Avvenningsalgoritme for mekanisk ventilasjon (WAVE)

Pasienter innlagt på intensivavdelingen mottar vanligvis invasiv mekanisk ventilasjonsstøtte når de er kritisk syke. Selv om mekanisk ventilasjon er en livreddende intervensjon, kan den også føre til skadelige konsekvenser og forårsake lungeskade (kjent som ventilatorrelatert lungeskade) hvis den ikke implementeres nøye. Derfor bør reduksjon av varigheten av mekanisk ventilasjon redusere komplikasjoner som respirator-assosiert lungeskade, respiratorervervet lungebetennelse, respirasjons- og skjelettmuskulatur, og pasientens ubehag, noe som fører til redusert dødelighet og økonomiske kostnader osv. Viktigere, langvarig avvenning opprettholder disse komplikasjonene som ytterligere øker varigheten av mekanisk ventilasjon og dermed skaper en viskøs syklus som fører til større sykelighet og dødelighet.

Tilgjengelighet og utdanning av intensivavdelingspersonell (ICU) er viktige hensyn for å minimere varigheten av mekanisk ventilasjon gjennom avvenningsprotokoller. Det er vanlig praksis at den behandlende legen bestemmer pasientens behandling og ventilasjonsbehandling i henhold til anbefalinger. Dette skjer vanligvis som en del av medisinske runder. I tillegg håndterer sykepleiere ofte avvenning av pasienter fra mekanisk ventilasjon enten ved å følge behandlende leges instruksjoner eller lokale retningslinjer. Slik protokollstyrt, sykepleierdrevet avvenning har vist seg å redusere varigheten av mekanisk ventilasjon. Det har imidlertid vist seg at mengde og kvalitet på sykepleie er viktige faktorer dersom varigheten skal reduseres.

Flere beslutningsstøttesystemer er utviklet for å hjelpe til med å velge optimale mekaniske ventilatorstrategier. De som finner veien inn i rutinemessig klinisk praksis har typisk vært basert på kliniske retningslinjer eller regler i stedet for detaljert fysiologisk beskrivelse av den enkelte pasient. En nylig Cochrane-gjennomgang av avvenningsforsøk med disse systemene konkluderte med at bruk av disse systemene kan redusere varigheten av avvenningen, men påpekte at mange av disse forsøkene er basert på pasienter som er "enkle å avvenne". Slike pasienter er vanligvis mindre komplekse, uten lungepatologi, og ventilert i mindre enn 48 timer. Det er imidlertid behov for å utvikle og validere protokolliserte systemer som bruker en mer detaljert fysiologisk beskrivelse av individuelle pasienter for å hjelpe til med behandling av komplekse pasienter som ventileres over lengre varighet.

Beacon Caresystem er et modellbasert beslutningsstøttesystem som bruker matematiske modeller tilpasset den enkelte pasients fysiologi for å gi råd om passende ventilatorinnstillinger. Personlige tilnærminger ved bruk av individuell pasientbeskrivelse kan være spesielt fordelaktig hos komplekse pasienter, inkludert de som er vanskelige å mekanisk ventilere og avvenne; nettopp de der tidligere systemer ikke er tilstrekkelig evaluert. Beacon Caresystem er en kommersiell versjon av systemet tidligere kjent som INVENT, som har blitt retrospektivt evaluert hos postoperative hjertepasienter og pasienter med alvorlig lungesykdom, og prospektivt evaluert for å gi råd om riktig nivå av inspiratorisk oksygen. Videre er studier nær ferdigstillelse som viser at systemet gir sikre og hensiktsmessige råd om inspirert oksygen, respirasjonsfrekvens, tidalvolum, trykkstøtte/kontroll og positivt endeekspiratorisk trykk (PEEP) hos en lang rekke pasienter, alt fra pasienter med alvorlig respirasjonssvikt til pasienter i nærheten av ekstubering (upubliserte data). Imidlertid har tidligere og pågående studier med Beacon Caresystem fokusert på sikkerhet og effektivitet av råd under begrensede tidsperioder, og har ikke fokusert på avvenning fra mekanisk ventilasjon.

