중증 환자의 심장 환기 연결

양압 환기로 인한 흉강 내 압력 진동은 폐 혈관 수용체 및 심장 기계 수용체 활동의 주기적 수정을 유도합니다. 이러한 효과는 교감신경과 미주신경 활동의 수정으로 자율신경계 조절을 변화시킵니다.

심장-환기 상호작용은 최근 중환자의 기계적 환기를 받는 환자의 심박 변이도를 통해 연구되었습니다. 전력 스펙트럼 밀도의 분석은 주파수의 함수로 분포되는 전력(비트 간 간격의 분산)에 대한 정보를 제공합니다. 건강한 자발 호흡 피험자는 심박수의 주기적인 흡기 증가 및 호기 감소, 그리고 일반적으로 심장 환기 커플링으로 알려진 심장 박동과 호흡 사이의 '위상 커플링'(호흡 주기의 일정한 단계에서 심장 박동이 발생하도록 함)을 나타냅니다. 이러한 현상은 중앙 드라이브, 동맥 압수용기의 피드백, 흉부 및 폐 신장 수용체의 피드백, 심장 고유의 비신경 메커니즘을 포함한 여러 메커니즘의 복잡한 상호 작용에서 비롯되며 완전히 이해되지는 않습니다. 호흡 부비동 부정맥과 심장 환기 결합의 생리학적 중요성은 밝혀지지 않았지만, 여러 저자는 호흡 주기 내에서 심장 박동의 재분배(결과적으로 관류)를 통해 환기/관류 일치를 개선하고 가스 교환에 유익한 효과를 줄 수 있다고 제안했습니다. . 또한, 감소된 호흡동 부정맥 진폭은 기계 환기 중에도 자율신경 조절 장애 및 불량한 임상 결과의 지표로 사용되었습니다. 폐지. 이론적으로 압력 지원 환기(PSV)와 같이 환자가 트리거할 때 호흡 펌프를 보조하는 기계적 환기 모드는 제어된 기계적 환기에 비해 중추에서 시작된 위상 미주신경 조절을 통해 더 높은 호흡성 부비동 부정맥 수준을 유지할 수 있습니다. 또한, 호흡마다 가변적인 일회 호흡량을 사용하는 기계적 환기, 이른바 '가변 환기'는 호흡 부비동 부정맥과 심장 환기 결합을 더 잘 보존할 수 있으며, 이는 다양한 급성 질환 모델에서 발견되는 개선된 동맥 산소화에 중요한 역할을 할 수 있습니다. 가변 및 기존 기계 환기를 비교할 때 결과는 다양하지만 폐 손상. 마취된 실험 동물에서 심폐 커플링은 압력 제어 환기보다 압력 보조 환기 동안 더 잘 보존되었습니다. 이러한 발견이 인간에게 존재할 수 있는지는 아직 알려지지 않았습니다. 또한 NAVA(신경 조정 환기 보조)와 같은 보조 환기의 일부 새로운 방법론이 호흡 간 가변성과 일회 호흡량 가변성을 증가시킨다는 것이 입증되었지만 심장 환기 커플링에 미치는 영향은 이해되지 않았습니다.

이 연구의 목표는 제어 모드(압력 제어)와 보조 모드(압력 지원 환기 및 NAVA) 모두에서 기계적 환기를 하는 동안 중환자의 심박수 변이도, 호흡수 변이도 및 심장 환기 연결을 측정하는 것입니다.

방법 등록된 환자는 S/5 ICU 모니터(GE, 헬싱키, 핀란드)에 연결되고 횡격막 전기 활동 모듈(EAdi, Maquet, Germany)이 제공되는 Servo-I 인공호흡기(Maquet, Germany)로 기계적으로 환기됩니다. 비위관 16-Fr EAdi 카테터는 모든 환자에게 배치됩니다. 서로 다른 기계 환기 모드(PCV, PSV 및 NAVA)의 연속적인 3단계 연구 단계가 시작됩니다. 환기 모드의 순서는 모든 환자에 대해 무작위로 지정됩니다. 각 연구 단계에 대해 10분의 순응 기간 후, S/5 Collect(GE, Helsinki, Finland) 및 NAVA Tracker(Maquet, Germany) 소프트웨어를 통해 랩탑 PC에 연속 30분 동안 심전도, 동맥압 및 환기파를 수집합니다. 윈도우.

