Wpływ wentylacji NAVA na dotlenienie i perfuzję mózgu u dzieci z wrodzoną wadą serca

1. Kontekst naukowy

   W pooperacyjnych operacjach kardiochirurgicznych często konieczna jest wentylacja inwazyjna, ale indukowane dodatnie ciśnienie wewnątrz klatki piersiowej może być szkodliwe dla hemodynamiki poprzez kilka mechanizmów: zmniejszenie powrotu żylnego, wzrost płucnego oporu naczyniowego i wzrost obciążenia następczego prawej komory. Efekt ten jest szczególnie problematyczny u pacjentów z restrykcyjną prawą komorą, którzy są zależni od obciążenia wstępnego, oraz u pacjentów z połączeniami cavo płucnymi w przypadku łagodzenia pojedynczej komory. U tych pacjentów zmniejszenie dodatniego ciśnienia respiratora poprawia pojemność minutową serca i dotlenienie mózgu. Jednak bardzo wczesna ekstubacja nie zawsze jest możliwa i bezpieczna, dlatego tak istotna jest optymalizacja wentylacji mechanicznej, aby zminimalizować jej skutki hemodynamiczne.

   U dorosłych wentylacja w trybie NAVA (Neurally Adjusted Ventilatory Assist), niezależnie od poziomu wspomagania, pozwala na zachowanie charakterystycznych dla wentylacji spontanicznej zmian ciśnienia wewnątrz klatki piersiowej i ogranicza wpływ wentylacji na wyrzut prawej komory. U dzieci ciśnienie wdechowe i średnie są również niższe w trybie NAVA w porównaniu z konwencjonalną wentylacją.

   Ocena utlenowania i perfuzji mózgu w resuscytacji sercowo-naczyniowej jest ważna zarówno jako parametr hemodynamiczny, jak i neurologiczny czynnik prognostyczny. Innowacyjne nieinwazyjne narzędzie, Diffuse Correlation Spectroscopy w połączeniu ze spektroskopią w bliskiej podczerwieni (DCS-NIRS), umożliwia nieinwazyjną ocenę zarówno natlenienia mózgu, jak i zmian w mózgowym przepływie krwi.

2. Hipoteza i cele

   Hipotezą jest, że tryb wentylacji NAVA, który generuje niższe ciśnienie wewnątrz klatki piersiowej niż konwencjonalne tryby wentylacji, poprawi hemodynamikę mózgową, pojemność minutową serca i transport tlenu u pacjentów z grupy ryzyka w warunkach pooperacyjnej kardiochirurgii w porównaniu z wentylacją konwencjonalną.

   Głowny cel:

   U pacjentów pediatrycznych po operacjach kardiochirurgicznych z ryzykiem dysfunkcji rozkurczowej prawej komory lub biernego powrotu żył płucnych (w tym operacji Glenna, Hemi-Fontana, Fontana i Tetralogii Fallota) badacze ocenią wpływ wentylacji NAVA na:

   • perfuzja mózgowa: mózgowy przepływ krwi (mm2/s) mierzony metodą DCS.
   • natlenienie mózgu: wysycenie tkanki mózgowej (%) i regionalna mózgowa ekstrakcja O2 (OEF, mierzona za pomocą NIRS-DCS).

   Cel drugorzędny:

   U dzieci po operacjach kardiochirurgicznych u dzieci z ryzykiem restrykcji prawej komory lub biernego powrotu żył płucnych (w tym chirurgii typu Glenn, hemi-Fontan, Fontan i Tetralogy of Fallota) badacze porównają wpływ wentylacji konwencjonalnej z trybem NAVA na:

   • Regionalne zużycie O2 w mózgu na podstawie pomiarów NIRS-DCS
   • Hemodynamika ogólnoustrojowa, w tym wskaźnik sercowy, poziom mleczanów, wysycenie tlenem żył centralnych (ScvO2) i transport tlenu
   • Parametry wentylacji
   • Komfort mierzony skalą KOMFORT
3. Metody

Jest to prospektywne, krzyżowe, jednoośrodkowe badanie fizjologiczne do przeprowadzenia na oddziale intensywnej terapii pediatrycznej CHU Sainte Justine (Montreal, Kanada).

Porównane zostaną dwa okresy po 60 minut w każdym z 2 trybów wentylacji: konwencjonalny tryb wentylacji (zgodnie z zaleceniami zespołu leczącego) i tryb NAVA, w losowej kolejności.

Przy przyjęciu na OIOM pooperacyjnie badani pacjenci otrzymają sondę nosowo-żołądkową NAVA.

Przed wykonaniem jakichkolwiek pomiarów badawczych badacze będą czekać na stabilizację stanu pacjenta, która jest określona przez:

• brak istotnego hemodynamicznie krwawienia
• stabilizacja parametrów wentylacji
• stabilna dawka inotropowa Kolejność 2 okresów wentylacji zostanie wybrana losowo zgodnie z wcześniej wygenerowaną losową listą.

