Efekty optymalizacji końcowo-wydechowego dodatniego ciśnienia u zaintubowanych pacjentów ze zdrowymi płucami lub zespołem ostrej niewydolności oddechowej (PEEP-Réa)

Postępowanie z pacjentami OIOM może wymagać zastosowania wspomagania wentylacji wymagającego intubacji dotchawiczej i inwazyjnej wentylacji mechanicznej.

Każdy wentylowany mechanicznie pacjent jest narażony na powstawanie niedodmy (zapadnięcia się pęcherzyków płucnych), która pojawia się systematycznie po wprowadzeniu rurki dotchawiczej, po każdej czynności derekrutacyjnej (odsysanie, odłączenie tchawicy) lub po prostu przy zastosowaniu wentylacji ochronnej, łączącej małe objętości oddechowe ( 6 do 8 ml/kg teoretycznej idealnej masy ciała (IBW) i dodatnie ciśnienie końcowo-wydechowe (PEEP), które czasami jest niewystarczające. Proponuje się zatem wykonywanie manewrów rekrutacji pęcherzyków płucnych (ARM), które usuwają niedodmę poprzez chwilowe zwiększenie ciśnienia wewnątrz klatki piersiowej. Aby uniknąć ponownego zapadnięcia się pęcherzyków płucnych, konieczne jest zastosowanie odpowiedniego poziomu PEEP.

Ciśnienie otwarcia (P) niezbędne do ponownego rozprężenia zapadniętego zębodołu jest odwrotnie proporcjonalne do jego promienia (r), zgodnie z prawem Laplace'a P = 2,γ/r, gdzie γ jest napięciem powierzchniowym. Ciśnienie niezbędne do ponownego rozprężenia zapadniętej komórki zależy od jej promienia. Zespół Amato wykazał w 2006 roku, że w tym samym płucu współistnieje kilka poziomów napowietrzenia pęcherzyków płucnych, a tym samym kilka ciśnień otwarcia. Rozkład ciśnień był bimodalny, z pikiem około 30 cmH2O i drugim około 40 cmH2O. W związku z tym, aby umożliwić całkowite ponowne rozprężenie niedodmy w obrębie płuca, konieczne jest zastosowanie ciśnienia co najmniej równego 30 cmH2O. Nie można oczekiwać, że zastosowanie niewystarczających ciśnień spowoduje całkowite ponowne rozprężenie płuca, ale raczej wzrost upowietrznienia pęcherzyków płucnych już napowietrzonych (mających większy promień i znacznie mniejsze ciśnienie otwarcia), co z kolei może doprowadzić do nadmiernego rozciągnięcia. To prawdopodobnie może się zdarzyć, jeśli PEEP zostanie zwiększony bez wcześniejszego ARM.

Zastosowanie ARM może również prowadzić do zjawiska nadmiernego rozciągnięcia w krótszym czasie (20 do 30 sekund), w przeciwieństwie do bezpośredniego zastosowania wysokiego PEEP, które mogłoby prowadzić do nadmiernego rozciągnięcia trwającego znacznie dłuższy okres czasu (prawdopodobnie kilka godzin) i nasilają się z każdym podaniem objętości oddechowej (a więc kilka razy na minutę). Przewlekła ekspozycja płuc na zjawisko nadmiernego rozdęcia może wywołać rozpad włókien kolagenowych pęcherzyków płucnych (volotrauma), prowadząc do miejscowego zapalenia (biotrauma) i ogólnoustrojowego zapalenia poprzez uwolnienie cząsteczek prozapalnych (cytokin...) do krwioobiegu i doprowadzić do apoptozy w odległych narządach (na przykład nerki, przewód pokarmowy).

Optymalizacja wentylacji mechanicznej wymaga poszukiwania optymalnego PEEP: niewystarczający, nie może zapobiec powstawaniu niedodmy; zbyt wysokie, prowadziłoby to do nadmiernego rozciągnięcia pęcherzyków płucnych. W obecnej praktyce PEEP jest określany arbitralnie lub w wyniku stopniowego miareczkowania, przyrostowego lub malejącego. Do tej pory literatura naukowa nie jest jednoznaczna co do stosowania ARM i ich bezpieczeństwa. Dlatego niektóre zespoły wolą nie używać ARM i zwykle stosują wyższy poziom PEEP.

Przedstawione powyżej koncepcje obowiązują zarówno u pacjentów ze zdrowymi płucami, jak i u pacjentów z „chorymi” płucami, których archetypem i najcięższą postacią jest zespół ostrej niewydolności oddechowej (ARDS), będący częstą patologią na OIT (10 do 20% przyjętych pacjentów). Jego definicja opiera się na kryteriach berlińskich opublikowanych w 2012 roku. Moralność waha się między 30 a 40% w zależności od ciężkości upośledzenia oddechowego. Postępowanie z pacjentami z ARDS wymaga optymalizacji oksygenacji, która opiera się przede wszystkim na wentylacji mechanicznej, inwazyjnej lub nieinwazyjnej. Od czasu publikacji badania ARDS Network w 2000 r. w czasopiśmie New England Journal of Medicine, na całym świecie przyjęto, że objętości oddechowe należy redukować do nie więcej niż 6 ml/kg IBW. Zarządzanie wentylacją opiera się na koncepcjach „płuca dziecka” i „otwartego płuca”. Koncepcje te wyjaśniają, że należy koniecznie wziąć pod uwagę, że objętość płuc dostępna do wentylacji mechanicznej jest bardzo mała w porównaniu z objętością zdrowych płuc (płuco dziecka) oraz że zmniejszeniu objętości oddechowej muszą towarzyszyć dostosowania, aby płuca były „otwarte”, zwalczanie powstawania niedodmy poprzez stosowanie wystarczającej ilości PEEP i ARM.

Daleko od tej patologii płuc, każdy wentylowany mechanicznie pacjent, czy to na OIT, czy na sali operacyjnej, musi korzystać ze strategii ochronnej. Niewłaściwa regulacja parametrów wentylacji może prowadzić do zmian w płucach indukowanych wentylacją mechaniczną (VILI, Ventilator Induced Lung Injuries) i zmian podobnych do obserwowanych podczas ARDS.

W związku z tym proponujemy zbadanie wpływu dwóch różnych strategii optymalizacji PEEP podczas inwazyjnej wentylacji mechanicznej u zdrowych płuc i pacjentów przebywających na OIOM-ie z ARDS na upowietrznienie płuc i parametry wentylacji. To randomizowane badanie kontrolne pozwoliłoby nam zweryfikować nasze hipotezy, w zależności od mechaniki układu oddechowego i choroby płuc pacjenta. Ostatecznym celem tego badania jest określenie skutków strategii opartej na zastosowaniu ARM, po którym następuje stopniowe miareczkowanie PEEP, w porównaniu do przyrostowej strategii PEEP bez ARM, na płucne i oddechowe parametry fizjo-(pato)-logiczne u pacjentów na OIT.