Wentylacja podczas krążenia pozaustrojowego (CPB) w kardiochirurgii

Cel i hipoteza:

Określenie, czy ciągła wentylacja mechaniczna (wentylacja z małą objętością oddechową) podczas krążenia pozaustrojowego (CPB) u dorosłych pacjentów poddawanych planowej operacji kardiochirurgicznej zmniejszy stopień niedodmy płuc po operacji, w porównaniu z grupą kontrolną niewentylowaną podczas CPB.

Stopień niedodmy płuc zostanie oceniony i określony ilościowo za pomocą nieinwazyjnego obrazowania ultrasonograficznego płuc (LUS).

Przeprowadzimy wstępne badanie obserwacyjne (badanie pilotażowe), aby ocenić wykonalność tego badania. Pilotaż zostanie przeprowadzony na 40 pacjentach, z których wszyscy nie będą wentylowani podczas CPB. Konkretne kwestie wykonalności, które chcielibyśmy ustalić, to: 1) stopień niedodmy, który można wykazać za pomocą LUS u pacjentów, którzy nie są wentylowani podczas CPB, 2) czas potrzebny do wykonania LUS na sali operacyjnej (OR) oraz na oddziale intensywnej terapii (OIOM) oraz czy będzie to skuteczne i możliwe przy napiętym grafiku sali operacyjnej, 3) pomoc w ustaleniu optymalnego czasu skanowania pacjentów w celu wykazania maksymalnego stopnia niedodmy oraz 4) pomoc w oszacowaniu liczby pacjentów będziemy musieli wykazać różnicę w niedodmie w ostatecznym badaniu.

Hipoteza pierwotna: wentylacja przy małej objętości oddechowej podczas CPB w przypadku kardiochirurgii dorosłych zmniejsza ilość niedodmy płuc w porównaniu z grupą kontrolną niewentylowaną podczas CPB.

Tło:

Dysfunkcja układu oddechowego po operacjach kardiochirurgicznych jest stosunkowo powszechna, a częstość jej występowania waha się od 2 do 25% cytowanych w literaturze. Powikłania płucne są istotnym czynnikiem chorobowości i śmiertelności pacjentów pooperacyjnych, a tym samym stanowią obciążenie dla zasobów opieki zdrowotnej.(1)

Etiologia dysfunkcji płuc po CPB jest wieloczynnikowa i obejmuje ogólnoustrojową odpowiedź zapalną wywołaną przez CPB, hipotermię, zabieg chirurgiczny, znieczulenie, wentylację i transfuzję. (2-3) Modyfikacje między innymi wyżej wymienionych czynników mogą prowadzić do lepszej czynności płuc w okresie pooperacyjnym. Strategie obejmują skrócenie czasu CPB lub zminimalizowanie powierzchni pozaustrojowej za pomocą zminiaturyzowanych obwodów. Częściowe przywrócenie perfuzji tętnicy płucnej podczas CPB prawdopodobnie przyczynia się do zapobiegania niedokrwieniu płuc i dysfunkcji płuc. Zastosowanie ultrafiltracji do usuwania czynników prozapalnych może chronić czynność płuc. (4) Podobnie ochronne może być stosowanie kortykosteroidów i filtrów zmniejszających liczbę leukocytów. (5-6) Korzystne może okazać się ograniczenie użycia odsysacza do kardiotomii, jak również czasu kontaktu wolnej krwi z osierdziem. Dowody na korzyści wynikające z większości tych interwencji są jednak słabe. (3-7)

W standardowej opiece płuca są niewentylowane i opróżniane, a krążenie krwi jest odcinane od układu naczyniowego płuc podczas CPB. Przywrócenie prawidłowej perfuzji skutkuje uwolnieniem wolnych rodników tlenowych, powodujących peroksydację lipidów z uszkodzeniem śródbłonka płuc (uszkodzenie niedokrwienno-reperfuzyjne). (8-9)

Eksperymentalnie wykazano, że ciągła wentylacja podczas CPB zachowuje funkcję śródbłonka tętnicy płucnej. (10) Istotną konsekwencją uszkodzenia reperfuzyjnego jest dysfunkcja śródbłonka naczyń płucnych ze zmniejszoną produkcją tlenku azotu (NO), powodująca wtórny skurcz naczyń i zwiększoną przepuszczalność naczyń. Prowadzi to do nadciśnienia płucnego, obrzęku płuc i niedotlenienia. (10)