Wentylacja w okresie nauki zostanie ustawiona w następujący sposób:

• wentylacja konwencjonalna: wentylacja zgodnie z zaleceniami zespołu leczącego będzie kontynuowana. Zwykle wentylacja odbywa się w trybie PRVC (kontrola objętości regulowanej ciśnieniem) z objętością oddechową między 5 a 8 ml/kg, jednym oddechem między 4 a 5, częstością oddechów w celu osiągnięcia normokapnii i FiO2 w celu osiągnięcia PaO2 między 100 a 150 mmHg.
• Tryb NAVA: ustawienie poziomu NAVA w celu docelowego poziomu Edi między 3 a 20 V, objętości oddechowej między 5 a 7 ml/kg i braku zaburzeń oddychania podczas badania fizykalnego. Wyzwalacz zostanie ustawiony na 0,5 V. Maksymalne ciśnienie zostanie ograniczone do 30 cmH2O. Poziom PEEP nie zmieni się w stosunku do zalecanego przez lekarza prowadzącego.

Aby ułatwić porównanie pomiarów przepływu mózgowego i utlenowania, FiO2, stężenie NO, dawka inotropowa i sedacja będą utrzymywane na możliwie stabilnym poziomie w tych okresach, według uznania lekarza prowadzącego. Podobnie, jeśli to możliwe, w okresie badania nie będą podawane transfuzje krwi.

Podczas dwóch okresów wentylacji następujące parametry będą rejestrowane w sposób ciągły:

• parametry wentylacji: parametry respiratora zgodnie z ustawionym trybem: szczytowe ciśnienie wdechowe, średnie ciśnienie w drogach oddechowych, PEEP, objętość oddechowa, całkowita i spontaniczna wentylacja minutowa, poziom Edi, FiO2, wydychany CO2 za pomocą kapnografii objętościowej.
• parametry hemodynamiczne: częstość akcji serca (HR), średnie ciśnienie tętnicze, skurczowe, rozkurczowe, ośrodkowe ciśnienie żylne (CVP), ciśnienie lewego przedsionka (LAP), rodzaj i dawkę przyjmowanych leków wazoaktywnych z obliczeniem wyniku wazoaktywno-inotropowego.

W drugiej połowie każdego okresu śledczy wykonają:

• gazometrię krwi tętniczej i żylnej oraz pomiar stężenia mleczanów w tętnicach.
• pomiar mózgowego przepływu krwi za pomocą dyfuzyjnej spektroskopii korelacyjnej oraz pomiar regionalnego nasycenia tkanek mózgowych i ekstrakcji tlenu. Pomiary te wykonywane są bezinwazyjnie i bezboleśnie poprzez przyłożenie sondy do czoła dziecka na około 20 minut.
• ograniczone USG serca w celu obliczenia pojemności minutowej serca (CO).
• obliczenie ilości wydalanego moczu w okresie wentylacji.

Ponadto w przypadku każdego pacjenta zbierane będą następujące informacje:

• wiek w momencie operacji
• diagnostyka kardiologiczna
• istnienie i kwantyfikację zabezpieczeń aortalno-płucnych
• leki przedoperacyjne
• szczegóły operacyjne: zabieg chirurgiczny, czas trwania krążenia pozaustrojowego, czas trwania zakleszczenia aorty, podane leki inotropowe (oraz maksymalna dawka).
• wynik pooperacyjnego badania przezprzełykowego serca (czynność serca, ocena naprawy, obecność resztkowych zmian anatomicznych)
• gazometrię krwi tętniczej i żylnej, poziom mleczanu i hemoglobiny przed badanymi okresami wentylacji
• odstęp czasu między zakończeniem krążenia pozaustrojowego a rozpoczęciem pomiarów badawczych

Zmienne zostaną wyrażone w postaci średniego odchylenia standardowego lub mediany (międzykwartylu), w zależności od charakteru ich rozkładu. Ze względu na liczebność próby analiza różnic między zmiennymi t podczas 2 trybów wentylacji zostanie przeprowadzona przy użyciu nieparametrycznego testu Wilcoxona (wszystkie badane zmienne są typu ciągłego). Wartość p

W celu obliczenia wielkości próby badacze oszacowali, korzystając z badania przeprowadzonego przez Huanga i wsp. (4), że odchylenie standardowe saturacji mózgu wyniesie 6%, a oczekiwana różnica między dwoma trybami wentylacji wyniesie co najmniej 6%. Aby osiągnąć moc 90% przy ryzyku alfa ustawionym na 0,05, wymagane jest minimum 24 pacjentów. Biorąc pod uwagę ryzyko utraty wzroku (np. trudności techniczne w uzyskaniu głównej zmiennej), a ze względu na heterogeniczność populacji pacjentów zdecydowaliśmy się objąć 30 pacjentów.

Należy zauważyć, że nie przeprowadzono obliczeń mocy na podstawie zmian przepływu krwi w mózgu mierzonych w spektroskopii, ponieważ nie było wstępnych danych na ten temat.

Uzyskano zgodę Komisji ds. Etyki Badań Szpitala Uniwersyteckiego Sainte Justine i Uniwersyteckiego Wydziału Spraw Medycznych. Wymagana będzie pisemna zgoda rodziców.