Titolazione della PEEP durante la ventilazione meccanica in pazienti con ARDS utilizzando la tomografia ad impedenza elettrica.

Attualmente, la pratica clinica riguardante le strategie di pressione positiva di fine espirazione (PEEP) per la sindrome da distress respiratorio acuto (ARDS) ruota attorno a due algoritmi PEEP/FIO2 sviluppati dal programma ARDSnet di ricerca NHLBI. Questi due algoritmi sono noti come protocolli PEEP "Alta"/FiO2 inferiore e PEEP "Bassa"/FiO2 superiore. Il protocollo PEEP alta/FiO2 inferiore è visto come aggressivo o il livello di PEEP più alto che un medico vorrebbe impostare, mentre il protocollo PEEP bassa/FiO2 più alto è visto come il livello di PEEP più basso che un medico potrebbe impostare. Mentre molti studi hanno dimostrato la sicurezza e l'efficacia di un'impostazione PEEP basata su una frazione richiesta di ossigeno inspirato (FIO2) per mantenere un'adeguata ossigenazione, tuttavia ci sono risultati uguali tra le due strategie. Vi sono prove crescenti del fatto che il protocollo PEEP bassa/FiO2 più alta lasci ampie porzioni di polmone dereclutato e il protocollo PEEP alta/FIO2 può creare una sovradistensione nelle sezioni complianti del polmone che sono in gran parte esenti da malattia poiché utilizza un singolo scambio di gas ( ossigenazione) per determinare le impostazioni PEEP.

Obiettivo specifico 1: Dimostrare la sicurezza di una strategia di titolazione della PEEP guidata da EIT. (Ipotesi: la titolazione guidata da EIT della PEEP migliorerà la ventilazione e l'ossigenazione senza aumentare l'incidenza di barotrauma o compromissione emodinamica.)

Obiettivo specifico 2: Dimostrare l'efficacia di una strategia di titolazione della PEEP per aumentare la distribuzione della ventilazione e migliorare l'ossigenazione nei bambini con ARDS utilizzando un protocollo guidato da EIT all'interno di due standard di cura. (Ipotesi: la titolazione guidata da EIT della PEEP porterà a una distribuzione più omogenea della ventilazione, a una migliore compliance polmonare e a una migliore ventilazione e ossigenazione.) Contesto e significato Le unità polmonari che partecipano allo scambio gassoso sono note come polmone "reclutato". I pazienti con lesioni polmonari soffrono di una percentuale di unità polmonari che non partecipano allo scambio gassoso (cioè lo stato dereclutato), a volte con conseguente alterazione dello scambio gassoso. Il dereclutamento degli alveoli può anche causare shunt intrapolmonare e peggiorare il danno polmonare attraverso l'atelectotrauma. Gli esiti nell'ARDS sono migliorati in modo significativo da quando i medici hanno iniziato a impiegare strategie di protezione polmonare, tra cui la ventilazione a basso volume corrente e l'ipercapnea permissiva. Tuttavia, è stato riconosciuto che la ventilazione a basso volume corrente riduce il volume polmonare reclutato, un fenomeno che persiste nonostante l'aggressiva strategia di pressione positiva di fine espirazione (PEEP) impiegata negli studi ARDSNet. L'atelettasia associata alla ventilazione a basso volume corrente viene alleviata attraverso l'uso dei cosiddetti respiri di sospiro, livelli più elevati di PEEP o manovre di reclutamento. Inoltre, la proporzione di polmone che rimane nello stato di derecruiting può contribuire alla morbilità e alla mortalità associate all'ARDS. Negli adulti sono state utilizzate diverse strategie per reclutare il polmone: inflazione sostenuta (SI) e strategia di reclutamento massimale. Il cosiddetto approccio a polmone aperto (OLA) include un SI seguito dall'impostazione della PEEP al punto di flessione inferiore misurato della curva PV. Un approccio alternativo all'impostazione della PEEP è una titolazione PEEP decrementale, che include l'abbassamento sequenziale della PEEP finché non si verifica un decremento predeterminato di PaO2 o SaO2.

