Ventilatie tijdens cardiopulmonale bypass (CPB) voor hartchirurgie

Doelstelling en hypothese:

Om te bepalen of voortgezette mechanische beademing (beademing met laag ademvolume) tijdens cardiopulmonale bypass (CPB) bij volwassen patiënten die electieve hartchirurgie ondergaan, de mate van pulmonale atelectase postoperatief zal verminderen, in vergelijking met controles die niet beademd zijn tijdens CPB.

De mate van pulmonale atelectase zal worden beoordeeld en gekwantificeerd met behulp van niet-invasieve long-echografie (LUS).

We zullen een vooronderzoek (pilot study) uitvoeren om de haalbaarheid van dit onderzoek te beoordelen. De pilot wordt uitgevoerd op 40 patiënten, die tijdens het CPB allemaal niet beademd zullen worden. De specifieke haalbaarheidsvragen die we willen bepalen zijn: 1) de mate van atelectase die door LUS kan worden aangetoond bij patiënten die niet worden beademd terwijl ze op het CPB liggen, 2) de tijd die nodig is om een ​​LUS in de operatiekamer (OK) te voltooien en op de intensive care (ICU) en of dit efficiënt en mogelijk zal zijn gezien het drukke operatiekamerschema, 3) om te helpen bepalen wat de optimale tijd is om patiënten te scannen om de maximale mate van atelectase aan te tonen, en 4) om te helpen bij het schatten van het aantal van de patiënten zullen we in de definitieve studie een verschil in atelectase moeten aantonen.

Hoofdhypothese: beademing met laag ademvolume tijdens CPB voor hartchirurgie bij volwassenen vermindert de hoeveelheid pulmonale atelectase in vergelijking met controles die niet beademd werden tijdens CPB.

Achtergrond:

Ademhalingsstoornissen na hartchirurgie komen relatief vaak voor, met een incidentie tussen de 2 en 25% die in de literatuur wordt vermeld. Longcomplicaties zijn een belangrijke factor in de morbiditeit en mortaliteit van postoperatieve patiënten, en daarom een ​​belasting voor de gezondheidszorg.(1)

De etiologie van longdisfunctie na CPB is multifactorieel, waaronder CPB-geïnduceerde systemische ontstekingsreactie, hypothermie, chirurgie, anesthesie, beademing en transfusie. (2-3) Wijzigingen in onder meer bovengenoemde factoren kunnen postoperatief leiden tot een betere longfunctie. Strategieën zijn onder meer het verkorten van de CPB-tijd of het minimaliseren van het extracorporale oppervlak met behulp van geminiaturiseerde circuits. Het gedeeltelijk herstel van de longslagaderperfusie tijdens CPB draagt ​​mogelijk bij aan het voorkomen van pulmonale ischemie en longdisfunctie. Het gebruik van ultrafiltratie om pro-inflammatoire factoren op te vangen, kan beschermend zijn voor de longfunctie. (4) Evenzo kan het gebruik van corticosteroïden en leukocytendepletiefilters beschermend werken. (5-6) Het verminderen van het gebruik van het cardiotomie-afzuigapparaat, evenals de contacttijd tussen vrij bloed en pericardium, kan gunstig zijn. Het bewijs voor uitkomstvoordeel voor de meeste van deze interventies is echter zwak. (3-7)

Bij standaardzorg zijn de longen ongeventileerd en leeggelopen en wordt de bloedcirculatie tijdens CPB weggeleid van het longvatenstelsel. Herstel van normale perfusie resulteert in het vrijkomen van vrije zuurstofradicalen, waardoor lipideperoxidatie met pulmonale endotheliale schade (ischemie-reperfusieschade) ontstaat. (8-9)

Experimenteel is aangetoond dat continue beademing tijdens CPB de pulmonale arteriële endotheliale functie behoudt. (10) Een belangrijk gevolg van reperfusieschade is disfunctie van het pulmonale vasculaire endotheel met verminderde productie van stikstofmonoxide (NO), wat secundaire vasoconstrictie en verhoogde vasculaire permeabiliteit veroorzaakt. Dit leidt tot pulmonale hypertensie, longoedeem en hypoxie. (10)

