Kombinert høyfrekvent oscillasjon og luftrørsgassinsufflasjon for alvorlig akutt respiratorisk distress-syndrom

MÅL OG UNDERLIGGENDE HYPOTESE

Høyfrekvent oscillasjon (HFO) har gunstige fysiologiske effekter ved akutt respiratorisk distress syndrom (ARDS) [1-4]. En nylig randomisert kontrollert studie av HFO versus konvensjonell mekanisk ventilasjon (CMV) med tradisjonelle tidevolum (10,1± 2,8 mL•kg-1 spådd kroppsvekt) rapporterte en trend mot redusert 30-dagers dødelighet i HFO-armen (37 % versus 52 % i CMV-gruppen; P = 0,10) [3]. Til dags dato har ikke HFO blitt sammenlignet med CMV med lave tidalvolum (6,2 ± 1,1 mL•kg-1 spådd kroppsvekt) i ARDS [5], med hensyn til respiratorisk fysiologi og klinisk forløp.

Hovedmekanismene for gassutveksling under CMV er bulkkonveksjon og diffusjon. [4, 6]. Trakeal gass insufflation (TGI) fremmer CO2-eliminering under CMV [7-9]. Under HFO omfatter ytterligere gassutvekslingsmekanismer asymmetriske hastighetsprofiler, Taylor-dispersjon/turbulens, kardiogen blanding, pendellufteffekt og kollateral ventilasjon [4, 6].

Vi har nylig vist at hos pasienter med moderat til alvorlig primær ARDS, forbedrer HFO kombinert med TGI (HFO-TGI) oksygenering betydelig i forhold til både standard HFO og CMV i henhold til ARDS-nettverksprotokollen [5, 10]. Gjennomsnittlig luftveistrykk (mPaw) ble satt til 1 cm H2O over punktet for maksimal krumning (PMC) til ekspirasjonstrykkvolumkurven. Under HFO-TGI er det sannsynligvis mulig å redusere mPaw, samtidig som man oppnår PaO2 og perifer oksygenmetning (SaO2) mål som ligner de som er satt av ARDS nettverksprotokollen [5]. Dette kan resultere i reduserte og ikke-traumatiske ventilasjonstrykk under HFO-TGI. Videre, hvis HFO-TGI-relaterte gassutvekslingsfordeler opprettholdes under post-HFO-TGI CMV [10], kan en reduksjon av ventilasjonstrykket i forhold til pre-HFO-TGI CMV også være mulig. Bruk av redusert ventilasjonstrykk kan imidlertid minimere respiratorassosiert lungeskade. I denne studien vil vi teste hypotesen om at HFO-TGI kan forbedre respirasjonsfysiologien og det kliniske forløpet til pasienter med alvorlig ARDS.

METODER Pasienter

Protokollen er godkjent av Vitenskapskomiteen ved Evaggelismos sykehus. Det vil bli bedt om informert samtykke fra pårørende til pasienter som er kvalifisert for deltakelse. Kvalifiserte pasienter bør oppfylle kriteriene: 1) tidlig (diagnose etablert i løpet av de foregående 72 timer) ARDS i henhold til American-European Consensus Conference Criteria [11]; 2) alvorlige oksygeneringsforstyrrelser {definert som PaO2/inspirert oksygenfraksjon (FiO2) < 150 mm Hg}, mens ventilert med et positivt endeekspirasjonstrykk (PEEP) på ≥ 8 cm H2O (kriterium for alvorlig ARDS); 3) alder 18-75 år, kroppsvekt > 40 kg, og fravær av a) alvorlig luftlekkasje (dvs. > 1 brystrør per hemithorax med vedvarende luftlekkasje i > 72 timer); b) systolisk arterielt trykk på < 90 mm Hg mens du mottar væske og noradrenalin ved ≥ 0,5 μg/kg/min; c) betydelig hjertesykdom (dvs. ejeksjonsfraksjon < 40 %, historie med lungeødem og aktiv koronar iskemi eller hjerteinfarkt); d) signifikant kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS) eller astma [10]; e) intrakranielle abnormiteter som forårsaker ukontrollerbar intrakraniell hypertensjon; f) kronisk interstitiell lungesykdom assosiert med bilaterale lungeinfiltrater; g) lungebiopsi eller reseksjon ved nåværende innleggelse; h) tidligere lunge- eller benmargstransplantasjon, eller tilstedeværelse av immunsuppresjon; i) manglende evne til å avvenne fra utsatt posisjon eller inhalert nitrogenoksid; k) graviditet eller sykelig overvekt (dvs. kroppsmasseindeks > 40 kg/m2); og l) påmelding til en annen intervensjonsstudie. Pasientovervåking vil inkludere elektrokardiografisk ledning II, hemodynamikk og SaO2. Dyp sedasjon/nevromuskulær blokade vil bli brukt som tidligere beskrevet [10, 12].

