Mekanisk ventilasjonsindusert akutt nyreskade [AKI] (AKI)

Akutt respiratorisk distress-syndrom, ventilasjonsindusert lungeskade og beskyttende MV ARDS er en form for inflammatorisk lungeødem på grunn av alveolær og endotelskade. ARDS er patofysiologisk preget av et sammenbrudd i alveolær-kapillærbarrieren, som resulterer i kollaps av alveolarrommene. Det er klinisk manifestert ved akutt hypoksemi, bilaterale røntgeninfiltrater og redusert lungekomplians. En global epidemiologisk studie fant en prevalens av ARDS på 10,4 % av alle innleggelser på intensivavdelingen. ICU og sykehusdødelighet var henholdsvis 35,3 % og 40,0 %. Dessuten presenterer ARDS-overlevende ofte langsiktig sykelighet som påvirker kardiovaskulær, nerver, muskler og sentralnervesystemet. Denne statistikken steg eksponentielt under SARS-CoV-2-pandemien, og bestemte en enestående overbelastning på helsevesenet over hele verden. Mekanisk ventilasjon er den primære støtteterapien for ARDS, men den har også potensial til å skade lungene ytterligere, et fenomen kjent som ventilasjonsindusert lungeskade (VILI)7. De viktigste mekanismene som er ansvarlige for VILI har vært relatert til alveolær overdistensjon (volutrauma) på grunn av bruk av høye tidevolum, og gjentatt åpning og lukking av ustabile alveoler (atelektrauma) hovedsakelig på grunn av utilstrekkelig positivt endeekspiratorisk trykk (PEEP). Det var imidlertid ikke før på slutten av 90-tallet da de første kliniske studiene utvilsomt viste at overlevelsen til ARDS-pasienter kunne forbedres ved å ventilere dem med lavere tidevannsvolum, noe som understreker relevansen til VILI på ARDS-utfall. I tillegg utløser VILI en biologisk respons preget av lunge- og systemisk betennelse, samt skade på fjerne organer (biotrauma), som forklarer hvorfor beskyttende ventilasjonsstrategier kan forhindre organsvikt og død. Ved ARDS blir en betydelig del av lungeenhetene ustabile, kollapset og blir ekskludert fra ventilasjon.

Kollaps reduserer den luftede lungestørrelsen, som ligner en "babylunge". Følgelig er det bare "babylungen" som aksepterer tidevannsvolumet, noe som gjør dem utsatt for overstrekk (overdreven belastning). Videre er lungeinfiltrater distribuert heterogent gjennom lungevevet, noe som resulterer i en ujevn fordeling av energi og krefter i lungeparenkymet16, og konsentrerer overdrevne spenninger i de friske alveolene rundt fokalkollapsen. Derfor har de to viktigste ventilasjonsstrategiene rettet mot å forhindre VILI vært å redusere tidalvolum for å redusere volutrauma; og innstillingen av optimale nivåer av PEEP som prøver å redusere atelektrauma, belastning og ujevn fordeling av krefter18. Mens rollen til lavt tidevannsvolum i lungebeskyttelse er ubestridt19, er rollen til PEEP fortsatt uklar.

Rollen til PEEP på beskyttende mekanisk ventilasjon PEEP er definert som opprettholdelsen av positivt trykk ved luftveisåpningen ved slutten av ekspirasjonen. Siden den første beskrivelsen av ARDS i 1967, har Ashbaugh et al. observerte at PEEP forbedret hypoksemi hos ARDS-pasienter. Denne effekten er relatert til forebygging av alveolær kollaps og rekruttering av kollapsede lungeregioner, og reduserer dermed intrapulmonal shunt. En annen bemerket effekt av PEEP er imidlertid reduksjonen av de viktigste antatte mekanismene til VILI: 1) øke babylungestørrelsen ved lungerekruttering (redusere lungebelastning/stress) 2) redusere åpnings- og lukkemekanismen, holde åpne ustabile alveoler ved endexpiration23, og 3) ved å fremme en mer jevn ventilasjon, reduserer PEEP lungeinhomogeniteter, og kan også bidra til å redusere stress og skade ved grenseflatene mellom luftet og kollapset lungevev.