Niet-beademing kan ischemisch longletsel tot gevolg hebben. Tijdens bypass is er geen bloedstroom door de longslagaders. De enige vasculaire en dus zuurstoftoevoer naar de longen is via de bronchiale circulatie. (11) In een experimenteel varkens-bypassmodel is aangetoond dat de bronchiale slagaderstroom significant afneemt tijdens CPB. (12-13) Er wordt verondersteld dat het herhaaldelijk opblazen en leeglopen van de longen bij fysiologische intra-alveolaire druk noodzakelijk is voor een normale bronchiale arteriële stroming secundair aan de cyclische compressie en relaxatie van de vaten. In dat geval zou het stoppen van de beademing tijdens de bypass de bronchiale stroom verminderen en vatbaar maken voor ischemische longbeschadiging. (13)

John et al (11) toonden in hun gerandomiseerde studie aan dat beademing tijdens CPB met teugvolumes van 5 ml/kg resulteerde in significant minder extravasculair longvocht (gemeten met het Pulse Contour Cardiac Output (PiCCO)-systeem) en een kortere tijd- naar extubatie. Het bewijs voor duidelijke klinische voordelen van behoud van ventilatie tijdens CPB is echter inconsistent. Problematisch in deze onderzoeken zijn de heterogene uitkomsteindpunten en kleine steekproeven. (11;14)

Deze studie heeft tot doel te onderzoeken of voortdurende beademing met een laag volume tijdens CPB de hoeveelheid pulmonale atelectase die postoperatief aanwezig is bij hartchirurgische patiënten zou verminderen. Onttrekking van longvolumes vindt plaats tijdens de periode van niet-ventilatie op het CPB. Atelectase kan postoperatief tot pulmonale complicaties leiden, als het niet wordt aangepakt in de perioperatieve periode met actieve longwerving en fysiotherapie. Beademing met laag volume kan gemakkelijk en veilig worden toegepast bij de meeste patiënten die CPB ondergaan zonder de voortgang van de operatie te belemmeren.

Longechografie (LUS) zal worden gebruikt om de pulmonale atelectase die op verschillende tijdstippen aanwezig is (zowel preoperatief als tijdens het postoperatieve beloop) te beoordelen. LUS is een niet-invasieve, gebruiksvriendelijke tool voor point-of-care-onderzoek. LUS is goed gevalideerd en wordt gebruikt in de operatiekamer en de intensive care-afdeling om longpathologie te diagnosticeren. Het is aangetoond dat het nauwkeuriger is dan gewone filmthoraxfoto's bij het bepalen van longconsolidatie, evenals andere longpathologie. (13) LUS heeft in eerdere onderzoeken ook een nauwe correlatie aangetoond met pulmonale CT-bevindingen. In 2012 werden de eerste internationale evidence-based aanbevelingen voor point-of-care LUS gepubliceerd. (16) Het is een nuttige en veelgebruikte modaliteit geworden in de klinische praktijk. (17-18)

Verschillende echografie-onderzoeken op basis van het onderzoek van de linker onderkwab tijdens transoesofageale echocardiografie hebben de haalbaarheid van het beoordelen van longrekrutering bevestigd (19-20). Een ander onderzoek heeft aangetoond dat het verdwijnen van beademingspneumonie met antimicrobiële therapie nauwkeurig kan worden beoordeeld met behulp van LUS: er werd een sterke correlatie gevonden tussen een toename van computertomografie (CT) longbeluchting na 7 dagen antibioticatoediening en een echografie-herbeluchtingsscore gebaseerd op waargenomen veranderingen in ultrasone patronen (21). Daarom is het redelijk om te veronderstellen dat een verandering in longbeluchting als gevolg van welke therapie dan ook (bijvoorbeeld beademing tijdens CPB) zal worden gedetecteerd door overeenkomstige veranderingen in LUS-patronen.