Ventilazione oscillatoria ad alta frequenza combinata con sospiri intermittenti: effetti sul volume polmonare monitorati dall'impedenza della tomografia elettrica.

Il danno polmonare indotto dal ventilatore (VILI) è un importante fattore eziologico nella patogenesi della displasia broncopolmonare (BPD), definita come necessità di supporto respiratorio o ossigeno supplementare a 36 settimane di età post-concettuale. Nonostante i progressi nell'assistenza prenatale e neonatale, il 50-80% dei neonati con peso alla nascita molto basso verrà ventilato durante il ricovero neonatale. Di conseguenza, l'ulteriore sviluppo delle strategie di ventilazione neonatale con particolare attenzione alla ventilazione polmonare protettiva rimane un importante campo di ricerca. Volutrauma e atelectotrauma causati rispettivamente da volume corrente eccessivo e reclutamento polmonare insufficiente piuttosto che da barotrauma sono oggi considerati i fattori più importanti per VILI. La ventilazione oscillatoria ad alta frequenza (HFOV) fornisce un efficace scambio di gas con fluttuazioni di pressione minime attorno a una pressione di distensione continua e quindi un piccolo volume corrente ed è in teoria più protettiva per i polmoni. 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 prematuri. Di conseguenza, l'HFOV non ha ancora un'indicazione assoluta ed è utilizzato principalmente come trattamento di salvataggio. I primi studi sugli animali hanno dimostrato che il reclutamento e il mantenimento della capacità funzionale residua (FRC) durante l'HFOV ("concetto di polmone aperto") potrebbe ridurre il danno polmonare. A causa della paura del barotrauma, il reclutamento polmonare è stato inizialmente ottenuto sovrapponendo i respiri di ventilazione convenzionale (CV) all'HFOV con una pressione media delle vie aeree (MAP) molto più bassa rispetto a quella utilizzata oggi. Oggi la maggior parte dei neonatologi fornisce "HFOV a polmone aperto" fornendo una MAP più elevata utilizzando l'ossigenazione come guida indiretta del reclutamento polmonare. In alcune unità si è evoluta una prassi clinica che combina l'HFOV (usando la "moderna" MAP alta) con respiri di sospiro ricorrenti (HFOV-sigh) erogati come insufflazioni convenzionali modificate a una velocità di 3/min. L'osservazione clinica è che, rispetto all'HFOV standard, l'HFOV-sigh porta a un'ossigenazione più stabile, uno svezzamento più rapido in FiO2 e MAP e una ventilazione più breve. Questo approccio sembra essere incoraggiato da numerosi neonatologi.

La tomografia ad impedenza elettrica (EIT) consente la misurazione e la mappatura della distribuzione regionale della ventilazione, del volume polmonare di fine espirazione (EELV) e di altri parametri fisiologici respiratori. EIT genera immagini in sezione trasversale del soggetto studiato sulla base della misurazione dei potenziali elettrici superficiali risultanti da un'eccitazione con piccole correnti elettriche note (5 mAmp e 50 kHz). Sia le misurazioni della tensione che le iniezioni di corrente avvengono tra coppie di elettrodi di superficie autoadesivi convenzionali di un array di 16 elettrodi attaccati alla circonferenza del torace. Le scansioni tomografiche ad impedenza elettrica vengono generate dalle differenze di potenziale raccolte e dalle correnti di eccitazione note utilizzando la retroproiezione pesata in una matrice di 32x32 pixel. Ogni pixel della scansione mostra l'impedenza locale istantanea. L'EIT ha dimostrato di essere uno strumento valido e sicuro nei neonati per monitorare i cambiamenti nella ventilazione polmonare globale e regionale e nell'EELV.

La combinazione di HFOV con atti respiratori convenzionali è stata riportata solo in un numero limitato di studi e solo con particolare attenzione all'HFOV combinato con atti respiratori convenzionali a frequenza normale che mostrano un possibile beneficio. Risultati simili sono stati riportati confrontando la ventilazione a getto ad alta frequenza (HFVJ) combinata con respiri convenzionali a frequenza normale con la sola HFVJ. A nostra conoscenza è stato registrato, ma mai pubblicato, un solo studio sull'uomo che confronta HFOV standard con HFOV combinato con respiri di reclutamento a bassa frequenza (Texas Infant Star Trial).

L'osservazione clinica è che l'ossigenazione durante il sospiro HFOV sembra essere migliorata, il che è considerato un segno indiretto di un miglioramento del volume polmonare. Tuttavia non esistono studi clinici che stimano il volume polmonare durante HFOV-sigh per confermare o contestare questo, che è il motivo principale per cui proponiamo questo studio.

Idealmente, durante l'HFOV la MAP dovrebbe essere impostata a un livello al quale il volume polmonare è ottimale. Tuttavia in alcune situazioni lo stato cardiovascolare del paziente non consente di aumentare la MAP a questo livello, nel qual caso la combinazione di HFOV con respiri di sospiro a MAP inferiore potrebbe essere un modo alternativo per ottimizzare il volume polmonare.

Lo scopo di questo studio è quello di indagare l'effetto di HFOV-sigh rispetto a HFOV-only sulle misurazioni derivate dall'EIT dell'EELV e della distribuzione della ventilazione regionale e di altri parametri fisiologici respiratori come la frequenza cardiaca e la frequenza respiratoria.

Domanda di ricerca:

Nei neonati ventilati, la combinazione della ventilazione oscillatoria ad alta frequenza (HFOV) con atti respiratori intermittenti comporta un aumento del volume polmonare di fine espirazione (EELV) e una distribuzione più omogenea della ventilazione rispetto all'HFOV standard senza atti respiratori. Il volume polmonare e la distribuzione della ventilazione saranno monitorati mediante tomografia ad impedenza elettrica (EIT).

Ipotesi e obiettivi del progetto:

L'ipotesi principale dello studio è che il volume polmonare di fine espirazione (EELV) durante l'HFOV combinato con i respiri di sospiro (HFOV-sigh) sia relativamente più alto dell'EELV durante l'HFOV senza HFOV (solo HFOV) e che la distribuzione regionale della ventilazione sarà più omogeneo che indica un reclutamento polmonare più omogeneo. I seguenti obiettivi specifici di questo studio affronteranno queste ipotesi:

• Determinare se esiste una differenza significativa nell'EELV globale e regionale misurata dall'EIT tra HFOV-sigh e HFOV-only
• Per determinare se vi è una differenza significativa nella distribuzione spaziale della ventilazione e nella tempistica della ventilazione tra HFOV-sigh e HFOV-only utilizzando un calcolo specifico derivato da EIT
• Per determinare se esiste una differenza significativa in altre variabili respiratorie, come la frequenza cardiaca (HR), la saturazione di ossigeno (SpO2) e la frequenza respiratoria spontanea tra HFOV-sigh e HFOV-only
• Fornire informazioni sulla fattibilità e dati sull'effetto del trattamento di HFOV-sigh per assistere nella pianificazione di uno studio più ampio.