機械的換気のためのウィーニングアルゴリズム (WAVE)

集中治療室に入院した患者は、通常、重症の場合に侵襲的な機械的換気補助を受けます。 人工呼吸器は命を救う介入ですが、慎重に実施しないと、有害な結果につながり、肺の損傷 (人工呼吸器関連肺損傷として知られています) を引き起こす可能性もあります。 したがって、機械的換気の期間を短縮すると、人工呼吸器関連の肺損傷、人工呼吸器後天性肺炎、呼吸器および骨格筋の消耗、患者の不快感などの合併症が減少し、死亡率や経済的コストなどの減少につながるはずです.重要なことに、長期の離脱はこれらの合併症を永続させます.これにより、人工呼吸の持続時間がさらに長くなり、それによって粘性サイクルが作成され、罹患率と死亡率が高くなります。

集中治療室 (ICU) スタッフの可用性と教育は、ウィーニング プロトコルによる人工呼吸の期間を最小限に抑える上で重要な考慮事項です。 主治医が推奨事項に従って患者の治療と換気管理を決定するのが一般的です。 これは通常、回診の一環として行われます。 さらに、看護師は、主治医の指示または地域のガイドライン プロトコルに従って、人工呼吸器からの患者の離脱を管理することがよくあります。 このようなプロトコルに基づいた、看護師主導のウィーニングは、人工呼吸の持続時間を短縮することが示されています。 しかし、看護期間を短縮するには、看護の量と質が重要な要因であることが示されています。

最適な人工呼吸器戦略の選択を支援するために、いくつかの意思決定支援システムが開発されています。 日常的な臨床診療への道を見つけた人は、通常、個々の患者の詳細な生理学的説明ではなく、臨床ガイドラインまたは規則に基づいています。 これらのシステムを使用した離乳試験の最近のコクランレビューでは、これらのシステムを使用すると離乳期間が短縮される可能性があると結論付けられましたが、これらの試験の多くは「簡単に離乳できる」患者に基づいていることが指摘されています. このような患者は、通常、肺の病状がなく、それほど複雑ではなく、換気も 48 時間未満です。 ただし、個々の患者のより詳細な生理学的説明を利用して、長時間人工呼吸を行う複雑な患者の管理を支援するプロトコル化されたシステムを開発および検証する必要があります。

Beacon Caresystem は、個々の患者の生理機能に合わせて調整された数学的モデルを使用して適切な人工呼吸器の設定をアドバイスする、モデルベースの意思決定支援システムです。 個々の患者の説明を使用した個別化されたアプローチは、人工呼吸や離乳が困難な患者を含む複雑な患者で特に有利な場合があります。まさに、以前のシステムが十分に評価されていないもの。 Beacon Caresystem は、以前は INVENT として知られていたシステムの商用バージョンであり、術後の心臓病患者および重度の肺疾患患者で遡及的に評価され、吸気酸素の正しいレベルについてアドバイスすることで前向きに評価されました。 さらに、システムが、重度の呼吸不全の患者に至るまで、さまざまな患者の吸気酸素、呼吸回数、一回換気量、圧力サポート/制御、呼気終末陽圧 (PEEP) に関する安全で適切なアドバイスを提供することを示す研究がほぼ完了しています。抜管に近い患者に（未発表データ）。 ただし、Beacon Caresystem を使用した以前および現在進行中の研究では、限られた期間でのアドバイスの安全性と有効性に焦点が当てられており、人工呼吸器からの離脱には焦点が当てられていません。