De ovennevnte effektene er spesielt merkbare i lunger som er lett å rekruttere. I mindre rekrutterbare lunger kan imidlertid risikoen for alveolar overdistensjon og VILI bli mer fremtredende. I løpet av de siste 50 årene har ulike tilnærminger blitt utviklet og utviklet for å bestemme riktig nivå av PEEP. Disse tilnærmingene varierte fra bruk av null endeekspirasjonstrykk (ZEEP)26,27 til implementering av super PEEP-strategi (>25 cmH2O).

I 1995 gjennomførte National Institutes of Health ARDS Network ARDSNet-forsøket. Denne utprøvingen introduserte en tabell med kombinasjoner av PEEP og FiO2 (fraksjon av inspirert oksygen), og hadde som mål å justere PEEP og FiO2 i diskrete trinn, noe som ga en mer systematisk tilnærming til PEEP-titrering under ARDS-behandling.

Denne tilnærmingen har vært den mest brukte måten å sette PEEP på til nå. Utviklingen var imidlertid hovedsakelig fokusert på behandling av hypoksemi, men ikke på hensynet til å unngå VILI. Etter å ha erkjent betydningen av denne saken, designet ARDS-nettverket senere en oppdatert PEEP/FiO2-tabell (ALVEOLI Trial), som brukte PEEP-nivåer omtrent 6 cmH2O høyere i gjennomsnitt sammenlignet med de som er foreskrevet av ARDSNet. Noen metodiske problemer hindret å oppnå gyldige konklusjoner om hvilke nivåer av PEEP som var bedre for ARDS.

I 2008 utviklet Canadian Critical Care Clinical Trials Group en lignende PEEP/FiO2-tabell med høyere nivåer av PEEP, denne protokollen kalles "Lung Open Ventilation (LOV)". Denne studien sammenlignet denne nye høye PEEP-skalaen med den klassiske ARDSNet-lav-PEEP-skalaen hos 983 ARDS-pasienter. Gjennomsnittlige PEEP-nivåer i løpet av de første 72 timene av denne studien var henholdsvis 14,6 (3,4) vs 9,8 (2,7) cmH2O. Denne studien var heller ikke i stand til å demonstrere fordelene med høy PEEP angående dødelighet. Det er andre tilnærminger for å sette PEEP under ARDS, basert på forbedring av lungemekanikk, som EXPRESS-forsøket31 og andre. De medfører økt kompleksitet, og ingen av dem har vist en overlevelsesfordel i randomiserte kontrollerte studier. På grunn av deres enkelhet og utbredte bruk, er PEEP/FiO2-skalaer fortsatt den vanligste metoden for å sette PEEP hos ARDS-pasienter. Men det optimale valget av PEEP-skala er for tiden gjenstand for debatt.

De tre største kliniske studiene av tilnærminger til å sette PEEP til dags dato (ALVEOLI, LOV og EXPRESS) involverte sammenligninger av enhetlige høyere PEEP-strategier versus lavere PEEP-strategier. Spesifikt sammenlignet ALVEOLI- og LOV-forsøk høye PEEP-skalaer versus ARDSNet lav PEEP-skalaen. Ingen viste forskjeller i dødelighet mellom studiegruppene. Flere årsaker kan forklare disse resultatene. Et nøkkelargument brukt for å forklare dette er at de gunstige effektene av høyere PEEP hos pasienter med betydelig rekruttering kan ha blitt motvirket av skadelige effekter hos pasienter med lav rekrutterbarhet, noe som fører til et totalt nullresultat. Når det gjelder oksygenering, viste de tre forsøkene konsekvent forbedret oksygenering i gruppene med høy PEEP30,36. Overholdelse av luftveiene viste ikke en jevn forbedring på tvers av disse studiene. I en klinisk studie ved bruk av CT-bildeanalyse, observerte vi at høye PEEP-nivåer induserte overdistensjon hos ARDS-pasienter som ventilerte med 6 ml/kg tidalvolum8. Nylig viste He og cols, ved bruk av elektrisk impedanstomografi at økende PEEP fra ZEEP til 12 cmH2O induserte rekruttering av de avhengige lungeregionene assosiert med overdistensjon av de ikke-avhengige lungeregionene. Disse funnene understreker heterogeniteten til lungemekanikk blant og innenfor ARDS-pasienter og fremhever nødvendigheten av å forbedre verktøyene våre for å bedre bestemme det optimale nivået av PEEP for hver pasient.