L'impatto del reclutamento polmonare nel decorso a lungo termine dell'ARDS non è ancora chiaro. È chiaro che il reclutamento polmonare è più efficace nelle prime fasi dell'ARDS. Grasso et al. hanno dimostrato che i pazienti che hanno ricevuto una manovra di reclutamento al giorno 1±0,3 di ARDS potevano essere reclutati, rispetto ai pazienti reclutati al giorno 7±1. Allo stesso modo, Gattinoni et al7 e Crotti et al hanno riscontrato un reclutamento limitato nei pazienti che erano in buona salute nel corso dell'ARDS. Borges et al, Tugrul et al, e Girgis et al hanno reclutato tutti i pazienti all'inizio del corso dell'ARDS, e ciascuno ha riscontrato un marcato reclutamento polmonare, in media, in tutti i pazienti studiati. Ciascuno di questi studiati ha dimostrato la capacità di migliorare la saturazione di ossigeno e (a volte studiato) il volume polmonare di fine espirazione. Sebbene nessuno studio abbia esaminato l'effetto di questo cambiamento sulla morbilità o sulla mortalità, nei bambini l'ipossiemia è nota per essere una causa comune di morbilità. È importante sottolineare che nei bambini, il trattamento dell'ipossia spesso determina l'aumento delle impostazioni del ventilatore, l'uso della ventilazione oscillatoria ad alta frequenza (HFOV) o l'uso dell'ossigenazione extracorporea a membrana (ECMO). Il reclutamento precoce e la corretta titolazione della PEEP nei bambini con ARDS possono prevenire la necessità di un'escalation delle cure verso queste terapie più invasive e rischiose.

Tomografia ad impedenza elettrica (EIT) Barber e Brown hanno introdotto la tomografia ad impedenza elettrica nella comunità medica all'inizio degli anni '80. Da lì è stato esplorato un ampio spettro di applicazioni in medicina che vanno dallo svuotamento gastrico, alla funzione cerebrale, all'imaging del seno, alla funzione polmonare. Riteniamo che il vantaggio più prezioso dell'EIT risieda nel monitoraggio della funzione polmonare regionale nei pazienti critici. I primi dispositivi EIT erano suscettibili alla scarsa sensibilità e all'interferenza del segnale in ambito clinico. Dopo anni e un rinnovato interesse da parte di alcune aziende commerciali interessate alla tecnologia della ventilazione, molte di queste carenze sono state risolte. Come con qualsiasi nuova modalità, l'EIT e la sua utilità e applicazione clinica devono essere esplorate metodicamente; pertanto proponiamo questo protocollo IRB per avvicinarci di più in questo viaggio per sviluppare uno strumento clinicamente utile.

La tomografia dell'impedenza elettrica sfrutta i cambiamenti nell'impedenza elettrica tra gli spazi pieni d'aria rispetto a quelli pieni di tessuto o liquido al fine di caratterizzare e quantificare la distribuzione regionale del volume polmonare al letto del paziente. Questa tecnologia è stata convalidata in studi su animali e umani. La tecnologia utilizza una serie di 16 elettrodi posizionati sul torace del paziente. Quando piccole correnti, che non sono rilevabili dal soggetto, vengono fatte passare tra gli elettrodi, l'impedenza viene misurata tra e tra le serie. Attraverso una complessa interrogazione e manipolazione di questi valori di impedenza, si forma un'immagine bidimensionale, che ha dimostrato di essere correlata ai cambiamenti clinici e radiografici nei pazienti. La capacità di stimare il volume polmonare e la distribuzione regionale del gas in modo non invasivo e in tempo reale può darci un'idea di quale modalità di ventilazione o impostazione sia più efficace nell'ottimizzare la ventilazione a pressione positiva.