Titratie van PEEP tijdens mechanische beademing bij patiënten met ARDS met behulp van elektrische impedantietomografie.

Momenteel draait de klinische praktijk met betrekking tot PEEP-strategieën (positive end expiratoire druk) voor Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) rond twee PEEP/FIO2-algoritmen die zijn ontwikkeld door het NHLBI-onderzoek ARDSnet-programma. Deze twee algoritmen staan ​​bekend als de protocollen "Hoge" PEEP/lagere FIO2 en "Lage" PEEP/hogere FIO2. Het protocol Hoge PEEP/lagere FIO2 wordt gezien als agressief of het hoogste PEEP-niveau dat een arts zou willen instellen, terwijl de lage PEEP/hogere FIO2 wordt gezien als het laagste PEEP-niveau dat een arts zou willen instellen. Hoewel veel onderzoeken de veiligheid en werkzaamheid hebben aangetoond van een PEEP-instelling op basis van een vereiste fractie ingeademde zuurstof (FIO2) om voldoende zuurstoftoevoer te behouden, zijn er toch gelijke resultaten tussen de twee strategieën. Er zijn steeds meer aanwijzingen dat het Lage PEEP/hogere FIO2-protocol een groot deel van de long onbruikbaar laat en dat het Hoge PEEP/FIO2-protocol overmatige uitzetting kan veroorzaken in de soepele delen van de long die grotendeels ziektevrij zijn, aangezien het een enkele gasuitwisseling gebruikt ( oxygenatie) parameter om de PEEP-instellingen te bepalen.

Specifiek doel 1: De veiligheid aantonen van een EIT-geleide PEEP-titratiestrategie. (Hypothese: EIT-geleide titratie van PEEP zal de ventilatie en oxygenatie verbeteren zonder de incidentie van barotrauma of hemodynamische compromissen te vergroten.)

Specifiek doel 2: De doeltreffendheid aantonen van een PEEP-titratiestrategie om de distributie van ventilatie te verbeteren en de oxygenatie te verbeteren bij kinderen met ARDS met behulp van een EIT-gestuurd protocol binnen twee zorgstandaarden. (Hypothese: EIT-geleide titratie van PEEP zal leiden tot een meer homogene distributie van ventilatie, verbeterde longcompliantie en verbeterde ventilatie en oxygenatie.) Achtergrond en betekenis Longeenheden die deelnemen aan gasuitwisseling staan ​​bekend als 'aangeworven' long. Patiënten met longletsel lijden aan een deel van de longeenheden die niet deelnemen aan de gasuitwisseling (d.w.z. de gederecruiteerde toestand), wat soms resulteert in een verstoorde gasuitwisseling. Onttrekking van longblaasjes kan ook intrapulmonale shunting veroorzaken en longbeschadiging verergeren door atelectotrauma. De resultaten bij ARDS zijn aanzienlijk verbeterd sinds clinici longbeschermende strategieën zijn gaan toepassen, waaronder beademing met laag teugvolume en permissieve hypercapnea. Het is echter bekend dat beademing met laag ademvolume het gerekruteerde longvolume vermindert, een fenomeen dat aanhoudt ondanks de agressieve positieve eind-expiratoire druk (PEEP) -strategie die wordt gebruikt in ARDSNet-onderzoeken. Atelectase geassocieerd met ventilatie met laag ademvolume wordt verlicht door het gebruik van zogenaamde zuchtademhalingen, hogere niveaus van PEEP of rekruteringsmanoeuvres. Verder kan het deel van de long dat in de ontrekruteerde toestand achterblijft, bijdragen aan de morbiditeit en mortaliteit geassocieerd met ARDS. Bij volwassenen zijn verschillende strategieën gebruikt om de long te rekruteren: aanhoudende inflatie (SI) en de maximale rekruteringsstrategie. De zogenaamde open longbenadering (OLA) omvat een SI gevolgd door de instelling van PEEP op het gemeten onderste buigpunt van de PV-curve. Een alternatieve benadering voor het instellen van PEEP is een decrementele PEEP-titratie, waarbij de PEEP achtereenvolgens wordt verlaagd totdat een vooraf bepaalde afname in PaO2 of SaO2 optreedt.

