Ograniczenie przepływu wydechowego i wentylacja mechaniczna podczas krążenia pozaustrojowego w kardiochirurgii

Wstęp Podczas znieczulenia ogólnego zaobserwowano zmniejszenie funkcjonalnej pojemności zalegającej (FRC). Zmniejszenie FRC może oznaczać, że zdolność zamykania układu oddechowego (CC) przekracza FRC i prowadzi do zjawiska zwanego ograniczeniem przepływu wydechowego (EFL). Na zjawisko EFL podczas znieczulenia ogólnego składa się kilka czynników, w tym sama indukcja znieczulenia. Dużą rolę w tym obrazie odgrywają również wysokie stężenia tlenu, porażenie mięśni, pozycja leżąca, zwiększona ilość wody pozanaczyniowej w wyniku płynoterapii okołooperacyjnej oraz odpowiedź zapalna.

Ponadto pomostowanie krążeniowo-oddechowe (CPB) z zaciśnięciem krzyżowym aorty, które jest niezbędne przy większości zabiegów w kardiochirurgii, wiązało się z bezpośrednim uszkodzeniem płuc. Niedodma płuc, bezdechy i niedokrwienie podczas CPB oraz aktywacja enzymów proteolitycznych w krążeniu płucnym wpływają na częstość występowania pooperacyjnej dysfunkcji płuc po operacjach kardiochirurgicznych.

Test dodatniego ciśnienia końcowo-wydechowego (PEEP) jest zwalidowaną metodą oceny obecności EFL podczas znieczulenia. Test PEEP jest wykonalną i całkowicie bezpieczną miarą redukcji FRC u pacjentów wentylowanych mechanicznie.

Celem pracy będzie ocena, czy wentylacja mechaniczna podczas CPB w kardiochirurgii może zmniejszyć częstość występowania EFL w okresie po CPB.

Pierwszorzędowy punkt końcowy Pierwszorzędowy punkt końcowy będzie złożonym punktem końcowym częstości występowania ograniczenia przepływu wydechowego po odstawieniu od CPB i pooperacyjnych powikłań płucnych.

Drugorzędowe punkty końcowe

Drugorzędowe punkty końcowe będą obejmować:

• Ponowne przyjęcie na OIOM;
• Konieczność ponownej intubacji;
• Potrzeba nieinwazyjnej wentylacji;
• Czas trwania wentylacji mechanicznej;
• Infekcje pooperacyjne;
• Poważne niepożądane zdarzenia sercowe;
• Długość pobytu na OIT i w szpitalu;
• 30 dni i 1 rok śmiertelności.

Materiały i metody Będzie to jednoośrodkowa, pojedyncza ślepa, randomizowana, kontrolowana próba równoległa. Pacjenci zostaną losowo przydzieleni do czterech równoległych ramion ze stosunkiem alokacji 1:1:1:1, aby otrzymać jedną z czterech strategii wentylacji mechanicznej podczas CPB. Zostaną zrekrutowani pacjenci, którzy spełnią następujące kryteria podczas oceny przedoperacyjnej.

Randomizacja i maskowanie Pacjent zostanie losowo przydzielony zgodnie z wygenerowaną komputerowo listą przypadkowych numerów. Informacje o przydziale pacjentów będą przechowywane w zamkniętych nieprzejrzystych kopertach i nikt nie będzie wiedział o przydziale pacjentów przed randomizacją. Pacjenci będą ślepi na alokację.

Protokół wentylacji

Każdy pacjent zostanie losowo przydzielony zarówno pod względem postępowania wentylacyjnego przed i po CPB, jak i postępowania podczas CPB: projekt próbny 2 na 2. Pacjenci zostaną losowo przydzieleni do czterech grup:

Grupa A: pacjenci będą wentylowani dodatnim ciśnieniem końcowo-wydechowym (PEEP) przed i po wykonaniu krążenia pozaustrojowego (CPB); podczas CPB zastosowane zostanie ciągłe dodatnie ciśnienie w drogach oddechowych (CPAP).

Grupa B: pacjenci będą wentylowani bez PEEP (ZEEP) przed i po CPB; podczas CPB zostanie przyjęty CPAP.

Grupa C: pacjenci będą wentylowani PEEP przed i po CPB; podczas CPB nie zostanie zastosowana wentylacja mechaniczna (bez MV).

Grupa D: pacjenci będą wentylowani bez PEEP (ZEEP) przed i po CPB; podczas CPB żaden MV nie zostanie przyjęty.

Pacjenci zostaną losowo przydzieleni, bezpośrednio przed operacją, do otrzymania PEEP równego najlepszemu PEEP, ocenianemu testem PEEP, bezpośrednio po indukcji znieczulenia lub równego zeru. Wszyscy pacjenci zostaną ponadto losowo przydzieleni do grupy otrzymującej strategię CPAP równą najlepszemu PEEP lub strategię zerowego PEEP (z odłączeniem od obwodu anestezjologicznego) podczas CPB. Dwie randomizacje będą od siebie niezależne.

Podczas CPB naszym celem będzie utrzymanie PaO2 między 200 a 250 mmHg, aby uniknąć uszkodzenia płuc wywołanego hiperoksją; ponadto hematokryt będzie utrzymywał się powyżej 24%.

