Pilotstudie av fysiologisk effekt av høystrøms nesekanyle på åndedrettsmønster og pustearbeid

HFNC har vist seg å ha mange fordeler ved behandling av akutt hypoksemiske pasienter, noe som forbedrer deres kliniske resultat. Den nøyaktige mekanismen som ligger til grunn for denne gunstige effekten er fortsatt ikke fullstendig forstått. Få studier har analysert effekten av HFNC på ventilasjonsmønster og pustearbeid. De fleste av disse studiene har fokusert på effektene hos friske frivillige. Bare én studie fra Braunlich et al. studerte effekten av HFNC på pasienter med KOLS og interstitiell lungesykdom (ILD), og viste at høyflytende nasal oksygen reduserer respirasjonsfrekvensen og øker tidalvolumet hos disse pasientene.

Hos voksne er et lavt strømningsområde fra 5 til 10 l/min sammenlignbart med strømning mottatt av standard oksygenapparater (nesekanyle eller ansiktsmaske). Pasienter med underliggende lungesykdommer, som i vår studiepopulasjon, har et høyere inspiratorisk strømningsbehov (fra 30 til 120 l/min under en episode med akutt respirasjonssvikt) sammenlignet med friske forsøkspersoner.

Vi forventer å observere fysiologiske endringer i resultatene våre med de foreslåtte Optiflow™-innstillingene med en minimal terapeutisk strømning på 30 l/min, middels 45 l/min og maksimal strømningshastighet på 60 l/min. Det er omfattende klinisk erfaring med bruk av høye strømningshastigheter i disse områdene, og de tolereres generelt godt. Som nevnt ovenfor genererer HFNC et positivt endeekspiratorisk trykk (PEEP) som kan sammenlignes med CPAP-området på 4 - 8 cmH2O (minimum og maksimal PEEP generert av HFNC).

Fremtidige studier, basert på denne pilotstudien, vil skille seg fra tidligere på følgende måter:

1. Vi tester en annen teknologi. Optiflow leverer vesentlig høyere strømningshastigheter enn i den forrige Braunlich-studien13. Den studien brukte en enkelt strømningshastighet på 24 l/min, mens vi undersøker en rekke strømninger som strekker seg betydelig høyere (30 til 60 l/min). Vi er interessert i å bestemme hvordan effektene av høyere strømningshastigheter sammenlignes med de i området som ble brukt i Braunlich-studien, men vi er ikke i stand til å sammenligne enhetene direkte fordi den sistnevnte enheten ikke er tilgjengelig i USA. Det er viktig å forstå om det er noen effektivitetsfordel ved å bruke de høyere strømningshastighetene som er tilgjengelige med Optiflow.

2. Fremtidige studier vil ta sikte på å forstå mekanismer for effekten av høyflytende nasal oksygen.

   1. Er effektene vi forventer å se relatert til endringer i inspiratorisk muskelanstrengelse som bestemt ved måling av transdiafragmatisk trykk og beregning av trykktidsproduktet til diafragma?
   2. Eller forbedrer skylling av dødt rom i nasopharynx ventilasjonseffektiviteten slik at gassutvekslingen kan forbli stabil eller til og med forbedres (som bestemt ved målinger av minuttvolum og transkutan PCO2 (PtcCO2)? Dette har implikasjoner for bruk av HFNC for å behandle pasienter med KOLS-eksaserbasjoner som utvikler respirasjonsmuskeltretthet.

1) Vårt fokus vil være på KOLS-pasienter der bruken av HFNC hittil ikke er studert mye for. De fleste studier har fokusert på pasienter med hypoksemisk respirasjonssvikt. Det er viktig å forstå hvordan HFNC påvirker pustemønsteret og gassutvekslingen hos KOLS-pasienter fordi tidligere rapporter tyder på at for høye konsentrasjoner av oksygen administrert til KOLS-pasienter som beholder CO2, faktisk kan forverre CO2-retensjonen ved å sløve luftveiene. Reduksjonen i respirasjonsfrekvens og minuttvolum notert av Braunlich et al. kan representere en avstumpende effekt av O2 på åndedrett og kan fremme større CO2-retensjon. Ved å overvåke PCO2, noe Braunlich-studien ikke gjorde, kan vi vurdere denne muligheten.

2) Vi ønsker å evaluere effekten av CPAP på de samme pusteindeksene som med HFNC hos våre KOLS-pasienter. Vi planlegger å bruke CPAP-responsen som en "positiv kontroll", for å avgjøre om befolkningen vår reagerer som beskrevet av CPAP-studier i litteraturen. Tidligere studier har vist at ved bruk av CPAP i det området vi foreslår hos pasienter med alvorlig KOLS, reduserer det diafragmatiske pustearbeidet, og vi ønsker å finne ut om vår befolkning viser en lignende effekt.

Derfor vil fremtidige studier, basert på data innhentet fra denne pilotstudien, utvide Braunlich et al-studien ved å evaluere effekten av høyere strømningshastigheter ved bruk av en annen teknologi tilgjengelig i USA, bestemme effekter på inspiratorisk muskelinnsats og overvåke gassutveksling som er viktig både fra mekanistisk og sikkerhetsmessig perspektiv. Vi antar at de høyere strømningshastighetene vil ha en større avstumpende effekt på pustemønsteret enn en lav strømningshastighet, og at det vil være en forbedring i ventilatoreffektiviteten som vil være assosiert med redusert pustearbeid i diafragma.