Impact van NAVA-ventilatie op hersenoxygenatie en perfusie bij kinderen met een aangeboren hartaandoening

1. Wetenschappelijke context

   Bij postoperatieve hartchirurgie is vaak invasieve beademing nodig, maar de geïnduceerde positieve intrathoracale druk kan via verschillende mechanismen nadelig zijn voor de hemodynamiek: afname van de veneuze terugstroom, toename van de pulmonale vasculaire weerstand en toename van de afterload van de rechterventrikel. Dit effect is met name problematisch bij patiënten met een restrictief rechterventrikel, die preload-afhankelijk zijn, en bij patiënten met cavo pulmonale verbindingen voor enkelventrikelpalliatie. Bij deze patiënten verbetert het verminderen van de positieve druk van het beademingsapparaat het hartminuutvolume en de cerebrale oxygenatie. Zeer vroege extubatie is echter niet altijd mogelijk of veilig, en daarom is het essentieel om mechanische ventilatie te optimaliseren om de hemodynamische gevolgen te minimaliseren.

   Bij volwassenen zorgt beademing in de NAVA-modus (Neurally Adjusted Ventilatory Assist), ongeacht het ondersteuningsniveau, voor het behoud van intrathoracale drukvariaties die kenmerkend zijn voor spontane beademing en beperkt de impact van beademing op de rechterventrikel-ejectie. Bij kinderen zijn de inspiratoire en gemiddelde druk ook lager in NAVA in vergelijking met conventionele beademing.

   Beoordeling van hersenoxygenatie en -perfusie bij cardiovasculaire reanimatie is belangrijk, zowel als een hemodynamische parameter als als een neurologische prognostische factor. Een innovatieve niet-invasieve tool, Diffuse Correlation Spectroscopie in combinatie met Near Infrared Spectroscopy (DCS-NIRS), maakt de niet-invasieve evaluatie mogelijk van zowel cerebrale oxygenatie als variaties in de cerebrale doorbloeding.

2. Hypothese en doelstellingen

   De hypothese is dat de NAVA-beademingsmodus, die een lagere intrathoracale druk genereert dan conventionele beademingsmodi, de cerebrale hemodynamiek, het hartminuutvolume en het zuurstoftransport van risicopatiënten in de postoperatieve hartchirurgische setting zal verbeteren in vergelijking met conventionele beademing.

   Hoofddoel:

   Bij pediatrische patiënten na een hartoperatie met risico op diastolische disfunctie van de rechterventrikel of passieve pulmonale veneuze terugkeer (waaronder Glenn-, hemi-Fontan-, Fontan- en Tetralogy of Fallot-chirurgie), zullen onderzoekers de impact van NAVA-beademing evalueren op:

   • cerebrale perfusie: cerebrale bloedstroom (mm2/s) gemeten door middel van DCZ.
   • cerebrale oxygenatie: cerebrale weefselverzadiging (%) en regionale cerebrale O2-extractie (OEF, gemeten door NIRS-DCS).

   Secundaire doelstelling:

   Bij pediatrische postoperatieve hartchirurgiepatiënten met risico op restrictieve rechterventrikel of passieve pulmonale veneuze terugkeer (waaronder chirurgie van het type Glenn, hemi-Fontan, Fontan en Tetralogy of Fallot), zullen onderzoekers de impact van conventionele beademing vergelijken met de NAVA-modus op:

   • Regionaal O2-verbruik van de hersenen geëxtraheerd uit NIRS-DCS-metingen
   • Systemische hemodynamiek, inclusief cardiale index, lactaatniveau, centraal veneuze zuurstofverzadiging (ScvO2) en zuurstoftransport
   • Ventilatie parameters
   • Comfort zoals gemeten door de COMFORT-schaal
3. methoden

Dit is een prospectieve cross-over, single-center, fysiologische studie die zal worden uitgevoerd in de Pediatric Intensive Care Unit van CHU Sainte Justine (Montreal, Canada).

Twee perioden van 60 minuten in elk van de 2 beademingsmodi worden vergeleken: conventionele beademingsmodus (zoals voorgeschreven door het behandelend team) en NAVA-modus, in willekeurige volgorde.

Bij opname op de PICU postoperatief zullen studiepatiënten worden uitgerust met een naso-gastrische NAVA-sonde.

Alvorens onderzoeksmetingen uit te voeren, wachten onderzoekers op stabilisatie van de patiënt, wat wordt gedefinieerd door:

• afwezigheid van hemodynamisch significante bloedingen
• stabilisatie van de ventilatieparameters
• stabiele dosis inotrope De volgorde van de 2 beademingsperioden wordt gerandomiseerd volgens een eerder gegenereerde willekeurige lijst.

