Effetti Fisiologici della Ventilazione Controllata vs. Assistita Durante ARDS da Moderata a Grave (Studio PEARL) (PEARL)

Questo è uno studio prospettico, monocentrico, interventistico fisiologico, progettato per indagare gli effetti della meccanica respiratoria e della ventilazione polmonare regionale della ventilazione meccanica assistita rispetto a quella completamente controllata in pazienti con sindrome da distress respiratorio acuto (ARDS) da moderata a grave. Lo studio è condotto in un'unità di terapia intensiva di terzo livello e si concentra sulle risposte fisiologiche a breve termine a diverse strategie ventilatorie in condizioni sperimentali controllate. Lo studio valuta specificamente come la modalità di ventilazione e il targeting del volume corrente influenzino l’inflazione polmonare regionale, lo sforzo inspiratorio e il rischio di danno polmonare indotto dal ventilatore utilizzando strumenti avanzati di monitoraggio fisiologico, inclusi la misurazione della pressione esofagea e la tomografia a impedenza elettrica.<\/p>

La base scientifica si fonda sull'osservazione che le modalità di ventilazione assistita, come la ventilazione a supporto di pressione, preservano la respirazione spontanea ma possono esporre pazienti con elevata spinta respiratoria a volumi correnti eccessivi e pressioni transpulmonari elevate. Questa condizione è associata a danno polmonare autoinflitto dal paziente e a sovradistensione polmonare regionale. La ventilazione completamente controllata consente un controllo rigoroso del volume corrente e della pressione di guida e può ridurre lo stress e lo strain polmonare regionale. Tuttavia, il confronto fisiologico diretto tra ventilazione assistita e controllata in condizioni standardizzate rimane limitato. Questo studio valuta se il passaggio di pazienti con elevato sforzo inspiratorio alla ventilazione controllata a volume, mantenendo il volume corrente osservato durante la ventilazione assistita o mirando a valori protettivi della pressione di guida, migliori l'omogeneità della ventilazione regionale e riduca i marcatori di sovradistensione polmonare preservando lo scambio gassoso.<\/p>

Dopo l'arruolamento, i pazienti vengono sottoposti a quattro fasi ventilatorie sequenziali applicate in un ordine fisso. Ogni fase dura 30 minuti. I primi 25 minuti consentono la stabilizzazione fisiologica e l'adattamento alla modalità ventilatoria. Gli ultimi 5 minuti vengono utilizzati per l'acquisizione del segnale e le misurazioni fisiologiche. Le quattro fasi includono ventilazione assistita con supporto di pressione e pressione positiva di fine espirazione selezionate clinicamente, ventilazione controllata a volume mirata a 6 ml per kg di peso corporeo previsto, ventilazione controllata a volume con volume corrente corrispondente al volume corrente misurato durante la ventilazione assistita con blocco neuromuscolare, e ventilazione controllata a volume mirata a 6 ml per kg di peso corporeo previsto con blocco neuromuscolare e titolazione della pressione di guida per rimanere pari o inferiore a 14 cmH2O. Durante le fasi di blocco neuromuscolare, la frequenza respiratoria viene regolata in base all'analisi dei gas arteriosi per mantenere obiettivi fisiologici di pH e PaCO2.<\/p>

La meccanica respiratoria viene valutata utilizzando misurazioni combinate della pressione delle vie aeree, esofagea e gastrica ottenute attraverso un sistema di catetere a palloncino nasogastrico. Il flusso e la pressione delle vie aeree vengono misurati utilizzando un pneumotacografo. I segnali vengono acquisiti digitalmente e archiviati per l'analisi offline. I parametri derivati includono lo sforzo inspiratorio, le oscillazioni della pressione transpulmonare, la pressione di guida del sistema respiratorio e del polmone, la compliance del polmone e della parete toracica, l'attività dei muscoli respiratori, il prodotto pressione-tempo e gli indici di pressione di occlusione. La meccanica respiratoria statica viene valutata utilizzando manovre di occlusione inspiratoria ed espiratoria standardizzate. Queste misurazioni consentono una caratterizzazione dettagliata dell'interazione paziente-ventilatore, dello stress polmonare e del trasferimento di energia meccanica al sistema respiratorio.<\/p>

