Ultrabeskyttende lungeventilasjon med fjerning av ekstrakorporal CO2 for moderat ARDS (SUPERNOVA)

Akutt respiratorisk distress syndrome (ARDS) representerer en form for lungeskade som oppstår som respons på ulike predisponerende hendelser, preget av betennelse, økt pulmonal vaskulær permeabilitet og tap av luftet lungevev. Diagnosen ARDS er basert på alvorlig hypoksemi og bilateral røntgenopasitet som oppstår innen 7 dager etter en kjent klinisk fornærmelse eller forverrede luftveissymptomer. Sentralt i patofysiologien til ARDS er tilstedeværelsen av fibrinrike ekssudater (hyaline membraner) på grunn av aktivering av koagulasjon og hemming av fibrinolyse. ARDS står for 10 % av alle innleggelser på intensivavdelingen og for 23 % av pasientene som trenger mekanisk ventilasjon (MV). Sykehusdødeligheten for ARDS-pasienter er fortsatt høy, og varierer fra 34 % med mild ARDS, opp til 46 % med alvorlig ARDS. Spesielt er alvorlige og kritiske former for koronavirussykdom 2019 (COVID-19) nesten alltid assosiert med ARDS.

Ventilatorindusert lungeskade (VILI) MV er en livreddende form for støtte for pasienter med ARDS siden den reduserer oksygenkostnadene ved å puste, forbedrer gassutvekslingen og gir tid til å løse den underliggende etiologien til ARDS. Det er imidlertid konsekvent vist at MV kan bidra til respiratorindusert lungeskade (VILI) karakterisert ved progresjon av lungeskade, forverring av den pulmonale inflammatoriske prosessen, økt alveolær-kapillær permeabilitet og derfor føre til translokasjon av inflammatoriske mediatorer fra lungene inn i den systemiske sirkulasjonen med påfølgende svikt i distale organer (biotrauma). En randomisert klinisk studie viste at ventilerende ARDS-pasienter med et tidalvolum (VT) på 6 ml/kg (beregnet fra predikert kroppsvekt, PBW), og med et maksimalt ende-inspiratorisk platåtrykk (PPLAT) på 30 cmH2O reduserte dødeligheten fra 40 % (sett i den konvensjonelle armen behandlet med en VT på 12 ml/kg PBW) til 31 %. Nylig viste Amato og medarbeidere at deltatrykket (∆P), det vil si forskjellen mellom PPLAT og positivt endeekspiratorisk trykk (PEEP) (∆P = PPLAT -PEEP) ≤ 14 cmH2O var sterkt assosiert med overlevelse, noe som viser at intervensjoner til oppnå beskyttende ventilasjonsinnstillinger (reduksjoner i VT eller økninger i PEEP) var gunstige bare hvis assosiert med reduksjoner i ΔP.

Fjerning av ekstrakorporal CO2 (ECCO2-R) Bruk av ekstrakorporal støtte for å fjerne karbondioksid (CO2) for å tillate bruk av lavvolum/lavtrykksventilasjon med minimal innvirkning på PaCO2 ble foreslått i 1977. Det ble foreslått at bruk av lav VT og lavt topp inspirasjonstrykk ("lungehvile") ved lav respirasjonsfrekvens kunne minimere skade på de kompromitterte lungene. Med denne teknikken ble oksygenering og fjerning av karbondioksid dissosiert: oksygenering skjedde hovedsakelig gjennom lungene, og en variabel del av karbondioksidet ble fjernet gjennom en kunstig lunge (ekstrakorporal CO2-fjerning: ECCO2-R). Den viktigste potensielle fordelen med denne tilnærmingen fremfor ekstrakorporal membranoksygenering (ECMO) er bruken av lavere blodstrøm gjennom den ekstrakorporale kretsen potensielt med færre bivirkninger. Lav VT-ventilasjon (3-4 ml/kg PBW) var assosiert med en signifikant reduksjon i inflammatoriske markører sammenlignet med standard lavt volum, lavtrykksventilasjon. Videre ble den resulterende hyperkapnien lett kontrollert av ECCO2-R. En randomisert klinisk studie viste at VT på 3 ml/kg PBW var enkelt og trygt å implementere med ekstrakorporal CO2-fjerning. Klinisk utfall, evaluert som dager fri for mekanisk ventilasjon til og med dag 28, ble signifikant forbedret hos ECCO2R-pasienter sammenlignet med kontroll, ved analyse av pasienter med PaO2/FiO2

