficio in termini di sopravvivenza dall'uso combinato e intermittente di HFO a bassa frequenza con perdita della cuffia, manovre di reclutamento (RM) e insufflazione di gas tracheale (TGI ). L'aggiunta di TGI migliora l'ossigenazione e l'eliminazione della CO2; tuttavia, non è ancora chiaro se influisca sulla sopravvivenza. Due studi multicentrici pubblicati di recente hanno mostrato risultati neutri (10) o negativi (11) rispetto alla sopravvivenza quando l'HFO ad alta frequenza senza perdite dal bracciale è stato utilizzato nel trattamento dell'ARDS precoce. Tuttavia, questi risultati negativi possono essere in parte dovuti a sovraccarico/disfunzione/insufficienza del ventricolo destro causati dalla combinazione di elevate pressioni intratoraciche e ipercapnia, con conseguente instabilità emodinamica e aumentata necessità di supporto inotropo/vasopressore. Di conseguenza, i ricercatori ipotizzano che una diversa strategia HFO [impiegando una combinazione di una bassa frequenza e una perdita di cuffia - che aumenta l'eliminazione di CO2 ed è associata a pressioni tracheali medie relativamente basse - potrebbe portare a risultati diversi.

Un'elevata pressione intratoracica può ostacolare il ritorno venoso e aumentare la resistenza vascolare polmonare. Questa concomitante riduzione del precarico del ventricolo destro e l'aumento del postcarico potrebbero causare disfunzione/fallimento del ventricolo destro. D'altra parte, il posizionamento di una perdita del bracciale si traduce in una perdita inferiore (di ca. 5-6 cmH2O) pressione media tracheale relativa alla pressione media delle vie aeree (mPaw) impostata HFO-ventilatore, con conseguente scarico del ventricolo destro. Inoltre, ci si può aspettare un ulteriore scarico del ventricolo destro attraverso l'uso combinato di perdite dal bracciale, TGI e un flusso bias elevato di HFO; queste misure migliorano il controllo della PaCO2 e possono prevenire aumenti eccessivi delle resistenze vascolari polmonari indotti dall'ipercapnia. La funzione ventricolare destra può essere valutata mediante ecocardiografia transesofagea (TEE) come precedentemente descritto. La disfunzione ventricolare destra e la dilatazione associata possono causare riduzione della gittata cardiaca e ipoperfusione coronarica; quest'ultimo può ulteriormente compromettere le prestazioni del ventricolo destro e contribuire all'insufficienza ventricolare destra.

L'obiettivo principale del presente studio è documentare e confrontare l'effetto della ventilazione meccanica convenzionale protettiva polmonare (CMV) e di diverse strategie HFO (già testate clinicamente in studi con risultati contrastanti) sulla performance del ventricolo destro come determinato dalla TEE. Più specificamente, intendiamo confrontare un CMV protettivo polmonare ad alta PEEP con una strategia "alta" mPaw/nessuna perdita dalla cuffia, HFO ad alta frequenza e una strategia "alta" mPaw con perdita dalla cuffia, strategia HFO a "bassa" frequenza con e senza TGI.

Metodi METODI I pazienti idonei (criteri pertinenti forniti di seguito) con ARDS precoce e grave saranno arruolati dopo l'ottenimento del consenso informato, scritto, dei parenti prossimi, nonché del consenso non scritto del medico curante.

Il monitoraggio del paziente includerà la derivazione elettrocardiografica II, la pressione intra-arteriosa (+/- indice cardiaco con PICCO plus, Pulsion Medical Systems, Monaco, Germania)] e la saturazione periferica di ossigeno (SaO2). L'anestesia verrà mantenuta con midazolam e/o propofol e fentanyl o remifentanil. Il blocco nutomuscolare sarà realizzato con cisatracurio, che sarà utilizzato in accordo con le attuali raccomandazioni e come parte del trattamento medico prescritto dal medico curante. Durante il periodo di studio, tutti i pazienti riceveranno un'infusione continua di cisatracurio.