La distribuzione della ventilazione regionale viene valutata utilizzando la tomografia a impedenza elettrica. Una cintura elettrodica dedicata posizionata a livello toracico medio registra continuamente i cambiamenti di impedenza con alta risoluzione temporale. L'analisi offline include il calcolo della distribuzione della ventilazione corrente tra le regioni polmonari dipendenti e non dipendenti, la stima del volume corrente regionale, gli indici di omogeneità della ventilazione, l'eterogeneità della ventilazione a livello di pixel, i cambiamenti dell'impedenza polmonare di fine espirazione e il rilevamento del fenomeno del pendelluft. Il volume di reclutamento viene stimato confrontando l'impedenza di fine espirazione a diversi livelli di pressione positiva di fine espirazione. Queste misurazioni forniscono immagini funzionali ad alta risoluzione dell'aerazione polmonare regionale e della distribuzione della ventilazione durante ciascuna fase ventilatoria.<\/p>

I parametri fisiologici e di scambio gassoso raccolti durante ogni fase includono volume corrente, frequenza respiratoria, pressioni delle vie aeree, gas arteriosi e indici del lavoro respiratorio. L'acquisizione dei dati è standardizzata in tutte le fasi dello studio per garantire la comparabilità tra le strategie ventilatorie.<\/p>

Lo studio segue un disegno a misure ripetute fisiologiche. Le variabili continue sono riassunte utilizzando mediana e intervallo interquartile. Le variabili categoriali sono espresse come proporzioni. A causa della piccola dimensione del campione e della distribuzione non normale attesa delle variabili fisiologiche, vengono utilizzati test statistici non parametrici. I confronti globali tra le fasi dello studio vengono eseguiti utilizzando il test di Friedman. I confronti a coppie vengono eseguiti utilizzando il test dei ranghi con segno di Wilcoxon o il test di McNemar quando appropriato. La significatività statistica è definita utilizzando valori p bilaterali minori o uguali a 0,05. Le analisi statistiche vengono eseguite utilizzando software statistici validati.<\/p>

A causa del disegno esplorativo fisiologico e dell'assenza di dati precedenti che descrivano il comportamento dell'inflazione polmonare regionale in condizioni sperimentali identiche, non è stato eseguito un calcolo formale della potenza. L'obiettivo di arruolamento pianificato è di 20 pazienti. Questa dimensione del campione è coerente con precedenti studi crossover fisiologici che hanno indagato la meccanica respiratoria e la ventilazione polmonare regionale utilizzando tecniche di monitoraggio avanzate. La dimensione del campione selezionata è considerata sufficiente per rilevare differenze fisiologiche clinicamente significative tra le strategie di ventilazione e per generare dati generanti ipotesi per futuri studi sugli esiti clinici.<\/p>

Il monitoraggio della sicurezza viene eseguito durante tutto lo studio. Tutti gli eventi avversi che si verificano durante le procedure di studio vengono registrati. Gli eventi avversi correlati ai dispositivi medici sono classificati secondo le normative europee sui dispositivi medici applicabili. Gli incidenti, le carenze dei dispositivi e gli incidenti gravi vengono segnalati all'autorità nazionale competente e al produttore del dispositivo secondo i requisiti normativi. Gli incidenti gravi includono eventi che portano a morte, grave deterioramento dello stato di salute o grave rischio per la salute pubblica. Il monitoraggio della sicurezza correlato ai dispositivi include la valutazione delle prestazioni, dell'affidabilità e dell'usabilità del dispositivo durante le procedure di studio.<\/p>

I dati vengono raccolti utilizzando strumenti standardizzati di raccolta dati e archiviati in sistemi istituzionali sicuri. Le forme d'onda fisiologiche grezze vengono archiviate per l'analisi offline. La qualità dei dati è garantita attraverso protocolli di acquisizione predefiniti, procedure di misurazione standardizzate e analisi offline centralizzata eseguita da investigatori formati. I segnali fisiologici vengono sottoposti a revisione della qualità prima dell'analisi per garantire l'integrità del segnale e l'accuratezza della misurazione.<\/p>

Lo studio è pianificato su un periodo di arruolamento di 12 mesi. I dati di follow-up includono lo stato di sopravvivenza ospedaliera registrato dopo il completamento delle procedure di studio. Lo studio è condotto secondo gli standard di ricerca clinica istituzionali e i requisiti normativi applicabili per studi fisiologici interventistici.<\/p>