심장 박동 변동성 분석 선형 분석 300개의 연속 심장 박동 시퀀스가 ​​각 실험 단계 내에서 선택됩니다. 심장 주기의 평균과 분산은 각각 msec와 msec^2로 표시됩니다. 자기회귀 스펙트럼 밀도는 각각 중심 주파수를 특징으로 하는 구성요소로 분해됩니다. 스펙트럼 성분은 중심 주파수가 0.04~0.15Hz이면 LF로, 중심 주파수가 0.15~0.5Hz이면 HF로 분류됩니다. HF 전력은 심박수의 호흡에 의한 미주신경 조절을 나타내는 것으로 간주됩니다. LF 및 HF 구성 요소에 대한 전체 전력 스펙트럼 밀도의 변화 효과를 배제하기 위해 스펙트럼 값도 정규화 단위(NU)로 표시됩니다. 정규화는 주어진 스펙트럼 구성 요소의 전력을 총 전력에서 0.04Hz 미만의 전력(VLF(Very Low Frequency [VLF] 스펙트럼 구성 요소))을 뺀 값으로 나누고 비율에 100을 곱하는 것으로 구성됩니다. HF에 대한 LF 전력의 비율(LF/HF)은 심장으로 향하는 교감신경과 미주신경 변조 사이의 균형을 나타내는 지표로 간주됩니다.

비선형 분석 비선형 분석은 기호 분석을 통해 수행되었습니다. 기호 분석은 자기회귀 분석에 사용된 것과 동일한 300개의 연속 심장 박동 시퀀스에서 수행됩니다. R-to-R 간격의 전체 범위를 각 시리즈로 균일하게 6개의 슬라이스(기호)로 나누고 3개의 연속적인 심장 박동 간격의 패턴을 고려했습니다. 따라서 300개의 심장 박동의 각 시퀀스에는 고유한 R-R 범위와 298개의 연속적인 3중 기호 기호가 있습니다. 패턴 분포의 Shannon 엔트로피는 패턴 분포의 복잡성을 정량화하기 위해 계산됩니다. 기호의 모든 3중 기호는 3가지 가능한 변형 패턴으로 그룹화됩니다. iii) 2가지 변형이 있는 패턴(2V, 모든 기호가 이전 기호와 다름). 이전에는 교감 신경 자극에 반응하여 0V 패턴의 백분율이 증가(및 2V 감소)하는 반면, 미주신경 자극에 반응하여 2V 패턴이 증가(및 0V 감소)하는 것으로 나타났습니다. 패턴 0V와 2V의 백분율을 계산하고 0V/2V 비율을 계산하여 교감 신경 변조와 미주 신경 변조 사이의 균형을 추정했습니다.

심폐기 결합 분석 약하게 결합된 자체 지속 발진기(여기서는 심장과 인공호흡기) 사이의 결합을 정량화하기 위한 위상 동기화 방법이 구현됩니다. 이면에 있는 생각은 좋은 환기 모드는 동일한 빈도와 진폭에서 자발적 호흡 중에 건강한 대상에서 관찰되는 것과 구별할 수 없는 심폐 협응을 생성해야 한다는 것입니다. 위상 동기화 기술은 심박수 신호와 환기 간의 조정 체계의 반복성 정도 측면에서 심장-호흡 결합의 공동 기호 분석 및 교차 조건부 엔트로피 평가로 보완됩니다. 이러한 접근 방식은 비정상성에 덜 민감하고 짧은 데이터 시퀀스에서 비선형 결합을 캡처할 수 있다는 주요 이점이 있습니다.

알파 오차=0.05로 연구 단계 사이에 300msec^2(표준 편차 200msec^2)의 차이를 감지하기 위해 심장 박동 변동성 총 분산이 1000msec^2인 샘플 크기, 검정력=80%, 효과 크기=0.4, 22명의 환자를 모집합니다.

Kolmogorov-Smirnov 테스트로 정규 분포를 확인합니다. 필요에 따라 종속 또는 독립 샘플에 대한 양측 스튜던트 t 테스트 또는 정규 분포가 아닌 경우 Wilcoxon-U 테스트가 사용됩니다. 반복 측정은 일원 분산 분석(ANOVA)과 사후 Bonferroni 테스트로 분석됩니다.