De omtalte artiklene rapporterer ikke resultater angående hemodynamikk. Imidlertid har mindre kliniske studier gitt et vell av informasjon, noe som indikerer økte krav til vasopressorer og bruk av intravaskulære ekspanderere assosiert med høye nivåer av PEEP. Nylig hadde ART-studien som mål å sammenligne to ulike strategier for å håndtere ARDS. Intervensjonsgruppen gjennomgikk intense lungerekrutteringsmanøvrer og PEEP-titrering basert på det beste respirasjonssystemet, mens kontrollgruppen fulgte en lav PEEP-strategi basert på ARDSNet PEEP-skala. Studien inkluderte 1010 ARDS-pasienter. Den første dagen var PEEP-nivået 16,2 (15,9-16,6), vs. 12 (11,7-12,3) henholdsvis cmH2O. Til tross for at intervensjonsgruppen viste forbedret platåtrykk (28 vs. 25 cmH2O, p<0,001), respirasjonssystemets etterlevelse (33 vs. 30 mL/cmH2O, p<0,001) og oksygenering (PaO2/FIO2) (223 vs. 164, p<0,001), var det en økning i dødelighet av alle årsaker ved 28-dagers mark. Interessant nok trengte intervensjonsgruppen flere vasopressorer i løpet av den første timen etter randomisering, og det var en trend mot en mer positiv væskebalanse i løpet av det første døgnet, med 1,6 L sammenlignet med 1,3 L i kontrollgruppen (p=0,06)41.

ART-studien skiller seg på visse aspekter fra vårt forslag, først og fremst på grunn av de kraftige rekrutteringsmanøvrene som brukes. Det er imidlertid viktig å fremheve at bruken av høye nivåer av PEEP, som observert i intervensjonsarmene til ART-, LOV-, ALVEOLI- og ARDSNet-studiene, har vist betydelig forbedring i åndedrettsproblemer assosiert med respirasjonssvikt, for eksempel redusert respirasjonsvei. systemoverholdelse og hypoksemi. Likevel har det ikke vist en positiv innvirkning på relevante kliniske utfall og kan være assosiert med bruk av vasopressorer og økt væskeretensjon i kroppen

Kardiosirkulatoriske effekter av PEEP Hemodynamiske effekter av PEEP er komplekse og påvirker den enkelte pasient på flere måter. Disse effektene kan kategoriseres i tre hovedaspekter42,43: 1) En reduksjon i høyre ventrikkel forbelastning: PEEP øker trykket i høyre atrium, og svekker venøs retur. Etter hvert som PEEP-nivåene øker gradvis, øker diameteren til den nedre vena cava under både inspirasjon og ekspirasjon, noe som indikerer en økning i transmuralt trykk og en reduksjon i venøs retur; 2) En økning i pulmonal vaskulær motstand: PEEP fører også til etterbelastningsøkning i høyre ventrikkel (RV), og motvirker dermed RV-utstøting av blod under systole, noe som kan resultere i økt RV endediastolisk volum, som potensielt kan påvirke venstre ventrikkel (LV) nedstrøms.

