Gecombineerde hoogfrequente oscillatie en tracheale gasinsufflatie voor ernstig acuut ademnoodsyndroom

DOELSTELLINGEN EN ONDERLIGGENDE HYPOTHESE

Hoogfrequente oscillatie (HFO) heeft gunstige fysiologische effecten bij acute respiratory distress syndrome (ARDS) [1-4]. Een recente gerandomiseerde gecontroleerde studie van HFO versus conventionele mechanische ventilatie (CMV) met traditionele teugvolumes (10,1 ± 2,8 ml•kg-1 voorspeld lichaamsgewicht) rapporteerde een trend naar verminderde 30-dagen mortaliteit in de HFO-arm (37% versus 52% in de CMV-groep; P = 0,10) [3]. Tot op heden is HFO niet vergeleken met CMV met lage teugvolumes (6,2 ± 1,1 ml•kg-1 voorspeld lichaamsgewicht) bij ARDS [5], met betrekking tot de ademhalingsfysiologie en het klinisch beloop.

De belangrijkste mechanismen van gasuitwisseling tijdens CMV zijn bulkconvectie en diffusie. [4, 6]. Tracheale gasinsufflatie (TGI) bevordert de eliminatie van CO2 tijdens CMV [7-9]. Tijdens HFO omvatten aanvullende gasuitwisselingsmechanismen asymmetrische snelheidsprofielen, Taylor-dispersie/turbulentie, cardiogene menging, pendelluft-effect en collaterale ventilatie [4, 6].

We hebben onlangs aangetoond dat bij patiënten met matige tot ernstige, primaire ARDS, HFO in combinatie met TGI (HFO-TGI) de oxygenatie aanzienlijk verbetert ten opzichte van zowel standaard HFO als CMV volgens het ARDS-netwerkprotocol [5, 10]. De gemiddelde luchtwegdruk (mPaw) werd ingesteld op 1 cm H2O boven het punt van maximale kromming (PMC) van de expiratoire drukvolumecurve. Tijdens HFO-TGI is het waarschijnlijk haalbaar om mPaw te verminderen, terwijl nog steeds doelen voor PaO2 en perifere zuurstofverzadiging (SaO2) worden bereikt, vergelijkbaar met die van het ARDS-netwerkprotocol [5]. Dit kan resulteren in verlaagde en niet-traumatische beademingsdrukken tijdens HFO-TGI. Bovendien, als HFO-TGI-gerelateerde gasuitwisselingsvoordelen behouden blijven tijdens post-HFO-TGI CMV [10], dan kan ook een verlaging van de ventilatiedruk ten opzichte van de pre-HFO-TGI CMV haalbaar zijn. Het gebruik van verlaagde beademingsdrukken kan echter longbeschadiging door beademing tot een minimum beperken. In deze studie zullen we de hypothese testen dat HFO-TGI de respiratoire fysiologie en het klinisch beloop van patiënten met ernstige ARDS kan verbeteren.

METHODEN Patiënten

Het protocol is goedgekeurd door het Wetenschappelijk Comité van het Evaggelismos-ziekenhuis. Geïnformeerde toestemming zal worden gevraagd aan de nabestaanden van patiënten die in aanmerking komen voor deelname. Geschikte patiënten moeten voldoen aan de criteria: 1) vroege (diagnose vastgesteld binnen de voorgaande 72 uur) ARDS volgens de American-European Consensus Conference Criteria [11]; 2) ernstige oxygenatiestoornissen {gedefinieerd als PaO2/geïnspireerde zuurstoffractie (FiO2) < 150 mm Hg}, terwijl beademd met een positieve eindexpiratoire druk (PEEP) van ≥ 8 cm H2O (criterium voor ernstige ARDS); 3) leeftijd 18-75 jaar, lichaamsgewicht > 40 kg, en afwezigheid van a) ernstig luchtlek (d.w.z. > 1 thoraxslang per hemithorax met aanhoudende luchtlekkage gedurende > 72 uur); b) systolische arteriële druk van < 90 mm Hg tijdens het ontvangen van vloeistoffen en noradrenaline met ≥ 0,5 μg/kg/min; c) significante hartziekte (d.w.z. ejectiefractie < 40%, voorgeschiedenis van longoedeem en actieve coronaire ischemie of myocardinfarct); d) significante chronische obstructieve longziekte (COPD) of astma [10]; e) intracraniale afwijkingen die onbeheersbare intracraniale hypertensie veroorzaken; f) chronische interstitiële longziekte geassocieerd met bilaterale longinfiltraten; g) longbiopsie of -resectie bij huidige opname; h) eerdere long- of beenmergtransplantatie, of aanwezigheid van immunosuppressie; i) onvermogen om te ontwennen van buikligging of geïnhaleerd stikstofmonoxide; k) zwangerschap of morbide obesitas (d.w.z. body mass index > 40 kg/m2); en l) deelname aan een andere interventionele studie. Patiëntbewaking omvat elektrocardiografische afleiding II, hemodynamica en SaO2. Diepe sedatie/neuromusculaire blokkade zal worden toegepast zoals eerder beschreven [10, 12].

