Door mechanische ventilatie geïnduceerd acuut nierletsel [AKI] (AKI)

Acute ademhalingsnoodsyndroom, door ventilatie geïnduceerd longletsel en beschermende MV ARDS is een vorm van inflammatoir longoedeem als gevolg van alveolair en endotheelletsel. ARDS wordt pathofysiologisch gekenmerkt door een afbraak van de alveolaire-capillaire barrière, wat resulteert in het instorten van de alveolaire ruimten. Het manifesteert zich klinisch door acute hypoxemie, bilaterale röntgeninfiltraten en verminderde longcompliantie. Uit een wereldwijd epidemiologisch onderzoek bleek dat ARDS voorkomt bij 10,4% van alle opnames op de intensive care. De sterfte op de intensive care en in het ziekenhuis bedroeg respectievelijk 35,3% en 40,0%. Bovendien vertonen ARDS-overlevenden vaak langdurige morbiditeit die het hart- en vaatstelsel, de zenuwen, de spieren en het centrale zenuwstelsel aantast. Deze statistieken stegen exponentieel tijdens de SARS-CoV-2-pandemie, wat leidde tot een ongekende overbelasting van de gezondheidszorgsystemen wereldwijd. Mechanische ventilatie is de belangrijkste ondersteunende therapie voor ARDS, maar kan ook de longen verder beschadigen, een fenomeen dat bekend staat als ventilatie-geïnduceerde longschade (VILI)7. De belangrijkste mechanismen die verantwoordelijk zijn voor VILI houden verband met alveolaire overdistensie (volutrauma) als gevolg van het gebruik van hoge teugvolumes, en het herhaaldelijk openen en sluiten van onstabiele longblaasjes (aelectrauma), voornamelijk als gevolg van onvoldoende positieve eindexpiratoire druk (PEEP). Het was echter pas eind jaren negentig toen de eerste klinische onderzoeken ongetwijfeld aantoonden dat de overleving van ARDS-patiënten kon worden verbeterd door hen met lagere teugvolumes te beademen, wat de relevantie van VILI voor de ARDS-resultaten onderstreepte. Bovendien veroorzaakt VILI een biologische reactie die wordt gekenmerkt door long- en systemische ontstekingen, evenals schade aan verre organen (biotrauma), wat verklaart waarom beschermende beademingsstrategieën orgaanfalen en overlijden kunnen voorkomen. Bij ARDS wordt een aanzienlijk deel van de longeenheden onstabiel, stort in en wordt uitgesloten van ventilatie.

Instorting verkleint de beluchte longgrootte, die lijkt op een "babylong". Bijgevolg accepteert alleen de "babylong" het teugvolume, waardoor deze vatbaar wordt voor overstrekking (overmatige belasting). Bovendien zijn longinfiltraten heterogeen verdeeld over het longweefsel, wat resulteert in een ongelijke verdeling van energie en krachten binnen het longparenchym, waardoor overdreven spanningen zich concentreren in de gezonde longblaasjes rond de focale collaps. Daarom zijn de twee belangrijkste beademingsstrategieën gericht op het voorkomen van VILI het verkleinen van het ademvolume om het volutrauma te verminderen; en het instellen van optimale PEEP-niveaus om atelektrauma, spanning en ongelijkmatige krachtverdeling te verminderen18. Hoewel de rol van een laag teugvolume bij de longbescherming onbetwist is19, blijft de rol van PEEP onduidelijk.

De rol van PEEP bij beschermende mechanische ventilatie PEEP wordt gedefinieerd als het handhaven van positieve druk bij de luchtwegopening aan het einde van de uitademing. Sinds de eerste beschrijving van ARDS in 1967 hebben Ashbaugh et al. merkte op dat PEEP hypoxemie bij ARDS-patiënten verbeterde. Dit effect houdt verband met het voorkomen van alveolaire collaps en het rekruteren van ingeklapte longgebieden, waardoor de intrapulmonale shunt wordt verminderd. Een ander opgemerkt effect van PEEP is echter de vermindering van de belangrijkste vermeende mechanismen van VILI: 1) het vergroten van de longgrootte van de baby door rekrutering van de longen (vermindering van longbelasting/stress) 2) het verminderen van het openings- en sluitingsmechanisme, waardoor onstabiele longblaasjes open blijven bij de einduitademing23, en 3) door een meer uniforme ventilatie te bevorderen, vermindert PEEP de inhomogeniteiten van de longen, en kan het ook helpen om stress en letsel op de grensvlakken tussen belucht en ingeklapt longweefsel te verminderen.