Kjernen i Beacon Caresystem er et sett med fysiologiske modeller inkludert lungegassutveksling, syre-base-kjemi, lungemekanikk og respirasjonsdrift. Beacon Caresystem tilpasser disse modellene til den enkelte pasient slik at de beskriver nøyaktige aktuelle målinger. Når de er innstilt, brukes modellene av systemet til å simulere effekten av å endre ventilatorinnstillinger. Resultatene av disse simuleringene brukes deretter til å beregne den kliniske fordelen ved å endre ventilatorinnstillinger ved å balansere de konkurrerende målene for mekanisk ventilasjon. For eksempel vil et økt inspirasjonsvolum redusere en acidose av blodet samtidig som det øker lungetrykket negativt. Passende ventilatorinnstillinger innebærer derfor en balanse mellom den foretrukne verdien av pH vektet mot den foretrukne verdien av lungetrykket. En rekke av disse balansene finnes, og systemet veier disse, og beregner en totalscore for pasienten for en eventuell ventilasjonsstrategi. Systemet beregner deretter råd om endringer i ventilatorinnstillinger for å forbedre denne poengsummen. Beacon Caresystem fungerer som et "open loop"-system. Dette betyr at rådene fra systemet presenteres for klinikeren. Ventilatorinnstillingene endres deretter av klinikeren, og pasientens fysiologiske respons på disse endringene brukes automatisk av systemet til å justere modellene på nytt og gjenta prosessen med å generere nye råd.

Når du skal beregne passende råd, er det spesielt utfordrende å velge riktig nivå av positivt endeekspirasjonstrykk (PEEP). Naturen til utfordringen er imidlertid svært forskjellig avhengig av tilstedeværelsen eller typen av lungeabnormitet, og hjertets funksjon. Pasienter med alvorlige lungeabnormiteter som akutt respiratorisk distress syndrom (ARDS), som ofte resulterer i små, stive lunger, er ofte i kontrollventilasjonsmodus med liten eller ingen spontan pusting. For disse pasientene økes PEEP ofte for å prøve å rekruttere enheter av lungen som er kollapset. Dette kan være vanskelig, ettersom økt PEEP kan resultere i forhøyet lungetrykk og dermed økt risiko for lungeskade, ufullstendig ekspirasjon og luftfangst, og hemodynamisk kompromittering, spesielt hos de med hjertesvikt.

Pasienter i støtteventilasjonsmodus har en viss grad av spontan pust, og riktig valg av PEEP inkluderer derfor ulike kriterier. Det er viktig at disse pasientene blir avvent så raskt som mulig, og PEEP reduseres som en del av den prosessen. Dersom innstillingen av PEEP er for lav, er det risiko for økt motstand mot luftstrøm med ekstra respirasjonsarbeid og påfølgende risiko for tretthet i luftveiene. Hvis pasienten har iboende PEEP på grunn av dynamisk hyperinflasjon, vil reduksjon av PEEP under nivået for intrinsic PEEP også føre til økt inspiratorisk terskelbelastning på respirasjonsmuskulaturen og potensiell muskeltretthet. Hvis PEEP er for høyt, kan respirasjonsmuskelfibrene forkortes, noe som reduserer deres trykkgenererende kapasitet og utholdenhet og øker dermed risikoen for tretthet i respirasjonsmuskelen. Endring av trykkstøtte kan bidra til å motarbeide en ekstra arbeidsbelastning, som i tilfeller med økt motstand eller autoPEEP, mens riktig PEEP kan motvirke tilleggsbelastningen.

Faktorene ovenfor er tatt i betraktning av de fysiologiske modellene til Beacon Caresystem, og pasientspesifikke råd er også gitt om PEEP. I tillegg til å gi råd om endring av individuelle respiratorinnstillinger, gir systemet også råd om når måling av arteriell blodgass er nødvendig, når det er viktig å endre respiratormodus, og når en spontan pustetest er bestått, og som sådan bør ekstubering vurderes. .

Imidlertid har tidligere og pågående studier med Beacon Caresystem fokusert på sikkerhet og effektivitet av råd under begrensede tidsperioder, og har ikke fokusert på avvenning fra mekanisk ventilasjon. En aktuell studie pågår på et fransk sykehus (Clinical Trials-nummer: NCT02842944), og ved et sykehus i Storbritannia (IRAS 226610), for å vurdere fordelen med Beacon Caresystem hos generell medisinsk intensivpasient. Men siden mekanisk ventilasjonsterapi kan variere med forskjellige pasientpopulasjoner, er det viktig at undersøkelser av effekten av bruk av Beacon-systemet studeres i en rekke forskjellige kliniske situasjoner. I motsetning til andre studier, vil denne studien undersøke effekten av Beacon Caresystem hos ICU-pasienter med primær kardio-thorax sykdom, med disse pasientene som representerer en betydelig undergruppe av alle ICU-pasienter over hele verden.

Hensikten med denne studien er å sammenligne mekanisk ventilasjon etter råd fra Beacon Caresystem med rutinemessig pleie hos pasienter med hjerte- og thorax ICU fra starten av å kreve invasiv mekanisk ventilasjon til ICU-utskrivning eller død. Beacon Caresystem vil bli sammenlignet med rutinemessig pleie for å undersøke om bruk av systemet resulterer i tilsvarende pleie eller redusert tid for avvenning fra mekanisk ventilasjon.