Ultrabeschermende longventilatie met extracorporale CO2-verwijdering voor matige ARDS (SUPERNOVA)

Acute respiratory distress syndrome (ARDS) vertegenwoordigt een vorm van longbeschadiging die optreedt als reactie op verschillende predisponerende gebeurtenissen, gekenmerkt door ontsteking, verhoogde pulmonale vasculaire permeabiliteit en verlies van belucht longweefsel. De diagnose ARDS is gebaseerd op ernstige hypoxemie en bilaterale radiologische vertroebelingen die optreden binnen 7 dagen na een bekend klinisch letsel of verergering van ademhalingssymptomen. Centraal in de pathofysiologie van ARDS staat de aanwezigheid van fibrine-rijke exudaten (hyaliene membranen) als gevolg van activering van coagulatie en remming van fibrinolyse. ARDS is goed voor 10% van alle IC-opnames en voor 23% van de patiënten die mechanische beademing (MV) nodig hebben. De ziekenhuissterfte van ARDS-patiënten blijft hoog, variërend van 34% met milde ARDS tot 46% met ernstige ARDS. Met name ernstige en kritieke vormen van coronavirusziekte 2019 (COVID-19) worden bijna altijd geassocieerd met ARDS.

Ventilator Induced Lung Injury (VILI) MV is een levensreddende vorm van ondersteuning voor patiënten met ARDS, aangezien het de zuurstofkosten van ademhalen verlaagt, de gasuitwisseling verbetert en tijd biedt voor het oplossen van de onderliggende etiologie van ARDS. Er is echter consequent aangetoond dat MV kan bijdragen aan ventilator-geïnduceerde longbeschadiging (VILI), gekenmerkt door progressie van longbeschadiging, verslechtering van het longontstekingsproces, verhoogde alveolaire-capillaire permeabiliteit en daardoor leidend tot de translocatie van ontstekingsmediatoren van de longen in de systemische circulatie met als gevolg falen van distale organen (biotrauma). Een gerandomiseerde klinische studie toonde aan dat het ventileren van ARDS-patiënten met een teugvolume (VT) van 6 ml/kg (berekend op basis van het voorspelde lichaamsgewicht, PBW) en met een maximale eindinspiratoire plateaudruk (PPLAT) van 30 cmH2O de mortaliteit verlaagde van 40 % (gezien in de conventionele arm behandeld met een VT van 12 ml/kg PBW) tot 31%. Onlangs toonden Amato en collega's aan dat de deltadruk (∆P), d.w.z. het verschil tussen PPLAT en positieve eind-expiratoire druk (PEEP) (∆P = PPLAT -PEEP) ≤ 14 cmH2O sterk geassocieerd was met overleving, wat aantoont dat interventies om het verkrijgen van beschermende beademingsinstellingen (verlagingen in VT of verhogingen in PEEP) waren alleen gunstig als ze gepaard gingen met afnamen in ΔP.

Extracorporele CO2-verwijdering (ECCO2-R) Het gebruik van extracorporale ondersteuning om koolstofdioxide (CO2) te verwijderen om het gebruik van laagvolume/lagedrukventilatie mogelijk te maken met minimale impact op PaCO2, werd voorgesteld in 1977. Er werd gesuggereerd dat het toepassen van lage VT en lage piekinademingsdruk ("longrust") bij een lage ademhalingsfrequentie de schade aan de aangetaste longen tot een minimum zou kunnen beperken. Met deze techniek werden oxygenatie en verwijdering van koolstofdioxide gescheiden: oxygenatie vond voornamelijk plaats via de longen en een variabel deel van de koolstofdioxide werd verwijderd via een kunstlong (extracorporale CO2-verwijdering: ECCO2-R). Het belangrijkste potentiële voordeel van deze benadering ten opzichte van extracorporale membraanoxygenatie (ECMO) is het gebruik van een lagere bloedstroom door het extracorporale circuit, mogelijk met minder bijwerkingen. Lage VT-beademing (3-4 ml/kg PBW) ging gepaard met een significante afname van ontstekingsmarkers in vergelijking met standaard lage-volume-lagedrukventilatie. Bovendien werd de resulterende hypercapnie gemakkelijk gecontroleerd door ECCO2-R. Een gerandomiseerde klinische studie toonde aan dat VT van 3 ml/kg PBW gemakkelijk en veilig te implementeren was met extracorporale CO2-verwijdering. Klinische uitkomst, geëvalueerd als dagen vrij van mechanische beademing tot en met dag 28, significant verbeterd bij ECCO2R-patiënten in vergelijking met controle, bij analyse van patiënten met PaO2/FiO2

