Badanie fizjologiczne HFO/HFO-TGI o niskiej częstotliwości i HFO o wysokiej częstotliwości

Uzasadnienie badania Zespół ostrej niewydolności oddechowej (ARDS) to ostry stan zapalny miąższu płucnego, który powoduje hipoksemię, niedodmę, przekrwienie płuc i zmniejszenie podatności płuc. Wentylacja mechaniczna faktycznie ratuje życie, ale może uszkodzić płuca (np. wolutrauma, barotrauma, niedodma i biotrauma). Stosowanie niskich objętości oddechowych i wysokiego dodatniego ciśnienia końcowo-wydechowego (PEEP) ma na celu złagodzenie uszkodzenia płuc związanego z respiratorem. Jednak śmiertelność z powodu ARDS nadal pozostaje wysoka. Oscylacje o wysokiej częstotliwości (HFO) to alternatywna technika wentylacji, która wykorzystuje bardzo małe objętości oddechowe (1-4 ml/kg) podawane przy wysokich częstotliwościach (3-15 Hz). Wcześniejsze badania obserwacyjne wykazały poprawę utlenowania, podczas gdy ostatnie dane z dwóch ośrodków dotyczące ciężkiego ARDS wskazują na korzyści w zakresie przeżycia wynikające z przerywanego, łącznego stosowania HFO o niskiej częstotliwości z nieszczelnością mankietu, manewrów rekrutacyjnych (RM) i wdmuchiwania gazu do tchawicy (TGI) ). Dodatek TGI poprawia natlenienie i eliminację CO2; jednak nadal nie jest jasne, czy wpływa na przeżycie. Dwa ostatnio opublikowane badania wieloośrodkowe wykazały neutralne (10) lub negatywne (11) wyniki w odniesieniu do przeżycia, gdy HFO o wysokiej częstotliwości bez nieszczelności mankietu było stosowane w leczeniu wczesnego ARDS. Jednak te negatywne wyniki mogą częściowo wynikać z przeciążenia/dysfunkcji/niewydolności prawej komory spowodowanej połączeniem wysokich ciśnień wewnątrz klatki piersiowej i hiperkapnii, co w konsekwencji prowadzi do niestabilności hemodynamicznej i zwiększonej potrzeby leczenia inotropowego/wazopresyjnego. W związku z tym badacze postawili hipotezę, że inna strategia HFO [wykorzystująca kombinację niskiej częstotliwości i nieszczelności mankietu – co zwiększa eliminację CO2 i wiąże się ze stosunkowo niskimi średnimi ciśnieniami w tchawicy – ​​może prowadzić do innych wyników.

Wysokie ciśnienie wewnątrz klatki piersiowej może utrudniać powrót żylny i zwiększać płucny opór naczyniowy. To jednoczesne zmniejszenie obciążenia wstępnego prawej komory i zwiększenie obciążenia następczego może spowodować dysfunkcję/niewydolność prawej komory. Z drugiej strony założenie nieszczelności mankietu powoduje obniżenie (o ok. 5-6 cmH2O) średniego ciśnienia w tchawicy w stosunku do ustawionego średniego ciśnienia w drogach oddechowych respiratora HFO (mPaw), z następczym odciążeniem prawej komory. Ponadto można spodziewać się dalszego odciążenia prawej komory w wyniku łącznego zastosowania przecieku mankietu, TGI i wysokiego przepływu wstępnego HFO; środki te poprawiają kontrolę PaCO2 i mogą zapobiegać nadmiernemu wzrostowi płucnego oporu naczyniowego wywołanego hiperkapnią. Czynność prawej komory można ocenić za pomocą echokardiografii przezprzełykowej (TEE), jak opisano wcześniej. Dysfunkcja prawej komory i związane z nią rozstrzenie mogą powodować zmniejszenie pojemności minutowej serca i hipoperfuzję wieńcową; te ostatnie mogą dodatkowo upośledzać czynność prawej komory i przyczyniać się do niewydolności prawej komory.

Głównym celem niniejszego badania jest udokumentowanie i porównanie wpływu konwencjonalnej wentylacji mechanicznej chroniącej płuca (CMV) i różnych strategii HFO (już przetestowanych klinicznie w badaniach ze sprzecznymi wynikami) na czynność prawej komory określoną za pomocą TEE. Mówiąc dokładniej, zamierzamy porównać CMV o wysokim PEEP chroniącym płuca ze strategią HFO „wysokiej” mPaw/bez przecieku mankietu, ze strategią HFO o wysokiej częstotliwości i „wysokim” mPaw z nieszczelnością mankietu, strategią HFO „niskiej” częstotliwości z i bez TGI.

Metody METODY Kwalifikujący się pacjenci (odpowiednie kryteria podane poniżej) z wczesnym i ciężkim ARDS zostaną włączeni do badania po uzyskaniu świadomej, pisemnej zgody najbliższych krewnych, jak również niepisanej zgody lekarza prowadzącego.