De bovengenoemde effecten zijn vooral merkbaar in de longen die gemakkelijk te rekruteren zijn. In minder rekruteerbare longen kan het risico op alveolaire overdistensie en VILI echter prominenter worden. In de afgelopen 50 jaar zijn er verschillende benaderingen ontwikkeld en geëvolueerd om het juiste niveau van PEEP te bepalen. Deze benaderingen varieerden van het gebruik van nul-eind-expiratoire druk (ZEEP) tot het implementeren van de super-PEEP-strategie (>25 cmH2O).

In 1995 voerde het ARDS Network van de National Institutes of Health de ARDSNet-proef uit. Deze proef introduceerde een tabel met PEEP- en FiO2-combinaties (fractie van ingeademde zuurstof), en had tot doel PEEP en FiO2 in afzonderlijke stappen aan te passen, waardoor een meer systematische benadering van PEEP-titratie tijdens ARDS-beheer werd geboden.

Deze aanpak is tot nu toe de meest gebruikte manier om PEEP in te stellen. De ontwikkeling ervan was echter vooral gericht op de behandeling van hypoxemie, maar niet op de overweging om VILI te vermijden. Het ARDS-netwerk erkende het belang van deze kwestie en ontwierp later een bijgewerkte PEEP/FiO2-tabel (ALVEOLI Trial), waarin PEEP-niveaus werden gebruikt die gemiddeld ongeveer 6 cmH2O hoger waren dan de niveaus voorgeschreven door ARDSNet. Sommige methodologische problemen belemmerden het verkrijgen van geldige conclusies over welke niveaus van PEEP beter waren voor ARDS.

In 2008 ontwikkelde de Canadian Critical Care Clinical Trials Group een soortgelijke PEEP/FiO2-tabel met hogere PEEP-niveaus. Dit protocol wordt "Lung Open Ventilation (LOV)" genoemd. Deze studie vergeleek deze nieuwe hoge PEEP-schaal met de klassieke ARDSNet lage PEEP-schaal bij 983 ARDS-patiënten. De gemiddelde PEEP-niveaus tijdens de eerste 72 uur van dit onderzoek waren respectievelijk 14,6 (3,4) versus 9,8 (2,7) cmH2O. Deze studie kon ook geen voordelen van een hoge PEEP met betrekking tot mortaliteit aantonen. Er zijn andere benaderingen om PEEP tijdens ARDS in te stellen, gebaseerd op het verbeteren van de longmechanica, zoals de EXPRESS-studie31 en andere. Ze brengen een grotere complexiteit met zich mee, en geen van beide heeft een overlevingsvoordeel aangetoond in gerandomiseerde gecontroleerde onderzoeken. Vanwege hun eenvoud en wijdverbreid gebruik blijven PEEP/FiO2-weegschalen de meest gebruikelijke methode voor het instellen van PEEP bij ARDS-patiënten. De optimale keuze voor de PEEP-schaal is momenteel echter onderwerp van discussie.

De drie grootste klinische onderzoeken naar benaderingen voor het instellen van PEEP tot nu toe (ALVEOLI, LOV en EXPRESS) omvatten vergelijkingen van uniforme hogere PEEP-strategieën versus lagere PEEP-strategieën. Specifiek vergeleken ALVEOLI- en LOV-onderzoeken hoge PEEP-schalen met de ARDSNet lage PEEP-schaal. Geen enkele vertoonde verschillen in sterfte tussen de onderzoeksgroepen. Meerdere redenen kunnen deze resultaten verklaren. Een belangrijk argument dat wordt gebruikt om dit te verklaren is dat de gunstige effecten van een hogere PEEP bij patiënten met een substantiële rekrutering mogelijk teniet zijn gedaan door nadelige effecten bij patiënten met een lage rekrutering, wat tot een algemeen nulresultaat zou hebben geleid. Wat betreft oxygenatie toonden de drie onderzoeken consistent een verbeterde oxygenatie aan in de hoge PEEP-groepen30,36. De naleving van het ademhalingssysteem vertoonde geen uniforme verbetering in deze onderzoeken. In een klinisch onderzoek met behulp van CT-beeldenanalyse hebben we waargenomen dat hoge PEEP-niveaus overdistensie veroorzaakten bij ARDS-patiënten die beademden met een teugvolume van 6 ml/kg8. Meer recentelijk hebben He en Cols met behulp van tomografie met elektrische impedantie aangetoond dat het verhogen van PEEP van ZEEP naar 12 cmH2O de rekrutering van de afhankelijke longregio's induceerde die geassocieerd zijn met overdistensie van de niet-afhankelijke longregio's. Deze bevindingen onderstrepen de heterogeniteit van de longmechanica onder en binnen ARDS-patiënten en benadrukken de noodzaak om onze instrumenten te verbeteren om beter het optimale niveau van PEEP voor elke patiënt te kunnen bepalen.