Een multicenter onderzoek dat was opgezet om de veiligheid en haalbaarheid van ECCO2R bij ARDS te beoordelen, toonde aan dat meer dan 80% van de patiënten met matige ARDS ultrabeschermende beademingsdoelen konden bereiken door ECCO2R te gebruiken. De incidentie van ernstige bijwerkingen gerelateerd aan ECCO2R was laag (~2%). De werkzaamheid en veiligheid van ECCO2R A was hoger voor apparaten die gebruik maakten van bloedstroomsnelheden in het bereik van 1000-1500 ml/min. Een post-hoc analyse toonde aan dat het beperken van de inschrijving tot patiënten met compliantie van het ademhalingssysteem ≤ 40 ml/cmH2O en een afname van ∆P ≥ 5 cmH2O het voorspelde voordeel in termen van klinische uitkomsten in een gerandomiseerd klinisch onderzoek naar VT van 3 ml/cmH2O zou verhogen. kg PBW met ECCO2R (verrijkingsstrategie). Bovendien tonen recente gegevens aan dat er geen veilige bovengrens is voor PPLAT of ΔP, consistent met het feit dat het sterftecijfer bij ARDS-patiënten met ΔP-waarden ≤ 14 cmH2O nog steeds zo hoog is als 20%. Patiëntresultaten kunnen daarom worden verbeterd door beademingsvariabelen zoals VT, PPLAT of ΔP agressief te verlagen, mogelijk gemaakt door ECCO2R-apparaten die CO2 verwijderen. Bovendien zou ECCO2R VILI verder kunnen verminderen door lagere ademhalingsfrequenties mogelijk te maken, waarvan is aangetoond dat ze longbeschermend zijn.

DOEL Het doel van deze multicenter, prospectieve, gerandomiseerde, vergelijkende open studie is om te bepalen of vroege ECCO2R die ultrabeschermende mechanische beademing mogelijk maken (VT 4 ml/kg) de resultaten van patiënten met ARDS verbetert.

PROCEDURES

CONTROLEGROEP

• Patiënten zullen worden behandeld met de volgende conventionele beademingsinstellingen ("gestandaardiseerde beademing"): wijze van mechanische beademing: volumeondersteuning/-regeling; VT = 6 ml/kg (PBW); de inspiratoire flow wordt ingesteld op 50-70 l/min, resulterend in een eindinspiratoire pauze van 0,2-0,5 sec, I:E-verhouding 1:1 tot 1:3; stel RR in op 20-35 bpm; PEEP wordt ingesteld volgens de tabel "lagere PEEP/FiO2":
• PBW wordt berekend volgens de volgende formules: PBW (mannetjes) = 50 + 0,91 [lengte (cm)-152,4]; PBW (Vrouwen) = 45,5 + 0,91 hoogte (cm)-152,4].
• Oxygenatiedoel: PaO2 55-80 mmHg of SpO2 88-95%;
• Arteriële pH-doelstelling: 7,30-7,45.
• Het wordt aanbevolen om 2 dagelijkse longrecruteringsmanoeuvres uit te voeren (volgens de standaard klinische praktijk in elk centrum).
• Patiënten kunnen NMBA krijgen en doorgaan zoals voorgeschreven door de behandelend arts.
• Gebruik verwarmde luchtbevochtigers voor gasbevochtiging en minimaliseer de dode ruimte van instrumenten.