Strategia CMV I partecipanti allo studio idonei avranno ricevuto almeno 60 minuti di CMV protettivo polmonare con le seguenti combinazioni di FiO2/PEEP: 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. Queste combinazioni costituiscono raccomandazioni "generali" e saranno considerate accettabili ulteriori titolazioni PEEP di =< 4 cm H2O mediante la "migliore" combinazione dello scambio gassoso e dell'emodinamica dei pazienti. Recentemente è stato documentato un beneficio in termini di sopravvivenza associato a PEEP elevata. Ogni volta che l'ossigenazione si deteriora, la PEEP sarà aumentata per prima, seguita da un aumento della FiO2, mirando alla "concordanza" con le suddette combinazioni FiO2/PEEP.

Il volume corrente sarà compreso tra 5,5 e 7,5 ml/Kg di peso corporeo previsto. Il limite massimo della pressione di plateau sarà di 40 cmH2O e la pressione di plateau target sarà ≤32 cmH2O; razionale: come nello studio di Meade et al , sarà tollerata una pressione di plateau più elevata per consentire l'uso di un livello di PEEP più elevato. Quando la pressione di plateau supera i 32 cmH2O per >15 min, verranno effettuati i seguenti aggiustamenti: riduzione del volume corrente fino a 4,0 mL/kg di peso corporeo previsto, aumento della frequenza respiratoria fino a 35/min e riduzione della PEEP di ≥2 cmH2O. Tali adeguamenti dovranno comportare contestualmente il raggiungimento degli obiettivi di scambio gas sotto indicati.

La frequenza respiratoria sarà titolata a un pHa di 7,20-7,45. Il rapporto tra tempo inspiratorio ed espiratorio (Ι:Ε) sarà ≤1/2. L'obiettivo di ossigenazione sarà SaO2=90-95% e/o PaO2=60-80 mmHg. A pHa<7,20, lo spazio morto del circuito respiratorio sarà ridotto al minimo sostituendo il montaggio del catetere usato di routine con un connettore angolare corto e a basso volume, il volume corrente sarà aumentato fino a 8,0 ml/kg di peso corporeo previsto e la frequenza respiratoria sarà aumentata fino a 35/min . Se queste misure falliscono, sarà consentito il criterio di "scarso controllo di pHa/PaCO2" e l'uso di un'infusione di bicarbonato. Un'ulteriore opzione sarà la rimozione extracorporea di CO2.

Algoritmo di RM e PEEP/FiO2

1. RM - Pressione positiva continua delle vie aeree di 40-45 cmH2O per 40 sec, a una FiO2 di 1,0) e titolazione di PEEP e FiO2 in modo che SaO2=90-95% o PaO2=60-80 mmHg (RMs può essere ripetuto due volte al giorno , una volta ogni 5 ore)
2. La riduzione della FiO2 precede sempre la riduzione della PEEP.
3. A FiO2=0.5 e PEEP<8 cmH2O - Prova di svezzamento.
4. Gli RM possono essere somministrati fino a 5 giorni dopo l'insorgenza dell'ARDS

Strategia HFO-RM

Le raccomandazioni precedentemente pubblicate relative all'uso di HFO (ventilatore Sensormedics 3100B, Sensormedics, Yorba Linda, CA, USA) includono i seguenti passaggi:

1. Livello sufficiente di sedazione profonda/anestesia per l'abolizione dell'attività dei muscoli respiratori, con o senza blocco neuromuscolare, in modo da evitare la dissincronia paziente-ventilatore.
2. Conferma della pervietà del tubo endotracheale e posizionamento del tubo a 3-4 cm sopra la carena.
3. RM: immediatamente dopo la connessione paziente-oscillatore, verrà eseguito un RM (aumento della pressione del circuito a 45 cmH2O per 40 sec con il pistone dell'oscillatore spento). Gli RM saranno ripetuti appena prima dei cambiamenti nella frequenza HFO o appena prima/subito dopo l'inizio/termine del TGI.
4. La FiO2 sarà inizialmente fissata a 1,0 e poi ridotta (oltre 10-15 min) alla FiO2 del CMV precedente, a condizione che la SaO2 sia mantenuta >90%.
5. Il flusso bias sarà impostato a 60 L/min per migliorare l'eliminazione della CO2 dal circuito respiratorio.
6. Il rapporto I:E verrà mantenuto a 1:2.
7. Secondo i metodi ei risultati degli studi precedenti dei ricercatori, il TGI sarà pari al 50% della precedente ventilazione minuto CMV.
8. L'HFO iniziale mPaw supererà il mPaw del precedente CΜV di 8-10 cm H2O e sarà titolato (di ±3 cmH2O) alla migliore risposta di ossigenazione (che si prevede corrisponda a un "target" SaO2 >= 95%) durante un periodo di 60 minuti di HFO standard a bassa frequenza con perdite dal bracciale. Il suddetto periodo precederà il periodo di test della strategia HFO di 180 minuti descritto di seguito.
9. La frequenza di oscillazione iniziale sarà impostata in modo casuale a 3,5-4 Hz oa 7 Hz. L'impostazione a bassa frequenza sarà combinata con una perdita del bracciale di 3-5 cmH2O e TGI per 60 min seguita da "no-TGI" per altri 60 min in ordine casuale. L'impostazione ad alta frequenza non sarà combinata con una perdita del bracciale o TGI e sarà mantenuta per altri 60 min. L'ampiezza della pressione oscillatoria (ΔP) sarà fissata a 90 cmH2O.

