Extracorporale CO2-verwijdering voor acute decompensatie van COPD (ORION)

Chronische obstructieve longziekte (COPD) is wereldwijd de derde belangrijkste doodsoorzaak, resulterend in een aanzienlijke en toenemende sociale en economische last. Exacerbaties beïnvloeden de prognose en kwaliteit van leven van patiënten met COPD. De ziekenhuissterfte van patiënten die zijn opgenomen voor een hypercapnische exacerbatie van COPD is ongeveer 10% en de uitkomst op lange termijn is slecht. Bovendien hebben hypercapnische exacerbaties van COPD ernstige negatieve gevolgen voor de kwaliteit van leven, de longfunctie en de kosten van de patiënt. Een snelle behandeling van exacerbaties kan dus de klinische progressie van COPD beïnvloeden door de kwaliteit van leven en de prognose te verbeteren.

De pathofysiologische kenmerken van COPD-patiënten zijn onder meer beperking van de expiratoire stroom en afsluiting van de kleine luchtweg. Onder deze omstandigheden is een verlengde uitademingstijd het compensatiemechanisme dat patiënten gebruiken om een ​​stabiele getijdenademhaling te behouden. COPD-exacerbaties resulteren in hogere ademhalingsfrequenties en kortere uitademingstijd, wat leidt tot dynamische hyperinflatie, verhoogde intrathoracale druk en overmatig ademen. Verandering van de balans tussen (a) het verminderde vermogen van de ademhalingsspieren om druk te genereren, en (b) de verhoogde mechanische ademhalingsbelasting als gevolg van expiratoire stroombeperking en kleine luchtwegafsluiting leidt tot CO2-retentie. De daaruit voortvloeiende vermindering van alveolaire ventilatie leidt tot een verdere verslechtering van de CO2-retentie en meer ademhalingsinspanning. Deze vicieuze cirkel is het onderliggende mechanisme dat verantwoordelijk is voor acute respiratoire insufficiëntie die opname op de intensive care-afdeling (ICU) vereist voor beademingsondersteuning.

De standaardbehandeling voor patiënten met COPD-exacerbatie die een IC-opname nodig hebben voor de behandeling van acuut hypercapnisch respiratoir falen en ernstige respiratoire acidose is niet-invasieve beademing (NIV). Wanneer NIV faalt (arteriële pH blijft < 7,30), wordt invasieve beademing door endotracheale intubatie gestart om adequate gasuitwisseling te herstellen.

Extracorporale circuits die zijn ontworpen om CO2 te verwijderen (ECCO2R) zijn gebruikt bij patiënten met acuut hypercapnisch respiratoir falen, aangezien ECCO2R de werkzaamheid van NIV kan verbeteren om CO2 te verwijderen en verergering van respiratoire acidose te voorkomen. Hoewel de beschikbare onderzoeken beperkt zijn tot casusreeksen, zijn er verschillende ECCO2R-apparaten ontwikkeld en voorgesteld voor klinisch gebruik bij patiënten met COPD. Deze systemen vertegenwoordigen vaak modificaties van circuits voor nierfunctievervangende therapie en worden gekenmerkt door:

1. veno-veneuze bypass-systemen
2. extracorporale doorbloeding van 0,3-0,5 liter/min
3. 13 katheters met Fr-boring of een enkele coaxiale katheter
4. zeer lage doses of geen heparine
5. minimale volumes voor "priming"

Deze technologische implementatie van ECCO2-R ligt daarom dichter bij een apparaat voor nierfunctievervangende therapie dan volledige ECMO. CO2 wordt verwijderd via een katheter met dubbel lumen en constant voortgestuwd, door een niet-occlusieve roterende pomp, door een kunstmatige membraanlong (een filter dat zuurstof toevoegt en koolstofdioxide verwijdert) dat is aangesloten op een bron van 100% O2 (stroom 6-8 liter /min). Deze systemen zijn in staat PaCO2 met 20-25% te verminderen.

Een recent gematcht cohortonderzoek met historische controle vergeleek "NIV-plus-ECCO2R" en "NIV-only" bij patiënten met een risico op NIV-falen, en toonde aan dat (a) het risico van intubatie drie keer hoger was bij patiënten die werden behandeld met "NIV-only" dan bij patiënten behandeld met "NIV-plus-ECCO2R"; (b) ziekenhuissterfte was significant lager in "NIV plus ECCO2R" dan in "NIV-only" [8% (95% BI 1,0-26,0%) versus 33% (95% BI 18,0-57,5%), respectievelijk]. Bij bijna de helft van de patiënten werden echter ECCO2R-gerelateerde complicaties waargenomen. Een recente systematische review evalueerde de werkzaamheid en veiligheid van ECCO2R bij patiënten met hypercapnische respiratoire insufficiëntie in 12 onderzoeken en toonde aan dat de meerderheid van de patiënten ofwel met succes werd gespeend van mechanische beademing of doorging met NIV, waarbij intubatie werd vermeden. Deze hoge slagingspercentages gingen echter gepaard met een hoge frequentie van potentieel ernstige complicaties.

De consistentie van de hierboven besproken gegevens en de waarneming van de continue toename van het gebruik van ECCO2R ondanks het ontbreken van solide bewijs bevestigen dat de evenwichtigheid met betrekking tot het gebruik van ECCO2R een gerandomiseerde klinische studie kan rechtvaardigen om te evalueren of patiënten met respiratoire acidose die refractair zijn voor NIV, moeten worden behandeld. worden geïntubeerd en de risico's nemen die gepaard gaan met invasieve mechanische beademing, of moeten worden aangesloten op ECCO2R om intubatie te voorkomen, maar lopen het risico op de mogelijk ernstige ECCO2R-gerelateerde complicatie

Doelstellingen:

Het hoofddoel van deze gerandomiseerde multicenter klinische studie is het testen van de hypothese dat bij patiënten met een acute levensbedreigende exacerbatie van COPD het gebruik van ECCO2R de gebeurtenisvrije overleving zou kunnen verhogen in vergelijking met de standaardbehandeling. Voorvalvrije overleving wordt gedefinieerd als overleving op dag 28 vrij van een van de volgende zaken: (a) ontwikkeling van sepsis; (b) het optreden van een tweede episode van COPD-exacerbatie waarbij al dan niet mechanische beademing nodig is; (c) optreden van ernstige hypoxemie; (d) langdurige mechanische ventilatie (e) overlijden.