引き込みベースの機械的換気

背景と意義

現在利用可能なすべての機械的換気モードは、患者と人工呼吸器の相互作用が必然的に「マスターとスレーブ」またはコントローラーとフォロワーの関係であることを前提としています。 制御された機械的換気では、人工呼吸器は、患者が呼吸しているかどうかに関係なく、換気リズムを制御します。 アシスト/コントロール、圧サポート換気、比例アシスト換気、ニュートラルに調整された人工呼吸器サポートなどの患者がトリガーする機械的換気モードでは、換気リズムを指示する人工呼吸器 (人工呼吸器ベースの換気) の代わりに、患者がトリガーすることで、患者は換気を開始できます。さまざまなサポートを課して、患者の要求に対応する人工呼吸器による呼吸（患者ベースの換気）。

エントレインメント ベースの機械換気 (EMV) は、結合振動子間の相互エントレインメントの古典物理学理論に基づく機械換気の新しいモードです。 人工呼吸器のリズムが自発呼吸のリズムに十分に近い場合、ヘリング-ブロイヤー反射を介して人工呼吸器のリズムに 1:1 で同調する患者の強力な生まれつきの能力を利用します。 ヘリング・ブロイヤー反射の慣れと脱感作を介して同調メカニズムの変化に適応する呼吸器系のこの能力により、同調のさらに大きなダイナミックレンジが可能になります。

調査の正当性

研究者は、この研究の結果が患者と人工呼吸器との相互作用を改善し、将来の人工呼吸器のリスクを最小限に抑えるのに役立つと予想しています。 私たちは、潜在的な利益が潜在的なリスクを大幅に上回ると考えています。

方法

これは、ブリガム アンド ウィメンズ ホスピタル (BWH) の SICU、MICU、CCU、および心臓神経外科 ICU の患者に同期人工呼吸を提供するエントレインメント ベースの人工呼吸の能力を評価するために設計された前向き研究です。

研究のデザインと手順:

インフォームド コンセントを得た後、人工気道と人工呼吸器回路の Y ピースの間に呼吸リアルタイム データ モニターが配置されます。 次に、従来の従圧式アシスト/コントロール換気モードでのベースライン機械換気データを 4 時間収集します。 その後、患者は 4 時間の圧力制限エントレインメント ベースの換気に移行します。 ベースラインの換気モニタリングは、同じ患者の EMV の直前または直後に実施されます。 コントロール/ベースラインフェーズと研究の実験フェーズの順序は無作為化されます。

観察研究期間中、基本的な人工呼吸器の設定は、従来の人工呼吸器で規定されたままになります。 基本的な人工呼吸器の設定の調整は、患者をケアする医療スタッフ次第です。 観察期間中、エントレインメントベースの換気の操作に精通した呼吸療法士が患者のベッドサイドに立ち、患者と人工呼吸器との相互作用を常に観察します。 さらに、人工呼吸器のアラームと制限が適切に設定され、気道内圧が設定レベルよりも 5 cmH2O を超えて上昇したり、呼吸数または一回換気量が患者の平均一回換気量または呼吸数を 25 を超えて上回ったり下回ったりしないようにします。 %。 無呼吸バックアップ換気は、20 秒間の無呼吸期間後に起動するように設定されます。

データ収集：

人口統計データ、体重、身長、過去および現在の病歴が記録されます。 また、入院情報、人工呼吸器の理由、人工呼吸器のモードと設定、動脈血ガス、臨床検査 (血液学/化学) 値、および血行動態値が記録されます。

呼吸リアルタイム データ モニターは、機械的換気データを継続的に収集し、後で分析するためにラップトップ コンピューターにダウンロードします。

血液ガス分析は、2時間目とベースライン換気期間の終わり、2時間目と同調ベースの換気期間の終わりに実行されます。

酸素飽和度と血圧は、完了するまで 15 分ごと (最初の 1 時間は 5 分ごと) に記録されます。

ECG は継続的に監視され、15 分ごとに記録されます (最初の 1 時間は 5 分ごと)。

心拍数、逆説的呼吸、副筋肉の使用、鼻のフレアは、研究を通じて継続的に監視されます。

安全基準:

以下の基準は、同調ベースの換気の失敗を識別するために使用されます。

RR > 35/min で > 5 分間 SpO2 < 88% で 5 分間、吸引による補正なし、または任意の時点で SpO2 < 80% の場合 脈拍持続 < 50/min または > 120/min PH + ベースライン pH から 0.05 単位 PCO2 +ベースライン PCO2 から 10 mmHg 維持された平均動脈圧 + ベースライン圧力から 20 mmHg鎮静。

これらの安全基準のいずれかが満たされると、患者はベースライン換気モードに戻され、介入前のベースラインに戻るか注意深く観察されます。 ベースラインの人工呼吸器設定に戻ってから 5 分以内に介入前のベースラインに戻らない患者は、可能性のある副作用または深刻な副作用について治験担当医師によって評価され、その患者にはそれ以上の EMV 治療は行われません。 そのような AE または SAE は、関連する不明な UADE または USADE と見なされます。 DSMB は、有害事象または重大な有害事象が発生するたびに、そのような事象がデバイスに関連しているかどうかにかかわらず、治験責任医師および治験依頼者とともにデータおよび安全性に関する懸念を確認します。 重篤でない有害事象が 3 つ以上発生した場合、重篤な有害事象が 2 つ発生した場合、または死亡が発生した場合、対応する事象はデバイスに関連している可能性があると見なされ、研究は保留され、DSMB は入手可能なすべてのデータを確認します。ホールドの時間。 FDA と IRB は、そのような研究の保留に応じて、プロトコルのすべての変更を確認し、承認します。 研究の実施中、研究の完了後、または被験者の中止または完了後に発生した予期しない問題および有害事象は、研究者が最初に問題を認識した日から 5 営業日 / 7 暦日以内に IRB に報告されます。

