Effect van eindinspiratoire luchtwegdrukmetingen op het risico van VILI bij beademde patiënten (P1P2Decay)

Invoering

Mechanische beademing is noodzakelijk om te overleven bij ernstig zieke patiënten, maar kan gepaard gaan met ventilator-geïnduceerde longbeschadiging (VILI). Er zijn verschillende respiratoire variabelen gebruikt om het risico op VILI in te schatten:

• Bij patiënten met het acute respiratory distress syndrome (ARDS), de preventie van VILI door beademingsdrukken en -volumes te beperken (d.w.z. ademvolumes van 4-8 ml per kilogram ideaal lichaamsgewicht en plateaudruk [Pplat], d.w.z. de gemeten druk in het ademhalingssysteem tijdens een eindinspiratiepauze van 0,5 seconde in afwezigheid van flow en gecorreleerd met de eindinademingsalveolaire schade, minder dan 30 cmH2O) blijkt de overleving van de patiënt te verbeteren. Deze beademingsinstellingen zijn surrogaten, maar geen ideale voorspellers van respectievelijk het risico op volutrauma en barotrauma.
• Meer recentelijk is een belangrijke rol in de pathogenese van VILI toegeschreven aan het verschil tussen Pplat en de totale positieve eindexpiratoire druk (PEEP), de laatste gemeten na een eindexpiratoire pauze. Dit verschil, bekend als drijvende druk (ΔP), vertegenwoordigt de verandering in druk boven PEEP die nodig is om het teugvolume in een patiënt te verkrijgen zonder spontane inademingsinspanningen en geaggregeerde informatie over volutrauma, barotrauma en atelectrauma in een enkele variabele die gemakkelijk meetbaar is op het bed. De toename van AP is in verband gebracht met slechtere resultaten bij patiënten met en zonder ARDS. Sommige observationele studies hebben de ΔP-waarde van 15 cmH2O geïdentificeerd als de drempel waarboven het risico op mortaliteit bij patiënten met ARDS aanzienlijk toeneemt, maar andere hebben aangetoond dat er geen veiligheidsdrempelwaarde voor ΔP kan worden vastgesteld, wat suggereert dat hoe lager de ΔP, hoe lager het risico op overlijden.
• Sommige onderzoeken suggereren dat inspiratoire flow en reksnelheid kunnen bijdragen aan VILI bij proefdieren en patiënten met matige tot ernstige ARDS. Daarom kan het in aanmerking nemen van de inspiratoire flow meer inzicht geven in het risico op VILI bij mechanisch beademde patiënten. Mechanisch vermogen (MP) is de totale energie die wordt overgedragen van het beademingsapparaat naar de longen tijdens inspiratie en omvat variabelen zoals inspiratiestroom en ademhalingsfrequentie. Van MP is aangetoond dat het de mortaliteit voorspelt bij patiënten met en zonder ARDS.
• Tijdens de ventilatie heeft de long een visco-elastisch mechanisch gedrag, waarbij energie zowel tijdens inspiratie als tijdens expiratie wordt gedissipeerd. Deze dissipatie van energie kan via twee mechanismen bijdragen aan VILI: stressrelaxatie, d.w.z. het loslaten van de parenchymale spanning die tijdens inspiratie is opgehoopt, en pendelluft, d.w.z. de herverdeling van het ventilatievolume naar de longblaasjes met een langere tijdconstante.

Bij patiënten met ARDS is het longparenchym heterogeen vanwege het naast elkaar bestaan ​​van beluchte alveolaire eenheden en andere gebieden die gevuld zijn met oedeem of ingestort zijn vanwege de opgelegde druk. Daarom lopen zowel de alveolaire eenheden met kortere tijdconstanten als die met langere tijdconstanten het risico op VILI: de eerste worden beïnvloed door hogere transpulmonale druk, terwijl de laatste worden blootgesteld aan pendelluft. Zelfs de longen van patiënten zonder ARDS kunnen door deze mechanismen heterogeen zijn en dus vatbaar zijn voor VILI, bijvoorbeeld vanwege alveolaire atelectase of consolidatie en bronchiolaire obstructie. Sommige beeldvormende technieken die beschikbaar zijn voor klinisch gebruik, kunnen helpen bij het beoordelen van de mate van heterogeniteit van het longparenchym. Elektrische impedantietomografie (EIT) is een niet-invasieve techniek aan het bed waarmee de verdeling van longventilatie en -perfusie kan worden beoordeeld door de impedantievariatie vast te leggen op kleine elektrische stromen die worden geleverd door een elektroderiem die rond de borst van de patiënt is gewikkeld. Het is aangetoond dat deze methode pendelluft visualiseert en meet tijdens gecontroleerde mechanische ventilatie. De EIT-variabelen die worden gebruikt om de heterogeniteit van de longen te beoordelen, omvatten het ventilatiecentrum, d.w.z. de variatie in de distributie van ventilatie volgens een ventro-dorsale gradiënt, de globale inhomogeniteitsindex, een index die de heterogeniteit van ventilatie schat, en de regionale ventilatievertraging , wat de vertraging in ventilatie aangeeft in vergelijking met globale ventilatie als gevolg van atelectrauma of verschillen in de tijdconstante van verschillende longgebieden.

