Zastosowanie delikatnego zsynchronizowanego ujemnego ciśnienia w pomaganiu niemowlętom w oddychaniu (Neovest)

Niewydolność oddechowa jest częstym powodem, dla którego noworodki wymagają intensywnej opieki wkrótce po urodzeniu. Wcześniaki są zagrożone niedojrzałością płuc i/lub słabymi mięśniami oddechowymi, co wymaga zapewnienia wspomagania oddychania za pomocą respiratora mechanicznego. Niemowlęta urodzone w terminie mogą również wymagać wspomagania oddychania w przypadku choroby płuc lub niedojrzałości płuc. Najczęściej stosowaną formą nieinwazyjnego wspomagania oddychania jest dodatnie ciśnienie dostarczane przez końcówki nosowe lub maskę nosową, znane również jako ciągłe dodatnie ciśnienie w drogach oddechowych (nCPAP). Uważa się, że nosowy CPAP jest skuteczny w różnych chorobach płuc noworodków, w tym w zespole zaburzeń oddychania, przejściowym tachypnoe u noworodka itp. Chociaż istnieje wiele form nCPAP, zazwyczaj nie są one zsynchronizowane z wysiłkami oddechowymi dziecka (1,2).

Ponadto, ze względu na wrażliwą skórę niemowląt i słabo rozwinięte mostki nosowe, dalsze używanie urządzeń do nosa może prowadzić do uszkodzenia skóry i trwałego uszkodzenia nosa (3). Aby zapewnić optymalną wentylację, urządzenia te muszą być ściśle dopasowanymi interfejsami nosowymi, aby zapewnić szczelne środowisko (3). Istnieje również zmienność w powodzeniu interfejsów nosowych w zapewnianiu jednolitej wentylacji. Dzieje się tak, ponieważ dodatnie ciśnienie wytwarzane na poziomie nozdrzy niemowląt jest rozpraszane (przez otwarte usta itp.), gdy przemieszcza się drogami oddechowymi niemowląt do pęcherzyków płucnych (3). Ponadto długotrwałe stosowanie metod wentylacji przez nos może utrudniać więź niemowlęcia z matką poprzez skrócenie czasu kontaktu ze skórą itp. Nosowy aparat CPAP jest często wymieniany jako powód opóźnienia karmienia (w tym karmienia piersią) u dzieci wymagających pobytu na intensywnej terapii noworodków.

Wentylacja podciśnieniowa (NPV) polega na zastosowaniu ciśnienia niższego od atmosferycznego wokół jamy brzusznej w celu przemieszczenia przepony. Jest to wyjątkowa alternatywa dla podawania NIV niemowlętom i pozwala uniknąć powikłań związanych z interfejsami nosowymi. NPV był wcześniej stosowany w leczeniu niemowląt z niewydolnością oddechową przy użyciu staromodnych, dużych i nieporęcznych urządzeń „żelaznych płuc” (4-12). Jedno z najwcześniejszych badań wykorzystujących NPV u niemowląt z niewydolnością oddechową wykazało, że w serii 26 pacjentów NPV zapewniło trwały wzrost PaO2 (5). Niemowlęta były w średnim wieku ciążowym od 32 do 33 tygodni i spełniały kryteria niewydolności oddechowej określone przez PaO2 < 40 mm Hg przy 100% wdychanym tlenie i/lub PCO2 > 70 mm Hg podczas wentylacji workiem z maską (5). Dalsze badania nad NPV nadal wykazały skuteczność wentylacji niemowląt z chorobami płuc z poprawą utlenowania (6-12).

W tym badaniu badacze proponują nowy interfejs podciśnienia i urządzenie, które jest zsynchronizowane z napędem oddechowym niemowlęcia i zapewnia przerywane stosowanie podciśnienia. Urządzenie wykorzystuje technologię Neurally Adjusted Ventilator Assist (NAVA), aby uzyskać synchronizację z podstawowym napędem i kontrolą oddechu niemowlęcia.