De besproken artikelen rapporteren geen resultaten met betrekking tot de hemodynamiek. Kleinere klinische onderzoeken hebben echter een schat aan informatie opgeleverd, die wijst op een toegenomen behoefte aan vasopressoren en het gebruik van intravasculaire expanders die gepaard gaan met hoge niveaus van PEEP. Onlangs had het ART-onderzoek tot doel twee verschillende strategieën voor het beheer van ARDS te vergelijken. De interventiegroep onderging intensieve longrecruteringsmanoeuvres en PEEP-titratie op basis van de beste therapietrouw van het ademhalingssysteem, terwijl de controlegroep een lage PEEP-strategie volgde op basis van de ARDSNet PEEP-schaal. Aan de studie namen 1010 ARDS-patiënten deel. Op de eerste dag was het PEEP-niveau 16,2 (15,9-16,6), versus 12 (11,7-12,3). cmH2O respectievelijk. Ondanks dat de interventiegroep een verbeterde plateaudruk liet zien (28 vs. 25 cmH2O, p<0,001), compliantie van het ademhalingssysteem (33 vs. 30 ml/cmH2O, p<0,001) en oxygenatie (PaO2/FIO2) (223 vs. 164, p<0,001), was er na 28 dagen een toename van de sterfte door alle oorzaken. Interessant is dat de interventiegroep meer vasopressoren nodig had gedurende het eerste uur na randomisatie, en er was een trend naar een positievere vochtbalans binnen de eerste dag, met 1,6 liter vergeleken met 1,3 liter in de controlegroep (p=0,06)41.

De ART-studie verschilt op bepaalde punten van ons voorstel, voornamelijk vanwege de krachtige rekruteringsmanoeuvres die zijn toegepast. Het is echter belangrijk om te benadrukken dat het gebruik van hoge PEEP-niveaus, zoals waargenomen in de interventiearmen van de ART-, LOV-, ALVEOLI- en ARDSNet-onderzoeken, een significante verbetering heeft aangetoond in ademhalingsproblemen die verband houden met ademhalingsinsufficiëntie, zoals verminderde ademhalingsproblemen. systeemcompliantie en hypoxemie. Niettemin heeft het geen positief effect op de relevante klinische resultaten laten zien en kan het in verband worden gebracht met het gebruik van vasopressoren en een verhoogde vochtretentie in het lichaam.

Cardiocirculatoire effecten van PEEP Hemodynamische effecten van PEEP zijn complex en hebben op meerdere manieren invloed op de individuele patiënt. Deze effecten kunnen worden onderverdeeld in drie hoofdaspecten42,43: 1) Een afname van de voorbelasting van het rechterventrikel: PEEP verhoogt de druk in het rechter atrium, waardoor de veneuze terugkeer wordt belemmerd. Naarmate de PEEP-niveaus geleidelijk toenemen, neemt de diameter van de onderste vena cava toe tijdens zowel inspiratie als expiratie, wat wijst op een toename van de transmurale druk en een afname van de veneuze return; 2) Een toename van de pulmonale vasculaire weerstand: PEEP leidt ook tot een toename van de afterload van het rechterventrikel (RV), waardoor de RV-ejectie van bloed tijdens de systole wordt tegengegaan, wat kan resulteren in een verhoogd RV-einddiastolisch volume, wat mogelijk de linkerventrikel (LV) aantast. stroomafwaarts.

