心臓手術中の人工呼吸器

背景 呼吸不全 (RF) は、心臓手術における一般的な合併症であり、世界的な発生率は 20 ～ 25% です。 その臨床症状は、軽度の呼吸不全から、長期の人工呼吸器 (MV) と集中治療室 (ICU) 滞在を必要とする急性呼吸窮迫症候群 (ARDS) にまで及びます。

RF の病態生理学的メカニズムは非常に複雑ですが、心肺バイパス (CPB) が肺損傷の決定に主要な役割を果たすことが知られています。 無気肺、フリーラジカルの放出を引き起こす過剰酸素化、およびCPB関連の全身性炎症反応など、多くの要因がこの損傷に寄与しています。

肺機能は体外ガス交換器によって実行されるため、CPB 中は換気を一時停止するのが一般的です。 さらに、肺の動きがないことは明らかに手術を容易にします。 ただし、CPB 中の MV の中断は、微小無気肺、静水圧肺水腫、肺コンプライアンスの低下、およびサーファクタント拡散の発生に関連しています。

最近の観察研究では、CPB の期間が、微生物学的に記録された肺炎の発症の重要な危険因子であることが確認されています。

昨年、いくつかの予防的肺保護戦略が調査され、提案されました: 好中球を除去するための限外濾過、制御された血液希釈 (ヘマトクリットが 23% を超える)、CPB 中のステロイドおよび呼気終末陽圧の適用などの MV 設定 ( PEEP) または持続気道陽圧 (CPAP) 5 ～ 15 cmH2O、低一回換気高頻度換気 (毎分 100 行為)、100% 酸素吸気フラクション (FiO2) の適用、および肺を含む両側 CPB血液酸素化のため。

16 件の臨床試験に基づく最近のメタ分析では、CPB 中に CPAP を適用した場合、CPB からの離乳直後に酸素化が増加し、シャント分画が減少することがわかりました。 同様の結果は、CPB の最後に肺リクルートメント操作で得られました。 さらに、体外循環の全期間中 MV を維持すると、CPB 関連の炎症反応と組織損傷が軽減されます。 残念なことに、適切に計画されていても、呼吸器合併症を予防するためのエビデンスに基づく戦略として CPB 中に MV を維持することを推奨するほどの研究はありません。長期追跡）は調査されていません。 したがって、文献で入手可能なデータによると、CPB 中の肺保護の疑いのない標準化された戦略は推奨できません。

目的 短期、中期、長期における 3 つの異なる人工呼吸器戦略の効果を調査するために、ランダム化比較試験を設計しました。 CPB 中の MV が RF (PaO2/FiO2 < 200) および術後肺合併症 (PPC) の発生率として定義される肺損傷を軽減するという仮説を検証しています。 PPC の完全な定義については、付録 1 を参照してください。

方法 試験デザイン CPBVENT 試験は、非薬理学的、多施設、単盲検、無作為対照試験です。

この研究はClinicalTrials.govに登録されています 登録番号 NCT02090205 で、SIAARTI (イタリア麻酔集中治療学会) の心臓胸部および血管麻酔に関する研究グループによって承認されました。

参加者 倫理委員会の承認後、CPB、大動脈クロスクランプ、胸骨正中切開、および 2 つの肺換気を使用する予定の心臓手術を受ける 18 歳以上の患者を登録します。 すべての患者は、試験に参加する前に、書面によるインフォームド コンセントを提供します。

エンドポイント 主要なエンドポイントは、集中治療室 (ICU) からの退院までに、PaO2/FiO2 比 <200 の発生率の減少です。

二次エンドポイントは、以下の評価になります。

• RFのためのICUへの再入院、
• 再挿管の必要性、
• 非侵襲的換気の必要性、
• 機械的換気の期間、
• ICUと入院期間の長さ、
• 心血管合併症、
• 短期および長期死亡率、
• 術後感染、
• 術後残存キュラリゼーション (PORC): 4 連 (TOF) で測定され、薬理学的逆転の必要性として定義されます。

