급성 폐 손상 아동의 폐 모집 프로토콜의 효능 및 안전성 (Recruitment)

I. 소개 A. 배경 가스 교환에 참여하는 폐 단위는 '모집된' 폐로 알려져 있습니다. 폐 손상이 있는 환자는 가스 교환에 참여하지 않는 단위의 비율(즉, 모집되지 않은 상태)로 인해 때때로 가스 교환이 손상됩니다. 폐포의 폐기는 또한 폐내 단락을 유발하고 무기폐 외상7을 통해 폐 손상을 악화시킬 수 있습니다. 급성 호흡 곤란 증후군의 결과가 크게 개선되었습니다. 이것이 사실입니까? 임상의들이 저호기량 환기 및 허용되는 과탄산혈증을 포함한 폐 보호 전략을 사용하기 시작한 이후로8, 9. 그러나 저호기 호흡량 환기는 동원된 폐용적을 감소시키는 것으로 인식되었으며, 이는 ARDSNet 연구4에서 채택된 적극적인 호기말 양압(PEEP) 전략에도 불구하고 지속되는 현상입니다. 저호기 호흡량 환기와 관련된 무기폐는 소위 사인 호흡 또는 동원 호흡을 통해 완화됩니다10. 또한, 폐기 상태에 남아 있는 폐의 비율은 급성 호흡 곤란 증후군(ARDS)11과 관련된 이환율 및 사망률에 기여할 수 있습니다. 성인의 경우 폐를 모집하기 위해 지속 팽창(SI) 및 최대 모집 전략과 같은 여러 가지 전략이 활용되었습니다. 소위 개방형 폐 접근법(OLA)에는 SI와 PV 곡선의 측정된 낮은 변곡점에 대한 PEEP 설정이 포함됩니다. PEEP 설정에 대한 또 다른 접근 방식은 PaO2 또는 SaO2가 미리 결정된 감소가 발생할 때까지 PEEP를 순차적으로 낮추는 PEEP 감소 적정입니다. 동원 기동 후 폐 동원을 유지하기 위한 전략을 포함하지 않은 연구는 모두 연구되었습니다.

ARDS의 장기 과정에서 폐 동원의 영향은 아직 명확하지 않습니다. ALI/ARDS 과정 초기에 폐 동원이 가장 효과적이라는 것은 분명합니다. Grasso 등은 ARDS 1±0.3일에 모집 조작을 받은 환자가 7±1일에 모집된 환자에 비해 모집될 수 있음을 입증했습니다. 유사하게, Gattinoni et al11 및 Crotti et al5는 ARDS 과정을 잘 따라가는 환자에서 제한적인 모집을 발견했습니다. Borges et al,6 Tugrul et al,12 및 Girgis et al은 모두 ARDS 과정 초기에 환자를 모집했으며 각각 연구 대상인 모든 환자에서 평균적으로 현저한 폐 동원을 발견했습니다. 연구된 이들 각각은 산소 포화도 및 (때때로 연구된) 호기말 폐 용적을 개선하는 능력을 입증했습니다. 이러한 변화가 이환율이나 사망률에 미치는 영향을 조사한 연구는 없지만 소아에서 저산소혈증은 이환율의 일반적인 원인으로 알려져 있습니다. 특히 소아에서 저산소증 치료는 종종 인공호흡기 설정, 고주파 진동 환기(HFOV) 사용 또는 체외 막 산소화(ECMO) 사용을 유도합니다. ALI/ARDS가 있는 어린이를 조기에 모집하면 이러한 보다 침습적이고 위험을 초래하는 치료법에 대한 치료 확대의 필요성을 예방할 수 있습니다.

현재 폐 손상 아동을 위한 폐 모집 전략에 관한 임상 진료 지침이나 치료 기준은 없습니다. 지금까지 집중 치료에 사용된 전략의 효능 또는 안전성을 문서화한 어린이에 대한 연구는 수행되지 않았습니다. 이 연구의 주요 목표는 폐 손상이 있는 어린이의 지속적인 팽창 및 최대 모집 조작의 효능과 안전성을 입증하는 것입니다.