BEHANDELINGSGROEP

• Patiënten zullen worden behandeld met de volgende conventionele beademingsinstellingen ("gestandaardiseerde beademing"): wijze van mechanische beademing: constante stroom, volumeondersteuning/-regeling; VT = 6 ml/kg (PBW); de inspiratoire flow wordt ingesteld op 50-70 l/min, resulterend in een eindinspiratoire pauze van 0,2-0,5 sec, I:E-verhouding 1:1 tot 1:3; stel RR in op 20-35 bpm; PEEP wordt ingesteld volgens de tabel "lagere PEEP/FiO2":
• PBW wordt berekend volgens de volgende formules: PBW (mannetjes) = 50 + 0,91 [lengte (cm)-152,4]; PBW (Vrouwen) = 45,5 + 0,91 hoogte (cm)-152,4].
• Oxygenatiedoel: PaO2 55-80 mmHg of SpO2 88-95%;
• Arteriële pH-doelstelling: 7,30-7,45.
• Patiënten kunnen NMBA krijgen en doorgaan zoals voorgeschreven door de behandelend arts.
• Gebruik verwarmde luchtbevochtigers voor gasbevochtiging en minimaliseer de dode ruimte van instrumenten.
• ECCO2R wordt gestart tijdens "gestandaardiseerde ventilatie".
• Katheterisatie voor ECCO2R zal worden uitgevoerd volgens de lokale institutionele klinische praktijk. Het ECCO2R-circuit wordt aangesloten op de katheter en de bloedstroom wordt ingesteld tussen 1000 en 1500 ml/min. In eerste instantie wordt de spoelgasstroom door het ECCO2R-apparaat ingesteld op nul (0 LPM) om geen CO2-verwijdering via het apparaat te initiëren. Antistolling zal worden gehandhaafd met ongefractioneerde heparine tot een beoogde aPTT van 1,5 - 2,0x baseline. Een bolus van 80 I.E./kg ongefractioneerde heparine wordt aanbevolen op het moment van canulatie.
• Het doel is om de PaCO2 op de basislijnwaarde ± 20% van de basislijninstellingen te houden, verkregen met een VT = 6 ml/kg, op voorwaarde dat de pH ≥ 7,30 blijft. End-tidal CO2 (EtCO2) zal worden gecontroleerd voor veiligheidsdoeleinden.
• VERLAGING VAN VT: Na een inlooptijd (tot maximaal 2 uur) met spoelgasstroom bij nul LPM, wordt VT geleidelijk verlaagd tot 5 ml/kg. Sweepgas wordt geïnitieerd en VT wordt verlaagd naar 4,5 en vervolgens 4 ml/kg, en PEEP wordt aangepast om dezelfde gemiddelde luchtwegdruk te behouden als tijdens gestandaardiseerde beademing, op voorwaarde dat Pplat ≤ 25 cmH2O (d.w.z. als het PEEP-niveau dat nodig is om de gemiddelde luchtwegdruk te handhaven leidt tot een Pplat > 25 cmH2O, PEEP wordt dan verlaagd tot een Pplat ≤ 25 cmH2O).
• Het wordt aanbevolen om 2 dagelijkse longrecruteringsmanoeuvres uit te voeren (volgens de standaard klinische praktijk in elk centrum).
• VERLAGING VAN DE ADEMHALINGSFREQUENTIE: De ademhalingsfrequentie wordt geleidelijk verlaagd tot een minimum van 8 spm en wordt vergemakkelijkt door een toename van de spoelgasstroom; een constante I:E-verhouding wordt gehandhaafd.
• Als PaCO2 > 75 mmHg en/of pH < 7,2, ondanks een ademhalingsfrequentie van 35/min en geoptimaliseerde ECCO2R, wordt VT verhoogd tot de laatst getolereerde VT.
• CO2-verwijdering wordt uitgevoerd met behulp van het volgende apparaat, dat routinematig wordt gebruikt voor klinische doeleinden op elke locatie:
• HLS5.0 Cardiohelp® (Getinge Cardiopulmonary Care, Rastatt, Duitsland): 1,3 m² polymethylpenteen holle vezel membraan oxygenator zal worden gebruikt, gecombineerd met HLS sets (BIOLINE heparine-coating). De extracorporale bloedstroom ligt in het bereik van 1000 tot 1500 ml/min. Veeggas (lucht of zuurstof) wordt door een vacuümpomp door de holle vezels gezogen, waardoor een diffusiegradiënt ontstaat voor gasuitwisseling over het membraan.