CMV-strategie Op de intensive care-afdeling (ICU) met 37 bedden van het Evaggelismos-ziekenhuis wordt routinematig een beademingsstrategie toegepast die vergelijkbaar is met het ARDS-netwerkprotocol. Bijgevolg zullen patiënten vóór randomisatie al worden beademd (Siemens 300C-ventilator; of Galileo Gold, Hamilton Medical) met een van de door het netwerkprotocol toegestane combinaties van FiO2 en PEEP [5]. Toegediende teugvolumes zullen 5,5-7,5 ml•kg-1 zijn, voorspeld lichaamsgewicht, ademhalingsfrequentie (bijv. 20-35•min-1) worden aangepast zodat de pHa binnen 7,20-7,45 wordt gehouden; de verhouding van inspiratie tot expiratieduur zal 1:1 tot 1:3 zijn; en de inspiratiedruk van het beoogde plateau zal ≤ 30-35 cm H2O zijn. Oxygenatiedoelen zijn PaO2 = 55-80 mm Hg of SaO2 = 88-95%.

Randomisatie Patiënten worden willekeurig toegewezen aan de CMV-groep of de HFO-TGI-groep. Patiënten uit de CMV-groep blijven CMV ontvangen zoals hierboven beschreven. In de HFO-TGI-groep wordt 30 min voor aanvang van de HFO-TGI achtereenvolgens een inspiratoire en een expiratoire drukvolumecurve geconstrueerd met de lineaire drukhellingtechniek (indien klinisch haalbaar [10, 13].

HFO-TGI strategie Het Sensormedics 3100B beademingsapparaat [10] wordt aangesloten op de endotracheale tube. Ook wordt een dunne Vygon TGI-katheter {inwendige / uitwendige diameter = respectievelijk 1,0 / 2,0 mm [10]} in de endotracheale tube ingebracht. De TGI-kathetertip wordt 0,5-1 cm voorbij de endotracheale tubetip geplaatst. Het proximale uiteinde van de TGI-katheter wordt aangesloten op een O2-flowmeter. De initiële HFO-instellingen zijn als volgt: 1) FiO2 = 100%, later getitreerd naar de FiO2 van voorgaande CMV; 2) biasstroom = 30 L•min-1; 3) oscillatiefrequentie = 4,0-5,0 Hz; 4) oscillerende drukamplitude = rekenkundige PaCO2-waarde tijdens voorafgaande CMV + 20-30 cm H2O, maximaal aanvaardbare waarde = 95-100 cm H2O [10]; 5) verhouding inspiratoire tot expiratoire tijd = 1:2; en 6) mPaw zo aangepast dat de gemiddelde tracheale druk = 2-3 cm H2O boven de gemiddelde tracheale druk van de voorgaande CMV (overeenkomend met een HFO mPaw van 9-10 cm H2O boven de voorgaande CMV mPaw). Zestig tot 120 seconden na de start van de HFO wordt een rekruteringsmanoeuvre uitgevoerd door het HFO-circuit gedurende 20-30 seconden op 40-45 cm H2O onder druk te zetten met uitgeschakelde oscillatorzuiger. HFO wordt dan hervat, er wordt een 3-5 cm H2O endotracheale tube manchetlekkage geplaatst. Onmiddellijk daarna wordt continue voorwaartse stuwkracht TGI (flow = 50% van de minuutventilatie van de voorgaande CMV [10]) op de HFO gesuperponeerd. De mPaw-regelknop wordt dan aangepast om mPaw terug te zetten naar de oorspronkelijk ingestelde waarde. Vijftien minuten daarna wordt een arteriële bloedgasanalyse uitgevoerd en worden de oscillatiedrukamplitude en de oscillatiefrequentie aangepast om een ​​PaCO2 van < 10-15 mm Hg boven de PaCO2 van de voorgaande CMV te bereiken en de pHa > 7,20 te houden. Na nog eens 30-60 minuten wordt de bloedgasanalyse herhaald en vervolgens wordt mPaw geleidelijk verlaagd (geschatte reductiesnelheid: 0-1 cm H2O•h-1) in de richting van een beoogde gemiddelde tracheale druk van maximaal 2-3 cm H2O lager dan de gemiddelde tracheale druk van de voorgaande CMV (overeenkomend met een HFO mPaw van 3-4 cm H2O boven de voorgaande CMV mPaw). Vervolgens wordt TGI stopgezet en wordt standaard HFO gedurende 30 min voortgezet. De bovengenoemde aanpassingen moeten het behoud van SaO2 = 88-95% of PaO2 = 55-80 mm Hg en van de hierboven beschreven doel-PaCO2/pHa mogelijk maken.