Aktywność elektryczną przepony (Edi) mierzy się za pomocą specjalistycznego cewnika z rurką zasilającą ze zminiaturyzowanymi czujnikami na końcu. Na końcu cewnika znajduje się mały balonik, który mierzy ciśnienie w żołądku, co jest dowodem na przemieszczanie się przepony. W poprzednich pracach wykazano, że cewnik Edi jest skuteczny zarówno w inwazyjnej, jak i nieinwazyjnej wentylacji dodatnim ciśnieniem z zatwierdzonym przez FDA NAVA i różnymi interfejsami (13-15). Cewnik Edi jest rutynowo używany na wielu OIOM-ach dla noworodków na całym świecie jako konwencjonalny cewnik donosowy lub ustny.

NAVA to tryb wentylacji, który jest neuronalnie zintegrowany z wrodzonymi odruchami ochronnymi płuc poprzez wykorzystanie informacji uzyskanych z cewnika Edi. Podczas oddychania spontanicznego, w miarę postępu napełniania płuc, receptory rozciągania w płucach ostatecznie wyczują odpowiednią objętość wdechu i „wyłączą” wdech. W przypadku pacjenta w trybie NAVA, gdzie wdech neuronowy kontroluje również dostarczanie wspomagane, oddech respiratora zostanie wyłączony, gdy rozpocznie się wydech nerwowy. Kilka badań wykazało, że niemowlęta spontanicznie wybierają niższe szczytowe ciśnienie wdechowe (PIP) i objętość oddechową podczas NAVA w porównaniu z konwencjonalną wentylacją (celem klinicysty) (16-23).

„Tradycyjna” NAVA jest włączana i wyłączana za pomocą Edi i zapewnia wspomaganie proporcjonalne do Edi tylko przy wdechu. PEEP jest ustalany i definiowany przez lekarza. Podczas tej „tradycyjnej NAVA” występuje spora ilość toniku Edi, który nie jest wspomagany. W przypadku ciągłej NAVA Edi służy do ciągłej regulacji wspomagania. Edi kontroluje zarówno wspomaganie wdechowe, jak i wydechowe. Przeprowadzono badanie bezpieczeństwa i tolerancji u 20 wcześniaków z zastosowaniem neutralnie skorygowanego PEEP (neuroPAP), używając końcówek nosowych jako interfejsu wprowadzającego (patrz Załącznik 2).

W tym badaniu badacze planują kontrolować urządzenie dostarczające podciśnienie (NeoVest) w celu dostarczania zsynchronizowanej ujemnej NIV przez krótki okres czasu. Wstępne dane na małych szczurach (~400 g) i większych królikach (~3-4 kg) wykazały wykonalność i skuteczność w warunkach doświadczalnych naśladujących niewydolność oddechową noworodków (patrz Załącznik 3). Neovest był w stanie wygenerować wiele skutecznych poziomów wspomagania respiratora u tych zwierząt bez skutków ubocznych.

Urządzenie do zakładania NeoVest to nadająca się do noszenia kamizelka/skorupa otaczająca brzuch niemowlęcia. Został opracowany na podstawie seryjnych pomiarów ciała niemowląt przyjętych wcześniej na oddział intensywnej terapii noworodków szpitala św. Michała (REB #15-183). Delikatnie pociąga za brzuch, wywierając podciśnienie, przesuwając w ten sposób przeponę. Materiały użyte do wykonania kamizelki NeoVest są lekkie i odpowiednie dla wrażliwej skóry niemowląt.

Celem niniejszej pracy jest wykazanie możliwości zastosowania podciśnieniowej NIV, czyli zsynchronizowanej i proporcjonalnej do zapotrzebowania oddechowego niemowlęcia. Wstępne dane dotyczące wykonalności mogą być wykorzystane do ubiegania się o większe granty z CIHR, na badanie NeoVest u mniejszych wcześniaków.