High-flow neuscanule versus conventionele neuscanule tijdens endobronchiale echografieprocedure

Invoering

1. EBUS - bronchoscopie Vanuit fysiologisch oogpunt is bronchoscopie het inbrengen van een vreemd lichaam in de luchtwegen. Reactiemechanismen omvatten laryngospasme, bronchospasme, hoesten, verhoogde uitscheiding van bronchiaal slijm en verminderde ademhalingsdiepte. Een sympathische reactie met verhoogde hartslag en bloeddruk komt vaak voor, zelfs vóór de procedure, terwijl de patiënt op de onderzoekstafel wordt voorbereid. De bronchoscoop neemt 10 tot 15% van het dwarsdoorsnedeoppervlak van de belangrijkste luchtwegen in beslag en verhoogt de luchtstroomweerstand. Zuiging die tijdens de procedure wordt toegepast, zorgt ervoor dat er lucht door het werkkanaal van de bronchoscoop dringt, waardoor de eindinspiratoire en expiratoire volumes afnemen, wat leidt tot alveolaire de-recrutering met als gevolg een toegenomen intrapulmonale shunt.

   EBUS-bronchoscopie gaat gepaard met een langere proceduretijd, meer luchtwegcontact, een dikker instrument en meerdere naaldprikken door de tracheale en/of bronchiale wand. Al deze factoren veroorzaken extra stress voor de patiënt en vereisen aanvullende lokale anesthesie en een dieper niveau van sedatie.

2. Sedatie Hoewel topische anesthesie van de bovenste luchtwegen, stembanden, luchtpijp en bronchiën een aanvaardbare bronchoscopische procedure mogelijk maakt, is een gematigd niveau van sedatie tijdens bronchoscopie momenteel de gouden standaard. Het gebruik van sedatie vergemakkelijkt de doorgang door de stembanden, remt de beschermende reflexen van de luchtwegen en verhoogt de veiligheid van de patiënt (2,3). In combinatie met fysiologische reacties op bronchoscopie die de zuurstofbehoefte verhogen, verminderen sedativa die tijdens bronchoscopie worden gebruikt de ademhalingsdrift en brengen patiënten verder in gevaar, vooral degenen met chronische ziekten. Wanneer dit optreedt, kan hypoxemie periprocedurele aritmieën veroorzaken en ischemie moet daarom in het algemeen worden vermeden en, indien aangetroffen, snel worden hersteld (4). Daarom is tijdens de meeste bronchoscopische procedures een oxygenatiestrategie met passende zuurstofsuppletie vereist.

3. Zuurstofsuppletie Zuurstof met een lage flow tot 6 liter per minuut, toegediend via een neuskatheter, is de meest gebruikte methode voor zuurstofsuppletie tijdens flexibele bronchoscopie. De ingeademde zuurstoffractie (FiO2) kan oplopen tot 45%, maar kan niet op betrouwbare wijze worden voorspeld en is mogelijk niet in alle gevallen voldoende.

   High flow neuscanule (HFNC), een apparaat dat voor het eerst werd geïntroduceerd in de zorg voor pasgeborenen en kinderen, wordt momenteel gebruikt voor een breed scala aan indicaties in de ademhalingsgeneeskunde en de intensive care-geneeskunde bij volwassenen (5-7). Het is een relatief nieuwe methode in bronchoscopie met verschillende opmerkelijke theoretische voordelen ten opzichte van zuurstof met een laag debiet via conventionele neuscanule (CNC):

   • Hoge flow tot 60 liter per minuut zorgt voor een stabielere FiO2 en past beter bij de verhoogde inspiratieflow van de patiënt
   • Een hoge flow genereert een kleine positieve uitademingsdruk (tot 5 cm H2O) die de bovenste luchtwegen tijdens sedatie kan stabiliseren en een gunstig effect heeft op de onderste luchtwegen
   • Hoge flow vermindert de dode ruimte in de bovenste luchtwegen en verhoogt de alveolaire ventilatie.

   CPAP en NIV kunnen vergelijkbare gunstige effecten bieden, maar het gebruik ervan is een uitdaging omdat ze een nauwsluitend gezichtsmasker vereisen dat het gebruik van een bronchoscoop, het opzuigen van secreties uit de bovenste luchtwegen, de keelholte of de mondholte en het ophoesten van sputum beperkt.