En multisenterstudie designet for å vurdere sikkerhet og gjennomførbarhet av ECCO2R i ARDS viste at mer enn 80 % av pasienter med moderat ARDS kunne oppnå ultrabeskyttende ventilasjonsmål ved å bruke ECCO2R. Forekomsten av alvorlige bivirkninger relatert til ECCO2R var lav (~2 %). Effekten og sikkerheten til ECCO2R A var høyere for enheter som brukte blodstrømhastigheter i området 1000-1500 ml/min. En post-hoc-analyse viste at å begrense registreringen til pasienter med etterlevelse av åndedrettssystemet ≤ 40 ml/cmH2O og reduksjon i ∆P ≥ 5 cmH2O ville øke forventet nytte i form av kliniske utfall i en randomisert klinisk studie av VT på 3 ml/ kg PBW med ECCO2R (anrikningsstrategi). Videre viser nyere data at det ikke er noen sikker øvre grense for PPLAT eller ΔP, i samsvar med det faktum at siden dødeligheten hos ARDS-pasienter med ΔP-verdier ≤ 14 cmH2O fortsatt er så høy som 20 %. Pasientutfall kan derfor forbedres ved aggressivt å senke ventilasjonsvariabler som VT, PPLAT eller ΔP som tilrettelagt av ECCO2R-enheter som fjerner CO2. I tillegg kan ECCO2R redusere VILI ytterligere ved å tillate lavere respirasjonsfrekvenser, som har vist seg å være lungebeskyttende.

MÅL Målet med denne multisenter, prospektive, randomiserte, komparative åpne studien er å avgjøre om tidlig ECCO2R som tillater ultrabeskyttende mekanisk ventilasjon (VT 4 ml/kg) forbedrer resultatene til pasienter med ARDS.

PROSEDYRER

KONTROLLGRUPPE

• Pasienter vil bli behandlet med følgende konvensjonelle ventilatorinnstillinger ("standardisert ventilasjon"): modus for mekanisk ventilasjon: volumhjelp/kontroll; VT = 6 ml/kg (PBW); inspirasjonsstrøm vil bli satt til 50-70 l/min, noe som resulterer i en sluttinspirasjonspause på 0,2-0,5 sek., I:E-forhold 1:1 til 1:3; sett RR til 20-35 bpm; PEEP vil bli satt i henhold til tabellen "nedre PEEP/FiO2":
• PBW vil bli beregnet i henhold til følgende formler: PBW (Hanner) = 50 + 0,91 [høyde (cm)-152,4]; PBW (hunner) = 45,5 + 0,91 høyde (cm)-152,4].
• Oksygeneringsmål: PaO2 55-80 mmHg eller SpO2 88-95%;
• Arteriell pH-mål: 7,30-7,45.
• Det anbefales å utføre 2 daglige lungerekrutteringsmanøvrer (i henhold til standard klinisk praksis i hvert senter).
• Pasienter kan motta NMBA og fortsette som anvist av den behandlende legen.
• Bruk oppvarmede luftfuktere for gassfukting og minimer instrumentell dødplass.

