Ventilazione oscillatoria ad alta frequenza combinata con sospiri intermittenti: effetti sull'ossigenazione del sangue e sulla stabilità dell'ossigenazione

La ventilazione oscillatoria ad alta frequenza (HFOV) è stata utilizzata nell'assistenza respiratoria neonatale per più di tre decenni. L'HFOV fornisce un efficace scambio di gas con fluttuazioni di pressione minime attorno a una pressione media delle vie aeree (MAP) impostata che funziona come una pressione di distensione continua (CDP) e un volume corrente basso rispetto alla ventilazione convenzionale (CV). Si pensava quindi che l'HFOV fosse in grado di ridurre il rischio di displasia broncopolmonare nei neonati pretermine ventilati. Tuttavia, i risultati di studi controllati randomizzati che hanno confrontato l'HFOV con la ventilazione convenzionale sono stati contrastanti e le meta-analisi non hanno mostrato prove chiare che l'HFOV sia più sicuro o più efficace della ventilazione convenzionale né quando viene utilizzato come strategia iniziale né come strategia di salvataggio nei neonati pretermine con sindrome da distress respiratorio (RDS). Di conseguenza non ci sono indicazioni assolute per l'HFOV nei neonati pretermine e la maggior parte dei neonatologi oggi utilizza l'HFOV come modalità di salvataggio quando la ventilazione convenzionale sta fallendo nel contesto acuto di RDS così come nel bambino con displasia broncopolmonare.

Il mantenimento di un'adeguata capacità funzionale residua (FRC) insieme alla frazione di ossigeno inspirato FiO2 sono i principali determinanti dell'ossigenazione. Maggiore è l'FRC, maggiore è il volume di ossigeno disponibile negli alveoli per il trasporto del gas. Un'adeguata saturazione di ossigeno (SAT) del sangue nell'aria ambiente o un miglioramento della saturazione di ossigeno senza modificare la frazione di ossigeno inspirato può essere visto come un indicatore indiretto di FRC normale o normalizzato, e la maggior parte dei neonatologi usa l'ossigenazione come un marker indiretto per il polmone volume durante HFOV.

Il CDP o set-MAP è il principale determinante dell'aerazione polmonare durante l'HFOV. Una MAP troppo bassa può causare aerazione non omogenea e atelectasia che portano ad atelectotrauma e reindirizzamento del flusso aereo verso alveoli più complianti che portano a iperinflazione localizzata.

Di conseguenza, i primi studi sugli animali hanno dimostrato che il reclutamento e il mantenimento di FRC durante l'HFOV potrebbe ridurre il danno polmonare. Il reclutamento polmonare è stato inizialmente ottenuto sovrapponendo i respiri di ventilazione convenzionale (CV) sopra l'HFOV con MAP inferiore rispetto a quello utilizzato oggi, sia come insufflazioni sostenute ricorrenti della durata di 15-20 secondi circa ogni 20 minuti, sia come respiri intermittenti di sospiro (3-5 respiri di marea pr minuto) erogati come atti respiratori convenzionali normali o come ventilazione convenzionale a frequenza normale combinata con HFOV.

Oggi la maggior parte dei neonatologi esegue questo cosiddetto concetto di "polmone aperto" regolando il set-MAP utilizzando l'ossigenazione come guida indiretta del reclutamento polmonare. Vengono utilizzati diversi approcci spiegati dalle difficoltà nel monitoraggio diretto al posto letto della FRC. Alcuni iniziano l'HFOV con MAP 2-3 cm H2O al di sopra della MAP necessaria durante la ventilazione convenzionale, regolando successivamente la MAP fino alla frazione di O2 inspirato (FiO2)

Durante l'HFOV, la MAP può essere regolata come indicato sopra. Un ulteriore aumento della MAP può aumentare la FRC mediante una maggiore aerazione e di conseguenza migliorare l'ossigenazione. Sebbene recenti studi clinici suggeriscano che questo approccio sia sicuro, potrebbe potenzialmente portare a iperinflazione generalizzata e volutrauma oltre a interferire con il ritorno venoso sistemico e la gittata cardiaca, soprattutto se non combinato con il monitoraggio diretto del volume polmonare che attualmente non è disponibile nell'assistenza clinica di routine.