気管支痙攣、無気肺、低酸素血症、圧外傷、肺水腫、人工呼吸器の延長、換気要求の増加、肺炎、気胸、急性肺損傷、ARDS、臓器不全、MI、または死亡などの有害事象の最初の兆候は、異常な心肺反応です。上記の安全基準を満たしていることは、ガイドラインに従って IRB および FDA に報告されます。 重篤な有害事象は、死亡につながる、または生命を脅かす、または永続的または重大な障害/不能、入院または外科的処置の延長につながる以前の有害事象のいずれかと定義されます。 治験責任医師は、ベースラインの人工呼吸器に戻ってから 48 時間、有害事象または重篤な有害事象についてすべての被験者を監視し、上記の各事象またはその他の有害事象または重篤な有害事象を症例報告書に具体的に含めます。

患者モニタリング:

この研究は、被験者が安定しているときに被験者のベッドサイドで実施されます。 同調ベースの換気を提供するように変更された標準的な人工呼吸器が研究に使用されます。 すべての人工呼吸器アラームがアクティブになります。

研究期間中、呼吸療法士と研究スタッフは、有害または重篤な有害事象について患者を常に監視します。 上記の安全基準に記載されているイベントのいずれかが発生した場合、同調ベースの換気は永久に中止され、被験者はベースラインまたは従来の換気に戻されます。 また、何らかの SAE が発生した場合、研究は中止されます。

プロトコルは、2 時間目と EMV 期間の終わりに血液ガス分析を呼び出します。 したがって、ベースラインからの動脈 pH および PCO2 値の変化は、安全基準の違反について、これらの時間間隔で評価されます。 これらの血液ガス変数の変化が規定の安全基準に違反していることが判明した場合、患者は直ちに介入前の人工呼吸器の設定に戻され、介入前のベースラインに戻るか注意深く観察されます。

ECG は継続的に監視され、15 分ごとに記録されます (最初の 1 時間は 5 分ごと)。 平均動脈圧は 15 分ごとに記録されます (最初の 1 時間は 5 分ごと)。

心電図の虚血性変化または平均動脈圧の過度の変化 (ベースラインから + 20 mm Hg) が検出されると、患者は直ちに介入前の人工呼吸器の設定に戻され、介入前のベースラインに戻るか注意深く観察されます。

上記の他のすべての安全基準 (脈拍、奇異呼吸、副筋肉の使用、鼻のフレアなど) については、時間枠は RR の場合と同様です。 具体的には、患者は継続的に監視され、これらの安全基準のいずれかが 5 分以上違反された場合、換気のベースライン モードに戻されます。

鎮静管理は、BWH ICU 鎮静ガイドラインに従って実行され、鎮静は Ricker Agitation Sedation Scale を対象としています。

統計分析

私たちの研究は、少なくとも 20 人の連続した人工呼吸器患者を登録することを目標としています。 各変数の 95% 信頼区間をプロットすることにより、ベースラインの人口統計変数および手続き変数を統計的に分析します。 20 人の患者の場合、10% 以上の頻度で発生する合併症 (安全基準で定義されたもの、関連する有害事象または重篤な有害事象など) が発生する可能性は 88% です。 実現可能性を評価するために、同調ベースの換気中の各タイプの非同期呼吸/時間の合計数を 4 時間の実験期間にわたって平均し、4 時間のベースライン換気期間と比較します。 同調ベースの換気とベースライン換気との間の各タイプの非同期性の違いの 95% 信頼区間は、統計的有意性の正式な推論なしで提供されます。

同期の分析:

次のタイプの患者と人工呼吸器の非同期性は、4 時間のベースライン期間と 4 時間の実験期間にわたって 1 時間ごとに分析されます。

非同期トリガー - 人工呼吸器を吸気にトリガーできなかった患者によって開始された 1 時間あたりの呼吸数 (圧力、フロー、または CO2 人工呼吸器のグラフィックによって識別されます。

呼吸開始の非同期性 - 気道の加圧またはトリガー後の気道内圧の凹状上昇または設定圧力レベルを超える初期圧上昇の前に、初期気道内圧が 100 ミリ秒を超えてベースライン圧を下回る呼吸数/時間。

呼吸終了の非同期性 - 圧力目標の呼吸の終わりに気道内圧が呼気の直前に設定レベルを超えて増加するか、最初の呼気中に 2 番目の呼吸が急速にトリガーされる (ダブルトリガー) 場合の呼吸数/時間。一回換気量。

リズムの非同期性 - 人工呼吸器が 10 分以上継続的に患者によってトリガーされる (補助モード) または継続的に人工呼吸器によって開始される (制御モード) 呼吸数/時間。

リスクの最小化

EMV 方式は、定評のあるアシスト/コントロール (A/C) 換気モードの拡張であり、リスクは最小限です。