Połączona oscylacja o wysokiej częstotliwości i wdmuchiwanie gazu do tchawicy w zespole ciężkiej ostrej niewydolności oddechowej

CELE I PODSTAWOWA HIPOTEZA

Oscylacje o wysokiej częstotliwości (HFO) mają korzystne efekty fizjologiczne w zespole ostrej niewydolności oddechowej (ARDS) [1-4]. Niedawne randomizowane, kontrolowane badanie porównujące HFO z konwencjonalną wentylacją mechaniczną (CMV) z tradycyjnymi objętościami oddechowymi (przewidywana masa ciała 10,1 ± 2,8 mL·kg-1) wykazało tendencję do zmniejszania 30-dniowej śmiertelności w ramieniu HFO (37% w porównaniu z 52% w grupie CMV; P = 0,10) [3]. Do tej pory HFO nie było porównywane z CMV przy małych objętościach oddechowych (6,2 ± 1,1 mL•kg-1 przewidywanej masy ciała) w ARDS [5] pod względem fizjologii układu oddechowego i przebiegu klinicznego.

Głównymi mechanizmami wymiany gazowej podczas CMV są masowa konwekcja i dyfuzja. [4, 6]. Insuflacja gazem dotchawiczym (TGI) sprzyja eliminacji CO2 podczas CMV [7-9]. Podczas HFO dodatkowe mechanizmy wymiany gazowej obejmują asymetryczne profile prędkości, dyspersję/turbulencję Taylora, mieszanie kardiogenne, efekt wahadła i wentylację oboczną [4, 6].

Niedawno wykazaliśmy, że u pacjentów z pierwotnym ARDS o nasileniu umiarkowanym do ciężkiego HFO w połączeniu z TGI (HFO-TGI) znacznie poprawia utlenowanie w stosunku zarówno do standardowego HFO, jak i CMV zgodnie z protokołem sieciowym ARDS [5, 10]. Średnie ciśnienie w drogach oddechowych (mPaw) ustalono na 1 cm H2O powyżej punktu maksymalnej krzywizny (PMC) krzywej ciśnienia wydechowego i objętości. Podczas HFO-TGI prawdopodobnie możliwe jest zmniejszenie mPaw, przy jednoczesnym osiągnięciu wartości docelowych PaO2 i peryferyjnego nasycenia tlenem (SaO2) podobnych do tych określonych przez protokół sieciowy ARDS [5]. Może to skutkować obniżonymi i nieurazowymi ciśnieniami wentylacji podczas HFO-TGI. Ponadto, jeśli korzyści związane z wymianą gazową związane z HFO-TGI zostaną utrzymane podczas CMV po HFO-TGI [10], wówczas możliwe może być również zmniejszenie ciśnień wentylacji w stosunku do CMV sprzed HFO-TGI. Jednak zastosowanie zmniejszonych ciśnień wentylacji może zminimalizować uszkodzenie płuc związane z respiratorem. W tym badaniu przetestujemy hipotezę, że HFO-TGI może poprawić fizjologię oddychania i przebieg kliniczny pacjentów z ciężkim ARDS.

METODY Pacjenci

Protokół został zatwierdzony przez Komitet Naukowy Szpitala Evaggelismos. Świadoma zgoda będzie wymagana od najbliższych krewnych pacjentów kwalifikujących się do udziału. Kwalifikujący się pacjenci powinni spełniać kryteria: 1) wczesnego (rozpoznanie ustalone w ciągu ostatnich 72 godzin) ARDS według American-European Consensus Conference Criteria [11]; 2) ciężkie zaburzenia utlenowania {definiowane jako PaO2/wdychana frakcja tlenu (FiO2) < 150 mm Hg}, podczas wentylacji z dodatnim ciśnieniem końcowo-wydechowym (PEEP) ≥ 8 cm H2O (kryterium ciężkiego ARDS); 3) wiek 18-75 lat, masa ciała > 40 kg oraz brak a) znacznego wycieku powietrza (tj. > 1 rurka do klatki piersiowej na hemithorax z utrzymującym się przeciekiem powietrza przez > 72 h); b) skurczowe ciśnienie tętnicze < 90 mm Hg podczas przyjmowania płynów i noradrenaliny ≥ 0,5 μg/kg/min; c) istotna choroba serca (tj. frakcja wyrzutowa < 40%, obrzęk płuc w wywiadzie oraz czynne niedokrwienie wieńcowe lub zawał mięśnia sercowego); d) istotna przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP) lub astma [10]; e) nieprawidłowości wewnątrzczaszkowe powodujące niekontrolowane nadciśnienie wewnątrzczaszkowe; f) przewlekła śródmiąższowa choroba płuc związana z obustronnymi naciekami płucnymi; g) biopsja płuca lub resekcja przy obecnym przyjęciu; h) przebyty przeszczep płuca lub szpiku kostnego lub obecność immunosupresji; i) niezdolność do odzwyczajenia się od leżenia na brzuchu lub wdychania tlenku azotu; k) ciąża lub chorobliwa otyłość (tj. wskaźnik masy ciała > 40 kg/m2); oraz l) włączenie do innego badania interwencyjnego. Monitorowanie pacjenta będzie obejmowało odprowadzenie elektrokardiograficzne II, hemodynamikę i SaO2. Zastosowana zostanie głęboka sedacja/blokada przewodnictwa nerwowo-mięśniowego, jak opisano wcześniej [10, 12].