Disse effektene er avhengige av flere faktorer som: lungerekruttering, hyperinflasjon og hypoksisk vasokonstriksjon46,47; 3) En reduksjon i venstre ventrikkelutgang og etterbelastning: Den primære effekten av PEEP på LV er avhengig av venøs returreduksjon, noe som fører til redusert LV preload og cardiac output, noen få slag etter økt PEEP. I nærvær av venstre ventrikkel dysfunksjon kan reduksjonen i etterbelastning være gunstig for å øke hjertevolum og redusere myokardbehovet for oksygen. Oppsummert, hos pasienter med akutt lungeskade, forårsaker en økning i PEEP ofte en reduksjon i venøs retur og hjertevolum, noe som fører til en nedgang i gjennomsnittlig arterielt trykk. Imidlertid kan administrering av intravenøse væsker og/eller vasokonstriktorer typisk gjenopprette hjertevolum. Imidlertid er de endelige konsekvensene av denne sekvensen av handlinger angående abdominal venøs kongestion og vevsperfusjon ennå ikke fullt ut forstått eller klart etablert.

Selv om de skadelige effektene av PEEP på det kardiovaskulære systemet har blitt studert i flere tiår, har konsekvensene av økende intratorakalt trykk på tilstøtende intraabdominale organer fått mye mindre oppmerksomhet. En av grunnene til å forklare dette tomrommet for kunnskap kan være vanskelighetene med å studere abdominal vaskulær flyt ved sengen. Denne plassen har blitt fylt, i løpet av de siste årene, av den bredere bruken og den enkle tilgangen til doppler-ultralydstudier på intensivavdelingen. Fra eksperimentelle studier vet vi at PEEP induserer omfordeling av blodstrømmen til hjernen, hjertet, binyrene og tarmene; men redusere det til lever, bukspyttkjertel, mage. Total nyreblodstrøm påvirkes relativt lite; omfordeling av intrarenal blodstrøm kan imidlertid føre til nyresvikt. Deretter vil vi gjennomgå effekten av PEEP på lever-, nyre- og intestinal blodstrøm. Vi bestemte oss for å fokusere på disse tre organene på grunn av deres betydelige rolle i organdysfunksjonen forbundet med ARDS.