La combinazione di respiri intermittenti di reclutamento a una frequenza di 3-5 respiri/minuto con HFOV potrebbe essere un modo alternativo per aiutare a mantenere o normalizzare la FRC durante la quale la MAP viene aumentata solo temporaneamente e in modo intermittente. Ciò potrebbe in teoria portare a uno svezzamento più rapido nella MAP, a una minore esposizione all'ossigeno e a lesioni polmonari potenzialmente ridotte. Una preoccupazione, tuttavia, potrebbe essere che i respiri intermittenti del sospiro portino a pressioni eccessive intermittenti nelle vie aeree distali e a un volume corrente eccessivo e di conseguenza non portino alcun beneficio. Tuttavia, l'approccio di combinare HFOV e respiri di sospiro a bassa frequenza sembra essere incoraggiato da un certo numero di neonatologi.

Tuttavia, a nostra conoscenza, non è ancora stato testato in una sperimentazione umana controllata.

Una ricerca su PubMed non ha rivelato studi sull'uomo o sugli animali che confrontassero l'HFOV combinato con sospiri di reclutamento intermittenti a bassa frequenza. Inoltre, su www.clinicaltrials.gov non sono attualmente registrati studi che esplorino questo approccio.

A nostra conoscenza, finora è stato registrato, ma mai pubblicato, un solo studio sull'uomo che confronta l'HFVO con respiri di reclutamento a bassa frequenza (Texas Infant Star Trial).

La combinazione di HFOV con atti respiratori convenzionali è stata riportata solo in un numero limitato di studi e solo concentrandosi sull'HFOV combinato con CV a frequenza normale che mostra un possibile beneficio. Risultati simili sono stati riportati confrontando la ventilazione a getto ad alta frequenza (HFVJ) combinata con CV a velocità normale con la sola HFVJ.

Motivazione del processo:

La combinazione di respiri intermittenti di reclutamento a bassa frequenza con HFOV potrebbe offrire un ulteriore modo di aiutare a mantenere o normalizzare la FRC con un aumento solo modesto o nullo della MAP in linea con il concetto di polmone aperto.

Una preoccupazione, tuttavia, potrebbe essere che i respiri di sospiro intermittenti portino a un aumento intermittente delle pressioni nelle vie aeree distali e a un volume corrente troppo elevato e di conseguenza non siano affatto utili. Nonostante ciò, l'approccio di combinare HFOV e respiri di sospiro sembra essere incoraggiato da un certo numero di neonatologi.

Tuttavia, a nostra conoscenza, non è stato ancora testato in una sperimentazione umana controllata. Pertanto, desideriamo condurre uno studio incrociato controllato per valutare l'effetto dell'HFOV combinato con respiri di sospiro intermittenti sull'ossigenazione nei neonati ventilati utilizzando l'ossigenazione come indicatore indiretto del reclutamento polmonare.

Obiettivo e ipotesi:

Gli obiettivi di questa sperimentazione sono:

• Confrontare l'HFOV combinato con atti respiratori di reclutamento intermittenti a una frequenza di 3/min (HFOV-sigh) con solo HFOV (solo HFOV) ed esaminare se:

• l'ossigenazione espressa come rapporto a/A migliora con HFOV-sigh

  • a/A-ratio è una misura di ossigenazione e calcolato come
  • rapporto a/A = paO2/(0,95*FiO2- PaCO2),
  • paO2 e PaCO2 sono misurate su sangue arterioso se l'accesso arterioso è in situ altrimenti come valori transcutanei (vedi sotto).

• la stabilità dell'ossigenazione migliora con HFOV-sigh

  • espresso come calcolo della deviazione percentuale del tempo trascorso al di fuori dell'intervallo di riferimento per la saturazione di ossigeno (SAT) per una determinata età gestazionale (AUC - area sotto la curva) e confrontandolo con MAP e FiO2.

• Valutare la possibilità di allestire uno studio controllato randomizzato più ampio Ipotizziamo che durante HFOV-sigh l'ossigenazione sarà migliorata anche alla stabilità dell'ossigenazione con meno tempo trascorso al di fuori dell'intervallo di riferimento per SAT a una FiO2 invariata o inferiore

Progetto di prova:

Lo studio è pianificato come uno studio clinico di 4 periodi, 2 trattamenti, doppio crossover, in cui ogni paziente è il proprio controllo. I pazienti verranno assegnati in modo casuale a ricevere HFOV-Sigh seguito da solo HFOV o viceversa per quattro periodi alternati di 1 ora.