BEHANDLINGSGRUPPE

• Pasienter vil bli behandlet med følgende konvensjonelle ventilatorinnstillinger ("standardisert ventilasjon"): modus for mekanisk ventilasjon: konstant strømning, volumhjelp/kontroll; VT = 6 ml/kg (PBW); inspirasjonsstrøm vil bli satt til 50-70 l/min, noe som resulterer i en sluttinspirasjonspause på 0,2-0,5 sek., I:E-forhold 1:1 til 1:3; sett RR til 20-35 bpm; PEEP vil bli satt i henhold til tabellen "nedre PEEP/FiO2":
• PBW vil bli beregnet i henhold til følgende formler: PBW (Hanner) = 50 + 0,91 [høyde (cm)-152,4]; PBW (hunner) = 45,5 + 0,91 høyde (cm)-152,4].
• Oksygeneringsmål: PaO2 55-80 mmHg eller SpO2 88-95%;
• Arteriell pH-mål: 7,30-7,45.
• Pasienter kan motta NMBA og fortsette som anvist av den behandlende legen.
• Bruk oppvarmede luftfuktere for gassfukting og minimer instrumentell dødplass.
• ECCO2R vil bli initiert under "standardisert ventilasjon".
• Kateterisering for ECCO2R vil bli utført i henhold til lokal institusjonell klinisk praksis. ECCO2R-kretsen vil være koblet til kateteret og blodstrømmen settes mellom 1000 og 1500 ml/min. Til å begynne med vil sveipegassstrømmen gjennom ECCO2R-enheten settes til null (0 LPM), slik at CO2-fjerning ikke starter gjennom enheten. Antikoagulasjon vil opprettholdes med ufraksjonert heparin til en mål-aPTT på 1,5 - 2,0x baseline. En bolus på 80 IE/kg ufraksjonert heparin er foreslått på tidspunktet for kanylering.
• Målet er å opprettholde PaCO2 ved baseline-verdien ± 20 % av baseline-innstillingene oppnådd med en VT = 6 mL/kg forutsatt at pH forblir ≥ 7,30. End-tidal CO2 (EtCO2) vil bli overvåket av sikkerhetshensyn.
• REDUSERING AV VT: Etter en innkjøringstid (opptil maksimalt 2 timer) med sveipegassstrøm ved null LPM, vil VT reduseres gradvis til 5 mL/kg. Svepgass vil bli initiert og VT reduseres til 4,5 og deretter 4 ml/kg, og PEEP justeres for å opprettholde det samme gjennomsnittlige luftveistrykket som under standardisert ventilasjon, forutsatt at Pplat ≤ 25 cmH2O (dvs. hvis PEEP-nivået som kreves for å opprettholde gjennomsnittlig luftveistrykk) fører til en Pplat > 25 cmH2O, reduseres PEEP til en Pplat ≤ 25 cmH2O).
• Det anbefales å utføre 2 daglige lungerekrutteringsmanøvrer (i henhold til standard klinisk praksis i hvert senter).
• REDUSERING AV ÅNDEDREVNING: Respirasjonsfrekvensen reduseres gradvis til et minimum på 8 slag/min og forenkles av økninger i sveipegassstrømmen; et konstant I:E-forhold vil opprettholdes.
• Hvis PaCO2 > 75 mmHg og/eller pH < 7,2, til tross for respirasjonsfrekvens på 35/min og optimalisert ECCO2R, vil VT økes til siste tidligere tolererte VT.
• CO2-fjerning vil bli utført ved hjelp av følgende enhet, rutinemessig brukt til kliniske formål på hvert sted:
• HLS5.0 Cardiohelp® (Getinge Cardiopulmonary Care, Rastatt, Tyskland): 1,3 m² polymetylpenten hulfibermembranoksygenator vil bli brukt, kombinert med HLS-sett (BIOLINE heparinbelegg). Den ekstrakorporale blodstrømmen er i området 1000 til 1500 ml/min. Svepgass (luft eller oksygen) trekkes gjennom de hule fibrene av en vakuumpumpe, og skaper en diffusjonsgradient for gassutveksling over membranen.

