흡기말 정지가 인공호흡에 미치는 영향

예측 체중(PBW)으로 표준화된 1회 호흡량(VT)을 6mL/kg으로 감소시키고 최대 15cmH2O의 압력 제한을 유도하는 것은 급성 호흡 곤란 증후군(ARDS) 환자의 임상 결과에 긍정적인 영향을 미치는 필수적인 환기 전략입니다. 최근 기계적 동력은 주로 동적 탄성 효과로 인해 인공호흡기 유발 폐 손상(VILI) 및 사망률과도 연관되어 있습니다. 그러나 이러한 낮은 VT 전략을 사용함에도 불구하고, 특히 운전 압력이 폐 보호를 위해 확립된 안전 한계를 초과하는 경우 중등도 및 중증 ARDS 환자에서 VILI가 발생할 수 있습니다. 이러한 상황에서는 6mL/kg-PBW 미만의 VT가 권장되지만 2차 고탄산증(PaCO2 수준이 45mmHg 이상)의 부작용에 대응하려면 호흡수(RR)를 증가시켜야 합니다. 결과적으로, 이 목표를 달성하는 데 필요한 RR은 가벼운 정도의 고탄산증이 종종 허용되더라도 최소 25회/분입니다. 그러나 분당 RR이 더 높은 기계적 인공호흡기 프로그래밍은 폐 조직 염증을 촉진할 수 있으며 ARDS의 불리한 결과와 관련될 수 있습니다.

따라서 ARDS에서는 일회 호흡량(VT)과 호흡수 RR 감소의 결합 전략을 수립하는 것이 어렵습니다. 그 이유는 가장 큰 문제는 이산화탄소(PaCO2) 부분압의 증가와 환기 효율의 손상이며 그 규모는 다음과 같습니다. 질병의 심각성과 관련이 있습니다. 이러한 이유로 고이산화탄소증을 약화시키고 폐의 CO2 제거 능력을 향상시키는 일부 비침습적 전략을 사용할 수 있습니다. 그중에서도 흡기말 정지(EIP)를 강조할 가치가 있습니다. 이 전략은 흡기 가스가 폐 내에서 분배 및 확산 혼합되는 데 걸리는 평균 시간을 개선하여 CO2 제거율을 높이는 데 유용함을 보여주었습니다. 그럼에도 불구하고 VT와 RR 감소를 결합한 보호 환기 전략의 일부로서 EIP의 역할은 알려져 있지 않습니다.

따라서 우리는 흡기말 정지(EIP)를 추가하면 CO2 호기가 향상되고 이러한 효과로 인해 폐 보호 목적으로 VT 및 RR이 감소할 수 있다는 가설을 세웁니다. 따라서 이 연구의 주요 목적은 ARDS의 VT 및 RR 감소와 결합될 때 Bohr의 사강(VDBohr/VT) 및 PaCO2에 대한 EIP의 효과를 평가하는 것입니다. 두 번째 목표는 전기 임피던스 단층 촬영을 통해 공기 분포 및 균질성에 대한 환기 전략을 평가하는 것입니다.

환자 선택 최대 5일 동안 기계적 환기를 실시한 경증, 중등도 및 중증 ARDS가 있는 18세 이상의 환자. 환자는 깊은 진정과 신경근 마비 상태에 있어야 합니다. 혈역학적 불안정성, 급성 심부전, 이전 만성 호흡기 질환, 지난 2시간 동안 식도 온도 변화가 0.5°C 이상인 환자는 제외됩니다.

기준선 기계식 환기 설정 기준선의 기계식 환기는 Servo-i(스웨덴 솔나, Maquet) 및 다음 매개변수를 사용하여 용적 제어 모드로 프로그래밍됩니다. VT 7ml/kg-PBW, RR은 동맥혈을 보장하기 위해 조정됩니다. pH가 7.30보다 크고 고유 호기말 양압(PEEP)이 없고 흡기 흡입 시간이 0.6초이며 흡기:호기(I:E) 비율이 1:2이고 EIP가 없습니다. 호기말 경폐압은 전기 임피던스 단층촬영을 통해 연구 시작 시 설정됩니다. PBW는 다음과 같이 계산되었습니다: 50+ [0.91 *(높이(cm-152.4))] 남성 45.5세 이상 [0.91*(신장 cm-152.4)] 여성을 위해. 모든 참가자에게 능동 가습이 사용되며, 프로토콜을 시작하기 전에 사용된 각 기계식 인공호흡기에서 압축 가능한 부피 보상이 수행되었습니다.

호흡 역학 기도압, 식도압 및 가스 흐름은 근위 기압계(MBMED, 아르헨티나 부에노스아이레스)를 통해 지속적으로 측정됩니다. 적절한 유량 및 압력 센서 교정 후 데이터가 두 번째 노트북에 다운로드됩니다. 호흡 구동 압력은 안정기 압력에서 총 PEEP(PEEPTOT = 외부 PEEP + 내재적 PEEP)를 뺀 값과 Crs = VT/Pplat-PEEPTOT로 호흡 시스템 순응도를 결정합니다.

호흡 역학은 특정 소프트웨어를 사용하여 오프라인으로 계산되었으며, Costa 등의 연구에 따라 탄성-동적 힘이 계산되었으며, 분당 환기는 PBW로 지수화되었습니다.

