Zamknięta pętla wentylacji mechanicznej i ECMO

U pacjentów w stanie krytycznym przyjmowanych na oddział intensywnej terapii z powodu ostrej niewydolności oddechowej lub zapaści krążeniowej coraz częściej stosuje się wentylację mechaniczną w połączeniu z pozaustrojowym wspomaganiem oddychania (VV ECMO) lub wspomaganiem serca (VA ECMO). Zarówno wentylacja mechaniczna, jak i ECMO przyczyniają się do kontroli wymiany gazowej, dlatego należy je odpowiednio dostosować.

Jako urządzenie wspomagające, takie jak VV ECMO lub VA ECMO, kontrola wymiany gazowej musi być regulowana poprzez przepływ gazu wymiatającego (wentylację), frakcję tlenu w gazie wymiatającym (natlenienie, FsO2) i przepływ krwi przez urządzenie pozaustrojowe. Połączenie wentylacji adaptacyjnej z ECMO to nowatorska koncepcja pozwalająca na kontrolę utlenowania i wentylacji jedynie poprzez regulację urządzenia ECMO.

Adaptacyjna wentylacja płuc to kategoria trybów wentylacji, które umożliwiają kontrolę natlenienia i wentylacji w pętli zamkniętej. Wykorzystując tego typu tryby wentylacji można automatycznie sterować wymianą gazową. Jeśli chodzi o zarządzanie CO2, wykorzystują docelową objętość minutową do kontrolowania końcowo-wydechowego CO2 i dostosowują w zależności od ilości spontanicznie wyzwalanych oddechów częstość oddechów i wspomaganie ciśnieniem wdechowym lub wyłącznie wspomaganie ciśnieniowe. W zakresie zarządzania O2 zgodnie z docelowym wysyceniem obwodowym O2 zostanie ustawiony PEEP (rekrutacja płuc) i frakcja wdychanego tlenu (FiO2). Oba te kontrolery polegają na dokładnym pomiarze odpowiednio końcowo-wydechowego CO2 i peryferyjnego wysycenia O2.

Istnieją dwa zalecenia dotyczące wentylacji pacjentów z ARDS przy pomocy ECMO. Przede wszystkim ogólne wytyczne Organizacji Podtrzymującej Życie pozaustrojowe (ELSO) sugerują, aby dorośli dążyli do FiO2 poniżej 0,3 przy PEEP od 5 do 15 cmH2O i ciśnieniu plateau poniżej 25 cm H2O przy częstości oddechów 5 za minutę. Podczas gdy Richard i in. w swoim konsensusowym raporcie konferencyjnym z 2014 r. sugerują minimalizowanie ciśnienia plateau, a PEEP nie jest określony liczbowo. Celem obu wytycznych jest utrzymanie płuc w spoczynku u pacjentów z ARDS. Nie ma konkretnych zaleceń dotyczących prowadzenia wentylacji u pacjentów z niewydolnością serca w przypadku ECMO. W tej chwili nie jest jasne, czy płuco musi być utrzymywane otwarte (rekrutowane i mniej podatne na niedodmę), czy utrzymywane w spoczynku (mniej podatne na nadmierne rozciągnięcie, uraz objętościowy lub ciśnieniowy).

W odniesieniu do ustawień wentylacji mechanicznej u pacjentów z ARDS Serpa Neto i współpracownicy opublikowali w 2016 r. metaanalizę dziewięciu badań, które obejmowały około 550 pacjentów otrzymujących ECMO z powodu opornej na leczenie hipoksemii. Wykazali, że u tych pacjentów ciśnienie jazdy było związane z przeżyciem wewnątrzszpitalnym (osoby, które przeżyły, miały ciśnienie jazdy 16,9 cmH2O, a osoby, które nie przeżyły 19,4, p 0,004, skorygowane HR 1,06 z 95% CI 1,03 - 1,10). Jest to zgodne z badaniem Amato i wsp., w którym wykazali zmniejszenie wieloczynnikowego względnego ryzyka śmiertelności wewnątrzszpitalnej u pacjentów z ARDS – bez ECMO – przy ciśnieniu napędowym mniejszym niż 15 cmH2O.

Wykazano, że adaptacyjny tryb wentylacji płuc Intellivent-ASV+® wentyluje normalne płuca, płuca z ARDS i POChP w granicach bezpiecznej wentylacji zalecanych przez wytyczne. Pacjenci stosujący Intellivent-ASV+® mieli objętości oddechowe (Vt) ≤ 8 ml/kg/mc, ciśnienie plateau (Pplat) < 30 cmH2O i ciśnienie napędzające < 15 cmH2O. W porównaniu z konwencjonalną wentylacją, pacjenci w trybie Intellivent-ASV+® mieli wyższy PEEP i niższy FiO2, co sugeruje lepszą rekrutację zależnej części płuca.

Połączenie wentylacji mechanicznej w trybie Intellivent-ASV+® i ECMO daje wyjątkową możliwość posiadania respiratora mechanicznego, który automatycznie dostosowuje się do mechaniki płuc i wkładu ECMO wspomagającego wymianę gazową.

Głównym celem tego projektu badawczego jest zaproponowanie i zweryfikowanie, czy tryb wentylacji Intellivent-ASV+® jest w stanie przeprowadzić wentylację chroniącą płuca pomimo obecności zmiany wymiany gazowej ECMO.