4. Eerdere onderzoeken naar HFNC

   Uit een recente meta-analyse die zes gerandomiseerde gecontroleerde onderzoeken omvatte, bleek dat patiënten die bronchoscopie ondergingen met het gebruik van HFNC minder hypoxemische voorvallen en desaturaties ervoeren, minder procedurele onderbrekingen en pneumothorax hadden vergeleken met patiënten die CNC kregen toegediend (10). Uit de drie onderzoeken waarin HFNC tijdens EBUS werd geëvalueerd, bleek allemaal dat HFNC tijdens de procedure effectiever is dan CNC en dat HFNC als alternatief voor CNC kan worden beschouwd. De onderzoeken hadden echter verschillende belangrijke beperkingen, zoals een laag aantal patiënten dat werd geïncludeerd met een historische controlegroep (Takakuwa O et al.), een groot verschil in FiO2 tussen de onderzoeksgroepen (2 l/min in de CNC versus 100% FiO2 en 70 l/min). min. stroomsnelheid in de HFNC-groep) (Irfan et al.) en gebrek aan beoordeling van CO2-niveaus tijdens de procedure (Ulcar et al.). Niettemin suggereerden de conclusies dat HFNC voldoende veilig is en voldoende oxygenatie biedt voor de meeste bronchoscopieonderzoeken, waaronder EBUS (8,9).

5. Studie vragen

Onze hypothese is dat HFNC een betere controle biedt over hypoxemie tijdens de EBUS-TBNA-procedure dan CNC. De primaire uitkomst van het onderzoek is daarom het percentage patiënten met succesvol gecontroleerde hypoxemie tijdens EBUS TBNA in elke arm. Secundaire uitkomsten zijn de incidentie van complicaties in elke arm (aantal hypoxemische voorvallen, gemiddelde laagste zuurstofsaturatie tijdens de procedure, gemiddelde saturatie, daling van de saturatie, hartslag, bloeddruk, incidentie van aritmie), het aantal patiënten dat milde, matige of ernstige hypoxemie, aantal patiënten bij wie escalatie van de ondersteuning nodig was en welke ondersteuning effectief is, wat zijn risicofactoren voor desaturatie.

Methoden

1. Studieopzet en studiepopulatie

   Het onderzoek is opgezet als een gerandomiseerde, gecontroleerde prospectieve studie in meerdere centra. Het onderzoek zal patiënten inschrijven die een EBUS-TBNA-procedure nodig hebben met bemonstering van mediastinale lymfeklieren voor diagnose en/of stadiëring.

   Patiënten zullen worden gerekruteerd uit vier universitaire ziekenhuizen in Slovenië, Kroatië, Portugal en Griekenland.

   Het onderzoek werd goedgekeurd door de Nationale Medisch Ethische Commissie van de Republiek Slovenië en geregistreerd onder nummer 0120-294/2023/3.

2. Rekrutering, consensus en randomisatie

   De bronchoscopiecoördinator zal de geplande patiënten screenen en de onderzoeker informeren over in aanmerking komende patiënten. De onderzoeker zal het onderzoek uitleggen aan in aanmerking komende patiënten en geïnformeerde toestemming verkrijgen. Inclusie- en exclusiecriteria worden op de dag van het onderzoek gecontroleerd aan de hand van de gegevens die routinematig vóór de procedure worden verkregen, inclusief laboratoriumgegevens.

   Patiënten zullen worden gerandomiseerd in de bronchoscopiesuite volgens de toewijzingsgroep, geschreven in opeenvolgend genummerde, verzegelde en ondoorzichtige enveloppen. Enveloppen zullen worden voorbereid door een onafhankelijke statisticus op basis van blokrandomisatie met een blokgrootte van 4.

3. Bronchoscopie en sedatie

   Voorafgaand aan het inbrengen van de bronchoscoop zal routinematig topische anesthesie met lidocaïne worden toegediend. Patiënten zullen door een anesthesioloog aan het bed worden verdoofd door een combinatie van midazolam, fentanyl en propofol. De diepte van de sedatie wordt beoordeeld met behulp van de Modified Observer's Assessment of Alertness / Sedation Scale (MOAA/S). Het sedatieniveau wordt gedurende de gehele procedure tussen 1 en 2 gehouden. Patiënten zullen worden gevolgd door de BIS-monitor voor verdere analyse en vergelijking.

   De standaardgroep patiënten krijgt zuurstof via een dubbelpolige neuscanule waarbij de zuurstofstroom is ingesteld op 6 liter per minuut, wat overeenkomt met FiO2 45%. De HFNC-groep krijgt een mengsel van zuurstof en lucht met een FiO2-gehalte van 45% met een initiële stroom van 60 liter per minuut, voorverwarmd tot 37 graden Celsius. De neuscanule wordt gekozen op basis van de gezichtsgrootte van de patiënt. Vóór de procedure zullen patiënten uit beide groepen worden getest met HFNC met een stroomsnelheid van 60 l/min, als zij dit kunnen verdragen.