Stressrelaxatie en pendelluft kunnen aan het bed worden ingeschat door een eindinademingspauze toe te passen. Tijdens deze manoeuvre vertoont de luchtwegdrukcurve twee opeenvolgende afnamefasen. Eerst treedt er een snelle drukdaling op, variërend van piekluchtwegdruk tot de druk die overeenkomt met nulstroom (druk P1 genoemd), die de dissipatie van druk in de geleidingsluchtwegen weerspiegelt. Daarna volgt een langzame daling van de luchtwegdruk, die van P1 naar de einddruk aan het einde van de pauze gaat (plateaudruk P2 genoemd). Het verschil tussen P1 en P2 (P1-P2 verval) hangt af van spanningsrelaxatie en pendelluft en kan worden gebruikt als index van de tijdconstante ongelijkheden en visco-elastische weefseleigenschappen van het ademhalingssysteem.

De keuze om de eind-inspiratoire luchtwegdruk (PawEND-INSP) te meten op een vast, hoewel relatief vroeg tijdstip, d.w.z. na 0,5 seconde vanaf het begin van de pauze, zoals voorgeschreven door de indicaties van het ARDS-netwerk, terwijl de risico op VILI geassocieerd met de elastische druk van het ademhalingssysteem, weerspiegelt mogelijk niet het schadelijke potentieel geassocieerd met de visco-elastische eigenschappen van het ademhalingssysteem.

Eerdere pilotstudies ontmoedigden het gebruik van inademingspauzes van minder dan 3 seconden om de compliantie en weerstand van het ademhalingssysteem niet te onderschatten. Een vertraagde meting van de PawEND-INSP zou er echter toe kunnen leiden dat de bijdrage van pulmonale visco-elastische eigenschappen en pendelluft aan VILI wordt verwaarloosd. Het is nog steeds onduidelijk of een PawEND-INSP gemeten op het exacte moment van nulstroom (P1) betrouwbaarder is in de berekening van die variabelen, zoals ΔP en MP, geassocieerd met de uitkomsten van patiënten met en zonder ARDS, in vergelijking met de druk gemeten aan het einde van de eindinademingspauze (plateaudruk P2).

Grondgedachte van de studie

• Het effect van P1-P2-verval op de berekening van ΔP en MP is nog onduidelijk;
• Het gebruik van P1 als PawEND-INSP kan het mogelijk maken om rekening te houden met het risico van VILI geassocieerd met stressrelaxatie en pendelluft, mogelijk verwaarloosd door P2;
• De identificatie van een ander effect van het gebruik van P1 of P2 op de berekening van ΔP en MP kan helpen bij het identificeren van longprotectieve beademingsinstellingen bij mechanisch beademde patiënten.

Doelstellingen van het onderzoek

Deze multicenter prospectieve observationele studie heeft tot doel te evalueren of het gebruik van P1, in vergelijking met P2, de berekening van ΔP en MP beïnvloedt. De secundaire doelstellingen zijn: 1) verifiëren of bij patiënten met een longparenchym gekenmerkt door grotere parenchymale heterogeniteit, zoals beoordeeld door EIT, P1-P2-verval groter is dan bij patiënten met grotere parenchymale homogeniteit; 2) evalueren of patiënten met beide ΔP-waarden berekend met behulp van P1 en P2 <1 5 cmH2O (of beide MP-waarden berekend met behulp van P1 en P2 < 17 cmH2O) een kortere duur van invasieve mechanische beademing, een kortere verblijfsduur op de IC en in het ziekenhuis en een lager ICU ontwikkelen en ziekenhuissterfte, in vergelijking met patiënten met alleen ΔP berekend met P1 ≥ 15 cmH2O (of alleen MP berekend met P1 ≥ 17 cmH2O) en patiënten met zowel ΔP-waarden berekend met P1 als P2 ≥ 15 cmH2O (of beide MP-waarden berekend met P1 en P2 ≥ 17 cmH2O).