De impact van longrekrutering op het langetermijnverloop van ARDS is nog niet duidelijk. Het is duidelijk dat longrekrutering eerder in de loop van ARDS het meest effectief is. Grasso et al. toonden aan dat patiënten die op dag 1 ± 0,3 van ARDS een rekruteringsmanoeuvre kregen, konden worden gerekruteerd, tegenover patiënten die op dag 7 ± 1 werden gerekruteerd. Evenzo vonden Gattinoni et al. en Crotti et al. een beperkte rekrutering bij patiënten die al een eind op weg waren met ARDS. Borges et al., Tugrul et al. en Girgis et al. rekruteerden alle patiënten vroeg in de loop van ARDS, en elk vond gemiddeld een duidelijke longrekrutering bij alle onderzochte patiënten. Elk van deze bestudeerde toonde het vermogen om de zuurstofverzadiging en (soms bestudeerd) eind-expiratoire longvolume te verbeteren. Hoewel geen enkele studie het effect van deze verandering op morbiditeit of mortaliteit heeft onderzocht, is bekend dat hypoxemie bij kinderen een veelvoorkomende oorzaak van morbiditeit is. Belangrijk bij kinderen is dat de behandeling van hypoxie vaak leidt tot escalerende ventilatorinstellingen, het gebruik van hoogfrequente oscillerende ventilatie (HFOV) of het gebruik van extracorporale membraanoxygenatie (ECMO). Vroege werving en juiste titratie van PEEP bij kinderen met ARDS kan de noodzaak van escalatie van zorg naar deze meer invasieve en risicovolle therapieën voorkomen.

Elektrische impedantietomografie (EIT) Barber en Brown introduceerden begin jaren tachtig elektrische impedantietomografie in de medische wereld. Van daaruit is een breed spectrum aan toepassingen in de geneeskunde onderzocht, variërend van maaglediging, hersenfunctie, beeldvorming van de borst tot longfunctie. Wij zijn van mening dat het meest waardevolle voordeel van EIT ligt in het monitoren van de regionale longfunctie bij ernstig zieke patiënten. Vroege EIT-apparaten werden vatbaar voor slechte gevoeligheid en signaalinterferentie in de klinische setting. Na jaren en een hernieuwde interesse van enkele commerciële bedrijven die geïnteresseerd zijn in ventilatietechniek, zijn veel van deze tekortkomingen verholpen. Zoals met elke nieuwe modaliteit, moeten EIT en het klinische nut en de toepassing ervan methodisch worden onderzocht; daarom stellen we dit IRB-protocol voor om ons een stap dichterbij te brengen op deze reis om een ​​klinisch bruikbare tool te ontwikkelen.

Elektrische impedantietomografie speelt in op veranderingen in elektrische impedantie tussen met lucht gevulde ruimten versus met weefsel of met vloeistof gevulde ruimten om de regionale verdeling van het longvolume aan het bed te karakteriseren en te kwantificeren. Deze technologie is gevalideerd in dier- en mensstudies. De technologie maakt gebruik van een reeks van 16 elektroden die over de borst van de patiënt worden geplaatst. Terwijl kleine stromen, die niet waarneembaar zijn voor het onderwerp, tussen de elektroden worden geleid, wordt de impedantie tussen en tussen de reeksen gemeten. Door een complexe ondervraging en manipulatie van deze impedantiewaarden wordt een tweedimensionaal beeld gevormd, waarvan is aangetoond dat het correleert met klinische en radiografische veranderingen bij patiënten. De mogelijkheid om het longvolume en de regionale distributie van gas niet-invasief en in realtime te schatten, kan ons inzicht geven in welke beademingsmodus of instelling effectiever is bij het optimaliseren van positieve drukbeademing.