Podczas odzwyczajania od CPB wykonamy pojedynczą RM pęcherzykową. Ten RM będzie wykonywany ręcznie przez anestezjologa za pomocą gazowej mieszanki tlenu i powietrza (o frakcji tlenu wdychanej niższej niż 80%) pod koniec zabiegu. Po CPB ten manewr rekrutacyjny zostanie wykonany ręcznie, zgodnie z procedurą chirurgicznego odpowietrzania. Ciśnienie w drogach oddechowych będzie utrzymywane na poziomie 40 cmH2O przez co najmniej 10 sekund.

Wyznaczanie mechaniki płuc

Quasi-statyczna podatność układu oddechowego (Cqst,rs) zostanie obliczona jako:

Objętość oddechowa / (ciśnienie plateau na końcu wdechu — PEEPtot (ml/cmH2O), gdzie PEEPtot to ciśnienie końcowo-wydechowe w okresie braku przepływu. Pomiar zostanie wykonany z przerwą wdechową 60%.

Opór dróg oddechowych (Rmin,rs) zostanie obliczony jako:

(Ppeak - P1) / V' gdzie Ppeak to szczytowe ciśnienie wdechowe, P1 to ciśnienie w drogach oddechowych w punkcie zerowego przepływu, a V' to przepływ wdechowy. Pomiar zostanie wykonany z przerwą wdechową 60%.

Mechanika płuc będzie określana natychmiast po każdym wykonaniu testu PEEP.

Obliczanie przestrzeni martwej

Obliczenie ułamka przestrzeni martwej zostanie przeprowadzone z modyfikacją Enghoffa równania Bohra:

Vd/Vt = (PaCO2-PECO2)/PaCO2

Gdzie:

• Vd to martwa przestrzeń
• Vt objętość oddechowa
• PECO2 to średnie ciśnienie wydychanego CO2

Obliczanie frakcji bocznikowej

Frakcja przecieku zostanie określona przed operacją i po operacji w sali operacyjnej w znieczuleniu ogólnym, przed wypisem pacjenta z sali operacyjnej. Frakcja przecieku będzie oceniana u wszystkich pacjentów w następujący sposób:

Qs/Qt = (PAO2 - PaO2)*0,0031 / C(a-v mieszane)O2 + [(PAO2 - PaO2)*0,0031]

Gdzie:

• PAO2 to pęcherzykowe stężenie tlenu;
• PaO2 to stężenie tlenu we krwi tętniczej;
• C(a-v mieszane)O2 to tętniczo-żylna różnica w stężeniu tlenu;
• 0,0031 to współczynnik konwersji na procent objętościowy dla O2.

Pomiar zostanie przeprowadzony podczas oddychania 100% tlenem przez 20 minut, aby osiągnąć całkowite nasycenie hemoglobiny.

W przypadku zakładania cewnika do tętnicy płucnej (PAC), zgodnie ze wskazaniami klinicznymi, frakcja przecieku zostanie obliczona z następującego wzoru:

Qs/Qt = CcO2-CaO2 / CcO2-Cv(mieszane)O2 * 100

Gdzie:

• CcO2 to zawartość O2 we krwi włośniczkowej płuc, oszacowana za pomocą następującego równania: CcO2 = (Hb * 1,34) + (0,0031 * PAO2);

• CaO2 to zawartość tlenu we krwi tętniczej;
• Cv(mixed)O2 to zawartość tlenu w próbkach krwi pobranych z tętnicy płucnej;
• PAO2 to ciśnienie cząstkowe tlenu w pęcherzykach płucnych. Próbki krwi zostaną pobrane z cewnika tętniczego i cewnika do tętnicy płucnej, przy 100% FiO2 w tym samym momencie.

Ponadto wykonywane będą analizy krwi tętniczej (BGA):

• po indukcji znieczulenia;
• po sternotomii wraz z heparynizacją;
• przed sternosyntezą razem z podaniem protaminy;
• przed wypisem z sali operacyjnej.

Obliczanie wielkości próby Obliczenie wielkości próby oparto na dwustronnym błędzie α równym 0,05 i 80% mocy (β). Na podstawie naszego doświadczenia przewidujemy, że 50% pacjentów z zatrzymaniem wentylacji podczas CPB i bez PEEP przed i po CPB osiągnie złożony punkt końcowy EFL po CPB i powikłaniach oddechowych po 5 dniach, podczas gdy tylko 30% pacjentów leczonych optymalnie. Do zakończenia badania konieczna będzie próba licząca 93 pacjentów na grupę, łącznie 186. Uwzględniając 10% odsetek osób, które porzuciły leczenie, zapiszemy 51 pacjentów na grupę, łącznie 204.

Gromadzenie i analiza danych Dane zostaną zebrane na odpowiednim formularzu opisu przypadku (CRF). W szczególności zbierane będą informacje anamnestyczne, dane dotyczące operacji oraz pooperacyjne dane kliniczne, w szczególności parametry oddechowe. Dane będą analizowane za pomocą profesjonalnego oprogramowania statystycznego. Zmienne dychotomiczne zostaną porównane z dwustronnym testem chi-kwadrat, stosując poprawkę Yatesa, jeśli to konieczne. Zmienne ciągłe zostaną porównane za pomocą analizy wariancji lub nieparametrycznego testu Kruskala-Wallisa, jeśli to konieczne.

Świadoma zgoda i prowadzenie badania Każdy pacjent wyrazi świadomą zgodę. Wszystkie części tego badania zostaną przeprowadzone zgodnie z zasadami Dobrej Praktyki Klinicznej (GCP), a także włoskim i międzynarodowym prawem dotyczącym badań klinicznych.