Misure TEE

I seguenti parametri saranno determinati durante il CMV basale:

Area diastolica del ventricolo destro, area diastolica del ventricolo sinistro e indice di eccentricità. Valutazione del flusso sanguigno coronarico nell'arteria coronaria principale destra e nel ramo discendente anteriore sinistro dell'arteria coronaria principale sinistra (Nota: le misurazioni del flusso sanguigno dell'arteria coronaria si sono rivelate tecnicamente difficili e richiedono tempo e sono state quindi rimosse dal protocollo di studio). Le stesse misurazioni saranno ripetute a 120, 180 e 240 minuti dopo l'inizio dell'HFO ea 60 minuti dopo il ritorno al CMV. Allo stesso tempo, determineremo lo scambio di gas e l'emodinamica inclusa la gittata cardiaca con PICCO plus. Infine, verrà valutata la meccanica respiratoria con occlusione rapida delle vie aeree di fine espirazione/fine inspirazione durante il CMV.

Ossigenazione di salvataggio La metodologia dell'ossigenazione di salvataggio può includere HFO-TGI a bassa frequenza con perdite dal bracciale, posizionamento prono, ossido nitrico inalato e ossigenazione extracorporea della membrana. La durata di una sessione di ossigenazione di salvataggio sarà di almeno 10 ore con possibilità di estensione illimitata se PaO2<60 mmHg. Criterio di inizio del soccorso: PaO2<60 mmHg per più di 30 min a FiO2=1.0 durante la PEEP alta, CMV polmonare protettivo, in assenza di qualsiasi patologia cardiorespiratoria reversibile e/o malfunzionamento del ventilatore.

Follow-up del paziente Le variabili fisiologiche (scambio gassoso emodinamico e meccanica respiratoria) e i farmaci verranno registrati entro 2 ore prima dell'arruolamento nello studio e alle 9:00 dei giorni 1-10 successivi all'arruolamento nello studio. La disfunzione d'organo in base al punteggio di valutazione della disfunzione d'organo sequenziale e le complicanze del decorso clinico saranno documentate fino al giorno 60 dopo l'arruolamento. Infine, il risultato finale (es. sarà registrata anche la sopravvivenza alla dimissione dall'ospedale o alla morte in ospedale).

RISCHI POTENZIALI DEGLI INTERVENTI INDAGINI E LORO PREVENZIONE. Rischio potenziale: Barotrauma. Misure preventive: questo rischio potenziale è ugualmente elevato durante CMV o HFO. Inoltre, non prevediamo complicazioni cliniche degne di nota dovute all'uso di HFO mPaw ad alta frequenza e alta senza perdita di cuffia, poiché la sua durata di utilizzo non supererà il limite di tempo pre-specificato dal protocollo di 60 min.

POSSIBILI BENEFICI Per il paziente partecipante: possibile aumento della probabilità di sopravvivenza alla dimissione ospedaliera se HFO-TGI viene utilizzato come metodo di ossigenazione di salvataggio e valutazione TEE dettagliata della funzione cardiaca. Per la scienza medica: possibile miglioramento nella comprensione dell'interazione tra strategia ventilatoria, cuore e polmoni.