Effecten van een eindinspiratoire pauze op de ventilatie

Verlaging van het teugvolume (VT) tot 6 ml/kg genormaliseerd op het voorspelde lichaamsgewicht (PBW) en drukbeperking tot 15 cmH20 zijn essentiële beademingsstrategieën die een positieve invloed hebben op de klinische uitkomsten van patiënten met het acute respiratoire distress syndroom (ARDS). Onlangs is mechanische kracht ook in verband gebracht met door beademing geïnduceerde longschade (VILI) en geassocieerd met sterfte, voornamelijk vanwege de dynamisch-elastische effecten ervan. Ondanks het gebruik van deze lage VT-strategieën is het echter mogelijk VILI te ontwikkelen bij matige tot ernstige ARDS-patiënten, vooral wanneer de rijdruk de vastgestelde veiligheidslimieten voor longbescherming overschrijdt. In deze situaties wordt een VT van minder dan 6 ml/kg PBW aanbevolen, maar een verhoging van de ademhalingsfrequentie (RR) is vereist om de bijwerkingen van secundaire hypercapnie (PaCO2-niveaus hoger dan 45 mmHg) tegen te gaan. De RR die nodig is om dit doel te bereiken is op zijn beurt minstens 25 ademhalingen/min, ook al wordt vaak een milde mate van hypercapnie geaccepteerd. Toch kan mechanische beademingsprogrammering met hogere RR per minuut longweefselontsteking bevorderen en in verband worden gebracht met nadelige gevolgen bij ARDS.

Bij ARDS is het dus een uitdaging om een ​​gecombineerde strategie van ademvolume (VT) en ademhalingsfrequentie RR-reductie vast te stellen, aangezien het grootste probleem een ​​toename van de partiële druk van kooldioxide (PaCO2) en verslechtering van de ademhalingsefficiëntie is, waarvan de omvang gekoppeld aan de ernst van de ziekte. Om deze reden zijn er enkele niet-invasieve strategieën beschikbaar om hypercapnie te verminderen en het vermogen van de longen om CO2 te verwijderen te verbeteren. Onder hen is het de moeite waard om de eindinspiratiepauze (EIP) te benadrukken. Deze strategie heeft zijn nut bewezen bij het vergroten van de CO2-klaring door het verbeteren van de gemiddelde tijd die aan ingeademd gas wordt besteed voor distributie en diffuse vermenging in de longen. Niettemin is de rol van EIP als onderdeel van een beschermende ventilatiestrategie die de VT- en RR-reducties combineert onbekend.

Daarom veronderstellen we dat het toevoegen van een eindinspiratoire pauze (EIP) de CO2-uitademing verbetert en dat een dergelijk effect een afname van de VT en RR mogelijk maakt voor meer longbeschermende doeleinden. Het hoofddoel van deze studie is dus het evalueren van de effecten van een EIP op de dode ruimte van Bohr (VDBohr/VT) en PaCO2 in combinatie met een VT en de RR-reductie in ARDS. Het secundaire doel is het evalueren van de ventilatiestrategie op luchtverdeling en homogeniteit door middel van elektrische impedantietomografie.

Patiëntenselectie Patiënten ≥18 jaar met milde, matige en ernstige ARDS tot 5 dagen mechanische beademing. Patiënten moeten onder diepe sedatie en neuromusculaire verlamming zijn. Patiënten met hemodynamische instabiliteit, acuut hartfalen, eerdere chronische luchtwegaandoeningen en variaties in de slokdarmtemperatuur hoger dan 0,5 °C in de afgelopen 2 uur worden uitgesloten.