Monitorowanie pacjenta będzie obejmować odprowadzenie elektrokardiograficzne II, ciśnienie wewnątrztętnicze (+/- wskaźnik sercowy z PICCO plus, Pulsion Medical Systems, Monachium, Niemcy)] i wysycenie krwi obwodowej tlenem (SaO2). Znieczulenie będzie podtrzymywane midazolamem i/lub propofolem oraz fentanylem lub remifentanylem. Blokada przewodnictwa nerwowo-mięśniowego zostanie zrealizowana za pomocą cisatrakurium, które będzie stosowane zgodnie z aktualnymi zaleceniami oraz w ramach leczenia zleconego przez lekarza prowadzącego. W okresie badania wszyscy pacjenci będą otrzymywać ciągły wlew cisatrakurium.

Strategia CMV Kwalifikujący się uczestnicy badania otrzymają co najmniej 60 minut chroniącego płuca CMV z następującymi kombinacjami FiO2/PEEP: 0,5/10-12 cm H2O, 0,6/14-16 cm H2O, 0,7/14-16 cm H2O, 0,8 /14-16 cm H2O, 0,9/16-18 cm H2O, 1,0/20-24 cm H2O. Te kombinacje stanowią „ogólne” zalecenia i dalsze miareczkowanie PEEP =< 4 cm H2O przez lekarzy prowadzących do „najlepszej” kombinacji wymiany gazowej i parametrów hemodynamicznych u pacjentów zostanie uznane za dopuszczalne. Niedawno udokumentowano korzyść w zakresie przeżycia związaną z wysokim PEEP. Ilekroć natlenienie pogarsza się, PEEP zostanie najpierw zwiększony, a następnie FiO2, przy jednoczesnym dążeniu do „zgodności” z wyżej wymienionymi kombinacjami FiO2/PEEP.

Objętość oddechowa będzie się mieścić w zakresie 5,5-7,5 ml/kg przewidywanej masy ciała. Maksymalny limit ciśnienia plateau wyniesie 40 cmH2O, a docelowe ciśnienie plateau wyniesie ≤32 cmH2O; uzasadnienie: podobnie jak w badaniu Meade i wsp., wyższe ciśnienie plateau będzie tolerowane, aby umożliwić zastosowanie wyższego poziomu PEEP. Gdy ciśnienie plateau przekroczy 32 cmH2O przez >15 min, zostaną przeprowadzone następujące korekty: zmniejszenie objętości oddechowej do 4,0 ml/kg przewidywanej masy ciała, zwiększenie częstości oddechów do 35/min i zmniejszenie PEEP o ≥2 cmH2O. Dostosowania te będą musiały jednocześnie skutkować osiągnięciem poniższych celów wymiany gazowej.

Częstość oddechów będzie miareczkowana do pHa 7,20-7,45. Stosunek czasu wdechu do czasu wydechu (Ι:Ε) będzie ≤1/2. Docelowe natlenienie to SaO2=90-95% i/lub PaO2=60-80 mmHg. przy pH<7,20, przestrzeń martwa obwodu oddechowego zostanie zminimalizowana poprzez zastąpienie rutynowo używanego uchwytu cewnika krótkim łącznikiem kątowym o małej objętości, objętość oddechowa zostanie zwiększona do 8,0 ml/kg przewidywanej masy ciała, a częstość oddechów zostanie zwiększona do 35/min . Jeśli te środki zawiodą, dozwolone będzie kryterium „słabej kontroli pHa/PaCO2” i zastosowanie wlewu wodorowęglanu. Dodatkową opcją będzie pozaustrojowe usuwanie CO2.

Algorytm RMs i PEEP/FiO2

1. RM - Ciągłe dodatnie ciśnienie w drogach oddechowych 40-45 cmH2O przez 40 sekund, przy FiO2 1,0) i miareczkowanie PEEP i FiO2 tak, aby SaO2=90-95% lub PaO2=60-80 mmHg (RM można powtarzać dwa razy dziennie , raz na 5 godzin)
2. Redukcja FiO2 zawsze poprzedza redukcję PEEP.
3. Przy FiO2=0,5 i PEEP<8 cmH2O - próba odsadzenia.
4. RM można podawać do 5 dni po wystąpieniu ARDS

Strategia HFO-RM

Wcześniej opublikowane zalecenia dotyczące stosowania HFO (respirator Sensormedics 3100B, Sensormedics, Yorba Linda, CA, USA) obejmują następujące kroki:

1. Wystarczający poziom głębokiej sedacji/znieczulenia do zniesienia czynności mięśni oddechowych, z blokadą nerwowo-mięśniową lub bez, tak aby uniknąć dyssynchronii pacjent-respirator.
2. Potwierdzenie drożności rurki intubacyjnej i umieszczenie rurki 3-4 cm powyżej ostrogi.
3. RMs: natychmiast po podłączeniu pacjenta do oscylatora zostanie wykonany RM (wzrost ciśnienia w obwodzie do 45 cmH2O przez 40 sekund przy wyłączonym tłoku oscylatora). RM będą powtarzane tuż przed zmianami częstotliwości HFO lub tuż przed/tuż po rozpoczęciu/zakończeniu TGI.
4. FiO2 zostanie początkowo ustawione na 1,0, a następnie zmniejszone (w ciągu 10-15 min) do FiO2 poprzedzającego CMV, pod warunkiem, że SaO2 utrzyma się na poziomie >90%.
5. Przepływ referencyjny zostanie ustawiony na 60 l/min, aby poprawić eliminację CO2 z obwodu oddechowego.
6. Stosunek I:E zostanie utrzymany na poziomie 1:2.
7. Zgodnie z metodami i wynikami wcześniejszych badań badaczy, TGI będzie równe 50% poprzedniej wentylacji minutowej CMV.
8. Początkowa mPaw HFO przekroczy mPaw poprzedniego CΜV o 8-10 cm H2O i będzie miareczkowana (o ±3 cmH2O) w celu uzyskania najlepszej odpowiedzi natlenienia (przewiduje się, że odpowiada „docelowemu” SaO2 >= 95%) podczas 60-minutowy okres standardowej HFO o niskiej częstotliwości z nieszczelnością mankietu. Wspomniany okres poprzedzi opisany poniżej 180-minutowy okres testowania strategii HFO.
9. Początkowa częstotliwość oscylacji zostanie losowo ustawiona na 3,5-4 Hz lub na 7 Hz. Ustawienie niskiej częstotliwości zostanie połączone z nieszczelnością mankietu 3-5 cmH2O i TGI przez 60 min, a następnie „bez TGI” przez kolejne 60 min w przypadkowej kolejności. Ustawienie wysokiej częstotliwości nie zostanie połączone ani z nieszczelnością mankietu, ani z TGI i będzie utrzymywane przez dodatkowe 60 minut. Amplituda ciśnienia oscylacyjnego (ΔP) zostanie ustawiona na 90 cmH2O.

Pomiary TEE

Następujące parametry zostaną określone podczas wyjściowej CMV:

Obszar rozkurczowy prawej komory, obszar rozkurczowy lewej komory i wskaźnik ekscentryczności. Ocena przepływu wieńcowego w prawej głównej tętnicy wieńcowej i lewej przedniej gałęzi zstępującej lewej głównej tętnicy wieńcowej (Uwaga: pomiary przepływu w tętnicy wieńcowej okazały się technicznie trudne i czasochłonne, w związku z czym zostały usunięte z protokołu badania). Te same pomiary zostaną powtórzone po 120, 180 i 240 minutach od rozpoczęcia HFO i po 60 minutach od powrotu do CMV. W tych samych punktach czasowych określimy wymianę gazową i hemodynamikę, w tym pojemność minutową serca za pomocą PICCO plus. Na koniec zostanie oceniona mechanika oddychania z szybkim końcowo-wydechowym/końcowo-wdechowym zamknięciem dróg oddechowych podczas CMV.

Ratunkowa oksygenacja Metodologia ratowniczej oksygenacji może obejmować HFO-TGI o niskiej częstotliwości z nieszczelnością mankietu, ułożeniem na brzuchu, wziewnym tlenkiem azotu i pozaustrojową oksygenacją membranową. Czas trwania sesji tlenoterapii ratunkowej będzie wynosił co najmniej 10 godzin z możliwością nieograniczonego przedłużenia, jeśli PaO2<60 mmHg. Kryterium rozpoczęcia akcji ratunkowej: PaO2<60 mmHg przez ponad 30 min przy FiO2=1,0 podczas wysokiego PEEP, chroniącego płuca CMV, przy braku jakiejkolwiek odwracalnej patologii krążeniowo-oddechowej i/lub awarii respiratora.

Obserwacja pacjenta Zmienne fizjologiczne (hemodynamiczna wymiana gazowa i mechanika oddychania) oraz leki będą rejestrowane w ciągu 2 godzin przed włączeniem do badania io 9 rano w dniach 1-10 po włączeniu do badania. Dysfunkcja narządów zgodnie z wynikiem Sequential Organ Dysfunction Assessment i powikłania przebiegu klinicznego będą dokumentowane do 60 dnia po włączeniu. Wreszcie ostateczny wynik (tj. przeżycie do wypisu ze szpitala lub zgon wewnątrzszpitalny) również zostaną zarejestrowane.

POTENCJALNE RYZYKA INTERWENCJI ŚLEDCZYCH I ICH ZAPOBIEGANIE. Potencjalne ryzyko: Barotrauma. Środki zapobiegawcze: To potencjalne ryzyko jest równie wysokie podczas CMV lub HFO. Nie przewidujemy również żadnych znaczących powikłań klinicznych związanych z użyciem HFO o wysokiej częstotliwości i wysokim mPaw bez przecieku mankietu, ponieważ czas jego stosowania nie przekroczy określonego w protokole limitu czasu 60 minut.

MOŻLIWE KORZYŚCI Dla uczestniczącego pacjenta: możliwe zwiększenie prawdopodobieństwa przeżycia do wypisu ze szpitala w przypadku zastosowania HFO-TGI jako metody dotleniania ratunkowego oraz szczegółowa ocena TEE funkcji serca. Dla nauk medycznych: Możliwe lepsze zrozumienie interakcji między strategią wentylacji, sercem i płucami.