B. 폐모집술

1. 지속적인 인플레이션(SI) 지속적인 인플레이션(SI)은 일반적으로 중환자실에서 모집 기동으로 사용됩니다. SI에서 환자는 15~40초 동안 지속되는 양압 호흡(보통 30~45cm H2O)을 받습니다. 임상적으로 이 방법은 흡입과 같은 감원 후 또는 환자가 저산소혈증을 보일 때 적용됩니다. 이 전략은 현재 어린이 병원 보스턴 내과-외과 집중 치료실에서 일부 폐 손상 환자를 대상으로 시행되고 있지만 어린이에 대한 안전성이나 효능에 대한 공개된 증거는 없습니다. 20-40cmH20를 사용하고 CPAP를 사용하는 미숙아에 대한 3가지 SI 연구를 적용할 수 있습니까? 1은 토끼 연구였습니다. 아래에 설명된 연구는 지속적인 인플레이션 모집 책략에 관한 것입니다.

   1. Tugrul, et al12은 ARDS가 있는 24명의 성인에서 SI의 효과를 연구했습니다. SI는 30초 동안 45 cm H2O를 포함하고, 이어서 20 cm H2O에서 감소하는 PEEP 적정, 포화까지 적정합니다. P/F 비율은 11/24명의 환자에서 >200 증가했으며, 이는 9/24명의 환자에서 조작 후 6시간 동안 지속되었습니다. 기압상해는 어떤 환자에서도 관찰되지 않았습니다.
   2. Richard 등은4 저호기량 전략으로 인공호흡을 한 ARDS가 있는 성인 10명을 대상으로 SI(15초 동안 45cm H2O)의 효과를 연구했습니다. 기동은 모집된 폐 용적의 상당한 증가를 유도했습니다(기동 전 175±108ml 대 기동 후 254±137ml). 이 개선은 동맥 산소 포화도의 증가와 관련이 있습니다. 채용의 지속 가능성이나 부작용에 대한 보고는 없었습니다.
   3. Lapinski, et al13은 ARDS가 있는 성인 14명을 대상으로 SI 조작의 안전성과 효능을 연구했습니다. 기동에 사용된 압력은 45 cm H2O 또는 12 mL/kg 일회 호흡량 호흡에서 사용된 고원 압력 중 더 작은 값이었습니다. 기동은 20초 동안 유지되었다. 산소 포화도는 86.9 ± 5.5에서 94.3 ± 2.3%로 10분까지 증가하였고, 10/14명의 환자에서 4시간 동안 유지되었다. 포화도가 떨어진 4명의 PEEP 수준은 10cm H2O 미만이었습니다. 수축기 혈압은 일부 환자에서 20초 동안 팽창하는 동안 감소했으며 평균 변화는 6.9mmHg였으며 모든 환자에서 이 혈압은 빠르게 역전되었습니다. 24시간 추적 조사에서 어떤 환자에서도 기압상해가 관찰되지 않았습니다.
   4. Pelosi, et al10은 ARDS가 있는 성인 10명을 대상으로 3회 연속 '한숨' 호흡(한 번은 45cm H2O의 고원 압력이지만 정상 지속 시간)의 효과를 연구했습니다. 1시간 동안 분당 3번 한숨을 쉬면 호기말 폐용적(He 희석으로 측정)이 1.49±0.58에서 1.91±0.67로 증가했습니다. L, PaO2가 92.8±18.6에서 137.6±23.9로 증가 mm Hg, 한숨 없이 동일한 인공호흡기 설정과 비교. 폐 탄력과 환기도 증가했습니다. 부작용은 지적되지 않았습니다.
   5. Toth 등은 ARDS가 있는 성인 18명의 SI(40cm H2O 40초)에서 발생하는 심장 및 호흡 변화를 연구했습니다. PaO2는 모집 전 조작에서 60분 후속 조치 기간으로 증가했습니다(203±108 대 322±101mmHg, p < .001). 심장지수(CI)와 흉강내혈액량(ITBV)은 모집술 후 감소하였다(CI, 3.90±1.04). 대 3.62±0.91 L/min/m2, p < .05; ITBVI, 832±205 vs. 795±188 mL/m2, p < .05). CI와 평균동맥압과는 상관관계가 없었고, 평균동맥압에서도 유의한 변화는 없었다.
   6. 아마도 보호 환기 시대의 지속적인 팽창에 대한 가장 큰 연구에서 Meade 등14은 두 그룹에서 폐 보호 전략(일회 호흡량 6mL/kg)을 활용하는 ARDS가 있는 성인 983명을 연구했습니다. 실험 그룹은 SI 모집 조작(40초 동안 40cm H2O), 더 높은 수준의 PEEP(소위 '폐 개방 환기' 그룹에서 14.6±3.4 대 대조군에서 9.8±2.7) 및 더 높은 고원 압력( 30.2±6.3 대 24.9±5.1 cm H2O) 모집 조작을 활용하지 않은 대조군보다. 모든 원인으로 인한 사망률에는 차이가 없었지만, 실험군은 불응성 저산소혈증(4.6% 대 10.2%; RR, 0.54), 불응성 저산소혈증으로 인한 사망(4.2% 대 8.9%; RR, 0.56), 증가된 요법의 빈번한 사용(고주파 환기, 흡입된 산화질소, 제트 환기 또는 체외 지원으로 정의됨)(5.1% 대 9.3%; RR, 0.6). 이것은 급성 폐 손상 초기에 어린이를 효과적으로 모집하면 치료의 확대를 막고 심각한 저산소증으로 인한 사망률을 줄일 수 있다는 개념에 신빙성을 부여합니다.