Instellingen voor mechanische ventilatie op baseline Mechanische ventilatie op baseline wordt geprogrammeerd in volumegecontroleerde modus met een Servo-i (Maquet, Solna, Zweden) en de volgende parameters: een VT van 7 ml/kg-PBW, een RR aangepast om een ​​arteriële ventilatie te garanderen. pH groter dan 7,30 en geen intrinsieke positieve eind-expiratoire druk (PEEP), een inspiratoire insufflatietijd van 0,6 seconden, een inspiratoire: expiratoire (I: E) verhouding van 1:2, en geen EIP. De eindexpiratoire transpulmonale druk zal aan het begin van het onderzoek worden bepaald door middel van elektrische impedantietomografie. De PBW werd als volgt berekend: 50+ [0,91 *(hoogte in cm-152,4)] voor mannen en 45,5+ [0,91* (hoogte in cm-152,4)] voor vrouwen. Bij alle deelnemers zal actieve bevochtiging worden toegepast, en comprimeerbare volumecompensatie werd uitgevoerd in elke gebruikte mechanische ventilator voordat het protocol werd gestart.

Ademhalingsmechanica Luchtwegdruk, slokdarmdruk en gasstroom zullen continu worden gemeten door een proximale pneumotachograaf (MBMED, Buenos Aires, Argentinië). Gegevens worden gedownload op een tweede laptop na een juiste kalibratie van de flow- en druksensoren. De ademhalingsdruk wordt bepaald als plateaudruk minus de totale PEEP (PEEPTOT = externe PEEP + intrinsieke PEEP) en de compliantie van het ademhalingssysteem als Crs = VT/Pplat-PEEPTOT.

De ademhalingsmechanica werd offline berekend met behulp van specifieke software, het elastisch-dynamische vermogen werd berekend volgens het onderzoek van Costa et al., en de minuutventilatie werd geïndexeerd door PBW.

Volumetrische capnografie Verlopen CO2 wordt gemeten door een infrarood mainstream-sensor (Capnostat 5®; VS) en geïntegreerd in een monitor (MBMed CO2-module). Volumetrische capnogrammen werden automatisch gereconstrueerd met behulp van MATLAB® (Natick, MA, VS), waarmee ventilatieanalyse in volumetrische capnogrammen mogelijk is met behulp van een wiskundig algoritme dat het teugvolume aanpast aan de uitgeademde CO2. De volgende parameters werden geregistreerd: de fractie dode ruimte van de luchtwegen (VDaw/VT), VDBohr/VT, index van de gasuitwisseling (VDEnghoff/VT), CO2-eliminatie per ademhaling (VTCO2,br), alveolaire minuutventilatie, de fractie uitgeademde CO2 (FECO2), minuuteliminatie van CO2 (VTCO2,br * RR), end-tidal CO2 en de gemiddelde alveolaire partiële druk van CO2 (PACO2).

Het capnogram in fase III (SIII) wordt genormaliseerd (SnIII) ​​door de FECO2 van de overeenkomstige expiratiecyclus. SnIII maakt een vergelijking mogelijk van hellingen uit ademhalingen met verschillende CO2-uitscheidingssnelheden, die naar verwachting zouden optreden tijdens wijzigingen in de instelling van de VT of RR. Alveolaire minuutventilatie wordt berekend met behulp van de formule: alveolaire ventilatie * RR geïndexeerd door PBW. De ventilatie-efficiëntie wordt gedefinieerd als de relatie tussen alveolaire ventilatie per minuut en minuutventilatie.

De flowsensor wordt automatisch aangepast aan de waarden die zijn vastgelegd met de conversiefactor Body Temperature & Pressure Saturated (BTPS) om het uitgeademde luchtvolume te bepalen.

Elektrische impedantietomografie

Er zal een riem met 16 elektroden in het midden van de thoracale regio worden geplaatst en de continue longimpedantie zal worden beoordeeld door middel van elektrische impedantietomografie (EIT) (Dräger Medical Systems, VS). Er zal een offline analyse van EIT-gegevens worden uitgevoerd en de volgende parameters worden berekend:

• De inhomogeniteit van de longen wordt bepaald door de globale inhomogeniteitsindex (GI), die de homogeniteit van de getijdenvolumeverdeling kwantificeert door middel van kwantitatieve longpixelimpedantiespreiding.
• De regionale ventilatieverdeling wordt beoordeeld aan de hand van de impedantieverhouding (IR), een parameter voor het bepalen van de luchtverdeling in de afhankelijke en niet-afhankelijke regio's. Een IR > 1 vertegenwoordigt een overheersing van de ventrale distributie, terwijl een IR < 1 voornamelijk een dorsale distributie vertegenwoordigt. In het kort komt het ventrale gebied overeen met interessegebieden 1 en 2, en het dorsale gebied komt overeen met interessegebieden 3 en 4.
• Getijdenvariatie van impedantie (TVI) vertegenwoordigt impedantieverandering die wordt gegenereerd door ingeademd gas tijdens een ademhalingscyclus.
• Eindexpiratoire longimpedantie (EELI) komt overeen met de impedantiewaarde aan het einde van de uitademing.