Strategia CMV Na 37-łóżkowym oddziale intensywnej terapii (OIOM) szpitala Evaggelismos rutynowo stosowana jest strategia wentylacji podobna do protokołu sieciowego ARDS. W związku z tym przed randomizacją pacjenci będą już wentylowani (respirator Siemens 300C lub Galileo Gold, Hamilton Medical) za pomocą jednej z dopuszczalnych w protokole sieciowym kombinacji FiO2 i PEEP [5]. Podawane objętości oddechowe będą wynosić 5,5-7,5 ml·kg-1 przewidywanej masy ciała, częstości oddechów (np. 20-35•min-1) zostanie wyregulowany tak, aby pHa utrzymywało się w granicach 7,20-7,45; stosunek czasu trwania wdechu do wydechu będzie wynosił od 1:1 do 1:3; a docelowe ciśnienie wdechowe plateau będzie wynosić ≤ 30-35 cm H2O. Cele natlenienia to PaO2 = 55-80 mm Hg lub SaO2 = 88-95%.

Randomizacja Pacjenci zostaną losowo przydzieleni do grupy CMV lub grupy HFO-TGI. Pacjenci z grupy CMV będą nadal otrzymywać CMV, jak opisano powyżej. W grupie HFO-TGI, 30 min przed rozpoczęciem HFO-TGI, krzywe objętości ciśnienia wdechowego i wydechowego będą kolejno konstruowane techniką liniowej rampy ciśnienia (jeśli jest to klinicznie wykonalne [10, 13].

Strategia HFO-TGI Respirator Sensormedics 3100B [10] zostanie podłączony do rurki intubacyjnej. Do rurki intubacyjnej zostanie wprowadzony również cienki cewnik Vygon TGI {średnica wewnętrzna / zewnętrzna = odpowiednio 1,0 / 2,0 mm [10]}. Końcówka cewnika TGI zostanie umieszczona 0,5-1 cm poza końcówką rurki intubacyjnej. Proksymalny koniec cewnika TGI zostanie podłączony do przepływomierza O2. Początkowe ustawienia HFO będą następujące: 1) FiO2 = 100%, później miareczkowane w kierunku FiO2 poprzedzającego CMV; 2) przepływ bazowy = 30 l•min-1; 3) częstotliwość oscylacji = 4,0-5,0 Hz; 4) amplituda ciśnienia oscylacyjnego = arytmetyczna wartość PaCO2 podczas poprzedzającego CMV + 20-30 cm H2O, maksymalna dopuszczalna wartość = 95-100 cm H2O [10]; 5) stosunek czasu wdechu do czasu wydechu = 1:2; i 6) mPaw wyregulowane tak, że średnie ciśnienie w tchawicy = 2-3 cm H2O powyżej średniego ciśnienia w tchawicy poprzedzającego CMV (co odpowiada HFO mPaw 9-10 cm H2O powyżej poprzedniego CMV mPaw). Sześćdziesiąt do 120 sekund po inicjacji HFO zostanie wykonany manewr rekrutacyjny poprzez zwiększenie ciśnienia w obwodzie HFO do 40-45 cm H2O przez 20-30 sekund przy wyłączonym tłoku oscylatora. HFO zostanie następnie wznowione, zostanie założony mankiet rurki intubacyjnej z nieszczelnością 3-5 cm H2O. Natychmiast po tym na HFO zostanie nałożony ciągły ciąg do przodu TGI (przepływ = 50% wentylacji minutowej poprzedzającego CMV [10]). Pokrętło kontrolne mPaw zostanie następnie wyregulowane, aby przywrócić pierwotnie ustawioną wartość mPaw. Piętnaście minut później zostanie przeprowadzona analiza gazometrii krwi tętniczej i wyregulowana zostanie amplituda ciśnienia oscylacyjnego oraz częstotliwość oscylacji w celu uzyskania PaCO2 < 10-15 mm Hg powyżej PaCO2 z poprzedniego CMV i utrzymania pHa > 7,20. Po kolejnych 30-60 minutach zostanie powtórzona analiza gazometryczna, a następnie stopniowo zmniejszy się mPaw (szacowany stopień redukcji: 0-1 cm H2O•h-1) w kierunku docelowego średniego ciśnienia w tchawicy do 2-3 cm H2O niższe niż średnie ciśnienie w tchawicy poprzedzającego CMV (co odpowiada HFO mPaw o 3-4 cm H2O powyżej poprzedzającego CMV mPaw). Następnie TGI zostanie przerwane i kontynuowane będzie standardowe HFO przez 30 min. Powyższe korekty powinny pozwolić na utrzymanie SaO2 = 88-95% lub PaO2 = 55-80 mm Hg oraz opisanego powyżej docelowego PaCO2/pHa.