2. 압력 제어 인공호흡(PCV) 동원 기동 SI와 대조적으로, 증가된 고평부 압력과 증가된 PEEP 수준으로 환자를 환기시키는 것도 모집 기동으로 사용되었습니다. 이 경우, 환자는 일시적으로 환자를 인공호흡하는 데 사용되는 것보다 더 높은 인공호흡기 압력에 놓이게 됩니다. PEEP와 고원 압력의 조합은 무기폐 폐포를 모집하는 데 도움이 됩니다. 압력 제어 인공호흡은 안정기 압력이 설정되어 일정하게 유지되기 때문에(용적 제어 인공호흡과 달리) 이러한 환자에게 선택되는 모드입니다. 따라서 알려진 고원 압력(폐 모집에 참여)이 전달됩니다. 다음은 PCV 모집 기동을 활용한 두드러진 연구입니다. ? 마취된 어린이의 Athanasios "TLC 조작"? 수술 중 무기폐를 치료하는 소규모 연구.

   1. Borges, Amato, et al6은 현재까지 최대 모집 기동에 대해 가장 설득력 있고 완전한 연구를 수행했습니다. 여기에서 그들은 ARDS 과정 초기에 성인 26명을 대상으로 개방형 폐 접근법(40초 동안 40 cm H2O의 SI, Pflex + 2 cm H2O로 설정된 PEEP 포함, 아래 설명됨)을 최대 모집 전략과 비교하여 수행했습니다. 순서대로. 최대 모집은 PaO2 + PaCO2가 400mmHg를 초과하는 것으로 정의되었으며, 이는 최소 폐내 단락을 나타냅니다. 이 전략에는 15cm H2O의 압력 제어 환기가 포함되었으며, PEEP는 최대 동원이 달성될 때까지 5분마다 5cm H2O씩 증가했습니다(최대 PEEP 45cm H2O). 최대 모집은 24/26명의 환자에서 달성되었으며, 그 중 2/3는 30 cm H2O의 PEEP에 의해 달성되었습니다. 폐 동원을 유지하기 위해 PEEP 적정을 활용하여(아래 참조), PaO2는 6시간 동안 모든 환자에서 400(폐가 완전히 모집됨) 이상으로 유지되었습니다. 이 절차는 모든 환자에서 혈역학적으로 용인되었으며 연구 환자(7.7%)에서 기압상해의 장기 발생률은 ARDSNet 연구(10-11%)에서 인식된 발생률보다 낮았습니다8.
   2. Crotti, et al5는 다양한 plauteau 압력(10, 15, 20, 30, 35, 40, 45cm H2O) 및 PEEP 수준(5, 10, 15, 20cm H2O)을 가진 ALI/ARDS를 가진 5명의 성인을 연구했습니다. 흡기말 및 호기말 흉부 CT 영상은 고원압과 PEEP의 각 조합으로 얻어졌습니다. 동원된 폐의 백분율(방사선학적으로 결정됨)은 고원 압력이 증가함에 따라 거의 선형 방식으로 증가했습니다(그림 1). 최대 개방 빈도는 20cm H2O에서 발생했으며, 이는 20cm H2O를 초과하는 고원 압력이 폐 동원에 가장 유익할 것임을 시사합니다. 가스 교환이나 부작용에 대한 측정은 연구되지 않았습니다.
