Gesloten lus mechanische ventilatie en ECMO

Bij ernstig zieke patiënten die vanwege acute respiratoire insufficiëntie of circulatoire collaps op de intensive care worden opgenomen, wordt steeds vaker gebruik gemaakt van mechanische beademing in combinatie met extracorporale longondersteuning (VV ECMO) of cardiale ondersteuning (VA ECMO). Zowel mechanische ventilatie als ECMO dragen bij aan de beheersing van de gasuitwisseling en moeten daarom dienovereenkomstig worden aangepast.

Als hulpapparaat zoals een VV ECMO of een VA ECMO moet de regeling van de gasuitwisseling worden aangepast via sweepgasstroom (ventilatie), zuurstoffractie in het sweepgas (oxygenatie, FsO2) en bloedstroom over het extracorporale apparaat. De combinatie van adaptieve beademing met ECMO is een nieuw concept waarmee de oxygenatie en beademing kunnen worden geregeld door alleen het ECMO-apparaat aan te passen.

Adaptieve longbeademing is een categorie beademingsmodi waarmee de oxygenatie en beademing met een gesloten lus kunnen worden geregeld. Met dit type ventilatiemodi kan men de gasuitwisseling automatisch regelen. In termen van CO2-management gebruiken ze een doelminuutvolume om end-tidal CO2 te beheersen en passen afhankelijk van het aantal spontaan getriggerde ademhalingen de ademhalingsfrequentie en de inspiratoire drukondersteuning of alleen de drukondersteuning aan. In termen van O2-management volgens de perifere O2-verzadigingsdoelstelling zullen de PEEP (longwerving) en de fractie ingeademde zuurstof (FiO2) worden ingesteld. Beide controllers zijn afhankelijk van een nauwkeurige meting van respectievelijk de end-tidal CO2-verzadiging en de perifere O2-verzadiging.

Er zijn twee aanbevelingen voor het beademen van patiënten met ARDS op een ECMO. Eerst en vooral stellen de algemene richtlijnen van de Extracorporale Life Support Organization (ELSO) voor dat volwassenen zich richten op een FiO2 van minder dan 0,3 met een PEEP van 5 tot 15 cm H2O en een plateaudruk van minder dan 25 cm H2O met een ademhalingsfrequentie van 5 per minuut. Terwijl Richard et al. in hun consensusconferentierapport uit 2014 suggereren om plateaudruk te minimaliseren en PEEP niet specifiek te zijn in termen van aantallen. Beide richtlijnen hebben als doel de long in rust te houden bij patiënten met ARDS. Er zijn geen specifieke suggesties voor ventilatiebeheer bij patiënten met hartfalen op ECMO. Of de long open moet worden gehouden (gerekruteerd en minder vatbaar voor atelectrauma) of in rust moet worden gehouden (minder vatbaar voor overmatige uitzetting, hetzij volu- of barotrauma), is op dit moment onduidelijk.

Met betrekking tot mechanische beademingsinstellingen bij patiënten met ARDS publiceerden Serpa Neto en collega's in 2016 een meta-analyse van negen onderzoeken, waarin ongeveer 550 patiënten deelnamen die ECMO kregen voor refractaire hypoxemie. Ze toonden aan dat bij deze patiënten de rijdruk geassocieerd was met de overleving in het ziekenhuis (overlevenden hadden een rijdruk van 16,9 cmH2O en niet-overlevenden van 19,4, p 0,004, aangepaste HR 1,06 met een 95%-BI van 1,03 - 1,10). Dit komt overeen met de studie van Amato et al, waar ze een vermindering van het multivariate relatieve risico op ziekenhuissterfte lieten zien bij patiënten met ARDS - zonder ECMO - met een stuwdruk van minder dan 15 cmH2O.

Er is aangetoond dat de adaptieve longbeademingsmodus Intellivent-ASV+® normale longen, longen met ARDS en COPD beademt binnen de grenzen van veilige beademing die wordt aanbevolen door de richtlijnen. Patiënten op Intellivent-ASV+® hadden teugvolumes (Vt) ≤ 8 ml/kg/BW, plateaudruk (Pplat) < 30 cmH2O en een drijvende druk < 15 cmH2O. Vergeleken met conventionele beademing hadden patiënten in de Intellivent-ASV+®-modus een hogere PEEP en een lagere FiO2, wat wijst op een betere rekrutering van het afhankelijke deel van de long.

De combinatie van mechanische beademing met behulp van de Intellivent-ASV+®-modus en ECMO biedt een unieke kans om een ​​mechanische ventilator te hebben die zich automatisch aanpast aan de longmechanica en de bijdrage van ECMO ter ondersteuning van de gasuitwisseling.

Het hoofddoel van dit onderzoeksproject is om voor te stellen en te verifiëren of de beademingsmodus Intellivent-ASV+® in staat is om longbeschermende beademing uit te voeren ondanks de aanwezigheid van een ECMO die de gasuitwisseling verandert.