Deze effecten zijn afhankelijk van verschillende factoren, zoals: rekrutering van de longen, hyperinflatie en hypoxische vasoconstrictie46,47; 3) Een afname van de linkerventrikeloutput en afterload: Het primaire effect van PEEP op de LV is afhankelijk van de vermindering van de veneuze return, wat leidt tot een verminderde LV-preload en cardiale output, enkele slagen na het verhogen van de PEEP. In de aanwezigheid van linkerventrikeldisfunctie kan de vermindering van de afterload gunstig zijn bij het verhogen van het hartminuutvolume en het verminderen van de zuurstofbehoefte van het myocard. Samenvattend kan worden gezegd dat bij patiënten met acuut longletsel een toename van de PEEP vaak een vermindering van de veneuze return en het hartminuutvolume veroorzaakt, wat leidt tot een daling van de gemiddelde arteriële druk. De toediening van intraveneuze vloeistoffen en/of vasoconstrictoren kan echter doorgaans het hartminuutvolume herstellen. De uiteindelijke gevolgen van deze opeenvolging van acties met betrekking tot abdominale veneuze congestie en weefselperfusie zijn echter nog niet volledig begrepen of duidelijk vastgesteld.

Hoewel de schadelijke effecten van PEEP op het cardiovasculaire systeem al tientallen jaren worden bestudeerd, hebben de gevolgen van de toenemende intrathoracale druk op aangrenzende intra-abdominale organen veel minder aandacht gekregen. Een van de redenen om deze leemte aan kennis te verklaren zou kunnen zijn dat het moeilijk is om de abdominale vasculaire stroming aan het bed te bestuderen. Deze ruimte is de afgelopen jaren opgevuld door het bredere gebruik en de gemakkelijke toegang tot doppler-echografieonderzoeken op de intensive care. Uit experimentele onderzoeken weten we dat PEEP een herverdeling van de bloedstroom naar de hersenen, het hart, de bijnieren en de darmen veroorzaakt; maar reduceert het tot lever, pancreas, maag. De totale nierdoorbloeding wordt relatief weinig beïnvloed; herverdeling van de intrarenale bloedstroom kan echter leiden tot nierdisfunctie. Vervolgens zullen we het effect van PEEP op de bloedstroom in de lever, nieren en darmen beoordelen. We besloten ons op deze drie organen te concentreren vanwege hun belangrijke rol in de orgaandisfunctie geassocieerd met ARDS.