   3. Foti, et al15는 ARDS가 있는 성인 15명을 대상으로 중첩된 용적 제어 인공호흡과 지속적인 팽창 조작으로 PEEP 수준을 높일 때 산소화 및 호기말 폐 용적의 변화를 비교했습니다. 동원은 가변적이지만(VCV의 사용으로 인해 가변적인 고원 압력), 그는 30초 모집 기동과 낮은 수준의 PEEP(30분 동안 평균 16cm H2O)에서 높은 수준의 지속적인 PEEP에서 산소화의 최대 증가가 발생한다는 것을 발견했습니다. PEEP(9 cm H2O의 평균). PEEP/고원 프로토콜은 지속적인 팽창 조작과 마찬가지로 혈역학적 변화와 관련이 없었습니다.
   4. Villagra 등은 초기 ARDS가 있는 성인 18명을 대상으로 압력 제어 환기(PCV)를 사용하여 2분간의 환기를 활용하는 모집 방법을 연구했습니다. RM의 경우 PEEP는 PV 곡선의 상위 변곡점 위로 3cm H2O로 설정되었고 최고 압력은 50으로 설정되었습니다. 중요하게도, RM 피크 압력은 기본 환기와 크게 다르지 않았지만(RM 전 43.6±7.6, RM 동안 47±4.5, RM 후 42.8±7.1 cm H2O), PEEP는(14±1.3 cm) 사전 RM 대 30±4.9 cm H2O). 조사자들은 모집 조작 후 PaO2에서 유의미한 차이를 발견하지 못했습니다(RM 전 127±63, RM 중 162±108, RM 후 149±85 cm H2O). 이 발견은 폐 모집에 관한 몇 가지 중요한 발견을 의미합니다. 첫째, 최고 압력은 폐 모집에서 중요한 결정 요인을 나타냅니다. 대조적으로, Borges 등은 최대 모집 단계(모집 중 50-60cm H2O 대 기준선에서 30cm H2O)에서 사전 RM과 크게 다른 구동 압력을 사용하여 18명의 모든 ARDS 환자를 완전히 모집할 수 있었습니다. 또한 각 단계에서 4분 동안 지속된 Borges가 사용한 증분 적정에 비해 여기에서 사용된 채용 기동은 2분에 불과했습니다. 체계적으로 연구되지는 않았지만 이 연구에서 발견된 RM 후 PaO2의 현저한 개선 부족은 PCV를 사용하는 모집이 RM에서 사용되는 시간 및 피크 압력의 함수일 수 있음을 시사합니다.
   5. Medoff,3 등은 불응성 저산소혈증이 있는 단일 환자를 제시했습니다. 관리에는 PV 곡선을 기준으로 Pflex 바로 위에 설정된 PEEP로 반복적으로 지속되는 인플레이션이 포함되었습니다. PEEP의 20 cm H2O와 2분 동안 40 cm H2O 팽창 압력을 포함하는 동원 기동이 수행되었습니다. 환자는 CT 스캔을 통해 산소화 및 폐의 거의 완전한 동원에서 현저한 개선을 보였습니다(그림 2 참조).
   6. 앞서 언급한 모든 연구가 성공적인 모집을 달성한 반면, Gattinoni, et al11은 성공적인 모집에 실패한 후기 ARDS(등록 시 5±6일 환기)가 있는 성인 68명을 연구했습니다. 모집 기동에는 최고 압력 45cm H2O, PEEP 5cm H2O 및 호흡수 10의 압력 제어 환기가 포함되었습니다. PEEP 수준은 이후 5~15cm H2O 사이에서 무작위 순서로 적용되었습니다. 그는 CT 스캔을 통해 연구 환자의 모집 가능한 폐가 13±11%에 불과하다는 사실을 발견했습니다. 그는 모든 환자 중에서 폐 조직의 24%가 45 cm H2O의 기도 압력에서도 회복 불가능하다는 것을 발견했습니다. 가스 교환 마커는 측정되지 않았습니다.

