Impatto della ventilazione NAVA sull'ossigenazione cerebrale e sulla perfusione nei bambini con cardiopatia congenita

1. Contesto scientifico

   Nella cardiochirurgia postoperatoria è spesso necessaria la ventilazione invasiva, ma le pressioni intratoraciche positive indotte possono essere dannose per l'emodinamica attraverso diversi meccanismi: diminuzione del ritorno venoso, aumento delle resistenze vascolari polmonari e aumento del postcarico del ventricolo destro. Questo effetto è particolarmente problematico nei pazienti con ventricolo destro restrittivo, che dipendono dal precarico, e nei pazienti con connessioni cavo polmonari per la palliazione del ventricolo singolo. In questi pazienti, la diminuzione della pressione positiva del ventilatore migliora la gittata cardiaca e l'ossigenazione cerebrale. Tuttavia, l'estubazione molto precoce non è sempre possibile o sicura, ed è quindi essenziale ottimizzare la ventilazione meccanica per minimizzarne le conseguenze emodinamiche.

   Negli adulti, la ventilazione in modalità NAVA (Neurally Adjusted Ventilatory Assist), indipendentemente dal livello di assistenza, consente di preservare le variazioni di pressione intratoracica caratteristiche della ventilazione spontanea e limita l'impatto della ventilazione sull'eiezione ventricolare destra. Nei bambini, anche le pressioni inspiratorie e medie sono inferiori in NAVA rispetto alla ventilazione convenzionale.

   La valutazione dell'ossigenazione e della perfusione cerebrale nella rianimazione cardiovascolare è importante sia come parametro emodinamico che come fattore prognostico neurologico. Un innovativo strumento non invasivo, la spettroscopia di correlazione diffusa unita alla spettroscopia nel vicino infrarosso (DCS-NIRS), consente la valutazione non invasiva sia dell'ossigenazione cerebrale che delle variazioni del flusso sanguigno cerebrale.

2. Ipotesi e obiettivi

   L'ipotesi è che la modalità di ventilazione NAVA, che genera pressioni intratoraciche inferiori rispetto alle modalità di ventilazione convenzionali, migliorerà l'emodinamica cerebrale, la gittata cardiaca e il trasporto di ossigeno dei pazienti a rischio nel contesto della cardiochirurgia post-operatoria rispetto alla ventilazione convenzionale.

   Obiettivo principale:

   Nei pazienti pediatrici sottoposti a cardiochirurgia con rischio di disfunzione diastolica del ventricolo destro o ritorno venoso polmonare passivo (tra cui Glenn, hemi-Fontan, Fontan e Tetralogy of Fallot), i ricercatori valuteranno l'impatto della ventilazione NAVA su:

   • perfusione cerebrale: flusso ematico cerebrale (mm2/s) misurato mediante DCS.
   • ossigenazione cerebrale: saturazione del tessuto cerebrale (%) ed estrazione regionale di O2 cerebrale (OEF, misurata mediante NIRS-DCS).

   Obiettivo secondario:

   Nei pazienti cardiochirurgici post-operatori pediatrici con rischio di ventricolo destro restrittivo o ritorno venoso polmonare passivo (tra cui Glenn, emi-Fontan, Fontan e chirurgia di tipo Tetralogy of Fallot), i ricercatori confronteranno l'impatto della ventilazione convenzionale con la modalità NAVA su:

   • Consumo regionale di O2 cerebrale estratto dalle misurazioni NIRS-DCS
   • Emodinamica sistemica, inclusi indice cardiaco, livello di lattato, saturazione di ossigeno venoso centrale (ScvO2) e trasporto di ossigeno
   • Parametri di ventilazione
   • Comfort misurato dalla scala COMFORT
3. Metodi

Questo è uno studio prospettico cross-over, monocentrico, fisiologico da condurre nell'Unità di Terapia Intensiva Pediatrica del CHU Sainte Justine (Montreal, Canada).

Verranno confrontati due periodi di 60 minuti in ciascuna delle 2 modalità di ventilazione: modalità di ventilazione convenzionale (come prescritto dal team di trattamento) e modalità NAVA, in ordine casuale.

Al momento del ricovero in PICU dopo l'intervento, i pazienti dello studio saranno dotati di una sonda NAVA nasogastrica.

Prima di eseguire qualsiasi misurazione dello studio, gli investigatori attenderanno la stabilizzazione del paziente, che è definita da:

• assenza di sanguinamento emodinamicamente significativo
• stabilizzazione dei parametri di ventilazione
• dose inotropa stabile L'ordine dei 2 periodi di ventilazione sarà randomizzato in base a un elenco casuale generato in precedenza.

