Fysiologische effecten van een nieuwe interface op longventilatie en gasdistributie

Ongeveer 30% van de patiënten die op de Intensive Care (ICU) worden opgenomen, heeft te maken met hypoxemisch acuut respiratoir falen (hARF). De primaire ondersteunende behandeling bij hypoxemische patiënten is zuurstoftherapie, die gewoonlijk wordt toegediend via neustanden of maskers. Er zijn onlangs nieuwe apparaten beschikbaar gekomen die gas met een hoge stroomsnelheid door een neuscanule (HFNC) kunnen afleveren. HFNC levert verwarmd en bevochtigd gas tot 60 l/min, met een fractie ingeademde zuurstof (FiO2) variërend van 0,21 tot 1, via een zachte neuspen met brede boring. Opwarming en bevochtiging van het ingeademde gas voorkomen de nadelige effecten van koele, droge gassen op het luchtwegepitheel en vergemakkelijken het ophoesten. HFNC spoelt ook uitgeademde kooldioxide (CO2) uit de faryngeale dode ruimte weg. Van HFNC is aangetoond dat het een effectief middel is om zuurstoftherapie toe te dienen bij veel klinische aandoeningen.

Bij een gezonde proefpersoon is de eind-expiratoire faryngeale druk tijdens spontane ademhaling zonder hulp ongeveer 0,3 en 0,8 cmH2O, respectievelijk met open en gesloten mond. Vergeleken met spontane ademhaling zonder hulp, genereert HFNC een grotere faryngeale druk tijdens de uitademing, terwijl deze tijdens de inspiratie tot nul daalt, wat de effectiviteit van HFNC bij patiënten met longoedeem en/of collaps beperkt. Door atelectatische longgebieden te rekruteren, veneuze vermenging te verminderen en de inademingsinspanning te verminderen, is continue positieve luchtwegdruk (CPAP) in deze gevallen waarschijnlijk effectiever. Vergeleken met niet-invasieve beademing door toepassing van een inspiratoire drukondersteuning, biedt CPAP verschillende voordelen, waaronder gebruiksgemak en gebrek aan asynchronie tussen patiënt en beademingsapparaat.

CPAP kan worden toegepast via een masker of helm. Dit laatste wordt beter verdragen dan gezichtsmaskers en maakt langduriger continue CPAP-toepassing mogelijk. Bij het toepassen van CPAP met een helm is verwarming en bevochtiging van het ingeademde gas echter problematisch vanwege condensatie van water in de interface, het zogenaamde "misteffect". Bovendien treedt bij patiënten die CPAP met een helm krijgen, enige herademing op.

Om deze beperkingen te overwinnen en de gunstige effecten van HFNC en CPAP te combineren, hebben onderzoekers een nieuw apparaat ontworpen dat HFNC en helm-CPAP combineert.

Onlangs is ontdekt dat deze combinatie in staat is om een ​​stabiele CPAP en effectieve CO2-uitspoeling uit de bovenste luchtwegen te bieden met een verwaarloosbare CO2-herademing. Desalniettemin kunnen, vanwege het complexe samenspel tussen CPAP en HFNC, de hoeveelheid echt uitgeoefende luchtwegdruk, diafragmafunctie en temperatuur in de helm tot op zekere hoogte worden beïnvloed. Bij 14 volwassen gezonde vrijwilligers ontdekten we dat het toevoegen van HFNC aan CPAP (zoals verwezen naar CPAP), 1) de vooraf ingestelde luchtwegdruk tijdens inspiratie of de temperatuur in de helm niet significant veranderde; 2) verhoogde expiratoire luchtwegdruk proportioneel met de stroom toegediend door HFNC, maar in mindere mate dan alleen HFNC (verwezen naar spontane ademhaling); 3) bepaalde slechts kleine wijzigingen van de ademhalingsaandrijving (zoals beoordeeld door ultrageluid van het middenrif), vergeleken met CPAP alleen, 4) veroorzaakte geen "misteffect" in de helm en 5) verslechterde het comfort niet. We suggereerden daarom dat het toevoegen van verwarmde, bevochtigde lucht via een neuscanule met een stroom van 30 l/min tijdens CPAP waarschijnlijk de beste instelling zou zijn voor patiënten met hypoxemisch acuut respiratoir falen.

Elektrische impedantietomografie (EIT) is een niet-invasief bewakingsapparaat aan het bed dat bedoeld is om longbeluchting en -ventilatie te beoordelen. Van HFNC- en CPAP-apparaten is aangetoond dat ze de longbeluchting en -ventilatie wijzigen bij patiënten met hARF. Er is echter niets bekend over het effect van de combinatie van HFNC+CPAP op longventilatie bij patiënten met hARF. Onderzoekers hebben daarom deze fysiologische, gerandomiseerde cross-over-pilotstudie opgezet om de effecten van HFNC+CPAP op longbeluchting en ventilatiedistributie, gasuitwisseling en het comfort van de patiënt te onderzoeken.