Borges, et al.에 의해 요약된 매우 성공적인 모집 전략과 대조적으로 모집 불가능한 폐의 과도하게 높은 비율에 책임이 있을 가능성이 있는 이 연구의 세 가지 측면에 주목하는 것이 중요합니다. 첫째, Borges는 ARDS 과정 초기(중앙값, 2일)의 환자를 연구한 반면 Gattinoni는 후기 ARDS를 연구했습니다. 둘째, Borges는 최대 60cm H2O의 최고 압력을 사용했으며 Gattinoni는 최대 45cm H2O의 압력을 사용했습니다. 마지막으로 Gattinoni는 PEEP 적정을 실행하지 않았지만 모집 조작 후 PEEP를 5cm H2O로 낮췄습니다. 따라서 Gattinoni의 연구는 폐 동원에서 높은 최고 압력의 중요성, ARDS 조기 모집, 폐 동원을 유지하기 위한 점진적인 PEEP 적정의 중요성을 강조합니다.

C. 모집 유지 전략 호기말 양압의 적용은 폐 조직에 대한 반복적인 모집 취소 스트레스를 방지하는 것으로 알려져 있습니다. 급성 폐 손상의 동물 모델에서 Farias는 폐 모집 후 PEEP를 적용할 때 무기폐 외상의 조직학적 및 생화학적 증거를 피할 수 있음을 보여주었습니다7. 채용 조작 후 감원을 방지하기 위한 두 가지 주요 전략에는 개방형 폐 접근법과 점진적인 PEEP 적정이 포함됩니다.

1. 개방형 폐 접근법 개방형 폐 접근법에서 PEEP는 환자의 압력-용적 곡선의 낮은 변곡점(Pflex라고도 함) 바로 위에 설정됩니다. 이는 이론적으로 PEEP가 팽창 부족 영역 아래로 감소하는 것을 방지합니다.

   1. 위에서 언급한 연구의 두 번째 부분에서 Richard 등4은 또한 SI 다음의 낮은 변곡점에 설정된 PEEP와 비교하여 측정된 LIP(LIP + 4 cm H2O, SI 없음)에 비해 PEEP 증가 효과를 연구했습니다. 저호기 용적 환기로 인공호흡을 한 10명의 성인에서 측정된 폐용적은 PEEPLIP에서 175±108이었고 PEEPLIP+4에서는 332±91ml였습니다. 이러한 증가는 높은 일회 호흡량(10mL/kg)으로 인공호흡을 받은 환자에서 훨씬 더 두드러졌으며, 이는 폐포 동원에서 고원 압력(PEEP에 추가)의 역할을 보여줍니다(그림 3 참조).
   2. Amato 등16은 53명의 ARDS 환자에서 '보호 환기 전략'의 효과를 연구했습니다. 보호 환기 그룹은 지속적인 팽창(40초 동안 35-40cm H2O)에 이어 LIP + 2cm H2O로 설정된 PEEP를 통해 모집 기동을 받았습니다. 통제 그룹은 채도에 맞게 조정된 PEEP를 받았고 모집 조작은 없었습니다. 인공호흡 그룹은 28일 동안 모든 원인으로 인한 사망률이 크게 감소했습니다(38% 대 71%, p<0.001). 그러나 대조군도 높은 일회 호흡량 환기(12mL/kg)를 받았고, 나중에 ARDS 사망률의 중요한 결정 요인으로 입증되었습니다.8 따라서, 본 연구의 개선된 사망률에 대한 RM 및 개방형 폐 접근법의 기여도는 결론을 내리기 어렵습니다.