Brak wentylacji może spowodować niedokrwienne uszkodzenie płuc. Podczas bajpasu nie ma przepływu krwi przez tętnice płucne. Jedynym układem naczyniowym, a więc i tlenem dostarczanym do płuc, jest krążenie oskrzelowe. (11) W eksperymentalnym modelu obejścia świńskiego wykazano, że przepływ w tętnicy oskrzelowej jest znacznie zmniejszony podczas CPB. (12-13) Przypuszcza się, że powtarzające się napełnianie i wypuszczanie powietrza z płuc przy fizjologicznym ciśnieniu wewnątrzpęcherzykowym jest konieczne dla prawidłowego przepływu w tętnicy oskrzelowej, wtórnie do cyklicznego ściskania i rozluźniania naczyń. W takim przypadku przerwanie wentylacji podczas bajpasu zmniejszyłoby przepływ oskrzelowy i predysponowało do niedokrwiennego uszkodzenia płuc. (13)

John i wsp. (11) wykazali w swoim randomizowanym badaniu, że wentylacja podczas CPB z objętością oddechową 5 ml/kg skutkowała znacznie mniejszą ilością wody w płucach poza naczyniami (mierzona za pomocą systemu Pulse Contour Cardiac Output (PiCCO)) i krótszym czasem do ekstubacji. Jednak dowody na wyraźne korzyści kliniczne wynikające z utrzymywania wentylacji podczas CPB są niespójne. Problematyczne w tych badaniach są heterogeniczne punkty końcowe i małe rozmiary próbek. (11;14)

To badanie ma na celu zbadanie, czy kontynuacja wentylacji małą objętością podczas CPB zmniejszyłaby ilość niedodmy płucnej występującej po operacji u pacjentów po operacjach kardiochirurgicznych. Derekrutacja objętości płuc występuje w okresie braku wentylacji na CPB. Niedodma może prowadzić do powikłań płucnych w okresie pooperacyjnym, jeśli nie zostanie leczona w okresie okołooperacyjnym aktywną rekrutacją płuc i fizjoterapią. Wentylacja niskoobjętościowa może być stosowana łatwo i bezpiecznie u większości pacjentów poddawanych CPB bez utrudniania postępu chirurgicznego.

Ultrasonografia płuc (LUS) posłuży do oceny niedodmy płuc występującej w różnym czasie (zarówno przed operacją, jak iw przebiegu pooperacyjnym). LUS to nieinwazyjne, łatwe w użyciu narzędzie do badań w miejscu opieki. LUS jest dobrze zwalidowany i używany na sali operacyjnej i na oddziale intensywnej terapii do diagnozowania patologii płuc. Wykazano, że jest dokładniejszy niż zwykłe zdjęcie rentgenowskie klatki piersiowej w określaniu konsolidacji płuc, a także innych patologii płuc. (13) LUS wykazał również ścisłą korelację we wcześniejszych badaniach z wynikami CT płuc. W 2012 roku opublikowano pierwsze międzynarodowe, oparte na dowodach zalecenia dotyczące LUS w miejscu opieki. (16) Stała się użyteczną i szeroko stosowaną metodą w praktyce klinicznej. (17-18)

Kilka badań ultrasonograficznych opartych na badaniu lewego płata dolnego podczas echokardiografii przezprzełykowej potwierdziło możliwość oceny rekrutacji płuc (19-20). Inne badanie wykazało, że ustąpienie zapalenia płuc związanego z respiratorem za pomocą terapii przeciwdrobnoustrojowej można dokładnie ocenić za pomocą LUS: stwierdzono ścisłą korelację między wzrostem napowietrzenia płuc w tomografii komputerowej (CT) po 7-dniowym podawaniu antybiotyku a wynikiem ponownego napowietrzenia ultrasonograficznego na podstawie obserwowanych zmian wzorców ultrasonograficznych (21). Dlatego uzasadnione jest postawienie hipotezy, że zmiana upowietrznienia płuc wynikająca z jakiejkolwiek terapii (na przykład wentylacji podczas CPB) zostanie wykryta przez odpowiednie zmiany wzorców LUS.