Beacon Caresystem のコアは、肺ガス交換、酸塩基化学、肺力学、呼吸ドライブを含む一連の生理学的モデルです。 Beacon Caresystem は、これらのモデルを個々の患者に合わせて調整し、現在の測定値を正確に記述します。 調整が完了すると、システムはモデルを使用して人工呼吸器の設定を変更した場合の影響をシミュレートします。 次に、これらのシミュレーションの結果を使用して、人工呼吸器の競合する目標のバランスを取ることにより、人工呼吸器の設定を変更することの臨床的利点を計算します。 例えば、吸気量の増加は血液のアシドーシスを減少させ、肺圧を有害に上昇させます。 したがって、人工呼吸器の適切な設定は、肺圧の好ましい値に対して重み付けされた pH の好ましい値の間のバランスを意味します。 これらのバランスは多数存在し、システムはこれらを重み付けして、考えられる換気戦略について患者の合計スコアを計算します。 次いで、システムは、人工呼吸器設定の変更に関するアドバイスを計算して、このスコアを改善します。 Beacon Caresystem は、「オープン ループ」システムとして機能します。 これは、システムによって提供されるアドバイスが臨床医に提示されることを意味します。 次に人工呼吸器の設定が臨床医によって変更され、これらの変更に対する患者の生理学的反応がシステムによって自動的に使用され、モデルが再調整され、新しいアドバイスを生成するプロセスが繰り返されます。

適切なアドバイスを計算する際に、呼気終末陽圧 (PEEP) の正しいレベルを選択することは特に困難です。 しかし、チャレンジの性質は、肺の異常の有無や種類、心臓の機能によって大きく異なります。 急性呼吸窮迫症候群 (ARDS) などの重度の肺異常を持つ患者は、多くの場合、自発呼吸がほとんどまたはまったくない制御換気モードになっています。 これらの患者の場合、虚脱した肺の単位を動員しようとするために、PEEP が増加することがよくあります。 PEEP を増やすと肺圧が上昇し、特に心不全の患者では、肺損傷、不完全な呼気とエアトラッピング、血行動態の悪化のリスクが高まるため、これは困難な場合があります。

補助換気モードの患者にはある程度の自発呼吸があるため、PEEP の正しい選択にはさまざまな基準が含まれます。 これらの患者をできるだけ早く離乳させることが重要であり、そのプロセスの一環として PEEP が減少します。 PEEP の設定が低すぎると、気流に対する抵抗が増大し、呼吸仕事量が増加し、結果として呼吸筋が疲労するリスクがあります。 動的過膨張により患者に内因性 PEEP がある場合、PEEP を内因性 PEEP のレベル未満に下げると、呼吸筋の吸気閾値負荷が増加し、潜在的な筋肉疲労が発生する可能性があります。 PEEP が高すぎると、呼吸筋繊維が短くなり、圧力発生能力と持久力が低下し、呼吸筋疲労のリスクが高まります。 圧力サポートを変更すると、抵抗の増加や自動 PEEP の場合のように、追加の作業負荷に対処するのに役立つ場合がありますが、正しい PEEP は追加の負荷に対抗する場合があります。

上記の要因は、ビーコン ケアシステムの生理学的モデルによって考慮され、患者固有のアドバイスも PEEP で提供されます。 個々の人工呼吸器設定の変更に関するアドバイスを提供することに加えて、システムは、動脈血ガスの測定が必要な場合、人工呼吸器モードを変更することが重要な場合、および自発呼吸テストに合格した場合にもアドバイスを提供するため、抜管を考慮する必要があります。 .

ただし、Beacon Caresystem を使用した以前および現在進行中の研究では、限られた期間でのアドバイスの安全性と有効性に焦点が当てられており、人工呼吸器からの離脱には焦点が当てられていません。 現在、フランスの病院 (臨床試験番号: NCT02842944) と英国の病院 (IRAS 226610) で、一般的な医療集中治療患者におけるビーコン ケア システムの利点を評価する研究が進行中です。 ただし、人工呼吸療法は患者集団によって異なる可能性があるため、ビーコン システムの使用による影響をさまざまな臨床状況で調査することが重要です。 他の研究とは対照的に、この研究では、世界中のすべての ICU 患者の実質的なサブグループを代表する原発性心胸部疾患の ICU 患者におけるビーコン ケアシステムの効果を調査します。

この研究の目的は、Beacon Caresystem からのアドバイスに従った人工呼吸と、侵襲的人工呼吸を必要とし始めてから ICU 退院または死亡までの心胸部 ICU 患者のルーチンケアとを比較することです。 Beacon Caresystem を通常のケアと比較して、システムの使用によって同様のケアが得られるか、人工呼吸器からの離脱時間が短縮されるかを調査します。