2. 감소 PEEP 적정 감소 PEEP 적정에서 모집 조작 후 PEEP는 종종 20~26cm H2O 사이의 높은 수준으로 설정됩니다. PEEP가 점진적으로 감소하고 폐팽창 지표(예: 가스 교환 또는 측정된 폐 용적)을 따릅니다. 무기폐의 증거가 발생하면 PEEP는 종종 '최적 PEEP'라고 하는 이 수준 또는 바로 그 이상의 수준으로 유지됩니다.

   1. Borges, Amato 등6은 최대 모집 프로토콜에 따른 PEEP 적정을 설명하고 이를 폐 개방 접근 방식(PEEP는 Pflex + 2cm H2O로 설정)과 비교합니다. 최대 모집 전략(위에서 설명한)에 따라 PEEP는 25cm H2O로 설정하고 PaO2 + PaCO2 < 380mmHg가 될 때까지 4분마다 2cm H2O씩 감소시킨 다음 2cm H2O씩 증가시켰습니다(최적 PEEP, 평균 20±5cm H2O). 이 전략을 사용하여 PaO2는 30분 추적에서 24명의 환자 모두에서 400mmHg 이상으로 유지되었으며(그림 4, 상단 참조), 16명의 환자는 6시간 동안 450 이상으로 유지되었습니다. 이것은 PEEP 적정 종료 및 30분 추적에서 <5%의 CT 스캔으로 측정된 허탈된 조직의 백분율 질량과 상관관계가 있습니다(그림 4, 하단 참조).
   2. Toth, et al17은 SI 동원 조작 후 감소하는 PEEP 적정을 설명했습니다. 40초 동안 40cm H2O에서 SI를 수행한 후 PEEP를 26cm H2O로 설정한 다음 PaO2가 피크 값의 10% 이상 감소할 때까지 4분마다 2cm H2O씩 감소했습니다. 이보다 높은 PEEP 2cm H2O를 최적 PEEP로 정의했습니다. 최적의 PEEP는 실제로 환자의 기본 PEEP보다 낮은 것으로 나타났습니다(프로토콜 시작 전, 17±3 대 15±4cm H2O). 30분의 후속 조치 기간(266±121cm H2O, 기준선과 비교하여 p<0.05)에서 지속된 모집 조작 후 PaO2(기준선 PEEP에서 203±108 vs 328±132cm H2O).

D. 폐 용적 추정 현재 환자가 이상적인 기능적 잔기 용량에 있는지, 그 이하인지 또는 그 이상인지를 결정하는 능력은 흉부 방사선 사진의 폐 모양, 활력 징후 경향(특히 산소화) 및 압력- 최신 인공호흡기에 의해 생성된 부피(P-V) 곡선. 이 연구에서는 확립된 폐용적 결정 방법(MBNW)을 활용하여 폐용적을 연구합니다.

1. 압력-용적 곡선 압력-용적 곡선은 압력 변화와 폐 용적 변화 간의 지속적인 관계를 나타냅니다. 선의 기울기는 폐의 순응도를 나타냅니다. 그림 5에서 흡기 사지를 구성하는 세 개의 선(하부 곡선)에 주목하십시오. 가장 왼쪽 선은 순응하지 않는 무기폐 폐를 나타냅니다. 기울기가 변하는 지점을 Pflex라고도 하는 하부 감염 지점이라고 합니다. 개방형 폐 접근법(나중에 논의됨)에서 PEEP는 낮은 변곡점 바로 위의 압력으로 설정됩니다. 생리학적으로 이것은 폐의 모든 ​​무기폐 분절이 동원되는 지점이며 어떤 지점에서든 인공호흡기 압력이 이 아래로 떨어지지 않도록 하면(PEEP를 이 수준 이상으로 설정하여) 무기폐를 최소화한다는 가설이 있습니다. 선 기울기의 두 번째 변화(다시 평평해짐)를 구분하는 지점을 UIP(상부 변곡점)라고 합니다. 이 지점 이상의 압력은 과도하게 확장된 비순응 폐포를 나타내므로 이 지점은 폐의 순응도가 극적으로 감소하는 압력을 나타냅니다. 이 프로토콜에서 PV 곡선은 각 환자에 대해 측정되고 UIP는 프로토콜의 모든 지점에서 천장 압력으로 활용됩니다. 이런 식으로 우리는 과도한 팽창의 위험 없이 폐의 순응 영역을 모집할 것입니다.