AVBRUTT AV BEHANDLING I følge gruppeoppgave vil "standardisert ventilasjon" eller "ultrabeskyttende ventilasjon + ECCO2R" opprettholdes i minst 72 timer; deretter vil avbruddsforsøk i henhold til protokoll bli utført hver 24. time, inntil frigjøring fra mekanisk ventilasjon og ECCO2R. I behandlingsgruppen vil pasientene alltid bli avvent først fra ECCO2R og deretter fra mekanisk ventilasjon.

Avbruddsforsøk vil bli utført etter minst 72 timer med studieregistrering hvis alle følgende kriterier er oppfylt: 1) PaO2/FiO2 > 250 med PEEP 8-10 cmH2O og FiO2

I KONTROLL-gruppen, i nærvær av alle kriteriene 1-5, vil en spontan pusteprøve bli utført hver 24. time, inntil frigjøring fra mekanisk ventilasjon (se "avvenningsprosedyrer" nedenfor).

I BEHANDLING-gruppen, i nærvær av alle kriteriene 1-5, vil en null-sweep-gassforsøk bli utført hver 24. time: feiegass vil bli deaktivert i 6 timer og deretter vil tilstedeværelsen av alle kriteriene 1-5 bli kontrollert igjen; hvis alle fortsatt er tilstede, vil ECCO2R bli fjernet og ytterligere avvenning fra mekanisk ventilasjon vil bli utført som i kontrollgruppen.

REDNINGSTERAPIER

• Refraktær hypoksemi vil bli definert som PaO2 < 60 mm Hg i minst 1 time mens man mottar en FIO2 på 1,0
• Refraktær acidose vil bli definert som pH ≤ 7,10 i minst 1 time
• Refraktær barotraume vil bli definert som vedvarende pneumothorax med 2 brystrør på den involverte siden eller økende subkutant eller mediastinalt emfysem med 2 brystrør.

Hvis refraktær hypoksemi ELLER refraktær acidose ELLER refraktær barotrauma oppstår, vil hendelsene rundt denne(e) hendelsen(e) bli registrert, og klinikere kan etter eget skjønn avvike fra de tildelte ventilasjonsprotokollene og iverksette såkalte redningsterapier, inkludert: inhalert nitrogenoksid, utsatt stilling , ekstrakorporal membranoksygenering (ECMO). Bruken av disse terapiene vil bli registrert i studiecaserapportskjemaene.

AVVENNINGSPROSEDYRER

• En Spontaneous Breathing Trial (SBT) prosedyre og vurdering for uassistert pusting vil bli utført: 30 - 120 minutter med spontan pusting med FIO2 < 0,5 ved bruk av en av følgende tilnærminger: Trykkstøtte (PS) < 5 cmH2O, PEEP < 5 cmH2O; CPAP < 5 cmH2O; T-stykke; Trakeotomi maske
• Kriterier som skal oppfylles i løpet av de siste 30 minuttene av en SBT for å rapportere SBT som "SUKSESSFULLT": SpO2 ≥ 90 % og/eller PaO2 ≤ 60 mm Hg; Respirasjonsfrekvens ≤ 35 / min; pH ≥ 7,30; Fravær av pustebesvær.
• Hvis noen av de ovennevnte kriteriene ikke er oppfylt, vil SBT rapporteres som "UNSUCCESSFUL" og tidligere ventilatorinnstillinger eller til PS større enn eller lik 10 cm H2O med PEEP og FIO2 ved de tidligere innstillingene vil bli initiert. Pasienten vil bli revurdert for avvenning neste dag.
• Hvis SBT er "SUKSESSFUL", vil ventilasjonsstøtten bli fjernet.
• Pasienter vil bli rapportert som "VENTILATORFRI" etter to påfølgende kalenderdager med "UNASSISTERT PUSTING". "UDSISTET PUSTING" vil bli definert som en av følgende: Spontant pusting med ansiktsmaske, oksygen på nesebenet eller romluft; T-rør puste; Trakeostomi maske puste; CPAP ≤ 5 uten PS- eller IMV-hjelp; bruk av CPAP eller BIPAP utelukkende for behandling av søvnapné