• Hepatische bloedstroom: Fujita et al. toonden aan dat een verhoging van de PEEP van 5 naar 10 cmH2O een proportionele afname van de hepatische bloedstroom en het hartminuutvolume induceerde, zonder veranderingen in de gemiddelde arteriële druk. Bovendien nam de zuurstoftoevoer naar de lever af en nam ook de veneuze hemoglobineverzadiging in de lever af. De leverveneuze en portale veneuze druk nam toe met het niveau van PEEP, en opmerkelijk genoeg namen de leverafmetingen met 16-19% toe na toepassing van een PEEP van 10 cmH2O. Kredel et al. vergeleken in een model van ARDS bij varkens twee groepen dieren. In de ene groep gebruikten ze PEEP 5 cmH2O, en in de andere groep gebruikten ze rekruteringsmanoeuvres en hogere PEEP. Ze merkten op dat de interventionele groep hogere plasmatransaminasen, LDH en bilirubine vertoonde51. Brienza et al. beschreven een sterke associatie (OR 4,25; p=0,006) tussen MV plus PEEP en leverdisfunctie in een cohort van ernstig zieke patiënten. Onlangs hebben Huette et al. beschreef in een cohort van 144 hartchirurgiepatiënten de effecten van een progressieve toename van PEEP van 0 naar 15 in stappen van 5 cmH2O. Ze toonden aan dat de portale pulsatiliteitsindex, een echografische dopplermarker voor veneuze congestie, toenam van 9 naar 45%44 na het verhogen van de PEEP.
• Renale bloedstroom: De ontwikkeling van acuut nierletsel (AKI) is een belangrijke bepalende factor voor de morbiditeit op de intensive care en de langetermijnresultaten. PEEP wordt in verband gebracht met een vermindering van de nierperfusie en glomerulaire filtratie, waardoor de spiegels van antidiuretisch hormoon, plasmarenine en aldosteron stijgen. Deze veranderingen gaan gepaard met een vermindering van de natriurese en het vasthouden van water, veranderingen die kunnen bijdragen aan veneuze congestie. Onlangs hebben Geri G. et al. voerde een uitgebreid retrospectief cohortonderzoek uit onder IC-patiënten, waarbij zij een overtuigend verband observeerden tussen mechanische ventilatie (MV) en de verslechtering van de nierfunctie. Bovendien bleek uit het onderzoek dat positieve eindexpiratoire druk (PEEP) geassocieerd was met een afname van de nierfunctie bij MV-patiënten. Deze associatie werd, althans gedeeltelijk, toegeschreven aan nierveneuze congestie. De studie suggereert dat na het modelleren van de relatie tussen de gemiddelde arteriële druk, de centrale veneuze druk en PEEP deze bevindingen verder kunnen worden opgehelderd. Meer recentelijk hebben Dres et al. aangetoond dat een hoge PEEP geassocieerd was met een hogere incidentie van AKI en de noodzaak van nierfunctievervangende therapie in een cohort van COVID-19 ARDS-patiënten. Fogagnolo et al. bestudeerden 15 patiënten met COVID-19 ARDS, behandeld met hoge PEEP-niveaus (mediaan 14, IQR12-14), en evalueerden de renale bloedstroom met doppler-echografie. Ze observeerden een lineaire correlatie tussen PEEP-niveaus en de renale resistieve index (R2=0,31; p=0,03), terwijl de renale veneuze stroom niet langer continu was bij 71% van de patiënten.
• Intestinale bloedstroom: Lehtipalo et al. beoordeelden de darmperfusie in een model van gezonde varkens, met behulp van invasieve dopplermetingen. Ze observeerden dat de hepatosplanchnische bloedstroom (portale veneuze en superieure mesenteriale slagaderstroom) progressief afnam terwijl PEEP werd verhoogd van ZEEP naar 12 cmH2O. Deze bevindingen gingen gepaard met een parallelle toename van de O2-extractie. De auteurs observeerden hogere effecten van deze manoeuvre wanneer de abdominale perfusiedruk daalde tot onder de 50 mmHg60. Mechanische ventilatie met positieve druk belemmert ook de lymfedrainage van het interstitium naar het veneuze systeem en resulteert in interstitiële vochtretentie. Lattuada M et al. vergeleken in een varkensmodel van endotoxemie drie groepen (spontane ventilatie, PEEP 5 cmH2O en PEEP 15 cmH2O) en toonden aan dat het verhogen van PEEP proportioneel de lymfestroom uit de buik verminderde, lever- en darmoedeem deed toenemen, en wordt ook geassocieerd met hogere lever- en darmontstekingen. Zij stelden voor dat deze bevindingen te wijten zouden kunnen zijn aan een effect van PEEP dat de systemische capillaire lekkage vergroot en de abdominale lymfedrainage belemmert. Beschikbare gegevens uit experimentele settings suggereren dat PEEP extra effecten heeft op de buikorganen, als gevolg van de verminderde drukgradiënt tussen arteriële en veneuze systemen vanwege een verminderd hartminuutvolume en veneuze congestie door vermindering van de veneuze return. Deze bevindingen zijn in experimentele modellen in verband gebracht met toenemende O2-extractie, orgaandisfunctie en lokale ontsteking.