• Hepatisk blodstrøm: Fujita et al, viste at en økning i PEEP fra 5 til 10 cmH2O induserte en proporsjonal reduksjon i hepatisk blodstrøm og hjertevolum, uten endringer i gjennomsnittlig arterielt trykk. I tillegg ble oksygentilførselen i leveren redusert, og hepatisk venøs hemoglobinmetning ble også redusert. Hepatisk venøst ​​og portalvenøst ​​trykk økte med nivået av PEEP, og bemerkelsesverdig økte leverdimensjonene 16-19 % etter påføring av en PEEP på 10cmH2O. Kredel et al, sammenlignet, i en modell av svin ARDS, to grupper av dyr. I den ene gruppen brukte de PEEP 5 cmH2O, og i den andre brukte de rekrutteringsmanøver og høyere PEEP. De observerte at intervensjonsgruppen presenterte høyere plasmatransaminaser, LDH og bilirubin51. Brienza et al, beskrev en sterk assosiasjon (OR 4,25; p=0,006) mellom MV pluss PEEP og leverdysfunksjon i en kohort av kritisk syke pasienter. Nylig har Huette et al. beskrev i en kohort på 144 hjertekirurgipasienter effekten av en progressiv økning av PEEP fra 0 til 15 i trinn på 5 cmH2O. De viste at portalpulsatilitetsindeksen, en ultrasonografisk dopplermarkør for venøs kongestion, økte fra 9 til 45 %44 etter økt PEEP.
• Renal blodstrøm: Utvikling av akutt nyreskade (AKI) er en viktig determinant for ICU-sykelighet og langsiktige utfall. PEEP er assosiert med en reduksjon av nyreperfusjon og glomerulær filtrasjon, økende antidiuretisk hormon, plasmarenin og aldosteronnivåer. Disse endringene er ledsaget av en reduksjon av natriurese og vannretensjon, endringer som kan bidra til venøs overbelastning. Nylig har Geri G. et al. gjennomførte en omfattende retrospektiv kohortstudie som involverte ICU-pasienter, der de observerte en overbevisende sammenheng mellom mekanisk ventilasjon (MV) og forverring av nyrefunksjonen. Videre fant studien at positivt endeekspiratorisk trykk (PEEP) var assosiert med en nedgang i nyrefunksjonen blant MV-pasienter. Denne assosiasjonen ble i det minste delvis tilskrevet renal venøs kongestion. Studien antyder at etter modellering av forholdet mellom gjennomsnittlig arterielt trykk, sentralt venetrykk og PEEP for å ytterligere belyse disse funnene. Mer nylig viste Dres et al at høy PEEP var assosiert med høyere forekomst av AKI og krav til nyreerstatningsterapi i en kohort av COVID-19 ARDS-pasienter. Fogagnolo et al, studerte 15 pasienter med COVID-19 ARDS, behandlet med høye PEEP-nivåer (median 14, IQR12-14), og evaluerte renal blodstrøm med doppler ultralyd. De observerte en lineær korrelasjon mellom PEEP-nivåer og nyresistiv indeks (R2=0,31; p=0,03), mens renal venestrøm ikke lenger var kontinuerlig hos 71 % av pasientene.
• Intestinal blodstrøm: Lehtipalo et al, vurderte intestinal perfusjon i en sunn svinemodell, ved bruk av invasive dopplermålinger. De observerte at hepatosplanchnisk blodstrøm (portvenøs og mesenterisk arteriestrøm) avtok progressivt mens PEEP ble økt fra ZEEP til 12 cmH2O, disse funnene var assosiert med en parallell økning i O2-ekstraksjon. Forfatterne observerte høyere effekter av denne manøveren når abdominalt perfusjonstrykk sank under 50 mmHg60. Mekanisk ventilasjon med positivt trykk hindrer også lymfedrenasje fra interstitium inn i venesystemet og resulterer i interstitiell væskeretensjon. Lattuada M et al, i en svinemodell for endotoksemi, sammenlignet tre grupper (spontanventilasjon, PEEP 5 cmH2O og PEEP 15 cmH2O), og viste at økt PEEP proporsjonalt reduserte lymfestrømmen fra magen, økte lever- og tarmødem, og er også assosiert med høyere lever- og tarmbetennelse. De foreslo at disse funnene kan skyldes en effekt av PEEP som øker systemisk kapillærlekkasje og hindrer abdominal lymfedrenasje. Tilgjengelige data fra eksperimentelle innstillinger tyder på at PEEP har ytterligere effekter på abdominale organer, som følge av redusert trykkgradient mellom arterielle og venøse systemer på grunn av redusert hjertevolum og venøs overbelastning ved reduksjon av venøs retur. Disse funnene har blitt assosiert i eksperimentelle modeller med økende O2-ekstraksjon, organdysfunksjon og lokal betennelse.