La ventilazione del periodo di studio sarà impostata come segue:

• ventilazione convenzionale: continuerà la ventilazione come prescritto dal team di cura. Di solito, la ventilazione è in modalità PRVC (controllo del volume regolato dalla pressione) con un volume corrente compreso tra 5 e 8 ml/kg, un peep tra 4 e 5, una frequenza respiratoria per raggiungere la normocapnia e FiO2 per raggiungere una PaO2 compresa tra 100 e 150 mmHg.
• Modalità NAVA: impostazione del livello NAVA per raggiungere un livello Edi compreso tra 3 e 20 V, volume corrente tra 5 e 7 ml/kg e nessun distress respiratorio all'esame fisico. Il trigger sarà impostato a 0,5 V. La pressione massima sarà limitata a 30 cmH2O. Il livello di PEEP non verrà modificato rispetto a quello prescritto dal medico curante.

Per facilitare la comparabilità delle misurazioni del flusso cerebrale e dell'ossigenazione, FiO2, concentrazione di NO, dose di inotropo e sedazione saranno mantenute il più stabili possibile durante questi periodi, a discrezione del medico curante. Allo stesso modo, se possibile, non verranno somministrate trasfusioni di sangue durante il periodo di studio.

Durante i due periodi di ventilazione verranno registrati in continuo i seguenti parametri:

• parametri ventilatori: parametri del ventilatore in base alla modalità impostata: pressione inspiratoria di picco, pressione media delle vie aeree, PEEP, volume corrente, ventilazione minuto totale e spontanea, livello Edi, FiO2, CO2 espirata tramite capnografia volumetrica.
• parametri emodinamici: frequenza cardiaca (HR), pressione arteriosa media, sistolica, diastolica, pressione venosa centrale (CVP), pressione atriale sinistra (LAP), tipo e dose di farmaci vasoattivi ricevuti con calcolo dello score vasoattivo-inotropo.

Nella seconda metà di ciascun periodo, gli investigatori eseguiranno:

• un'emogasanalisi arteriosa e venosa centrale e una misurazione del lattato arterioso.
• una misurazione del flusso sanguigno cerebrale mediante spettroscopia di correlazione diffusa e una misurazione della saturazione del tessuto regionale cerebrale e dell'estrazione di ossigeno. Queste misurazioni vengono effettuate in modo non invasivo e indolore applicando una sonda sulla fronte del bambino per circa 20 minuti.
• un'ecografia cardiaca limitata per il calcolo della gittata cardiaca (CO).
• calcolo della produzione di urina durante il periodo di ventilazione.

Inoltre, per ciascun paziente, verranno raccolte le seguenti informazioni:

• età al momento dell'intervento
• diagnosi cardiaca
• esistenza e quantificazione dei collaterali aorto-polmonari
• farmaci preoperatori
• dettagli operativi: procedura chirurgica, durata del bypass cardiopolmonare, durata del cross-clamp aortico, inotropi somministrati (e dose massima).
• esito dell'eco cardiaco transesofageo postoperatorio (funzione cardiaca, valutazione della riparazione, presenza di lesioni anatomiche residue)
• gas nel sangue arterioso e venoso, livelli di lattato ed emoglobina prima dei periodi di ventilazione dello studio
• intervallo di tempo tra la fine del bypass cardiopolmonare e l'inizio delle misurazioni dello studio

Le variabili saranno espresse in termini di deviazione standard media o mediana (interquartile), a seconda della natura della loro distribuzione. A causa della dimensione del campione, l'analisi delle differenze tra le variabili t durante le 2 modalità di ventilazione verrà effettuata utilizzando il test di Wilcoxon non parametrico (tutte le variabili studiate sono di tipo continuo). Un valore di p

Per il calcolo della dimensione del campione, i ricercatori hanno stimato, utilizzando lo studio di Huang et al (4), che la deviazione standard della saturazione cerebrale sarebbe del 6% e che la differenza prevista tra le 2 modalità di ventilazione sarebbe almeno del 6%. Per raggiungere una potenza del 90% con un rischio alfa fissato a 0,05, è necessario un minimo di 24 pazienti. Dato il rischio di perdita della vista (ad es. difficoltà tecnica nell'ottenere la variabile principale) ea causa dell'eterogeneità della popolazione di pazienti, abbiamo deciso di puntare a includere 30 pazienti.

Si noti che non è stato eseguito alcun calcolo di potenza basato sulle variazioni del flusso sanguigno cerebrale misurate in spettroscopia, perché non c'erano dati preliminari sull'argomento.

È stata ottenuta l'approvazione del Comitato Etico della Ricerca dell'Ospedale Universitario Sainte Justine e del Dipartimento per gli Affari Medici dell'Università. Sarà richiesto il consenso scritto dei genitori.