기계 환기 환자의 호기 응축액(EBC)에 대한 다양한 일회 호흡량의 영향 연구 (TDEBC)

소개:

기도 염증은 많은 기도 질환에서 중요한 역할을 합니다. 이러한 염증 과정을 연구하고 기도 질환을 모니터링하기 위한 비침습적 방법에 대한 수요가 높습니다. 자극적인 관심은 기도 염증을 평가하는 훨씬 더 쉬운 방법으로 폐의 상피 내막액(ELF)을 샘플링하는 기술인 호기 호흡 응축액(EBC) 분석과 같은 호흡 분석에 있습니다(1,2). EBC의 매력은 호흡기에서 비침습적으로 광범위한 비휘발성 분자를 수집할 수 있는 능력, 부작용 없이 짧은 간격 내에서 자주 반복할 수 있다는 사실, 수집 장치를 다양한 분야에서 사용할 수 있다는 점입니다. 중환자실(3,4,5,6)을 포함한 설정.

EBC의 분석은 폐 질환의 환자 모니터링 및 이해 메커니즘으로 제한될 수 없습니다. 또한 조기 폐 조직 손상 가능성에 대해 건강한 개인을 모니터링하고 스크리닝하는 데 유용한 도구가 될 수 있습니다(6,7). 바이오마커가 연구 도구로 사용될 수 있는지 또는 임상 실습에서 질병 모니터링 가능성이 있는지 여부를 결정하는 데 필수적인 피험자 내 및 일일 변동에 대한 더 많은 데이터가 특별히 필요합니다(7). .

기계적 환기가 폐 손상 및 염증을 유발할 수 있다는 사실이 한동안 인식되어 왔습니다(8,9,10). 최근의 실험 및 임상 데이터에 따르면 건강한 폐에서 호기말 양압이 없는 상태에서 일회 호흡량이 7~12ml/kg 범위인 기계적 환기는 주요 염증 반응 없이 내피, 세포외 기질 및 말초 기도 손상을 유발할 수 있습니다. 일회 호흡량이 높을수록 더욱 악화됩니다(15,34). 기계적 환기에 의해 유도된 폐 구조의 손상을 여러 가지 메커니즘으로 설명할 수 있습니다: 국부적 과팽창, 일회성 기도 폐쇄와 관련된 '낮은 폐 용적', 계면활성제의 비활성화(15).

높은 일회 호흡량 환기는 사망률을 증가시키는 것으로 나타났으며 낮은 일회 호흡량 환기는 ALI, ARDS에서 폐 보호 전략으로 간주됩니다(11,12,13,35).

대조적으로, 주요 흉부 및 복부 수술 절차의 이질적인 그룹을 포함한 다른 무작위 연구(31,32)에서 보호 기계 환기는 폐내 및 전신 염증의 감소와 관련이 없었습니다. 또한 보호 환기가 폐 부작용을 예방하거나 심장 수술에서 전신 사이토카인 수치를 감소시킨다는 증거는 없습니다(33).

이러한 관찰과 일치하고 폐의 증가된 기계적 스트레스의 실제 매개변수가 입증되어야 한다는 점을 고려하면, 연구는 EBC 바이오마커의 분석이 낮은 일회 호흡량 또는 높은 일회 호흡량에 의한 인공 호흡기 유발 폐 손상과 관련이 있는지 여부에 대한 질문을 다룰 수 있습니다.

재료 및 방법:

본 연구는 Thessaly에 있는 Larissa 대학 병원의 ICU에서 진행될 전향적, 무작위, 통제 시험입니다. 우리 병원의 과학 위원회와 윤리 위원회로부터 승인을 받았습니다.

환자:

뇌졸중, 지주막하출혈 및/또는 뇌내출혈로 인해 그리고 호흡계가 건강한 ICU 환자(LISS - Murray Lung Injury Severity Score와 같은 기준을 사용하여 평가됨)(14).

개입:

EBC 수집은 ATS/ERS 태스크 포스 2005(7)에 따라 기관내관을 통해 기계 환기 환자에게 수행됩니다. 환자는 혈역학적 및 호흡이 안정되어야 합니다.

모든 환자는 진정제를 투여받게 되며 용적 조절을 통해 인공호흡을 받게 됩니다. 호흡 빈도는 pH 값을 정상 한계(7.35-7.45) 내에서 유지하기 위해 설정된 일회 호흡량에 맞춰집니다. SaO2는 95% 이상으로 유지됩니다.

