Fizjologiczne efekty wentylacji kontrolowanej vs wspomaganej w przebiegu umiarkowanego do ciężkiego ARDS (Badanie PEARL) (PEARL)

Jest to prospektywne, jednoośrodkowe, fizjologiczne badanie interwencyjne, zaprojektowane w celu zbadania mechaniki oddechowej i regionalnych efektów wentylacji płuc w asyście versus w pełni kontrolowanej wentylacji mechanicznej u pacjentów z umiarkowanym do ciężkiego zespołem ostrej niewydolności oddechowej (ARDS). Badanie jest prowadzone na oddziale intensywnej terapii trzeciego stopnia referencyjności i koncentruje się na krótkoterminowych reakcjach fizjologicznych na różne strategie wentylacyjne w kontrolowanych warunkach eksperymentalnych. Badanie szczegółowo ocenia, w jaki sposób tryb wentylacji i ukierunkowanie objętości oddechowej wpływają na regionalne rozdęcie płuc, wysiłek wdechowy oraz ryzyko uszkodzenia płuc wywołanego respiratorem przy użyciu zaawansowanych narzędzi monitorowania fizjologicznego, w tym pomiaru ciśnienia przełykowego i tomografii impedancji elektrycznej.

Uzasadnienie naukowe opiera się na obserwacji, że wspomagane tryby wentylacji, takie jak wentylacja ze wspomaganiem ciśnieniowym, zachowują spontaniczne oddychanie, ale mogą narażać pacjentów z wysokim napędem oddechowym na nadmierne objętości oddechowe i ciśnienia transpłucne. Ten stan jest związany z samouszkodzeniem płuc przez pacjenta i regionalnym nadmiernym rozdęciem płuc. W pełni kontrolowana wentylacja umożliwia ścisłą kontrolę objętości oddechowej i ciśnienia napędowego oraz może zmniejszyć regionalne naprężenia i odkształcenia płuc. Jednak bezpośrednie porównanie fizjologiczne między wentylacją wspomaganą a kontrolowaną w warunkach standaryzowanych pozostaje ograniczone. Niniejsze badanie ocenia, czy przełączenie pacjentów z dużym wysiłkiem wdechowym na wentylację kontrolowaną objętościowo, czy to z utrzymaniem objętości oddechowej obserwowanej podczas wentylacji wspomaganej, czy z ukierunkowaniem na ochronne wartości ciśnienia napędowego, poprawia homogenność wentylacji regionalnej i redukuje markery nadmiernego rozdęcia płuc, przy jednoczesnym zachowaniu wymiany gazowej.

Po włączeniu do badania, pacjenci przechodzą cztery sekwencyjne fazy wentylacyjne stosowane w ustalonej kolejności. Każda faza trwa 30 minut. Pierwsze 25 minut pozwala na stabilizację fizjologiczną i adaptację do trybu wentylacyjnego. Ostatnie 5 minut jest wykorzystywane na pozyskiwanie sygnałów i pomiary fizjologiczne. Cztery fazy obejmują: wentylację wspomaganą z klinicznie dobranym wspomaganiem ciśnieniowym i dodatnim ciśnieniem końcowo-wydechowym, wentylację kontrolowaną objętościowo z ukierunkowaniem na 6 ml na kg przewidywanej masy ciała, wentylację kontrolowaną objętościowo z objętością oddechową dopasowaną do objętości oddechowej zmierzonej podczas wentylacji wspomaganej z blokadą nerwowo-mięśniową oraz wentylację kontrolowaną objętościowo z ukierunkowaniem na 6 ml na kg przewidywanej masy ciała z blokadą nerwowo-mięśniową i miareczkowaniem ciśnienia napędowego, aby utrzymać je na poziomie lub poniżej 14 cmH2O. Podczas faz z blokadą nerwowo-mięśniową, częstość oddechów jest dostosowywana na podstawie analizy gazometrycznej krwi tętniczej, aby utrzymać fizjologiczne cele pH i PaCO2.

Mechanika oddechowa jest oceniana przy użyciu połączonych pomiarów ciśnienia w drogach oddechowych, przełyku i żołądka, uzyskanych za pomocą systemu cewnika balonowego wprowadzonego przez sondę nosowo-żołądkową. Przepływ i ciśnienie w drogach oddechowych są mierzone przy użyciu pneumotachografu. Sygnały są pozyskiwane cyfrowo i przechowywane do analizy offline. Pochodne parametry obejmują wysiłek wdechowy, wahania ciśnienia transpłucnego, ciśnienie napędowe układu oddechowego i płuc, podatność płuc i ściany klatki piersiowej, aktywność mięśni oddechowych, iloczyn ciśnienia i czasu oraz wskaźniki ciśnienia okluzyjnego. Statyczna mechanika oddechowa jest oceniana przy użyciu standaryzowanych manewrów okluzyjnych wdechowych i wydechowych. Te pomiary pozwalają na szczegółową charakterystykę interakcji pacjent-respirator, naprężeń płuc oraz transferu energii mechanicznej do układu oddechowego.

