Effetti del posizionamento delle valvole endobronchiali sulla funzione del diaframma nei pazienti con iperinflazione polmonare (EVELHYN)

I dati ottenuti da studi clinici e bimolecolari hanno dimostrato che i pazienti con broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO) potrebbero presentare tassi più elevati di compromissione della funzione del diaframma rispetto ai controlli sani abbinati per età e sesso. I potenziali meccanismi di lesione sono stati trovati in stress e stiramenti regionali dovuti a geometria muscolare svantaggiosa, aumento del carico di lavoro durante lo sforzo, stress meccanico e fattori metabolici (ad esempio, aumento dell'attività della proteasi, radicali liberi, ossidazione). In particolare l'enfisema, con la rottura del tessuto alveolare elastico, porta ad un aumento della compliance polmonare e all'intrappolamento di gas. L'iperinflazione polmonare con elastanza dinamica amplificata e pressione positiva intrinseca di fine espirazione (PEEPi) limita la capacità di escursione diaframmatica. Inoltre, sia il volume polmonare di fine espirazione (EELV) che il volume residuo (RV) aumentano, spostando il respiro corrente (Vt) verso il lato destro della curva pressione-volume e imponendo pressioni intratoraciche più elevate per mantenere un Vt adeguato. Inoltre è stato dimostrato che nei pazienti affetti da BPCO che presentano frequenti riacutizzazioni la pressione massima prodotta dalla contrazione del diaframma sembra significativamente inferiore rispetto ai soggetti non affetti da BPCO, indipendentemente dalla natura dei test utilizzati per la valutazione (entrambi volitivi - Pdi at Total Lung Capacity ( TLC) o Pdi sniff o stimolazione non volitiva del nervo frenico). Pertanto, la riduzione delle prestazioni massime del diaframma potrebbe essere spiegata dall'accorciamento muscolare e dalla compromissione meccanica in seguito all'insorgenza di una progressiva iperinflazione polmonare. L'iperinflazione polmonare peggiora con l'esercizio portando alla dispnea ed è associata a ridotta attività fisica e ridotta sopravvivenza. I farmaci broncodilatatori per via inalatoria hanno solo un impatto modesto sui sintomi e non alterano la storia naturale della malattia. In pazienti selezionati con un pattern eterogeneo di enfisema, la resezione chirurgica può essere mirata alle aree più colpite del tessuto polmonare, che contribuiscono in modo sproporzionato all'intrappolamento di gas e all'iperinflazione, migliorando così la meccanica respiratoria. La chirurgia per la riduzione del volume polmonare in pazienti selezionati (LVRS) migliora i sintomi e prolunga la sopravvivenza, ma può essere associata a significativa morbilità e rischio di morte, con un costo per anno di vita aggiustato per la qualità (QALY) di almeno $ 40.000.

Un approccio più recente è stato quello di utilizzare valvole endobronchiali per occludere le vie aeree che irrorano la parte più colpita del polmone. Ciò ha lo scopo di causare atelettasia nel lobo bersaglio, con un impatto simile sulla funzione del resto del polmone come si osserva nella LVRS. Numerosi studi hanno dimostrato che il trattamento della valvola endobronchiale nei pazienti con enfisema può portare a miglioramenti dei sintomi, della funzione polmonare e della capacità di esercizio nell'iperinflazione dinamica e miglioramenti nella cinetica dell'ossigeno e nella sincronia della parete toracica. Mentre gli studi sulla riduzione chirurgica del volume polmonare hanno dimostrato un miglioramento della funzione muscolare diaframmatica, nessuno studio ha indagato gli effetti del posizionamento delle valvole endobronchiali sulle prestazioni del diaframma nei pazienti con iperinflazione polmonare.

Diversi metodi sono stati utilizzati per valutare l'attività contrattile diaframmatica. Tra questi, lo standard di riferimento è rappresentato dalla misurazione della pressione transdiaframmatica (Pdi) espressa dalla differenza tra la pressione pleurica (o esofagea [Pes]) e quella addominale (o gastrica [Pgas]) attraverso sonde nasogastriche dotate di sensori di pressione. Tuttavia, tali metodi sono ancora lontani dalla pratica clinica di routine, evidenziando così la necessità di metodi semplici e accurati per valutare le prestazioni diaframmatiche. Negli ultimi anni la valutazione ecografica (US) della funzione diaframmatica si è sviluppata nel campo della terapia intensiva come strumento per stimare il lavoro respiratorio del paziente durante la ventilazione. In uno studio recentemente pubblicato su 75 pazienti con AECOPD che richiedono ventilazione meccanica, abbiamo mostrato una correlazione completa tra la valutazione US e le misurazioni Pdi alla massima inspirazione nella valutazione della funzione del diaframma. In particolare abbiamo dimostrato che le variazioni dello spessore del diaframma (ΔTdi) < 20% durante il volume corrente hanno la stessa accuratezza della pressione transdiaframmatica nell'identificare la compromissione del diaframma. Inoltre abbiamo studiato la valutazione ecografica del diaframma in pazienti con sclerosi laterale amiotrofica (SLA) attraverso l'indice ΔTmax (il rapporto tra lo spessore del diaframma alla fine del Vt e dopo la massima inspirazione fino alla capacità polmonare totale). Abbiamo scoperto che ΔTmax correla fortemente con i test delle funzioni respiratorie con elevata accuratezza nell'identificare i soggetti con FVC <50% del valore previsto. Inoltre in uno studio recentemente pubblicato, Bernardi e collaboratori hanno presentato una tecnica non invasiva per misurare la PEEPi nei pazienti con BPCO, attraverso la valutazione ecografica della latenza temporale (msec) tra l'inizio della contrazione del diaframma all'ecografia e l'inizio del flusso inspiratorio (28) .