CMV-strategi I 37-sengers intensivavdeling (ICU) på Evaggelismos sykehus, brukes rutinemessig en respiratorstrategi som ligner på ARDS-nettverksprotokollen. Følgelig, før randomisering, vil pasienter allerede være ventilert (Siemens 300C ventilator; eller Galileo Gold, Hamilton Medical) med en av nettverksprotokollens tillatte kombinasjoner av FiO2 og PEEP [5]. Administrerte tidalvolumer vil være 5,5-7,5 mL•kg-1 antatt kroppsvekt, ventilasjonshastighet (f.eks. 20-35•min-1) vil bli justert slik at pHa holdes innenfor 7,20-7,45; varighetsforholdet mellom inspirasjon og utløp vil være 1:1 til 1:3; og målplatåets inspirasjonstrykk vil være ≤ 30-35 cm H2O. Oksygeneringsmålene vil være PaO2 = 55-80 mm Hg eller SaO2 = 88-95%.

Randomisering Pasienter vil bli tilfeldig fordelt til enten CMV-gruppen eller HFO-TGI-gruppen. CMV-gruppepasienter vil fortsette å motta CMV som beskrevet ovenfor. I HFO-TGI-gruppen, 30 minutter før HFO-TGI-initiering, vil en inspiratorisk og en ekspiratorisk trykkvolumkurve bli konstruert fortløpende med den lineære trykkrampeteknikken (når det er klinisk mulig [10, 13].

HFO-TGI-strategi Sensormedics 3100B-ventilatoren [10] vil kobles til endotrakealtuben. Også et tynt Vygon TGI-kateter {intern / ekstern diameter = henholdsvis 1,0 / 2,0 mm [10]} vil bli introdusert i endotrakealtuben. TGI-kateterspissen plasseres 0,5-1 cm utenfor endotrakealtubespissen. Den proksimale enden av TGI-kateteret vil være koblet til en O2-strømningsmåler. Innledende HFO-innstillinger vil være som følger: 1) FiO2 = 100 %, senere titrert mot FiO2 til forrige CMV; 2) forspenningsstrøm = 30 L•min-1; 3) oscillasjonsfrekvens = 4,0-5,0 Hz; 4) oscillerende trykkamplitude = aritmetisk PaCO2-verdi under foregående CMV + 20-30 cm H2O, maksimal akseptabel verdi = 95-100 cm H2O [10]; 5) inspiratorisk til ekspiratorisk tidsforhold = 1:2; og 6) mPaw justert slik at gjennomsnittlig luftrørstrykk = 2-3 cm H2O over gjennomsnittlig luftrørstrykk for den foregående CMV (tilsvarer en HFO mPaw på 9-10 cm H2O over den foregående CMV-mPaw). Seksti til 120 sekunder etter HFO-initiering, vil en rekrutteringsmanøver utføres ved å sette HFO-kretsen under trykk på 40-45 cm H2O i 20-30 sekunder med oscillatorstempelet av. HFO vil da bli gjenopptatt, en 3-5 cm H2O endotracheal tube cuff-lekkasje vil bli plassert. Umiddelbart etterpå vil kontinuerlig foroverskyv TGI (flow = 50 % av minuttventilasjonen til forrige CMV [10]) legges over HFO. mPaw-kontrollknappen vil da bli justert for å returnere mPaw til den opprinnelig innstilte verdien. Femten minutter deretter vil arteriell blodgassanalyse bli utført og oscillerende trykkamplitude og oscillasjonsfrekvens vil bli justert, for å oppnå en PaCO2 på < 10-15 mm Hg over PaCO2 til den foregående CMV og for å holde pHa > 7,20. Etter ytterligere 30-60 minutter vil blodgassanalysen gjentas, og deretter vil mPaw reduseres gradvis (estimert reduksjonshastighet: 0-1 cm H2O•h-1) mot et målmiddeltrykk i luftrøret på opptil 2-3 cm H2O lavere enn gjennomsnittlig luftrørstrykk for den foregående CMV (tilsvarer en HFO mPaw på 3-4 cm H2O over forrige CMV mPaw). Deretter vil TGI avvikles og standard HFO fortsettes i 30 min. De ovennevnte justeringene bør tillate opprettholdelse av SaO2 = 88-95 % eller PaO2 = 55-80 mm Hg og av det ovenfor beskrevne mål PaCO2/pHa.

