Endobronkialventiler posisjoneringseffekter på diafragmafunksjon hos pasienter med lungehyperinflasjon (EVELHYN)

Data innhentet fra kliniske og bimolekylære studier har vist at pasienter med kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS) kan ha høyere forekomst av svekkelse av diafragmafunksjonen sammenlignet med friske kontroller med alder og kjønn. De potensielle skademekanismene er funnet i regionale belastninger og belastninger på grunn av uheldig muskelgeometri, økt arbeidsbelastning under anstrengelse, mekanisk stress og metabolske faktorer (dvs. økt proteaseaktivitet, frie radikaler, oksidasjon). Spesielt emfysem, med nedbrytning av elastisk alveolært vev, fører til økt lungekomplians og gassfangst. Lungehyperinflasjon med forsterket dynamisk elastanse og intrinsic positive end expiratory press (PEEPi) begrenser den diafragmatiske ekskursjonskapasiteten. Dessuten øker både endeekspiratorisk lungevolum (EELV) og restvolum (RV), og skifter tidalpust (Vt) mot høyre side av trykk-volumkurven og påfører høyere intra-thoraxtrykk for å opprettholde en adekvat Vt. Videre har det blitt vist at hos KOLS-pasienter som opplever hyppige eksaserbasjoner, virker det maksimale trykket som produseres av membransammentrekning betydelig lavere sammenlignet med ikke-KOLS-pasienter, uavhengig av arten av testene som brukes til vurdering (begge frivillig - Pdi ved total lungekapasitet ( TLC) eller Pdi sniff- eller frivillig - frenisk nervestimulering). Dermed kan reduksjonen av membranens maksimale ytelse forklares av muskelforkortelse og mekanisk svekkelse etter utbruddet av progressiv lungehyperinflasjon. Lungehyperinflasjon forverres med trening som fører til åndenød og er assosiert med redusert fysisk aktivitet og redusert overlevelse. Inhalerte bronkodilaterende medisiner har bare beskjedne effekter på symptomene og endrer ikke sykdommens naturlige historie. Hos utvalgte pasienter med et heterogent mønster av emfysem, kan kirurgisk reseksjon målrettes mot de verst berørte områdene av lungevev, som bidrar uforholdsmessig til gassfangst og hyperinflasjon, og dermed forbedrer respirasjonsmekanikken. Lungevolumreduksjonskirurgi hos utvalgte pasienter (LVRS) forbedrer symptomene og forlenger overlevelsen, men kan være assosiert med betydelig sykelighet og en risiko for død, med en kostnad per kvalitetsjustert leveår (QALY) på minst $40 000.

En nyere tilnærming har vært å bruke endobronkiale klaffer for å okkludere luftveiene som forsyner den verst berørte delen av lungen. Dette er ment å forårsake atelektase i mållappen, med en lignende innvirkning på funksjonen til resten av lungen som sett i LVRS. Flere studier har vist at endobronkial ventilbehandling hos pasienter med emfysem kan føre til forbedringer i symptomer, lungefunksjon og reduksjon av treningskapasitet ved dynamisk hyperinflasjon og forbedringer i oksygenkinetikk og brystveggsynkronisering. Mens studier på kirurgisk lungevolumreduksjon har vist forbedring i diafragmatisk muskelfunksjon, har ingen studier undersøkt effekten av endobronkialklafferplassering på diafragmaytelse hos pasienter med lungehyperinflasjon.

Flere metoder har blitt brukt for å evaluere diafragmatisk kontraktil aktivitet. Blant disse er standardreferansen representert ved måling av trans-diafragmatisk (Pdi) trykk uttrykt ved forskjellen mellom pleural (eller esophageal [Pes]) og abdominal (eller gastrisk [Pgas]) trykk gjennom nasogastriske prober utstyrt med trykksensorer. Imidlertid er slike metoder fortsatt langt fra rutinemessig klinisk praksis, og fremhever dermed behovet for enkle og nøyaktige metoder for å vurdere diafragmatisk ytelse. I de siste årene har ultralyd (US) evaluering av diafragmafunksjonen utviklet seg innen intensivbehandling som et verktøy for å estimere pasientens arbeid med å puste under ventilasjon. I en nylig publisert studie på 75 pasienter med AECOPD som krever mekanisk ventilasjon, viste vi en fullstendig korrelasjon mellom US-vurdering og Pdi-målinger ved maksimal inspirasjon ved evaluering av diafragmafunksjon. Spesielt demonstrerte vi at endringer i diafragmatykkelsen (ΔTdi) < 20 % under tidevannsvolum har samme nøyaktighet av transdiafragmatrykk for å identifisere diafragmaforringelse. Videre undersøkte vi den amerikanske evalueringen av diafragma hos pasienter med amyotrofisk lateral sklerose (ALS) gjennom ΔTmax-indeksen (forholdet mellom diafragmatykkelse ved slutten av Vt og etter maksimal inspirasjon opp til total lungekapasitet). Vi fant at ΔTmax korrelerer sterkt med respirasjonsfunksjonstester med høy nøyaktighet når det gjelder å identifisere forsøkspersoner med FVC <50 % av predikert verdi. Dessuten presenterte Bernardi og medarbeidere i en nylig publisert studie en ikke-invasiv teknikk for å måle PEEPi hos KOLS-pasienter, gjennom den amerikanske vurderingen av tidslatensen (msec) mellom utbruddet av diafragmakontraksjon på UL og begynnelsen av inspirasjonsstrømmen (28) .