체적 카프노그래피 만료된 CO2는 적외선 주류 센서(Capnostat 5®, USA)로 측정되고 모니터(MBMed CO2 모듈)에 통합됩니다. 체적 카프노그램은 호기된 CO2에 대한 일회 호흡량을 조정하는 수학적 알고리즘을 사용하여 체적 카프노그램의 환기 분석을 허용하는 MATLAB®(Natick, MA, USA)을 사용하여 자동으로 재구성되었습니다. 다음 매개변수가 기록되었습니다: 기도 사강 비율(VDaw/VT), VDBohr/VT, 가스 교환 지수(VDEghoff/VT), 호흡당 CO2 제거(VTCO2,br), 폐포 분 환기, 호기 CO2 비율 (FECO2), 미세 CO2 제거(VTCO2,br * RR), 호기말 CO2 및 CO2 평균 폐포 분압(PACO2).

단계 III(SIII)의 카프노그램은 해당 호기 주기의 FECO2에 의해 표준화됩니다(SnIII). SnIII를 사용하면 VT 또는 RR 설정을 수정하는 동안 발생할 수 있는 CO2 배설 속도가 다른 호흡의 기울기를 비교할 수 있습니다. 폐포 분당 환기는 다음 공식을 사용하여 계산됩니다: 폐포 환기 * RR은 PBW로 지수화됩니다. 환기 효율은 분당 폐포 환기와 분당 환기 간의 관계로 정의됩니다.

유량 센서는 호기 공기량을 결정하기 위해 BTPS(체온 및 포화 압력) 변환 계수로 기록된 값으로 자동 조정됩니다.

전기 임피던스 단층촬영

16개 전극 벨트를 흉부 중앙 부위에 배치하고 전기 임피던스 단층촬영(EIT)(Dräger Medical Systems, USA)을 통해 연속 폐 임피던스를 평가합니다. EIT 데이터의 오프라인 분석이 수행되며 다음 매개변수가 계산되었습니다.

• 폐 불균일성은 정량적 폐 픽셀 임피던스 분산을 통해 일회 호흡량 분포의 균질성을 정량화하는 전역 불균일성 지수(GI)에 의해 결정됩니다.
• 지역 환기 분포는 종속 지역과 비의존 지역의 공기 분포를 결정하는 매개변수인 임피던스 비율(IR)로 평가됩니다. IR > 1은 복부 분포 우세를 나타내고 IR <1은 주로 등쪽 분포를 나타냅니다. 간단히 말하면, 복부 영역은 관심 영역 1과 2에 해당하고 등쪽 영역은 관심 영역 3과 4에 해당합니다.
• TVI(임피던스의 조수 변화)는 호흡 주기 동안 흡기 가스에 의해 생성된 임피던스 변화를 나타냅니다.
• 호기말 폐 임피던스(EELI)는 호기가 끝날 때의 임피던스 값에 해당합니다.

프로토콜 모든 환자는 40도 각도로 반쯤 누운 자세로 누워 있으며, 연구를 시작하기 전에 60분의 안정화 기간을 의무화해야 합니다. PEEP 및 흡기 시간 설정은 연구 전반에 걸쳐 일정하게 유지됩니다. 안전상의 이유로 우리는 전신 혈류역학 및/또는 호흡성 산증(pH 7.25 및 PaCO2 ≥ 60mmHg)에 심각한 변화가 있는 경우 언제든지 프로토콜을 중단할 수 있다고 미리 정의했습니다.

포함 시 다음 데이터가 수집되었습니다: 인구통계학적 변수(나이, 성별, 키), 급성 생리학 및 만성.

순차적 프로토콜 단계

• 단계 I: 일회호흡량(VT) 7ml/kg-PBW, 호기말 정지(EIP)를 추가하지 않고 일정한 호기말 양압(PEEP), 호흡수(RR) 및 흡입 시간(0.6초) 사용 . 흡기:호기(I:E) 비율은 1:2입니다. 60분 길이.
• 단계 II: 흡기 종료 일시 정지(EIP)를 추가하지 않고 일정한 PEEP, RR 및 흡입 시간(0.6초)을 갖춘 VT 5 ml/kg-PBW. I:E 비율은 1:2입니다. 60분 길이.
• 단계 III: EIP는 1:1의 I:E 비율을 달성하도록 구성되며 주입 시간은 0.6초, VT는 5ml/kg-PBW로 일정하게 유지됩니다. PEEP 및 RR은 기본 조건에서 변경되지 않습니다. 60분 길이.
• 단계 IV: RR은 20% 감소하여 VT를 5ml/kg-PBW로 일정하게 유지합니다. 주입 시간은 0.6초로 유지되며 I:E 비율은 1:1입니다. 결과적으로 EIP가 다시 연장됩니다. 60분 길이.

용적 카프노그래피가 기록되고, 마지막 40회 호흡의 평균값을 사용하여 오프라인 분석이 수행됩니다. 또한 기존 혈액 가스 분석기(GEM® 4000, Instrumentation Laboratory, Lexington, USA)를 사용하여 각 단계의 마지막에 가스 교환 측정을 수행했습니다. 혈역학적 변수와 맥박 산소 측정은 지속적으로 모니터링됩니다(Multiparameter Spacelabs 91393). CO2 역학에 대한 심박출량 변화의 영향을 확인하기 위해 최소 침습 심박출량 모니터링이 설치됩니다(Edwards Lifesciences, USA). 필요한 경우 노르에피네프린 주입을 사용하여 평균 동맥압을 65mmHg 근처로 유지하고 프로토콜 중에 수액 볼루스를 투여하지 않았습니다.

통계 분석 연속 변수의 분포를 결정하기 위해 Shapiro-Wilk 테스트가 수행되며, 이는 적절하게 평균, 표준 편차 또는 중앙값 및 사분위수 범위로 표시됩니다. Friedman의 비모수적 테스트, Wilcoxon 일치 쌍 부호 순위 테스트 및 Dunn의 사후 비교를 수행하여 여러 변수를 비교합니다.

0.05 미만의 양측 p-값이 통계적으로 유의한 것으로 간주되었습니다.