2. 질소 다중 호흡 세척 기법(MBNW)

   MBNW는 많은 임상 연구에서 활용되었으며 폐 용적18-21 측정의 황금 표준으로 간주됩니다. 현재 폐의 부피를 측정하는 가장 정확한 방법은 알려진 양의 용해도가 낮은 가스를 희석하여 폐쇄 시스템에서 재호흡하는 것입니다. 순차적인 호흡으로 농도 변화를 통해 가스 분포 부피를 계산할 수 있습니다. 이러한 목적으로 사용된 가스 중 하나는 질소22로, 환경 어디에나 존재하기 때문에 매력적입니다. 그러나 질소 가스 농도의 측정은 가스 크로마토그래피나 질량 분석법을 통해서만 가능하며 둘 다 임상적으로 실용적이지 않습니다. 최근에는 산소 가스, 이산화탄소 가스 및 질소 가스의 분압의 잔차로서 질소의 분압을 계산하는 기술이 검증되었습니다. 이 두 가스는 모두 함께 인공호흡기 회로에서 세 가지 중요한 가스를 구성합니다. 앞의 두 가스는 인공호흡기 회로에서 실시간으로 쉽게 측정되지만 물론 환자의 대사 상태에 따라 크게 달라집니다. Stenqvist는 내쉬는 O2 및 CO2의 변화를 사용하여 FRC를 계산하는 NMBW 기술을 개발했으며, 흡기 질소의 비율을 변경하기 위해 흡기 산소 농도를 조작합니다23. FRC는 다음과 같이 계산됩니다.

   FiN2 = 1-FiO2(환풍기에 의해 설정됨) FeO2 = 1-FeO2(측정됨)-FeCO2(측정됨)

   흡기 및 호기 폐포 일회 호흡량은 간접 열량계24로 계산된 O2 소비량(VO2) 및 CO2 생성량(VCO2)을 사용하여 계산됩니다.

   단일 호흡과 관련된 흡기 및 호기 질소 가스의 부피는 호기말 질소 함량(EtN2, 측정된 호기 CO2 및 산소 함량에서 유추됨), 흡기 질소 분율(FiN2) 및 흡기 및 호기 폐포 일회 호흡량으로부터 다음과 같이 계산됩니다.

   FiO2 조작을 통해 FiN2에서 증분 10% 변화를 만들기 전에 VO2, VCO2 및 ETN2에 대한 기준 값이 만들어집니다. VO2와 VCO2는 측정 내내 일정하다고 가정합니다. 그런 다음 FiN2를 조작하고 FRC를 다음과 같이 추정합니다.

   알려진 산소 소비량 및 폐 용적23의 폐 모델에서 이 방법론을 사용하여 FRC를 측정한 결과 FiO2가 0.9에서 1.0으로 점진적으로 변화하는 경우에도 우수한 정밀도(평균 FRC 103 5%)가 나타났습니다. 호흡 부전이 있는 성인 환자의 정밀도는 측정값 중에서 우수한 정밀도를 나타냈습니다.