Terugkeer naar CMV wordt overwogen bij de volgende HFO-instellingen: mPaw aangepast zodat HFO-gemiddelde tracheale druk = tot 2-3 cm H2O lager dan tracheale druk van voorgaande CMV (overeenkomend met een HFO mPaw van 3-4 cm H2O boven voorgaande CMV mPaw); FiO2 = FiO2 van voorgaande CMV; en TGI = 0 L•min-1. CMV wordt hervat en voortgezet, op voorwaarde dat PaO2/FiO2 wordt gehandhaafd op ≥ 150 mm Hg bij een PEEP van ≥ 8 cm H2O. Terugkeer naar HFO-TGI wordt noodzakelijk geacht als na 12-16 uur CMV PaO2/FiO2 < 150 mm Hg is bij een PEEP van ≥ 8 cm H2O. In de HFO-TGI-groep krijgen patiënten herhaalde dagelijkse sessies van HFO-TGI totdat ze niet langer voldoen aan het ernstige ARDS-criterium tijdens CMV gedurende > 24 uur. De voorspelde minimale duur van HFO-TGI-sessies is 6 uur. Voor leden van de HFO-TGI-groep zal de totale duur van de HFO-TGI > 12 uur moeten zijn.

Wervingsmanoeuvres:

Wervingsmanoeuvres (met continue positieve luchtwegdruk van 40-50 cm H2O en een duur van 20-30 seconden) worden als volgt uitgevoerd:

In de HFO-TGI-groep zullen rekruteringsmanoeuvres worden uitgevoerd bij het begin en 3 uur na het begin van elke HFO-TGI-sessie, en vlak voor de terugkeer naar CMV. In de CMV-groep zullen dagelijks > 3 rekruteringsmanoeuvres (één om de 3 u; eerste manoeuvre om 9u00) uitgevoerd worden. In beide groepen zullen rekruteringsmanoeuvres worden voortgezet als onderdeel van de vroege-interventieperiode van het onderzoeksprotocol totdat ernstige ARDS (indien bereikt) of overlijden is opgelost.

Spenen van CMV:

Ontwenning van CMV vindt plaats door middel van drukondersteunde beademing wanneer een PaO2 van ≥ 60 mm Hg kan worden gehandhaafd op een FiO2 van ≤ 50% en een PEEP van ≤ 8 cm H2O.

Gegevensverzameling Gegevens over demografische, fysiologische en radiografische kenmerken, naast elkaar bestaande aandoeningen en medicatie zullen binnen 4 uur voorafgaand aan randomisatie worden geregistreerd. Fysiologische, laboratorium- en radiografische/beeldvormingsgegevens worden dagelijks verzameld tot 28 dagen na randomisatie. Patiënten zullen dagelijks worden gecontroleerd op tekenen van falen van niet-pulmonale organen en systemen.

Uitkomstmaten worden gerapporteerd in het speciale gedeelte.

In overeenstemming met een suggestie van een recent redactioneel artikel (Intensive Care Med (2014) 40:743-745), het origineel en (de herziening van) de definitieve vorm van het onderzoeksprotocol (ook overeenkomend met NCT00637507) waarin het vooraf gespecificeerde onderzoek wordt beschreven De planning (waarin de reden voor eventuele eerdere wijzigingen in de huidige registratiegegevens wordt uitgelegd) is te vinden door naar het einde van de volgende webpagina te scrollen: http://www.evaggelismos-hosp.gr/0010000688/%CE%B9%CF %83%CF%84%CE%BF%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%BF-%CE%B5%CE%B5%CF%80%CE%BD%CE%B5.html