ONDERBREKING VAN DE BEHANDELING Volgens groepsopdracht wordt "gestandaardiseerde ventilatie" of "ultra beschermende ventilatie + ECCO2R" minimaal 72 uur aangehouden; daarna worden er elke 24 uur onderbrekingsproeven uitgevoerd volgens het protocol, tot bevrijding van mechanische ventilatie en ECCO2R. In de behandelingsgroep worden patiënten altijd eerst ontdaan van ECCO2R en vervolgens van mechanische beademing.

Onderbrekingsproeven worden uitgevoerd na ten minste 72 uur studie-inschrijving als aan alle volgende criteria wordt voldaan: 1) PaO2/FiO2 > 250 met PEEP 8-10 cmH2O en FiO2

In de CONTROL-groep zal, in aanwezigheid van alle criteria 1-5, om de 24 uur een spontane ademhalingsproef worden uitgevoerd, totdat de beademing is beëindigd (zie "ontwenningsprocedures" hieronder).

In de groep BEHANDELING wordt, bij aanwezigheid van alle criteria 1-5, elke 24 uur een zero-sweep gasproef uitgevoerd: sweepgas wordt gedurende 6 uur gedeactiveerd en daarna wordt de aanwezigheid van alle criteria 1-5 opnieuw gecontroleerd; als ze nog allemaal aanwezig zijn, wordt ECCO2R verwijderd en wordt verder gespeend van mechanische beademing zoals in de controlegroep.

REDDING THERAPIEËN

• Refractaire hypoxemie wordt gedefinieerd als PaO2 < 60 mm Hg gedurende ten minste 1 uur terwijl een FIO2 van 1,0 wordt ontvangen
• Vuurvaste acidose wordt gedefinieerd als pH ≤ 7,10 gedurende ten minste 1 uur
• Refractair barotrauma wordt gedefinieerd als aanhoudende pneumothorax met 2 thoraxdrainage aan de aangedane zijde of toenemend subcutaan of mediastinaal emfyseem met 2 thoraxdrainage.

Als refractaire hypoxemie OF refractaire acidose OF refractaire barotrauma optreedt, worden de gebeurtenissen rond deze gebeurtenis(sen) geregistreerd en kunnen clinici naar eigen goeddunken afwijken van de toegewezen beademingsprotocollen en zogenaamde reddingstherapieën instellen, waaronder: geïnhaleerd stikstofmonoxide, buikligging , extracorporale membraanoxygenatie (ECMO). Het gebruik van deze therapieën wordt vastgelegd in de studiecasusrapportageformulieren.

SPEENPROCEDURES

• Er wordt een Spontaneous Breathing Trial (SBT)-procedure en beoordeling voor niet-ondersteunde ademhaling uitgevoerd: 30 - 120 minuten spontane ademhaling met FIO2 < 0,5 volgens een van de volgende benaderingen: Drukondersteuning (PS) < 5 cmH2O, PEEP < 5 cmH2O; CPAP < 5 cmH2O; T-stuk; Tracheotomie masker
• Criteria waaraan tijdens de laatste 30 minuten van een SBT moet worden voldaan om de SBT als "SUCCESVOL" te rapporteren: SpO2 ≥ 90% en/of PaO2 ≤ 60 mm Hg; Ademhalingsfrequentie ≤ 35 / min; pH ≥ 7,30; Afwezigheid van ademnood.
• Als aan een van de bovengenoemde criteria niet wordt voldaan, wordt de SBT gerapporteerd als "NIET SUCCESVOL" en worden eerdere instellingen van het beademingsapparaat of naar PS groter dan of gelijk aan 10 cm H2O met PEEP en FIO2 bij de vorige instellingen gestart. De volgende dag wordt de patiënt opnieuw beoordeeld op spenen.
• Als de SBT "SUCCESVOL" is, wordt de beademingsondersteuning verwijderd.
• Patiënten worden gerapporteerd als "VENTILATOR VRIJ" na twee opeenvolgende kalenderdagen van "ZONDER ONDERSTEUNENDE ADEMHALING". "ZONDER ONDERSTEUNENDE ADEMHALING" wordt gedefinieerd als een van de volgende: Spontaan ademen met een gezichtsmasker, zuurstof via een neusprikker of kamerlucht; T-buis ademhaling; Tracheostomiemasker ademhaling; CPAP ≤ 5 zonder hulp van PS of IMV; gebruik van CPAP of BIPAP uitsluitend voor de behandeling van slaapapneu