EBC는 특수 도관(FILT, 폐 및 흉부 진단 회사)을 삽입하여 수집합니다. Berlin Germany) 인공호흡기 튜브의 호기 림에 호흡 응축수 수집 장치(Ecoscreen, Jaeger, Germany)용. EBC 수집 시간은 30분입니다. 수집 중에는 가습기를 사용하지 않습니다.

불활성 가스 Argon, 350ml/분, 10분간 탈기 전후 EBC의 산도(pH)(가스 표준화)(17)는 pH 측정기 Jenway 모델 3510을 사용하여 쉽게 측정됩니다.

모든 샘플은 후속 중재자 측정을 위해 -80 ο C에 저장됩니다. 환기 변수(빈도, PEEP, FIO2, Vt), 폐 역학, 동맥압, 심박수, 동맥혈 포화도, ICP 및 가스 혈액 샘플 검사는 EBC 수집 전과 수집 중에 등록됩니다. 또한 관찰 기간 동안 폐 손상 지표(PiO2/FiO2, LISS), 전신 염증 지표(혈액 샘플의 온도, 백혈구 및 호중구 수)가 등록됩니다. 질병 심각도 지수(SOFA, SAPS, APACHE II)는 초기 평가 중에 등록됩니다.

EBC 분석:

수집된 EBC는 pH, 8-이소프로스탄, H2O2, 아질산염/질산염 및 사이토카인에 대해 분석됩니다. 바이오마커의 측정은 이전에 설명한 대로 표준화된 절차를 사용하여 수행됩니다.

pH 측정: pH는 이전에 설명한 대로 측정됩니다(16,17). H2O2 측정: H2O2 농도는 이전에 기술된 바와 같이 서양고추냉이 과산화효소(Sigma Chemicals, St. Louis, MO)를 사용하는 효소 분석에 의해 결정됩니다(17,18,19,20).

8-Isoprostane 측정: 8-Isoprostane은 이전에 설명한 대로(17,18,21,29) 경쟁적 효소 면역 분석 키트(Cayman Chemical, Ann Arbor, MI)로 결정됩니다. 분석의 검출 한계는 4pg/ml입니다.

질소 산화물, 아질산염/질산염(NO2/NO3) 및 관련 제품 측정: 이전에 설명한 대로 수행됩니다(17,22). 간략하게, 분광광도법(Griess 반응)을 사용하여 결정될 것이다(23,24,25,26,27,28).

사이토카인 측정: 이전에 설명된 대로 EIA/ELISA 키트로 정량화됩니다(24,25,29,30).

프로토콜 세부 정보:

초기 평가 후 환자는 다음 방정식을 통해 계산된 이상적인 체중 6 또는 12ml/Kg으로 기계 환기를 받도록 무작위 배정됩니다.

남성용 [(키(cm)-154) x 0.9] +50, 여성용 [(키(cm)-154) x 0.9] +45.5. 관찰 기간은 최소 10일(가능한 경우)이며 EBC 수집은 입원 후 처음 24시간(0일) 및 1,2,4,6,8,10일 동안 수행됩니다.

0일에 EBC 수집은 서로 다른 일회 호흡량으로 환기된 동일한 환자로부터 수집된 EBC의 양과 구성을 조사하기 위한 목적으로 두 가지 환기 방식으로 수행됩니다. 다음 측정을 위해 각 그룹에 대한 EBC 수집은 미리 설정된 환기 조건에서 수행됩니다.

관찰 기간 동안 VAP, ARDS 또는 패혈증과 같은 합병증이 기록됩니다.

통계 분석:

Windows용 SPSS v. 16.0을 사용하여 분석을 수행합니다. 분포의 정규성은 Kolmogorov-Smirnov 테스트로 확인됩니다. 일반적으로 분포된 데이터는 평균 ± 표준 편차(SD)로 표시되는 반면 치우친 데이터는 중앙값(사분위수 범위)으로 표시됩니다. 두 그룹 간의 비교는 정규 분포에 대한 unpaired t 테스트와 왜곡된 데이터에 대한 Mann-Whitney 테스트로 평가됩니다. 두 개 이상의 그룹 간의 비교는 적절한 사후 테스트와 함께 분산 분석(ANOVA)으로 수행됩니다.