Powrót do CMV będzie brany pod uwagę przy następujących ustawieniach HFO: mPaw wyregulowane tak, że średnie ciśnienie w tchawicy HFO = do 2-3 cm H2O niższe niż ciśnienie w tchawicy poprzedzającego CMV (co odpowiada HFO mPaw o 3-4 cm H2O powyżej poprzedzającego CMV mPaw); FiO2 = FiO2 poprzedzającego CMV; i TGI = 0 L•min-1. CMV zostanie wznowione i będzie kontynuowane pod warunkiem, że PaO2/FiO2 utrzyma się na poziomie ≥ 150 mm Hg przy PEEP ≥ 8 cm H2O. Powrót do HFO-TGI zostanie uznany za konieczny, jeśli po 12-16 godzinach CMV PaO2/FiO2 wynosi < 150 mm Hg przy PEEP ≥ 8 cm H2O. W grupie HFO-TGI pacjenci będą otrzymywali powtarzane codzienne sesje HFO-TGI, dopóki nie będą już spełniać kryterium ciężkiego ARDS podczas CMV przez > 24 godziny. Przewidywany minimalny czas trwania sesji HFO-TGI to 6 godzin. Dla członków grupy HFO-TGI całkowity czas trwania HFO-TGI będzie musiał wynosić > 12 godzin.

Manewry rekrutacyjne:

Manewry rekrutacyjne (przy ciągłym dodatnim ciśnieniu w drogach oddechowych 40-50 cm H2O i czasie trwania 20-30 sekund) będą wykonywane w następujący sposób:

W grupie HFO-TGI manewry rekrutacyjne będą wykonywane na początku i 3 godziny po rozpoczęciu każdej sesji HFO-TGI oraz tuż przed powrotem do CMV. W grupie CMV codziennie będą wykonywane > 3 manewry rekrutacyjne (jeden co 3 godziny; pierwszy manewr o 9:00). W obu grupach manewry rekrutacyjne będą kontynuowane w ramach okresu wczesnej interwencji protokołu badania do czasu ustąpienia ciężkiego ARDS (jeśli zostanie osiągnięty) lub zgonu.

Odstawienie od CMV:

Odstawienie od CMV nastąpi poprzez wentylację wspomaganą ciśnieniem, gdy PaO2 ≥ 60 mm Hg można utrzymać przy FiO2 ≤ 50% i PEEP ≤ 8 cm H2O.

Zbieranie danych Dane dotyczące charakterystyki demograficznej, fizjologicznej i radiograficznej, współistniejących schorzeń i leków zostaną zapisane w ciągu 4 godzin przed randomizacją. Dane fizjologiczne, laboratoryjne i radiograficzne/obrazowe będą zbierane codziennie do 28 dni po randomizacji. Pacjenci będą codziennie monitorowani pod kątem objawów niewydolności narządów i układów pozapłucnych.

Miary wyników przedstawiono w specjalnej sekcji.

Zgodnie z sugestią niedawnego artykułu redakcyjnego (Intensive Care Med (2014) 40:743-745), oryginału i (jego zmiany) ostatecznej formy protokołu badania (również odpowiadającego NCT00637507) wyszczególniającego wstępnie określone badanie Planowanie (które wyjaśnia przyczynę wszelkich wcześniejszych zmian w aktualnych danych rejestracyjnych) można znaleźć, przewijając w dół do końca następującej strony internetowej: http://www.evaggelismos-hosp.gr/0010000688/%CE%B9%CF %83%CF%84%CE%BF%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%BF-%CE%B5%CE%B5%CF%80%CE%BD%CE%B5.html