Rozkład wentylacji regionalnej jest oceniany przy użyciu tomografii impedancji elektrycznej. Dedykowany pas elektrod umieszczony na poziomie środkowym klatki piersiowej stale rejestruje zmiany impedancji z wysoką rozdzielczością czasową. Analiza offline obejmuje obliczenie rozkładu wentylacji oddechowej między zależnymi i niezależnymi regionami płuc, szacowanie regionalnej objętości oddechowej, wskaźników homogenności wentylacji, heterogenności wentylacji na poziomie pikseli, zmian impedancji płuc na końcu wydechu oraz wykrywanie zjawiska pendelluft. Objętość rekrutacji jest szacowana przez porównanie impedancji na końcu wydechu przy różnych poziomach dodatniego ciśnienia końcowo-wydechowego. Te pomiary zapewniają wysokorozdzielcze obrazowanie funkcjonalne regionalnego napowietrzania i rozkładu wentylacji płuc podczas każdej fazy wentylacyjnej.

Parametry fizjologiczne i wymiany gazowej zbierane podczas każdej fazy obejmują objętość oddechową, częstość oddechów, ciśnienia w drogach oddechowych, gazometrię krwi tętniczej oraz wskaźniki pracy oddechowej. Pozyskiwanie danych jest standaryzowane we wszystkich fazach badania, aby zapewnić porównywalność między strategiami wentylacyjnymi.

Badanie stosuje projekt fizjologiczny z powtarzanymi pomiarami. Zmienne ciągłe są podsumowywane za pomocą mediany i rozstępu międzykwartylowego. Zmienne kategoryczne są wyrażane jako proporcje. Ze względu na małą wielkość próby i oczekiwany nienormalny rozkład zmiennych fizjologicznych, stosowane są nieparametryczne testy statystyczne. Globalne porównania między fazami badania są przeprowadzane przy użyciu testu Friedmana. Porównania parami są przeprowadzane przy użyciu testu Wilcoxona dla par lub testu McNemara, gdy jest to odpowiednie. Istotność statystyczna jest definiowana przy użyciu dwustronnych wartości p mniejszych lub równych 0,05. Analizy statystyczne są wykonywane przy użyciu zwalidowanego oprogramowania statystycznego.

Ze względu na eksploracyjny charakter projektu fizjologicznego i brak wcześniejszych danych opisujących zachowanie regionalnego rozdęcia płuc w identycznych warunkach eksperymentalnych, nie przeprowadzono formalnej analizy mocy statystycznej. Planowany cel rekrutacji to 20 pacjentów. Ta wielkość próby jest zgodna z wcześniejszymi fizjologicznymi badaniami krzyżowymi badającymi mechanikę oddechową i regionalną wentylację płuc przy użyciu zaawansowanych technik monitorowania. Wybrana wielkość próby jest uważana za wystarczającą do wykrycia klinicznie znaczących różnic fizjologicznych między strategiami wentylacyjnymi oraz do wygenerowania danych generujących hipotezy dla przyszłych badań klinicznych z punktami końcowymi.

Monitorowanie bezpieczeństwa jest prowadzone przez cały czas trwania badania. Wszystkie niepożądane zdarzenia występujące podczas procedur badania są rejestrowane. Niepożądane zdarzenia związane z wyrobami medycznymi są klasyfikowane zgodnie z obowiązującymi europejskimi przepisami dotyczącymi wyrobów medycznych. Incydenty, niedoskonałości wyrobów i poważne incydenty są zgłaszane właściwemu organowi krajowemu i producentowi wyrobu zgodnie z wymaganiami regulacyjnymi. Poważne incydenty obejmują zdarzenia prowadzące do śmierci, poważnego pogorszenia stanu zdrowia lub poważnego zagrożenia dla zdrowia publicznego. Monitorowanie bezpieczeństwa związane z wyrobem obejmuje ocenę wydajności, niezawodności i użyteczności wyrobu podczas procedur badania.

Dane są zbierane przy użyciu standaryzowanych narzędzi zbierania danych i przechowywane w bezpiecznych systemach instytucjonalnych. Surowe przebiegi fizjologiczne są przechowywane do analizy offline. Jakość danych jest zapewniona poprzez wstępnie zdefiniowane protokoły pozyskiwania, standaryzowane procedury pomiarowe oraz scentralizowaną analizę offline przeprowadzaną przez przeszkolonych badaczy. Sygnały fizjologiczne podlegają przeglądowi jakości przed analizą, aby zapewnić integralność sygnału i dokładność pomiaru.

Badanie jest planowane na 12-miesięczny okres rekrutacji. Dane z obserwacji obejmują status przeżycia szpitalnego rejestrowany po zakończeniu procedur badania. Badanie jest prowadzone zgodnie z instytucjonalnymi standardami badań klinicznych i obowiązującymi wymaganiami regulacyjnymi dla fizjologicznych badań interwencyjnych.