介入（無作為化および治療プロトコル） 無作為化リストは、調整センターによって専用ソフトウェアで作成され、センターごとに 1:1:1 の比率で 30 のブロックで階層化されました。 患者がインフォームド コンセントをリリースすると、治験責任医師は専用のオンライン ポータルにログインし、割り当てアームを取得します。 その瞬間から、患者の記録カードをオンライン プラットフォームから削除することは不可能になり、いずれにせよ、患者は治療意図の原則に従って分析されます。 換気プロトコルからの逸脱は、逸脱の理由とともに CRF に記録されます。 すべての患者は割り当てに対して盲目的に保たれます。

患者は、次の人工呼吸器戦略のいずれかを受けるようにランダムに割り当てられます。

• 第一腕。 CPB 中は人工呼吸なし: 患者は呼吸回路から切り離されます。
• 二の腕。 患者は、5 mmH2O および FiO2 < 80% の PEEP で CPAP を受けます。 CPAP を実行するには、人工呼吸器を手動/自発モードに設定し、流量を 1 ～ 2 L/min に設定し、圧力調整バルブ (APL) を 5 cmH2O に設定します。 実際の圧力は、人工呼吸器に組み込まれた圧力計と気管内チューブの近位端に接続された圧力計でチェックされます。
• 第三の腕。 患者は 1 分あたり 5 回の呼吸数で換気され、1 回換気量 (TV) は 2 ～ 3 mL/Kg 理想体重 (IBW)、PEEP は 3 ～ 5 cm H2O です。

CPB の前後に、患者は間欠的陽圧換気 (IPPV) モードと次のパラメーターを備えた肺保護人工呼吸器戦略を受けます。

• 一回換気量 (TV) = 6-8 ml/kg IBW:
• のぞき見 = 5 cmH2O
• FiO2 <80%
• I:E = 1:2 (吸気:呼気比)。 CPB 中の目標は、高酸素による肺損傷を避けるために、PaO2 を 200 ～ 250 mmHg に維持することです。さらに、ヘマトクリットは 24% 以上に維持されます。 CPB からの離脱中、40 cmH2O の気道内圧を少なくとも 7 秒間維持して、肺胞動員操作を 1 回行います。

術後換気 麻酔科医は、手術室から ICU への患者の移動中に使用された機械換気設定を症例報告書 (CRF) で報告します。 ICU では、手術室で使用されるのと同じパラメーターで IPPV を適用します。 血中酸素飽和度は、パルスオキシメーターで常に監視されます。 抜管時間、人工呼吸器の持続時間、再挿管の必要性について報告します。 血液ガス分析は、臨床的ニーズに応じて臨床医が実施します。

データ収集 調査官は、専用の CRF ですべてのデータを収集し、必要なすべての情報をオンライン プラットフォームに挿入します。 コーディネーターセンターは、個人の臨床情報を保護するための安全なメカニズムを備えた、非常に単純なデータフローですべての情報を直接受け取ります。 ウェブサイトは https 形式を使用しており、すべての患者のデータは匿名で収集されます。 また、データ破損のリスクを最小限に抑えるために、定期的なバックアップも実施しています。

退院後は電話で経過観察を行います。 再入院や退院を記録します。 無作為化後 30 日、60 日、1 年後にフォローアップを実施します。

統計的考察 サンプル サイズ サンプル サイズの計算は、両側アルファ エラー 0.05 と 80% 検出力に基づいています。 心臓手術後の呼吸不全の発生率に基づいて、PaO2/FiO2 比が 200 未満の患者は 25% と予想されます。 このパラメータの発生率は 35% から減少すると予想されます。 グループごとに 263 人の患者のサンプル サイズが必要になると計算します。 10% の脱落率を含めると、試験を完了するには 870 人の患者が必要になると計算されます。

データ分析 割り当てられた治療群の患者を分析します。 データは専門の統計ソフトウェアで分析されます。 データは、治療意図の原則に従って、事前に確立された分析計画に従って分析されます。 二分変数は、必要に応じてイェーツ補正を使用して、両側 Χ2 検定と比較されます。 連続変数は、適切な場合、分散分析またはノンパラメトリック クラスカル ワリス検定によって比較されます。 95% 信頼区間の相対リスクと 95% 信頼区間の中央値間の差 (Hodges-Lehmann 推定を使用) は、必要に応じて計算されます。 全体を通して、両側有意検定が使用されます。

サブグループ分析 治療とサブグループの交互作用項が P <0.05 で統計的に有意である場合、サブグループ効果を推測します。