Studieperiode ventilatie wordt als volgt ingesteld:

• conventionele beademing: beademing zoals voorgeschreven door het behandelend team wordt voortgezet. Gewoonlijk vindt de beademing plaats in de PRVC-modus (drukgeregelde volumeregeling) met een teugvolume tussen 5 en 8 ml/kg, een pieptoon tussen 4 en 5, een ademhalingsfrequentie om te streven naar normocapnie en FiO2 om te streven naar PaO2 tussen 100 en 150. mmHg.
• NAVA-modus: NAVA-niveau-instelling om te streven naar een Edi-niveau tussen 3 en 20 V, teugvolume tussen 5 en 7 ml/kg en geen ademnood bij lichamelijk onderzoek. De trigger wordt ingesteld op 0,5 V. De maximale druk wordt beperkt tot 30 cmH2O. Het PEEP-niveau wordt niet gewijzigd ten opzichte van het door de behandelend arts voorgeschreven niveau.

Om de vergelijkbaarheid van hersenstroom- en oxygenatiemetingen te vergemakkelijken, zullen FiO2, NO-concentratie, inotrope dosis en sedatie tijdens deze perioden zo stabiel mogelijk worden gehouden, ter beoordeling van de behandelend arts. Evenzo zullen, indien mogelijk, tijdens de onderzoeksperiode geen bloedtransfusies worden toegediend.

Tijdens de twee ventilatieperiodes worden de volgende parameters continu geregistreerd:

• beademingsparameters: beademingsparameters volgens de ingestelde modus: piekinademingsdruk, gemiddelde luchtwegdruk, PEEP, ademvolume, totale en spontane minuutventilatie, Edi-niveau, FiO2, uitgeademde CO2 via volumetrische capnografie.
• hemodynamische parameters: hartslag (HR), gemiddelde arteriële druk, systolische, diastolische, centrale veneuze druk (CVP), linker atriale druk (LAP), type en dosis vasoactieve medicatie ontvangen met berekening van de vasoactief-inotrope score.

In de tweede helft van elke periode voeren onderzoekers het volgende uit:

• een centrale arteriële en veneuze bloedgasmeting en een arteriële lactaatmeting.
• een meting van de cerebrale doorbloeding door diffuse correlatiespectroscopie en een meting van cerebrale regionale weefselverzadiging en zuurstofextractie. Deze metingen worden niet-invasief en pijnloos uitgevoerd door gedurende ongeveer 20 minuten een sonde op het voorhoofd van het kind aan te brengen.
• een beperkte cardiale echografie voor de berekening van het hartminuutvolume (CO).
• berekening van de urineproductie tijdens de ventilatieperiode.

Bovendien worden voor elke patiënt de volgende gegevens verzameld:

• leeftijd op het moment van de operatie
• cardiale diagnose
• bestaan ​​en kwantificering van aorto-pulmonale collateralen
• preoperatieve medicijnen
• operatieve details: chirurgische ingreep, duur van de cardiopulmonale bypass, duur van de aorta-kruisklem, toegediende inotropen (en maximale dosis).
• resultaat van de postoperatieve trans-oesofageale cardiale echo (hartfunctie, evaluatie van herstel, aanwezigheid van resterende anatomische laesies)
• arteriële en veneuze bloedgassen, lactaat- en hemoglobinespiegels voorafgaand aan studieventilatieperioden
• tijdsinterval tussen het einde van de cardiopulmonale bypass en het begin van de studiemetingen

De variabelen worden uitgedrukt in termen van gemiddelde standaarddeviatie of mediaan (interkwartiel), afhankelijk van de aard van hun verdeling. Vanwege de steekproefomvang zal de analyse van de verschillen tussen t-variabelen tijdens de 2 ventilatiemodi worden uitgevoerd met behulp van de niet-parametrische Wilcoxon-test (alle bestudeerde variabelen zijn van het continue type). Een waarde van p

Voor de berekening van de steekproefomvang schatten onderzoekers, gebruikmakend van de studie van Huang et al (4), dat de standaarddeviatie van hersenverzadiging 6% zou zijn en dat het verwachte verschil tussen de 2 beademingsmodi ten minste 6% zou zijn. Om een ​​power van 90% te bereiken met een alfarisico van 0,05, zijn er minimaal 24 patiënten nodig. Gezien het risico op verlies van gezichtsvermogen (bijv. technische moeilijkheid om de hoofdvariabele te verkrijgen) en vanwege de heterogeniteit van de patiëntenpopulatie, hebben we besloten om te streven naar het includeren van 30 patiënten.

Merk op dat er geen vermogensberekening is uitgevoerd op basis van de variaties in cerebrale bloedstroom gemeten in spectroscopie, omdat er geen voorlopige gegevens over het onderwerp waren.

Er werd goedkeuring verkregen van de Ethische Onderzoekscommissie van het Universitair Ziekenhuis Sainte Justine en de afdeling Medische Zaken van de Universiteit. Hiervoor is schriftelijke toestemming nodig van de ouders.