Den patologiske modellen for abdominal kongestion som er mer omfattende studert, er den sekundære til kronisk global hjertesvikt, som fører til redusert hjertevolum, økt fyllingstrykk og væskeoverbelastning. Pasienter med kronisk hjertesvikt utvikler visceralt ødem og kan i alvorlige tilfeller utvikle seg til skrumplever, terminal nyresvikt og alvorlig tarmdysfunksjon med økt permeabilitet for endotoksin og bakterier. Dette syndromet fullføres med en systemisk inflammatorisk tilstand som kan samarbeide med den dårlige prognosen til disse pasientene. PEEP kan indusere en lignende tilstand ved økt høyre hjertefyllingstrykk, selv uten RV-dysfunksjon eller absolutt hypervolemi. Hos pasienter med ARDS bidrar flere faktorer relatert til Starling-krefter til den negative effekten av venøs overbelastning indusert av PEEP. Disse faktorene inkluderer redusert onkotisk trykk, økt vaskulær permeabilitet på grunn av betennelse og forhøyet hydrostatisk trykk (væsker og transfusjoner). Væskeansamling i interstitium kan tolereres dårligere i innkapslede organer som lever og nyrer, fordi deres ekspansjon er begrenset og ødemet kan forsterke perfusjonsforstyrrelser. Når det gjelder spesifikk organperfusjon, øker venøs overbelastning postkapillært trykk. Hvis hjertevolumet reduseres av PEEP, kan det redusere prekapillært trykk. Balansen mellom begge faktorene er avgjørende for effektiv organperfusjon, og når den forstyrrer, kan organdysfunksjon oppstå. Doppler-ultralyd (US) utgjør et effektivt og ikke-invasivt middel for å evaluere den arterielle og venøse abdominale vaskulaturen, og lar klinikere vurdere organspesifikk blodstrøm. Doppler US klassisk har vært et førstelinjeverktøy for å vurdere den arterielle siden av sirkulasjonssystemet. I løpet av de siste årene har dette verktøyet fått betydning i funksjonsstudiet av det abdominale venesystemet. Når væske- eller trykkoverbelastning resulterer i utvidelse av vena cava inferior, overføres trykkvariasjonene i høyre atrium under hjertesyklusen gjennom det ikke-kompatible venesystemet til endorganer. For å løse dette har det blitt utviklet et skåringssystem kalt venøs overskytende ultralyd (VExUS). Denne poengsummen kombinerer evalueringen av flere venøse Doppler-signaler, inkludert vena cava inferior, levervene, portvene og renalvene; og har blitt validert i en gruppe pasienter som gjennomgår hjertekirurgi. I denne studien var tilstedeværelsen av både portalstrømspulsatilitet og intrarenal strømningsendring uavhengig assosiert med påfølgende AKI. I tillegg har VExUS vært positivt korrelert med høyre atrietrykk i den generelle befolkningen (R2=0,68)73, med respons på diuretika, og med utvikling av AKI hos pasienter med akutt koronarsyndrom; kjører for tiden en klinisk studie for å vurdere effekten av reanimasjon ved venøs overbelastning etter sepsis-reanimering.

Ultralyd elastografi er en ikke-invasiv bildeteknikk som måler stivheten eller elastisiteten til vev ved hjelp av ultralydbølger. Den gir en kvantitativ vurdering av vevsstivhet, som kan være nyttig for å evaluere ulike lever- og nyresykdommer. I denne linjen viste Kashani et al., at ultralyd overflatebølgeelastografi er godt korrelert med transkatetermåling av nyre-intrakapsulært trykk. Dette verktøyet har mange kliniske anvendelser i vurdering og karakterisering av en rekke akutte og kroniske tilstander og kan gjenspeile alvorlighetsgraden av nyrefibrose81. Nylig har det blitt vist at renal elastografi kan oppdage nyrevevsskade hos pasienter med levercirrhose tidligere enn endringer identifisert under rutinemessig laboratorieundersøkelse (f.eks. plasmakreatinin). Leverstivhet bestemt ved elastografi har blitt korrelert med graden av levertilstopping i eksperimentelle modeller av inferior cava vene-klemming og med histopatologiske observasjoner. Nylig har det også blitt foreslått en rolle i estimeringen av RAP og respons på diuretika gjennom vurdering av leverstivhet84. Leverelastografi er også korrelert med graden av perifert ødem85. I det kliniske miljøet har leverelastografi en rutinemessig bruk ved vurdering av leverfibrose og betennelse fra forskjellige tilstander som skrumplever og hepatitt. Nylig har lunge-ultralyd-elastografivurdering ved lungeødem vist god korrelasjon med reduksjon av lungeødem etter indusering av diurese.