Retur til CMV vil bli vurdert ved følgende HFO-innstillinger: mPaw justert slik at HFO-gjennomsnittlig luftrørstrykk = opptil 2-3 cm H2O lavere enn luftrørstrykket til forrige CMV (tilsvarer en HFO mPaw på 3-4 cm H2O over forrige CMV mPaw); Fi02 = Fi02 av foregående CMV; og TGI = 0 L•min-1. CMV vil bli gjenopptatt og videreført, forutsatt at PaO2/FiO2 opprettholdes ved ≥ 150 mm Hg ved en PEEP på ≥ 8 cm H2O. Retur til HFO-TGI vil anses som nødvendig hvis PaO2/FiO2 etter 12-16 timer med CMV er < 150 mm Hg ved en PEEP på ≥ 8 cm H2O. I HFO-TGI-gruppen vil pasienter motta gjentatte daglige økter med HFO-TGI til de ikke lenger tilfredsstiller det alvorlige ARDS-kriteriet under CMV i > 24 timer. Forutsagt minimumsvarighet for HFO-TGI-økter er 6 timer. For HFO-TGI-gruppemedlemmer vil total HFO-TGI-varighet være > 12 timer.

Rekrutteringsmanøvrer:

Rekrutteringsmanøvrer (med kontinuerlig positivt luftveistrykk på 40-50 cm H2O og en varighet på 20-30 sekunder) vil bli utført som følger:

I HFO-TGI-gruppen vil rekrutteringsmanøvrer bli utført ved starten og 3 timer etter starten av hver HFO-TGI-sesjon, og rett før retur til CMV. I CMV-gruppen vil det utføres > 3 rekrutteringsmanøvrer (en hver 3. time; første manøver kl. 9:00) daglig. I begge gruppene vil rekrutteringsmanøvrer fortsette som en del av den tidlige intervensjonsperioden i studieprotokollen inntil oppløsning av alvorlig ARDS (hvis oppnådd) eller død.

Avvenning fra CMV:

Avvenning fra CMV vil skje ved trykkstøttet ventilasjon når en PaO2 på ≥ 60 mm Hg kan opprettholdes ved en FiO2 på ≤ 50 % og en PEEP på ≤ 8 cm H2O.

Datainnsamling Data om demografiske, fysiologiske og radiografiske egenskaper, sameksisterende forhold og medisinering vil bli registrert innen 4 timer før randomisering. Fysiologiske, laboratorie- og radiografiske/bildedata vil bli samlet inn daglig i opptil 28 dager etter randomisering. Pasienter vil bli overvåket daglig for tegn på svikt i ikke-lungeorganer og -systemer.

Resultatmål rapporteres i den dedikerte delen.

I samsvar med et forslag fra en nylig redaksjonell (Intensive Care Med (2014) 40:743-745), originalen og (revisjonen av) den endelige formen for studieprotokollen (tilsvarer også NCT00637507) som beskriver den forhåndsspesifiserte studien Planlegging (som forklarer årsaken til eventuelle tidligere endringer i gjeldende registreringsdata) finner du ved å rulle ned til slutten av følgende nettside: http://www.evaggelismos-hosp.gr/0010000688/%CE%B9%CF %83%CF%84%CE%BF%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%BF-%CE%B5%CE%B5%CF%80%CE%BD%CE%B5.html