Gegevensverzameling

Gegevens worden gedurende 1 jaar verzameld. Demografische, antropometrische en anamnestische variabelen, beademingsinstellingen, respiratoire mechanica en EIT-variabelen die normaal worden verzameld tijdens de dagelijkse klinische praktijk in de betrokken centra, zullen binnen 48 uur na opname op de IC worden geregistreerd. Het verzamelen van gegevens voor elke patiënt stopt bij ontslag uit het ziekenhuis. De methodologie van het onderzoek omvat de volgende fasen:

1. Meting van de endotracheale manchetdruk met een manometer en aanpassing aan normale waarden
2. Voorgestelde mechanische beademingsinstellingen: overschakelen naar volumegecontroleerde modus met 10% automatische inspiratiepauze, 0% (of 0 seconden) inspiratoire stijgtijd, 1:2 inspiratoire/expiratoire ratio (of verhouding van inspiratoire tijd tot totale ademhalingscyclustijd van 33% ), ademvolume van 6 ml/kg ideaal lichaamsgewicht en patiënt zonder spontane ademhalingsinspanningen. Ademhalingsfrequentie, PEEP en ingeademde zuurstoffractie worden ingesteld op basis van klinische indicaties.
3. Eerste clipopname
4. Eindinademingspauze van 5 seconden nadat één volledige ademhalingscyclus heeft plaatsgevonden (inclusief één volledige ademhalingscyclus zonder pauze in de clip)

5. In de opgenomen clip, detectie met een cursor van de volgende drukwaarden:

   5.1. Piekdruk 5.2. Ppause: Pplat automatisch geregistreerd door het beademingsapparaat met de 10% automatische inspiratiepauze (dit kan ook worden geregistreerd tijdens getijdeademhaling) 5.3. P1: na de aanvankelijke korte fluctuatie van de flow, wordt P1 afgelezen op het punt van nulflow op de bodem van elke drukfluctuatie veroorzaakt door hartcontractie. 5.4. P2: P2 wordt geregistreerd na een eindinademingspauze van 5 seconden aan het einde van elke drukfluctuatie veroorzaakt door hartcontractie. 5.5. P0.5s: PawEND-INSP geregistreerd na 0,5 seconden tijdens de pauze op de bodem van elke drukfluctuatie veroorzaakt door hartcontractie 5.6. P2s: PawEND-INSP geregistreerd na 2 seconden tijdens de pauze op de bodem van elke drukfluctuatie veroorzaakt door hartcontractie 5.7. P3s: PawEND-INSP geregistreerd na 3 seconden tijdens de pauze op de bodem van elke drukfluctuatie veroorzaakt door hartcontractie 5.8. Teugvolume aan het einde van de inspiratoire hold om te controleren op de aanwezigheid van luchtlekken Als de flow niet nul bereikt en/of de drukgolfvorm oscillaties vertoont die niet kunnen worden toegeschreven aan hartcontracties, maar aan de ademhalingsinspanningen van de patiënt, is de meting niet betrouwbaar en kan niet worden opgenomen. De patiënt moet later worden geëvalueerd of worden uitgesloten van het onderzoek.

6. Wacht tot 10 ademhalingscycli zijn voltooid
7. Tweede clipopname
8. Einde-expiratoire pauze van 5 seconden nadat één volledige ademhalingscyclus heeft plaatsgevonden (inclusief één volledige ademhalingscyclus zonder pauze in de clip)

9. In de tweede opgenomen clip, detectie met de cursor van de volgende drukwaarden:

   9.1. Toename van de luchtwegdruk vanaf de waarde onmiddellijk voorafgaand aan de occlusie en het plateau na 5 seconden (statische intrinsieke PEEP) 9.2. Toename van de luchtwegdruk van de eind-expiratoire waarde tot de waarde bij nul flow in de ademhalingscyclus zonder expiratoire pauze (dynamische intrinsieke PEEP) Als de flow niet nul bereikt en/of de drukgolfvorm oscillaties vertoont die niet kunnen worden toegeschreven aan hartcontracties, maar de ademhalingsinspanningen van de patiënt, is de meting niet betrouwbaar en kan niet worden geregistreerd. De patiënt moet later worden geëvalueerd of worden uitgesloten van het onderzoek.

10. Controleer op de aanwezigheid van luchtwegafsluiting (bij patiënten zonder ademhalingsinspanningen): verlaag de ademhalingsfrequentie tot 6 ademhalingen per minuut, stel de inspiratieflow in op 5 l/min, registreer de eerste ademhaling en controleer op de aanwezigheid van een buigpunt in de initiële ademhaling. deel van de druk-tijdgolfvorm niet toe te schrijven aan intrinsieke PEEP. In het geval van luchtwegafsluiting noteert u de luchtwegopeningsdrukwaarde en ΔP wordt berekend als het verschil tussen PawEND-INSP en luchtwegopeningsdruk (AOP).

De gegevens zullen worden gegenereerd in de deelnemende centra en via een webapplicatie worden vastgelegd op de servers van de Universiteit van Padua met behulp van de beheersoftware Research Electronic Data Capture (REDCap), ontwikkeld door de Eenheid Biostatistiek, Epidemiologie en Volksgezondheid van de Universiteit van Padua, die zal verspreid worden op multicenter niveau.