Protocol Alle patiënten zullen in een semi-liggende positie op 40 graden liggen, en voordat het onderzoek wordt gestart, moet een periode van stabilisatie van 60 minuten worden voorgeschreven. De PEEP- en insufflatietijdinstellingen worden gedurende het hele onderzoek constant gehouden. Om veiligheidsredenen hebben we vooraf gedefinieerd dat het protocol op elk moment kan worden stopgezet in het geval van significante veranderingen in de systemische hemodynamiek en/of respiratoire acidose (pH ≤ 7,25 en PaCO2 ≥ 60 mmHg).

Bij opname werden de volgende gegevens verzameld: demografische variabelen (leeftijd, geslacht, lengte), acute fysiologie en chronische variabelen.

Opeenvolgende protocolstappen

• Stap I: Teugvolume (VT) 7 ml/kg-PBW, met constante positieve einduitademingsdruk (PEEP), ademhalingsfrequentie (RR) en insufflatietijd (0,6 sec), zonder toevoeging van een eindinspiratiepauze (EIP) . inspiratoire: expiratoire (I:E) verhouding van 1:2. 60 minuten lang.
• Stap II: VT 5 ml/kg-PBW met constante PEEP, RR en insufflatietijd (0,6 sec) zonder toevoeging van een eindinspiratiepauze (EIP). I:E-verhouding van 1:2. 60 minuten lang.
• Stap III: EIP zal worden geconfigureerd om een ​​I:E-verhouding van 1:1 te bereiken, waarbij de insufflatietijd constant wordt gehouden op 0,6 sec en de VT op 5 ml/kg-PBW. PEEP en RR zullen niet worden gewijzigd ten opzichte van de basisomstandigheden. 60 minuten lang.
• Stap IV: De RR wordt met 20% verlaagd, waarbij de VT op 5 ml/kg-PBW constant blijft. De opblaastijd wordt op 0,6 sec gehouden en de I:E-verhouding was gelijk aan 1:1; bijgevolg zal het EIP opnieuw worden verlengd. 60 minuten lang.

Er wordt volumetrische capnografie opgenomen en er wordt een offline analyse uitgevoerd op basis van de gemiddelde waarde van de laatste 40 ademhalingen. Gasuitwisselingsmetingen werden ook uitgevoerd aan het einde van elke fase met behulp van een conventionele bloedgasanalysator (GEM® 4000, Instrumentation Laboratory, Lexington, VS). Hemodynamische variabelen en pulsoximetrie zullen continu worden gemonitord (Multiparameter Spacelabs 91393). Om de invloed van variaties in het hartminuutvolume op de CO2-dynamiek te identificeren, zal minimaal invasieve monitoring van het hartminuutvolume worden geïnstalleerd (Edwards Lifesciences, VS). Indien nodig zal een norepinefrine-infuus worden gebruikt om de gemiddelde arteriële druk rond de 65 mmHg te houden, en tijdens het protocol werd geen vloeistofbolus toegediend.

Statistische analyse De Shapiro-Wilk-test zal worden uitgevoerd om de verdeling van continue variabelen te bepalen, die, indien van toepassing, zal worden uitgedrukt als gemiddelde, standaarddeviatie of mediaan en interkwartielbereik. De niet-parametrische test van Friedman, de Wilcoxon matched-pairs Signed-Rank-test en de post-hocvergelijkingen van Dunn zullen worden uitgevoerd om meerdere variabelen te vergelijken.

Een tweezijdige p-waarde van minder dan 0,05 werd als statistisch significant beschouwd.