Pilotażowe badanie fizjologicznego wpływu kaniuli nosowej o wysokim przepływie na wzorzec oddychania i pracę oddechową

Wykazano, że HFNC ma wiele zalet w leczeniu pacjentów z ostrą hipoksemią, poprawiając ich wyniki kliniczne. Dokładny mechanizm leżący u podstaw tego korzystnego efektu wciąż nie jest w pełni poznany. Niewiele badań analizowało wpływ HFNC na wzorzec wentylacji i pracę oddechową. Większość tych badań koncentrowała się na efektach u zdrowych ochotników. Tylko jedno badanie z Braunlich et al. badali wpływ HFNC na pacjentów z POChP i śródmiąższową chorobą płuc (ILD), wykazując, że wysoki przepływ tlenu do nosa zmniejsza częstość oddechów i zwiększa objętość oddechową u tych pacjentów.

U dorosłych zakres niskiego przepływu od 5 do 10 l/min jest porównywalny z przepływem odbieranym przez standardowe urządzenia tlenowe (kaniulę do nosa lub maskę na twarz). Pacjenci ze współistniejącymi chorobami płuc, podobnie jak w badanej populacji, mają wyższy zakres zapotrzebowania na przepływ wdechowy (od 30 do 120 l/min podczas epizodu ostrej niewydolności oddechowej) w porównaniu z osobami zdrowymi.

Spodziewamy się zaobserwować zmiany fizjologiczne w naszych wynikach przy proponowanych ustawieniach Optiflow ™ minimalnego przepływu terapeutycznego 30 l/min, pośredniego 45 l/min i maksymalnego natężenia przepływu 60 l/min. Istnieje rozległe doświadczenie kliniczne w stosowaniu dużych prędkości przepływu w tych zakresach i są one na ogół bardzo dobrze tolerowane. Jak wspomniano powyżej, HFNC generuje dodatnie ciśnienie końcowo-wydechowe (PEEP) porównywalne z zakresem CPAP wynoszącym 4–8 cmH2O (minimalny i maksymalny PEEP generowany przez HFNC).

Przyszłe badania, oparte na tym badaniu pilotażowym, będą różnić się od poprzednich w następujący sposób:

1. Testujemy inną technologię. Optiflow zapewnia znacznie większe natężenie przepływu niż w poprzednim badaniu firmy Braunlich13. W badaniu tym zastosowano pojedyncze natężenie przepływu 24 l/min, podczas gdy my badamy zakres przepływów, które są znacznie wyższe (od 30 do 60 l/min). Jesteśmy zainteresowani określeniem, w jaki sposób efekty wyższych prędkości przepływu porównują się z tymi w zakresie zastosowanym w badaniu Braunlicha, ale nie jesteśmy w stanie bezpośrednio porównać urządzeń, ponieważ to drugie urządzenie nie jest dostępne w USA. Ważne jest, aby zrozumieć, czy istnieje jakakolwiek korzyść w zakresie skuteczności stosowania wyższych prędkości przepływu dostępnych w Optiflow.

2. Przyszłe badania będą miały na celu zrozumienie mechanizmów wpływu wysokiego przepływu tlenu do nosa.

   1. Czy oczekiwane przez nas efekty są związane ze zmianami wysiłku mięśni wdechowych, co określa się na podstawie pomiaru ciśnienia przezprzeponowego i obliczenia iloczynu ciśnienia przepony w czasie?
   2. A może wypłukiwanie przestrzeni martwej w nosogardzieli poprawia wydolność oddechową, dzięki czemu wymiana gazowa może pozostać stabilna lub nawet się poprawić (co określono na podstawie pomiarów objętości minutowej i przezskórnego PCO2 (PtcCO2)? Ma to implikacje dla stosowania HFNC w leczeniu pacjentów z zaostrzeniami POChP, u których rozwija się zmęczenie mięśni oddechowych.

1) Skupimy się na pacjentach z POChP, u których do tej pory nie przeprowadzono zbyt wielu badań dotyczących stosowania HFNC. Większość badań koncentrowała się na pacjentach z hipoksemiczną niewydolnością oddechową. Ważne jest, aby zrozumieć, w jaki sposób HFNC wpływa na wzorzec oddychania i wymianę gazową u pacjentów z POChP, ponieważ wcześniejsze doniesienia sugerują, że nadmierne stężenie tlenu podawane pacjentom z POChP z zatrzymaniem CO2 może w rzeczywistości pogorszyć retencję CO2 poprzez osłabienie napędu oddechowego. Zmniejszenie częstości oddechów i objętości minutowej odnotowane przez Braunlicha i in. Monitorując PCO2, czego nie zrobiło badanie Braunlicha, możemy ocenić tę możliwość.

2) Chcielibyśmy ocenić wpływ CPAP na te same wskaźniki oddychania, co w przypadku HFNC u naszych pacjentów z POChP. Planujemy wykorzystać odpowiedź CPAP jako „kontrolę pozytywną”, aby określić, czy nasza populacja reaguje zgodnie z opisem badań CPAP w literaturze. We wcześniejszych badaniach wykazano, że u pacjentów z ciężką postacią POChP zastosowanie CPAP w proponowanym przez nas zakresie obniża pracę przepony oddechowej i chcemy sprawdzić, czy w naszej populacji występuje podobny efekt.

Zatem przyszłe badania, oparte na danych uzyskanych z tego badania pilotażowego, rozszerzą badanie Braunlicha i wsp. o ocenę wpływu wyższych prędkości przepływu przy użyciu innej technologii dostępnej w USA, określenie wpływu na wysiłek mięśni wdechowych i monitorowanie wymiany gazowej, która jest ważny zarówno z perspektywy mechanistycznej, jak i bezpieczeństwa. Stawiamy hipotezę, że wyższe prędkości przepływu będą miały większy efekt stępienia wzorca oddychania niż niskie prędkości przepływu i że nastąpi poprawa wydajności respiratora, która będzie związana ze zmniejszoną pracą oddechową przepony.