   De EBUS-bronchoscoop wordt door een ervaren bronchoscopist via het orale bijtblok ingebracht en de hele procedure wordt uitgevoerd volgens de ERS-aanbevelingen. Na systematische evaluatie van de mediastinale en hilaire lymfeklieren zullen EBUS TBNA's worden uitgevoerd volgens het individuele procedureplan.

   Patiënten zullen worden gevolgd door middel van continue pulsoximetrie, periodieke bloeddrukmetingen, ECG en BIS.

4. Escalatieprotocol voor hypoxemie, complicaties en beëindigingscriteria

Er wordt zuurstof aan de patiënt toegediend volgens de toewijzingsgroep (6l/min O2 CNC of 45% FiO2 60 l/min HFNC). Als er desaturatie optreedt, gedefinieerd als SpO2<90% gedurende meer dan 10 seconden, worden de patiënten benaderd volgens het escalatieprotocol (Figuur 1):

1. kaak stuwkracht manoeuvre
2. patiënten in de CNC-groep zullen worden overgeschakeld naar 45% FiO2 60 l/min HFNC
3. patiënten met 45% FiO2 60 l/min HFNC wordt overgeschakeld naar 100% FiO2

4. patiënten met HFNC-falen zullen worden overgezet op geavanceerde ademhalingsondersteuning (ballonbeademing, larynxmasker, intubatie, omkering van sedatie)

   In het geval van matige hypoxemie zal de bronchoscopie tijdelijk worden opgeschort, maar in het geval van ernstige hypoxemie zal beëindiging van de procedure worden overwogen als er geen onmiddellijke verbetering is na escalatie van de beademingsondersteuning.

   De procedure zal ook worden beëindigd in het geval van andere ernstige bijwerkingen, zoals hemodynamische instabiliteit, myocardiale ischemie of pneumothorax. Reanimatieapparatuur wordt klaargezet op een speciale medische kar in de bronchoscopieruimte. Elke patiënt met een bijwerking zal worden gevolgd tot volledig herstel (Alderete-score 9 of hoger).

   Complicaties die relevant zijn voor de beslissingen en onderzoeksresultaten worden gedefinieerd als (1):

   • Desaturatie <90% gedurende meer dan 10 seconden
   • Matige desaturatie 75%<= SpO2 <90% minder dan 60s
   • Ernstige desaturatie <75% of 75%<= SpO2 <90% meer dan 60s
   • Tachycardie >100 of +25%
   • Bradycardie <50 of -25%
   • Hypertensie +25%
   • Hypotensie <90 mmHg of -25%

5. Gegevensverzameling

   Voorafgaand aan de procedure worden demografische gegevens van patiënten (leeftijd, geslacht, lengte, gewicht, BMI, STOP-BANG-score, ASA-score) en laboratoriumresultaten (longfunctietesten) die relevant zijn voor het onderzoek verzameld. Tijdens en na de ingreep vindt er continue (SpO2, polsslag, ECG) of periodieke (bloeddruk) monitoring plaats van de vitale functies en de diepte van de sedatie (BIS, MOAA/S). Het startpunt van de procedure TO wordt gedefinieerd als het tijdstip onmiddellijk voorafgaand aan het toedienen van sedativa aan de patiënt. T1 is het tijdstip waarop de bronchoscoop wordt ingebracht en Tend is het einde van de procedure, wanneer de bronchoscoop wordt teruggetrokken. Veneus bloed voor pCO2-analyse wordt afgenomen op T0 (op de proceduretafel vóór sedatie) en op Tend (terugtrekken van de bronchoscoop).

   Het tijdstip en de duur van de desaturatie, de laagste SpO2 en alle behandelingsescalaties worden geregistreerd, evenals andere mogelijke complicaties.

6. Steekproefgrootte

   Het protocol is ontworpen om de superioriteit van HFNC ten opzichte van CNC aan te tonen. Volgens de verzamelde gegevens in de onlangs gepubliceerde meta-analyse verwachten we een desaturatiepercentage van 12% in de HFNC-groep en een desaturatiepercentage van 34% in de CNC-groep. De steekproefgrootte moet 112 zijn met een betrouwbaarheidsniveau (alfa) van 95% en een power (1-bèta) van 80%. Met een verwachte uitval van 25% wordt het uiteindelijke aantal opgenomen deelnemers vastgesteld op 150. Voor de berekening van de steekproefomvang werd een webgebaseerde applicatie gebruikt (https://clincalc.com/stats/samplesize.aspx).