Integrering av PEEP-innstilling, abdominal venøs kongestion, ødem og organdysfunksjon Oppsummert er PEEP et grunnleggende verktøy for behandling av ARDS-pasienter, det forbedrer oksygenering og under eksperimentelle forhold reduserer muligheten for å utvikle VILI. Disse fordelene har imidlertid ikke oversatt seg til signifikante forbedringer i relevante kliniske utfall, som redusert dødelighet eller varighet av mekanisk ventilasjon. Det er ikke én regel for å sette PEEP, og klinikere brukte generelt høye eller lave nivåer av PEEP i henhold til personlige preferanser, og balanserte fordelene (oksygenering, lungebeskyttelse og mekanikk) og de negative effektene som alveolar overdistensjon og hemodynamiske effekter. PEEP kan redusere hjertevolum og indusere abdominal venøs kongestion ved å begrense venøs retur for å gå inn i thorax. Ved kronisk hjertesvikt kan abdominal venøs overbelastning føre til alvorlig organisk svikt som skrumplever og terminal nyresvikt, noe som favoriserer en systemisk inflammatorisk tilstand som kan samarbeide med de skadelige effektene av hjertesvikt, øke komplikasjoner og forverre prognosen til disse pasientene.

Basert på de eksponerte argumentene, oppstår spørsmålet om de potensielle fordelene ved å bruke høye nivåer av PEEP, spesielt på lungenivå, kan motvirkes av potensielle uheldige effekter på organer som ligger utenfor thorax. Derfor antar vi at bruk av høye nivåer av PEEP, sammenlignet med lave nivåer av PEEP, øker abdominal venøs kongestion, visceralt ødem og organdysfunksjon signifikant hos pasienter med moderat til alvorlig ARDS. For å løse dette spørsmålet har vi designet en randomisert klinisk crossover-studie, der vi vil evaluere effekten av PEEP som en generator av abdominal venøs kongestion, ødem og organdysfunksjoner over en 12-timers periode. Denne typen studier vil tillate oss å vurdere effekten av hver intervensjon innenfor samme fag som deres egen kontroll, noe som gir oss større effektivitet når vi sammenligner effektene. Vi forventer i nær fremtid å bedre identifisere pasienter som er i risiko for abdominale komplikasjoner sekundært til PEEP.

Hypotese:

Bruk av høye nivåer av PEEP, sammenlignet med lave nivåer av PEEP, øker betydelig abdominal venøs kongestion, visceralt ødem og organdysfunksjon hos pasienter med moderat til alvorlig ARDS.

Generelt mål:

For å sammenligne effekten av å bruke høye og lave PEEP-nivåer på respirasjonsmekanikk, hemodynamikk og abdominal venøs kongestion, visceralt ødem og organdysfunksjon hos pasienter med moderat til alvorlig ARDS.

Spesifikt mål:

1. Korreler virkningen av høye og lave PEEP-nivåer på kardiorespiratorisk fysiologi med graden av abdominal venøs kongestion Eksperimentell design: Gjennom hele studien vil vi gjennomføre en omfattende fysiologisk og klinisk vurdering, med fokus på hemodynamikk, respirasjonsmekanikk og gassutvekslingsparametere. Vi vil kontinuerlig registrere lunge- og respirasjonssystemets mekanikk (respiratorisk etterlevelse, lungekollaps og overdistensjon, potensial for rekruttering ved sengekanten, EIT-ventilasjonsdistribusjon, volumetrisk kapnografi og ABG), og en fullstendig hemodynamisk vurdering (ekkokardiogram, invasivt arterielt og sentralt venetrykk, og markører for vevsperfusjon (laktat, sentral venøs metning og veno-arteriell CO2-gradient) for å analysere både trendverdier og absolutte verdier. Dette vil gjøre oss i stand til å få innsikt i virkningen av disse forskjellige PEEP-strategiene på pasientens kardiorespiratoriske fysiologi for å integreres med graden av venøs overbelastning.
2. Mål effekten av høye og lave PEEP-nivåer på abdominal venøs kongestion og visceralt ødem Eksperimentell design: For å analysere blodstrømmen i den venøse og arterielle abdominale sirkulasjonen, vil vi benytte overflate-doppler-ultralyd. Vårt primære fokus vil være på venøs sirkulasjon, ved å bruke VExUS-protokollen. Vi vil foreta regelmessige vurderinger av denne parameteren hver 4. time, og ved slutten av hver 12-timers periode vil vi utføre en grundig ultralydanalyse av både det arterielle og venøse systemet, og vi vil vurdere tegn på visceralt ødem. Under disse vurderingene vil vi samle inn data for påfølgende offline analyse av bølgeformmønstre, slik at vi kan identifisere endringer i venøs strømningshastighet, retning og motstand mot strømning. I tillegg vil vi bruke sekvensielle evalueringer av forbigående elastografi for å bestemme endringer i lever- og nyrevev assosiert med ødem og overbelastning.
3. Bestem effekten av abdominal venøs overbelastning på nyre-, lever- og tarmfunksjon.

Eksperimentell design: Vi vil vurdere og sammenligne sekvensielt plasmanivåer av spesifikke markører assosiert med nyre (N-Gal, Cyst-C, kreatinin, blod urea nitrogen, ADH, renin, aldosteron), lever (bilirubin, AST, ALT, alkaliske fosfataser og gamma-glutamyl transpeptidase), og tarmdysfunksjon (plasmazonulin, calprotectin og endotoksinnivåer). I tillegg vil vi overvåke noen av nyredysfunksjonsmarkørene sekvensielt i urin pluss urinsediment for å oppdage tidlige endringer i tubulær funksjon. Videre vil vi undersøke responsen til renin-angiotensin-aldosteron-aksen på de hemodynamiske endringene.

Forslagets vitenskapelige eller teknologiske nyhet Tradisjonelt har virkningen av PEEP på det kardiovaskulære systemet fokusert på hjertefunksjon (både høyre og venstre), og det anses som godt tolerert dersom makrohemodynamikk (f.eks. systemisk blodstrøm og blodtrykk) opprettholdes. innenfor klinisk akseptable områder. Imidlertid kan denne tilnærmingen anses som ufullstendig ettersom bruk av høye PEEP-nivåer påvirker hele systemet, som må tilpasse seg uvanlige trykkområder, noe som resulterer i omfordeling av strømning og subdiafragmatisk venøs overbelastning. I denne studien foreslår vi å fylle dette kunnskapsgapet ved å fokusere på effekten av PEEP på venøs sirkulasjon, perfusjon og abdominal organfunksjon. Vårt mål er å avsløre fysiologiske elementer som hjelper til med å forstå hvorfor, til tross for konsekvent forbedring av oksygenering og respirasjonsmekanikk, har bruk av høye PEEP-nivåer ikke vist forbedrede klinisk relevante utfall, slik som dødelighet eller oppholdstid. Når vi ser fremover, og avhengig av resultatene våre, kan vi vurdere å regulere PEEP ikke bare basert på respiratoriske utfall eller kardiopulmonal interaksjon, men også fra et thoracoabdominalt perspektiv. Fra et teknologisk synspunkt er dette forslaget innovativt da det introduserer klinisk og ultrasonografisk overvåking av abdominal sirkulasjon og visceralt ødem. Vi vil bruke VExUS-systemet til disse formålene, som tidligere har blitt validert i evaluering av post-hjertekirurgiske pasienter, men aldri i overvåking av ARDS-pasienter. Hvis vi viser at VExUS er nyttig i denne evalueringen, kan vi foreslå en ny ikke-invasiv hemodynamisk overvåkingsmetode for ARDS-pasienter.