Przezklatkowa manipulacja wentylacją/perfuzją: system V/Q

Od czasu pojawienia się koronawirusa zespołu ostrej niewydolności oddechowej 2 (SARS-CoV-2) pod koniec 2019 r., transmisja jest szybka i szczególnie śmiertelna. Śmierć jest najczęściej spowodowana ARDS, które według szacunków występuje nawet u 42% pacjentów. Szybka śmiertelność COVID-19 uwydatniła ograniczenia obecnie dostępnych terapii na Oddziale Intensywnej Terapii. Tradycyjne wspomaganie wentylacji mechanicznej, stosowanie wziewnych i ogólnoustrojowych leków rozszerzających naczynia płucne, inwazyjne monitorowanie, proning i pozaustrojowe utlenowanie membranowe (ECMO), by wymienić tylko kilka, są żarłocznymi konsumentami zasobów i osiągnęły kulminację w wydatkach w wysokości co najmniej 27 miliardów dolarów rocznie w Tylko Stany Zjednoczone przed wirusem. To obciążenie fiskalne zostało znacznie przekroczone w obecnej pandemii. Przy wykładniczym wzroście liczby pacjentów zasoby szpitalne są szybko przekraczane przez przepełnienie oddziałów intensywnej terapii, co pogarsza krajowy niedobór respiratorów mechanicznych. Potrzebne są nowe techniki zarówno do leczenia pacjentów, jak i identyfikacji osób udzielających pomocy, jeśli zasoby medyczne mają zostać zoptymalizowane.

Tradycyjnie pacjenci zgłaszają się na OIOM i są intubowani po osiągnięciu progu niewydolności oddechowej i niewydolności. Rozpoczyna się różne manewry, aby zoptymalizować pobieranie tlenu przez płuca, aby zapobiec wystąpieniu niewydolności narządów i śmierci. Obecnie nie ma skutecznych technologii pomostowych zapewniających interwencję między intubacją a kosztownymi, bardziej złożonymi technikami, które są prawie wyłącznie w gestii bardziej zaawansowanych technologicznie ośrodków akademickich. Praktyka kliniczna jest często empiryczna i opiera się na próbach i błędach w tej pojawiającej się chorobie, głównie dlatego, że obecnie nie ma testów klinicznych, które dostarczyłyby klinicystom jakichkolwiek jasnych wskazówek, którzy i czy pacjenci zareagują na te bardziej kosztowne i trudne procedury. Jest to częściowo spowodowane patofizjologią leżącą u podstaw ARDS, w której następuje dalsze „rozłączenie” między przepływem krwi (a tym samym pobieraniem tlenu) a zdrowymi jednostkami płuc, które umożliwiają przenoszenie i wchłanianie tlenu z powodu uszkodzenia pęcherzyków płucnych. Zjawisko to przesuwa fizjologiczne niedopasowanie Wentylacja/Perfuzja (niedopasowanie V/Q) do stanu patologicznego. Ponieważ zjawisko to jest pogarszane przez chorą tkankę, jest rozproszone, ale niejednolite, a odpowiedź na terapię jest trudna do określenia na podstawie obecnych modalności. Dlatego wiele terapii jest wprowadzanych wyłącznie metodą prób i błędów. Określenie odpowiednich kandydatów do zaawansowanych technik terapeutycznych jest niezwykle ważne, ponieważ nie są one pozbawione ryzyka i zużycia zasobów. Pacjenci, którzy są głęboko niedotlenieni i nie potrafią utrzymać tradycyjnego wsparcia w pozycji leżącej, są „przewracani” na brzuch, aby przyjąć pozycję na brzuchu, technikę znaną jako proning. Wymaga to zespołu co najmniej 6 pielęgniarek, terapeutów oddechowych i lekarzy, którzy starają się upewnić, że nie wystąpią żadne zdarzenia niepożądane. Takie powikłania przyczyniają się do chorobowości i potencjalnej śmiertelności manewru i obejmują przypadkową ekstubację (wysunięcie rurki dotchawiczej z tchawicy), odłączenie od respiratora, przejściowe pogorszenie niedotlenienia, niestabilność hemodynamiczną, przemieszczenie centralnych i obwodowych cewników żylnych, by wymienić tylko kilka. Jest to dodatkowo spotęgowane potrzebą większej sedacji, która sama w sobie wiąże się z niestabilnością hemodynamiczną, aspiracją, zmienionym stanem świadomości i wzrostem ostrości monitorowania, co czyni go znacznie bardziej pracochłonnym i kosztownym.

Naukowcy proponują opracowanie systemu wentylacji/perfuzji (V/Q System), urządzenia napędzanego pneumatycznie, które może poprawiać natlenienie poprzez regulację gradientów ciśnienia w klatce piersiowej. Jest to nowa dziedzina fizjologii płuc, która jest dopiero badana. Jednak koncepcja nieinwazyjnej manipulacji mechaniką płuc i niedopasowaniem wentylacji/perfuzji ma ogromny wpływ, ponieważ potencjalnie wprowadza stosunkowo bezpieczną technikę postępowania w przypadku śmiertelnej niewydolności płuc. System V/Q stanowi próbę optymalizacji funkcji płuc bez ryzyka ułożenia pacjenta na brzuchu. Jeśli się powiedzie, ulepszone natlenienie związane z urządzeniem ma wiele konsekwencji klinicznych i ekonomicznych. Początkowo urządzenie może wyeliminować konieczność bardziej kosztownych, czasochłonnych i potencjalnie chorobowych procedur. Przyszłe badania mogą obejmować zbadanie, czy urządzenie można wykorzystać do identyfikacji zarówno „reagujących”, jak i „niereagujących” na zaawansowane techniki terapeutyczne i może pomóc wyeliminować podejście „prób i błędów” w leczeniu złożonych pacjentów z ARDS.

Procedura badania zajmie do 5 godzin dla każdego zapisanego uczestnika. W tym czasie uczestnik zostanie poddany sedacji zgodnie ze standardowym protokołem OIOM. Każdy uczestnik badania będzie miał do 4 godzin interwencji z badanym systemem V/Q, po czym nastąpi 1 godzina obserwacji po interwencji.