3. 전기 임피던스 단층 촬영(EIT) 전기 임피던스 단층 촬영은 공기가 채워진 공간과 조직이 채워진 공간의 임펜던스 변화를 이용하여 침상에서 폐 용적의 지역적 분포를 특성화하고 정량화합니다. 동물25과 인간26, 27에서 기술을 검증하기 위해 지난 10년 동안 중요한 작업이 수행되었습니다. 이 기술은 환자의 가슴에 배치된 일련의 16개의 전극을 활용합니다(그림 6). 전극 사이에 작은 전류가 흐르면 시리즈 사이에서 임피던스가 측정됩니다. 이러한 임피던스 값의 복잡한 조사 및 조작을 통해 2차원 이미지가 형성되고(그림 7) 환자의 임상 및 방사선 변화와 상관관계가 있는 것으로 나타났습니다27. ARDS가 있는 10명의 기계 환기 성인에서, 질소 세척에 의해 결정된 호기말 폐용적은 0.95.26의 r2로 호기말 폐 임피던스와 잘 상관관계가 있었습니다. 비침습적으로 실시간으로 폐 용적을 추정하는 능력은 폐 손상 환자의 결과를 크게 향상시킬 수 있습니다. 구체적으로, 환자의 이상적인 기능적 잔기 용량을 결정하고 해당 목표를 향해 환기시키는 능력은 폐 순응도를 최대화하고 폐 혈관 저항을 최소화하여 산소 전달을 향상시킬 수 있습니다. 이 연구는 다양한 수준의 PEEP를 활용하여 호기말 용적을 변경하고 EIT 및 기타 대리 측정을 사용하여 효능을 확인하고 산소화 및 션트 비율을 임상 종료점으로 측정합니다. 이 연구에서 공격적인 PEEP 전략을 사용하여 폐를 효과적으로 모집하고 션트 분획을 최소화하는 능력을 입증한다면, 이것의 임상적 이점에 대한 추가 연구가 보증될 것입니다.
4. 날숨 응축수(폐 건강의 척도) 적어도 부분적으로는 염증이 특징인 급성 및 만성 호흡기 질환에서 기도 내막액(ALF) pH의 변화에 ​​관한 증거가 점점 늘어나고 있습니다. ALF의 pH는 천식28, 낭포성 섬유증29, 폐렴 및 ARDS30-32를 포함한 여러 폐 염증성 질환에서 낮고(산성), 이 pH는 날숨 응축물에서 지속적으로 안전하고 비침습적으로 검출될 수 있음이 입증되었습니다. (EBC)33. EBC의 pH는 ARDS 진행 및 폐 동원을 위한 안전하고 비침습적인 스크리닝 도구일 수 있습니다. 일화적으로 호흡 부전 및 임박한 호흡기 감염을 예측하는 것으로 나타났습니다(미공개 데이터). 그림 4(왼쪽)에서 볼 수 있듯이 EBC pH는 빠른 회전율을 나타내는 마커이므로 폐 병리학의 실시간 모니터링에 유용할 수 있습니다.

지속적인 호기 호흡 응축수 pH 수집 및 분석 시스템(ALFA 모니터, Respiratory Research, Inc., Austin, Texas)은 인공호흡기의 호기 다리에 부착된 콘덴서로 구성됩니다. 호기된 호흡 응축수는 호기 포트에서 지속적으로 수집되고, 냉각 챔버에서 응축되고, CO2가 제거되고, pH가 지속적으로 판독되는 하위 챔버에 수집됩니다. 이를 통해 (1) 인공호흡기 회로 외부의 배기구에서 샘플을 채취하고 (2) 인공호흡기 회로에 측정 가능한 저항을 추가하지 않는 인공호흡 환자로부터 지속적이고 반응이 빠른 측정이 이루어집니다. 폐손상 환자의 EBC 측정은 감원의 초기 지표가 될 수 있습니다.

II. 연구 목표 특정 목표 1: 급성 폐 손상이 있는 소아에서 폐 용적을 증가시키고 산소 공급을 개선하기 위한 최대 모집 전략의 효능을 입증하기 위해 폐 용적의 척도로서 다중 호흡 질소 세척(MBNW) 및 전기 임피던스 단층 촬영(EIT)을 활용합니다. . (가설: 폐 용적 및 산소화는 '기준선 환기' 또는 '폐 개방 접근' 동안에 비해 최대 모집 프로토콜에 따라 증가할 것입니다.) 구체적인 목표 2: 다양한 호기말 폐용적에서 MBNW 및 EIT로 측정한 폐용적을 비교합니다. (가설: MBNW로 측정한 폐용적은 EIT로 얻은 것과 상관관계가 있습니다.)