Niet-invasieve ventilatie versus neuraal aangepaste beademingsondersteuning (NAVA) voor de behandeling van bronchiolitis

Bronchiolitis is een veel voorkomende diagnose in kinderziekenhuizen en intensive care-afdelingen. Virale infectie bij jongere patiënten resulteert vaak in verhoogde ademhalingsarbeid, hypoxemie, verminderde ventilatie en verhoogde secretielast. In sommige gevallen omvat de behandeling van ernstig ademhalingsfalen intubatie en mechanische ventilatie. De huidige praktijk voor patiënten met bronchiolitis die ziekenhuisopname nodig hebben, is om in eerste instantie niet-invasieve beademing toe te passen om de ademhalingsmechanismen van de patiënt te verbeteren. Deze niet-invasieve ademhalingsondersteuning kan variëren van een eenvoudige neuscanule, tot een neuscanule met hoge doorstroming, tot niet-invasieve positievedrukventilatie.

De high-flow neuscanule (HFNC) zorgt voor warme, bevochtigde, met zuurstof verrijkte lucht. Therapie wordt gewoonlijk voorgeschreven met een voorgeschreven fractie van ingeademde zuurstof (FiO2), afgegeven aan 1-2 l/kg/min. Dit helpt de oxygenatie te verbeteren, omdat de hoge stroomsnelheid kooldioxide in de bovenste luchtwegen kan "wegspoelen" en zo het volume van de ventilatie van de dode ruimte kan verminderen.

Niet-invasieve beademing (NIV) biedt in wezen een soortgelijke ondersteuningsmethode als invasieve beademing zonder het gebruik van een endotracheale tube. Voorgeschreven luchtwegondersteuning wordt in plaats daarvan niet-invasief toegediend via een gespecialiseerde neuscanule of voor grotere kinderen een occlusief gezichtsmasker van de juiste maat. Het beademingsapparaat levert positieve einduitademingsdruk (PEEP) met een voorgeschreven toedieningssnelheid van een ingestelde inspiratiedruk (positieve inspiratiedruk of drukcontrole). Deze beademingsondersteuning maakt de afgifte van een vaste FiO2 mogelijk, helpt de luchtwegen open te houden om atelectase te verminderen en een betere oxygenatie mogelijk te maken met een betere V/Q-afstemming, en verbetert de ademhalingsarbeid. Het beademingsapparaat analyseert de stroom die wordt gegenereerd door de ademhalingsinspanning van de patiënt en probeert de voorgeschreven positieve inspiratiedruk te leveren op het moment dat de patiënt zelf inspanning levert.

Een van de belangrijkste nadelen van niet-invasieve beademing voor jonge pediatrische patiënten met bronchiolitis is de moeilijkheid om synchronisatie te bereiken tussen de inspanning van de patiënt en de door het beademingsapparaat geleverde positieve inspiratoire druk. Dit is secundair aan het grote luchtlek gezien het niet-invasieve apparaat en de lage inspiratoire stromen die door deze patiëntenpopulatie worden gegenereerd. Het beademingsapparaat en de patiënt zijn dus vaak niet synchroon, wat in feite de ademhalings- en agitatiearbeid kan vergroten, terwijl de geleverde beademingsondersteuning wordt belemmerd.

Neuraal-aangepaste ventilatie-assistentie (NAVA) probeert de schade van dyssynchronie tussen beademingsapparaat en patiënt te beperken. Deze modaliteit maakt gebruik van een gespecialiseerde katheter die in de slokdarm wordt geplaatst, vaak via een nasogastrische route, en die de mogelijkheid heeft om de elektrische activiteit van het middenrif van de patiënt te controleren. Deze katheter kan ook worden gebruikt om voeding toe te dienen, vergelijkbaar met een standaard neussonde. De NAVA-katheter bewaakt zowel de activering van het middenrif van de patiënt (wat de ademhalingsinspanning van de patiënt aangeeft) als de sterkte van deze activering, ook wel de elektrische activiteit van het middenrif (Edi) genoemd en gemeten in millivolt (μV). Zowel studies bij mensen als bij dieren hebben de piek-Edi-waarden positief gecorreleerd met de ademhalingsarbeid en hebben hogere Edi-waarden aangetoond als er sprake is van ademhalingspathologie. Op basis van de Edi-tracering kan het beademingsapparaat vervolgens een positieve inspiratiedruk leveren die synchroon is met de ademhalingsinspanning van de patiënt en evenredig is aan de kracht van deze inspanning via een vermenigvuldiger die het NAVA-niveau op het beademingsapparaat wordt genoemd. Het is aangetoond dat deze modaliteit de agitatieniveaus van de patiënt verbetert, de behoefte aan sederende medicijnen vermindert en de synchronisatie bij niet-invasieve beademingsmodi verbetert.

Het huidige praktijkmodel van de onderzoekers houdt in dat patiënten met bronchiolitis die meer dan 1,5 l/kg HFNC nodig hebben of niet-invasieve beademing nodig hebben, hetzij via een conventionele of NAVA-modaliteit, op de PICU worden behandeld. Beide modaliteiten voor niet-invasieve beademing (conventioneel en NAVA) worden routinematig gebruikt. De ademhalingsstatus van de patiënt wordt samengevoegd tot een waarde die bekend staat als de Respiratory Severity Score (RSS), die rekening houdt met de ademhalingsfrequentie, kortademigheid, terugtrekkingen en auscultatoire bevindingen, aangepast aan de leeftijd van de patiënt. De RSS-waarde is een gevalideerd beoordelingsinstrument met een goede interobservatorbetrouwbaarheid tussen MD's, RN's en RT's. Het wordt berekend op een vieruursbasis voor alle patiënten met bronchiolitis op de PICU van de onderzoeker en helpt bij het vaststellen van de klinische verbetering of verslechtering en bij het beter begeleiden van beslissingen om de ondersteuning te verhogen of te verlagen.

Hoewel meerdere fysiologische onderzoeken een verminderde ademhalingsarbeid aantonen bij invasieve NAVA-beademing, was het merendeel van de pediatrische onderzoeken gericht op niet-invasieve NAVA-beademing bedoeld om verbeteringen in de synchronisatie tussen patiënt en beademingsapparaat vast te stellen. De doelstellingen van het project van de onderzoekers zijn tweeledig. Het onderzoeksteam veronderstelt dat Edi-niveaus en RSS-scores positief zullen correleren voor patiënten met bronchiolitis, waardoor een andere maatstaf mogelijk wordt om de klinische status te meten. De onderzoekers veronderstellen ook dat de verbeterde synchronisatie op NAVA-NIV de ademhalingsstatus kan verbeteren, zoals gemeten aan de hand van RSS-scores en Edi-niveaus, verdere escalaties in ademhalingsondersteuning kan verminderen, de duur van de vereiste niet-invasieve beademing kan verkorten en de intubatiesnelheid kan verlagen. Deze verbetering zal substantieeler zijn bij de overgang van HFNC naar NAVA-NIV vergeleken met de overgang naar conventionele NIV.