Denne prospektive studien tar sikte på å evaluere diafragmatisk funksjon før og etter endobronkialklafferplassering hos en KOLS-pasient med lungehyperinflasjon.

Materialer og metoder Studiepopulasjon og setting Denne prospektive eksplorative observasjonskohortstudien vil bli utført i Thoracic Endoscopic Unit (TEU) ved Universitetssykehuset i Modena Italia over en 24-måneders periode når godkjenning fra den lokale etiske komiteen i Modena vil bli innhentet . Skriftlig informert samtykke til å delta i studien vil bli innhentet av alle registrerte pasienter.

Pasienter vil være kvalifisert hvis de blir innlagt i TEU for intervensjon av endobronkialklafferposisjonering på grunn av dokumentert lungehyperinflasjon.

Eksklusjonskriterier vil omfatte tidligere dokumentert diafragmatisk dysfunksjon, tilstedeværelse av nevromuskulære sykdommer eller andre former for myopati.

Alle pasienter vil bli behandlet i henhold til beste gjeldende klinisk praksis av TEU-staben, som vil bli blindet for formålet med studien.

Generelle tiltak Ved innrullering vil respiratoriske kliniske variabler (alder, kjønn, diagnose og stadium, kroppsmasseindeks, røykvaner, komorbiditeter, tidligere behandling med systemiske steroider) og respirasjonsfunksjonstestverdier bli registrert.

Studieprosedyrer En åndedrettslege med høy ekspertise på bryst-UL vil utføre en amerikansk vurdering av diafragma før og etter plassering av endobronkialklaffer. Membranens bevegelighet vurderes med en B-modus US-enhet (GE Vivid 7, Yorba Linda, CA, USA) koblet til en 7-12 MHz lineær sonde. Målinger utføres i liggende stilling med en gjennomsnittlig helning på 45°. Posisjonen til sonden er innstilt for å oppnå best mulig visning av apposisjonssonen til diafragma, plassert mellom den midtre aksillære og den bakre aksillære linjen. Membranen er identifisert som en trelagsstruktur bestående av ett relativt ikke-ekkogent muskellag belagt i to ekkogene linjer bestemt av peritoneal serosa og diafragmatisk pleura. Diafragmatykkelse måles bilateralt ved endeinspirasjon og endeekspirasjon. De amerikanske bildene vil bli lagret i elektronisk eller papirformat av en sensor som ikke er klar over formålet med studien.

Spesielt vil følgende målinger bli utført:

• ΔTd: endring i diafragmatykkelse (Tdi) under inspirasjon fra FRC til Vt = [(endeinspiratorisk Tdi - endeekspiratorisk Tdi) / endeekspiratorisk Tdi] X 100)
• ΔTmax: forhold mellom Tdi ved slutten av Vt og Tdi etter maksimal inspirasjon opp til TLC = endeinspiratorisk Vt Tdi / endeinspiratorisk TLC Tdi.
• PEEPiecho: P0,1Mx(TLAT,US/100). TLAT = tidslatens (msec) mellom begynnelsen av diafragmakontraksjon på ultralyd og begynnelsen av inspiratorisk flyt; P0.1M = munnokklusjonstrykk ved 100ms, et estimat av innsatsen en pasient må gjøre for å generere inspirasjonsstrømmen. Den måles ved hjelp av en enveisventil, okkludert under ekspirasjon slik at P0.1M måles fra funksjonell restkapasitet (FRC).
• US-måling av maksimal diafragmatisk inspiratorisk ekskursjon målt i høyre subcostal-vindu.

En vurdering av maksimalt ekspiratorisk trykk (MEP) og maksimalt inspirasjonstrykk (MIP), og sniff inspiratorisk nesetrykk (SNIP), vil bli utført før og etter endobronkialklafferplassering av en respiratorisk funksjonstekniker uvitende om formålet med studien.

Hver utfallsmåling vil bli utført 24 timer, 48 timer, 7 dager, 30 dager, 60 dager og 90 dager etter plassering av endobronkialklaffene.

Statistisk analyse Den statistiske pakken GraphPad Prism 7.0 (GraphPad Software, Inc. La Jolla, CA, USA) vil bli brukt til analyse. Beskrivende statistikk for kontinuerlige variabler vil bli presentert som middelverdier ± standardavvik (SD) eller assosiert med interkvartilt område. Den ikke-parametriske Wilcoxon-testen (Mann-Whitney) og t-studenttesten vil bli brukt for sammenligning av kontinuerlige variabler.