Questo studio prospettico mira a valutare la funzione diaframmatica prima e dopo il posizionamento delle valvole endobronchiali in un paziente con BPCO con iperinflazione polmonare.

Materiali e metodi Popolazione e contesto dello studio Questo studio prospettico esplorativo osservazionale di coorte sarà condotto presso l'Unità Endoscopica Toracica (TEU) dell'Azienda Ospedaliera Universitaria di Modena Italia per un periodo di 24 mesi dopo l'ottenimento dell'approvazione da parte del Comitato Etico locale di Modena . Il consenso informato scritto a partecipare allo studio sarà ottenuto da tutti i pazienti arruolati.

I pazienti saranno idonei se ammessi al TEU per intervento di posizionamento delle valvole endobronchiali a causa di iperinflazione polmonare documentata.

I criteri di esclusione includeranno la disfunzione diaframmatica precedentemente documentata, la presenza di malattie neuromuscolari o altre forme di miopatia.

Tutti i pazienti saranno trattati secondo la migliore pratica clinica attuale dal personale TEU, che sarà cieco rispetto allo scopo dello studio.

Misure generali All'arruolamento verranno registrate le variabili cliniche respiratorie (età, sesso, diagnosi e stadio, indice di massa corporea, abitudine al fumo, comorbilità, precedente trattamento con steroidi sistemici) ei valori dei test di funzionalità respiratoria.

Procedure dello studio Un medico respiratorio con elevata esperienza nell'ecografia del torace eseguirà una valutazione ecografica del diaframma prima e dopo il posizionamento delle valvole endobronchiali. La motilità del diaframma viene valutata con un dispositivo US B-mode (GE Vivid 7, Yorba Linda, CA, USA) collegato a una sonda lineare da 7-12 MHz. Le misurazioni vengono eseguite in posizione supina con un'inclinazione media di 45°. La posizione della sonda è impostata in modo da ottenere la migliore visione della zona di apposizione del diaframma, situata tra la linea ascellare media e quella ascellare posteriore. Il diaframma è identificato come una struttura a tre strati costituita da uno strato muscolare relativamente non ecogeno rivestito da due linee ecogene determinate dalla sierosa peritoneale e dalla pleura diaframmatica. Lo spessore del diaframma viene misurato bilateralmente alla fine dell'inspirazione e alla fine dell'espirazione. Le immagini degli Stati Uniti verranno archiviate in formato elettronico o cartaceo da un esaminatore ignaro dello scopo dello studio.

In particolare verranno eseguite le seguenti misurazioni:

• ΔTd: variazione dello spessore del diaframma (Tdi) durante l'inspirazione a partire da FRC a Vt = [(Tdi di fine inspirazione - Tdi di fine espirazione) / Tdi di fine espirazione] X 100)
• ΔTmax: rapporto tra Tdi a fine Vt e Tdi dopo la massima inspirazione fino a TLC = Vt Tdi di fine inspirazione / TLC Tdi di fine inspirazione.
• PEEPiecho: P0.1Mx(TLAT,US/100). TLAT = tempo di latenza (msec) tra l'inizio della contrazione del diaframma sugli ultrasuoni e l'inizio del flusso inspiratorio; P0.1M = pressione di occlusione della bocca a 100ms, stima dello sforzo che un paziente deve compiere per generare il flusso inspiratorio. Viene misurato utilizzando una valvola unidirezionale, occlusa durante l'espirazione in modo che il P0.1M sia misurato dalla capacità funzionale residua (FRC).
• Misurazione ecografica dell'escursione inspiratoria diaframmatica massima misurata nella finestra sottocostale destra.

Una valutazione della pressione espiratoria massima (MEP) e della pressione inspiratoria massima (MIP) e della pressione nasale inspiratoria sniff (SNIP), verrà eseguita prima e dopo il posizionamento delle valvole endobronchiali da un tecnico della funzione respiratoria ignaro dello scopo dello studio.

Ciascuna misurazione dei risultati verrà eseguita 24 ore, 48 ore, 7 giorni, 30 giorni, 60 giorni e 90 giorni dopo il posizionamento delle valvole endobronchiali.

Analisi statistica Il pacchetto statistico GraphPad Prism 7.0 (GraphPad Software, Inc. La Jolla, CA, USA) verrà utilizzato per l'analisi. Le statistiche descrittive per le variabili continue saranno presentate come valori medi ± deviazione standard (SD) o associate all'intervallo interquartile. Il test non parametrico di Wilcoxon (Mann-Whitney) e il test t di Student saranno utilizzati per il confronto di variabili continue.