Closed Loop Mekanisk Ventilasjon og ECMO

Hos kritisk syke pasienter innlagt på intensivavdelingen på grunn av enten akutt respirasjonssvikt eller sirkulasjonskollaps, brukes i økende grad mekanisk ventilasjon i kombinasjon med enten ekstrakorporal lungeassistanse (VV ECMO) eller hjerteassistanse (VA ECMO). Både mekanisk ventilasjon og ECMO bidrar til kontroll av gassutveksling og må derfor justeres tilsvarende.

Som en hjelpeenhet som en VV ECMO eller en VA ECMO må kontrollen av gassutvekslingen justeres via sveipegassstrøm (ventilasjon), brøkdel av oksygen i sveipegassen (oksygenering, FsO2) og blodstrøm over den ekstrakorporale enheten. Kombinasjonen av adaptiv ventilasjon med ECMO er et nytt konsept som tillater kontroll av oksygenering og ventilasjon kun ved justering av ECMO-enheten.

Adaptiv lungeventilasjon er en kategori av ventilasjonsmoduser, som tillater kontroll av oksygenering og ventilasjon med en lukket sløyfe. Ved å bruke denne typen ventilasjonsmoduser kan man kontrollere gassutvekslingen automatisk. Når det gjelder CO2-håndtering, bruker de et målminuttvolum for å kontrollere slutt-tidal CO2 og justerer avhengig av mengden spontant utløste pust, respirasjonsfrekvensen og den inspiratoriske trykkstøtten eller kun trykkstøtten. Når det gjelder O2-håndtering i henhold til det perifere O2-metningsmålet, vil PEEP (lungerekruttering) og brøkdelen av inspirert oksygen (FiO2) bli satt. Begge disse kontrollørene er avhengige av en nøyaktig måling av henholdsvis end-tidal CO2 og perifer O2-metning.

Det finnes to anbefalinger for hvordan man kan ventilere pasienter med ARDS på en ECMO. Først og fremst foreslår de generelle retningslinjene til Extracorporeal Life Support Organization (ELSO) for voksne å målrette en FiO2 på mindre enn 0,3 med en PEEP på 5 til 15 cmH2O og et platåtrykk på mindre enn 25 cm H2O med en respirasjonsfrekvens på 5 per minutt. Mens Richard et al. i sin konsensuskonferanserapport fra 2014 foreslår å minimere platåtrykket og at PEEP ikke er spesifikke når det gjelder tall. Begge retningslinjene har som mål å holde lungen i ro når det gjelder pasienter med ARDS. Det er ingen spesifikke forslag til ventilasjonshåndtering hos pasienter med hjertesvikt på ECMO. Hvorvidt lungen må holdes åpen (rekrutteres og mindre utsatt for atelektrauma) eller holdes i ro (mindre utsatt for overdistensjon, enten volu- eller barotraume) er foreløpig uklart.

Angående mekaniske ventilasjonsinnstillinger hos pasienter med ARDS publiserte Serpa Neto og kolleger i 2016 en metaanalyse av ni studier, som inkluderte rundt 550 pasienter som fikk ECMO for refraktær hypoksemi. De viste at hos disse pasientene var kjørepress assosiert med overlevelse på sykehus (overlevende hadde et kjøretrykk på 16,9 cmH2O og ikke-overlevende på 19,4, p 0,004, justert HR 1,06 med en 95 % KI på 1,03 - 1,10). Dette samsvarer med studien til Amato et al hvor de viste en reduksjon av den multivariate relative risikoen for sykehusdødelighet hos pasienter med ARDS – uten ECMO – med et kjøretrykk på mindre enn 15 cmH2O.

Den adaptive lungeventilasjonsmodusen Intellivent-ASV+® har vist seg å ventilere normale lunger, lunger med ARDS og KOLS innenfor grensene for sikker ventilasjon anbefalt av retningslinjene. Pasienter på Intellivent-ASV+® hadde tidalvolum (Vt) ≤ 8 ml/kg/BW, platåtrykk (Pplat) < 30 cmH2O og et drivtrykk < 15 cmH2O. Sammenlignet med konvensjonell ventilasjon hadde pasienter på Intellivent-ASV+®-modus høyere PEEP og lavere FiO2, noe som tyder på bedre rekruttering av den avhengige delen av lungen.

Kombinasjon av mekanisk ventilasjon ved bruk av Intellivent-ASV+®-modus og ECMO gir en unik mulighet til å ha en mekanisk ventilator som automatisk tilpasser seg lungemekanikk og bidraget fra ECMO som støtter gassutveksling.

Hovedmålet med dette forskningsprosjektet er å foreslå og verifisere om ventilasjonsmodusen Intellivent-ASV+® er i stand til å utføre lungebeskyttende ventilasjon til tross for tilstedeværelsen av en ECMO-forandrende gassutveksling.