Het pathologische model van abdominale congestie dat uitgebreider is bestudeerd, is het model dat secundair is aan chronisch globaal hartfalen, wat leidt tot een verminderd hartminuutvolume, verhoogde vuldruk en vochtoverbelasting. Patiënten met chronisch hartfalen ontwikkelen visceraal oedeem en kunnen in ernstige gevallen evolueren tot cirrose, terminaal nierfalen en ernstige darmdysfunctie met verhoogde permeabiliteit voor endotoxine en bacteriën. Dit syndroom wordt aangevuld met een systemische ontstekingstoestand die kan samenwerken met de slechte prognose van deze patiënten. PEEP kan een vergelijkbare toestand teweegbrengen door een verhoogde vuldruk van het rechterhart, zelfs zonder RV-disfunctie of absolute hypervolemie. Bij patiënten met ARDS dragen verschillende factoren die verband houden met Starling-krachten bij aan de negatieve impact van veneuze congestie veroorzaakt door PEEP. Deze factoren omvatten verminderde oncotische druk, verhoogde vasculaire permeabiliteit als gevolg van ontsteking en verhoogde hydrostatische druk (vloeistoffen en transfusies). In ingekapselde organen zoals de lever en de nieren kan vochtophoping in het interstitium minder goed worden verdragen, omdat hun uitzetting beperkt is en het oedeem de perfusiestoornissen kan versterken. In termen van specifieke orgaanperfusie verhoogt veneuze congestie de post-capillaire druk. Als het hartminuutvolume door PEEP wordt verminderd, kan dit de precapillaire druk verlagen. Het evenwicht tussen beide factoren is cruciaal voor effectieve orgaanperfusie, en wanneer deze verstoord wordt, kan orgaandisfunctie optreden. Doppler-echografie (US) vormt een effectief en niet-invasief middel voor het evalueren van de arteriële en veneuze abdominale vasculatuur, en stelt artsen in staat de orgaanspecifieke bloedstroom te beoordelen. Doppler US is klassiek gezien een eerstelijnsinstrument geweest om de arteriële kant van de bloedsomloop te beoordelen. De laatste jaren heeft dit instrument aan belang gewonnen in de functionele studie van het abdominale veneuze systeem. Wanneer vloeistof- of drukoverbelasting resulteert in de uitzetting van de onderste vena cava, worden de drukvariaties in het rechter atrium tijdens de hartcyclus via het niet-flexibele veneuze systeem doorgegeven aan de endorganen. Om dit aan te pakken is een scoresysteem ontwikkeld, de Venous Excess Ultrasound (VExUS)-score. Deze score combineert de evaluatie van meerdere veneuze Doppler-signalen, waaronder de inferieure vena cava, leverader, poortader en nierader; en is gevalideerd in een cohort van patiënten die een hartoperatie ondergaan. In deze studie waren de aanwezigheid van zowel pulsatiliteit van de portale stroom als verandering van de intrarenale stroom onafhankelijk geassocieerd met daaropvolgende AKI. Bovendien is VExUS positief gecorreleerd met de druk in het rechter atrium in de algemene bevolking (R2=0,68)73, met de respons op diuretica, en met de ontwikkeling van AKI bij patiënten met acuut coronair syndroom; voert momenteel een klinische studie uit om het effect van reanimatie bij veneuze congestie na sepsis-reanimatie te beoordelen.

Echografie-elastografie is een niet-invasieve beeldvormingstechniek die de stijfheid of elasticiteit van weefsels meet met behulp van ultrasone golven. Het biedt een kwantitatieve beoordeling van de weefselstijfheid, wat nuttig kan zijn bij het evalueren van verschillende lever- en nierziekten. In deze lijn toonden Kashani et al. aan dat ultrasone oppervlaktegolf-elastografie goed gecorreleerd is met transkathetermeting van de intracapsulaire druk in de nieren. Dit instrument heeft veel klinische toepassingen bij de beoordeling en karakterisering van een verscheidenheid aan acute en chronische aandoeningen en kan de ernst van nierfibrose weerspiegelen81. Onlangs is aangetoond dat nier-elastografie schade aan nierweefsel bij patiënten met levercirrose eerder kan detecteren dan veranderingen die tijdens routinematig laboratoriumonderzoek worden vastgesteld (bijvoorbeeld plasmacreatinine). Leverstijfheid bepaald door elastografie is gecorreleerd met de mate van levercongestie in experimentele modellen van inferieure cava-aderklemming en met histopathologische observaties. Recentelijk is er ook gesuggereerd dat er een rol speelt bij de schatting van RAP en de respons op diuretica door middel van de beoordeling van leverstijfheid84. Leverelastografie is ook gecorreleerd met de mate van perifeer oedeem85. In de klinische omgeving wordt leverelastografie routinematig gebruikt bij de beoordeling van leverfibrose en -ontsteking door diverse aandoeningen zoals cirrose en hepatitis. Onlangs heeft onderzoek met behulp van echografie-elastografie bij longoedeem een ​​goede correlatie aangetoond met de vermindering van longoedeem na het induceren van diurese.