7. Statistische analyse

   Gegevens worden verzameld in speciaal ontworpen casusrapportformules (CRF) en geanalyseerd door GraphPad Prism 9.5. software (Boston, MA). Categorische variabelen worden gepresenteerd als percentages en geanalyseerd met behulp van een chikwadraattoets. Numerieke variabelen worden gepresenteerd als gemiddelde en standaarddeviatie of mediaan en bereiken. De verdeling zal worden getest met de Kolmogorov-Smirnov-test en verdere analyse zal worden uitgevoerd met de t-test of de Mann Whitney-test, afhankelijk van de normaliteit van de verdeling. Een tweezijdige p-waarde wordt als statistisch significant beschouwd als < 0,05.

8. Patiënt- en publieke betrokkenheid

Patiënten en publiek werden niet betrokken bij het ontwerp van het onderzoek.

Referenties:

1. Mason KP, Groene SM, Piacevoli Q; Internationale Sedatie Taskforce. Hulpmiddel voor het rapporteren van bijwerkingen om de rapportage en het volgen van bijwerkingen tijdens procedurele sedatie te standaardiseren: een consensusdocument van de World SIVA International Sedation Task Force. Broeder J Anesth. jan. 2012;108(1):13-20. doi: 10.1093/bja/aer407. PMID: 22157446.
2. Sazak H, Tunç M, Alagöz A, Pehlivanoğ Lu P, Demirci NY, Alıcı İO, et al. Beoordeling van peranesthetische gegevens bij proefpersonen die endobronchiale echogeleide transbronchiale naaldaspiratie ondergaan. Adem zorg. 2015;60(4):567-76.
3. Douglas N, Ng I, Nazeem F, Lee K, Mezzavia P, Krieser R, et al. Een gerandomiseerde, gecontroleerde studie waarin nasale zuurstof met een hoog debiet wordt vergeleken met standaardbehandeling voor bewuste sedatie tijdens bronchoscopie. Anesthesie. 2018;73(2):169-76.
4. Du Rand IA, Blaikley J, Booton R, Chaudhuri N, Gupta V, Khalid S, et al. Richtlijn van de British Thoracic Society voor diagnostische flexibele bronchoscopie bij volwassenen: geaccrediteerd door NICE. Thorax. 2013 augustus;68 Supplement 1:i1-44.
5. Sreenan C, Lemke RP, Hudson-Mason A, Osiovich H. High-Flow neuscanules bij de behandeling van apneu bij prematuren: een vergelijking met conventionele nasale continue positieve luchtwegdruk. Kindergeneeskunde [internet]. 1 mei 2001;107(5):1081-3. Beschikbaar via: https://doi.org/10.1542/peds.107.5.1081
6. Roca O, Riera J, Torres F, Masclans JR. High-Flow zuurstoftherapie bij acuut ademhalingsfalen. Respir Care [internet]. 1 april 2010; 55 (4): 408 LP - 413. Beschikbaar op: http://rc.rcjournal.com/content/55/4/408.abstract
7. Nishimura M. High-Flow neuscanule-apparaten voor zuurstoftherapie. Respir Care [internet]. 1 juni 2019; 64 (6): 735 LP - 742. Beschikbaar via: http://rc.rcjournal.com/content/64/6/735.abstract
8. Takakuwa O, Oguri T, Asano T, Fukuda S, Kanemitsu Y, Uemura T, et al. Preventie van hypoxemie tijdens endobronchiale echogeleide transbronchiale naaldaspiratie: nut van een neuscanule met hoge doorstroming. Adem onderzoek. 2018;56(5):418-23.
9. Irfan M, Ahmed M, Breen D. Beoordeling van high-flow neuscanule-oxygenatie bij endobronchiale echografie-bronchoscopie: een gerandomiseerde gecontroleerde studie. J Bronchol Interv Pulmonol. 2021;28(2):130-7.
10. Su C-L, Chiang L-L, Tam K-W, Chen T-T, Hu M-C (2021) High-flow neuscanule voor het verminderen van hypoxemische voorvallen bij patiënten die bronchoscopie ondergaan: een systematische review en meta-analyse van gerandomiseerde onderzoeken. PLoS ONE 16(12): e0260716. https://doi.org/10.1371/journal. pone.0260716