Integratie van PEEP-instelling, abdominale veneuze congestie, oedeem en orgaandisfunctie Samenvattend is PEEP een fundamenteel hulpmiddel voor de behandeling van ARDS-patiënten; het verbetert de oxygenatie en vermindert in experimentele omstandigheden de mogelijkheid om VILI te ontwikkelen. Deze voordelen hebben zich echter niet vertaald in significante verbeteringen in relevante klinische resultaten, zoals verminderde mortaliteit of duur van mechanische beademing. Er is niet één regel om PEEP in te stellen, en artsen gebruikten over het algemeen hoge of lage niveaus van PEEP op basis van persoonlijke voorkeuren, waarbij ze de voordelen (zuurstofvoorziening, longbescherming en mechanica) en de nadelige effecten zoals alveolaire overdistensie en hemodynamische effecten tegen elkaar afwegen. PEEP kan het hartminuutvolume verminderen en abdominale veneuze congestie veroorzaken door een beperking van de veneuze terugkeer naar de thorax. Bij chronisch hartfalen kan veneuze congestie in de buik leiden tot ernstig organisch falen zoals cirrose en terminaal nierfalen, waardoor een systemische ontstekingstoestand wordt bevorderd die kan samenwerken met de schadelijke effecten van hartfalen, waardoor de complicaties toenemen en de prognose van deze patiënten verslechtert.

Op basis van de blootgelegde argumenten rijst de vraag of de potentiële voordelen van het gebruik van hoge niveaus van PEEP, vooral op longniveau, kunnen worden tenietgedaan door mogelijke nadelige effecten op organen die zich buiten de thorax bevinden. Daarom veronderstellen we dat het gebruik van hoge niveaus van PEEP, vergeleken met lage niveaus van PEEP, de abdominale veneuze congestie, visceraal oedeem en orgaandisfunctie aanzienlijk verhoogt bij patiënten met matige tot ernstige ARDS. Om deze vraag te beantwoorden, hebben we een gerandomiseerde cross-over klinische studie ontworpen, waarin we het effect van PEEP als generator van abdominale veneuze congestie, oedeem en orgaandisfuncties gedurende een periode van 12 uur zullen evalueren. Met dit type onderzoek kunnen we het effect van elke interventie beoordelen binnen hetzelfde onderwerp als hun eigen controlegroep, wat ons een grotere efficiëntie oplevert bij het vergelijken van de effecten. We verwachten in de nabije toekomst patiënten die een risico lopen op abdominale complicaties als gevolg van PEEP beter te kunnen identificeren.

Hypothese:

Het gebruik van hoge niveaus van PEEP, vergeleken met lage niveaus van PEEP, verhoogt de abdominale veneuze congestie, visceraal oedeem en orgaandisfunctie aanzienlijk bij patiënten met matige tot ernstige ARDS.

Algemene doelstelling:

Om het effect van het toepassen van hoge en lage PEEP-niveaus op de ademhalingsmechanica, hemodynamiek en abdominale veneuze congestie, visceraal oedeem en orgaandisfunctie te vergelijken bij patiënten met matige tot ernstige ARDS.

Specifieke doelstelling:

1. Correleer de impact van hoge en lage PEEP-niveaus op de cardiorespiratoire fysiologie met de mate van abdominale veneuze congestie. Experimentele opzet: Gedurende het hele onderzoek zullen we een uitgebreide fysiologische en klinische beoordeling uitvoeren, waarbij de nadruk ligt op de hemodynamiek, ademhalingsmechanica en gasuitwisselingsparameters. We zullen voortdurend de mechanica van de longen en het ademhalingssysteem registreren (ademhalingscompliantie, longcollaps en overdistensie, potentieel voor rekrutering aan het bed, EIT-ventilatiedistributie, volumetrische capnografie en ABG's), en een volledige hemodynamische beoordeling (echocardiogram, invasieve arteriële en centrale veneuze druk, en markers van weefselperfusie (lactaat, centrale veneuze verzadiging en veno-arteriële CO2-gradiënt) om zowel hun trend als absolute waarden te analyseren. Dit zal ons in staat stellen inzicht te krijgen in de impact van deze verschillende PEEP-strategieën op de cardiorespiratoire fysiologie van de patiënt, om te integreren met de mate van veneuze congestie.
2. Meten van het effect van hoge en lage PEEP-niveaus op abdominale veneuze congestie en visceraal oedeem. Experimentele opzet: Om de bloedstroom in de veneuze en arteriële abdominale circulatie uitgebreid te analyseren, zullen we oppervlakte-Doppler-echografie gebruiken. Onze primaire focus zal liggen op de veneuze circulatie, waarbij gebruik wordt gemaakt van het VExUS-protocol. We zullen deze parameter regelmatig om de 4 uur beoordelen, en aan het einde van elke periode van 12 uur zullen we een grondige echografische analyse uitvoeren van zowel het arteriële als het veneuze systeem, en zullen we tekenen van visceraal oedeem beoordelen. Tijdens deze beoordelingen zullen we gegevens verzamelen voor daaropvolgende offline analyse van golfvormpatronen, waardoor we veranderingen in de veneuze stroomsnelheid, richting en weerstand tegen stroming kunnen identificeren. Daarnaast zullen we sequentiële evaluaties van voorbijgaande elastografie gebruiken om veranderingen in lever- en nierweefsel geassocieerd met oedeem en congestie te bepalen.
3. Bepaal het effect van abdominale veneuze congestie op nier-, lever- en darmstoornissen.

Experimenteel ontwerp: We zullen achtereenvolgens de plasmaspiegels van specifieke markers beoordelen en vergelijken die geassocieerd zijn met de nieren (N-Gal, Cyst-C, creatinine, bloedureumstikstof, ADH, renine, aldosteron), lever (bilirubine, AST, ALT, alkalische fosfatasen en gamma-glutamyltranspeptidase) en darmdysfunctie (zonuline-, calprotectine- en endotoxineniveaus in het plasma). Daarnaast zullen we enkele van de markers voor nierfunctiestoornissen achtereenvolgens in urine en urinesediment monitoren om vroege veranderingen in de tubulaire functie te detecteren. Verder zullen we de reactie van de renine-angiotensine-aldosteron-as op de hemodynamische veranderingen onderzoeken.

Wetenschappelijke of technologische nieuwigheid van het voorstel Traditioneel heeft de impact van PEEP op het cardiovasculaire systeem zich geconcentreerd op de hartfunctie (zowel rechts als links), en het wordt als goed verdragen beschouwd als de macrohemodynamiek (bijvoorbeeld de systemische bloedstroom en bloeddruk) behouden blijft. binnen klinisch aanvaardbare grenzen. Deze aanpak kan echter als onvolledig worden beschouwd, omdat het gebruik van hoge PEEP-niveaus het hele systeem beïnvloedt, dat zich moet aanpassen aan ongebruikelijke drukbereiken, wat resulteert in herverdeling van de stroom en subdiafragmatische veneuze congestie. In deze studie stellen we voor om deze kennislacune op te vullen door ons te concentreren op de effecten van PEEP op de veneuze circulatie, perfusie en de functie van de buikorganen. Ons doel is om fysiologische elementen te onthullen die helpen begrijpen waarom, ondanks de consequente verbetering van de oxygenatie en de ademhalingsmechanismen, het gebruik van hoge PEEP-niveaus geen verbeterde klinisch relevante resultaten heeft opgeleverd, zoals sterfte of verblijfsduur. Vooruitkijkend, en afhankelijk van onze resultaten, kunnen we overwegen om PEEP niet alleen te reguleren op basis van respiratoire uitkomsten of cardiopulmonale interactie, maar ook vanuit een thoraco-abdominaal perspectief. Vanuit technologisch oogpunt is dit voorstel innovatief omdat het de klinische en echografische monitoring van de abdominale circulatie en visceraal oedeem introduceert. Voor deze doeleinden zullen we het VExUS-systeem gebruiken, dat eerder gevalideerd is bij de evaluatie van patiënten na een hartoperatie, maar nooit bij de monitoring van ARDS-patiënten. Als we aantonen dat VExUS nuttig is bij deze evaluatie, kunnen we een nieuwe niet-invasieve hemodynamische monitoringmethode voor ARDS-patiënten voorstellen.