Optymalizacja strategii wentylacji poprzez wykorzystanie dodatnich pomiarów całkowitych dróg oddechowych (OPTIMVSPRIME)

• Wprowadzenie i uzasadnienie

Prawie każdy pacjent w znieczuleniu ogólnym wymaga przerywanej wentylacji dodatnim ciśnieniem (IPPV). Uznaje się, że IPPV jest niefizjologicznym sposobem oddychania i może powodować poważne powikłania, jeśli zostanie zastosowane nieprawidłowo. 1 Znane powikłania IPPV obejmują między innymi desaturację, niedodmę i baro-/wolutraumę.

W wielu badaniach próbowano określić optymalne ustawienia parametrów wentylacyjnych podczas IPPV. 2 Obecnie nie wiadomo jednak, czy zastosowanie określonych zestawów parametrów wentylacji wiąże się z poprawą wyników leczenia pacjentów poddawanych zabiegom w znieczuleniu ogólnym.

IPPV jest powszechnie wprowadzane na podstawie zestawu parametrów określających charakterystykę oddechową, do których należą szczytowe ciśnienie wdechowe (PIP), dodatnie ciśnienie końcowo-wydechowe (PEEP), ciśnienie plateau (PlatP) i frakcja wdychanego tlenu (FiO2). 3 Dostosowanie tych parametrów pozwala lekarzowi zoptymalizować właściwości mechaniczne sztucznego oddychania pacjenta.

IPPV zmienia ciśnienie w klatce piersiowej w sposób cykliczny. Ciśnienie wzrasta podczas wdechu i maleje podczas wydechu. Wpływ zwiększonego ciśnienia wewnątrz klatki piersiowej wywołanego IPPV na parametry hemodynamiczne jest dobrze znany i jest jednym z czynników stosowanych przez anestezjologów podczas wdrażania IPPV. Ciśnienia IPPV mogą zarówno zwiększać, jak i zmniejszać parametry hemodynamiczne, takie jak obciążenie wstępne serca i napięcie ścian lewej komory, wpływając w ten sposób nie tylko na utlenowanie i dekarbonizację, ale także na pojemność minutową serca, zużycie tlenu przez mięsień sercowy i bezpośrednie natlenienie mózgu. Związek między oddychaniem a krążeniem wykazuje złożoną dynamikę, a zrozumienie tego może pomóc w promowaniu bardziej naturalnych i fizjologicznych wzorców oddychania, prowadząc do poprawy natlenienia i zmniejszenia niewydolności oddechowej.

Oprócz bezpośredniego wpływu dodatniego ciśnienia wentylacyjnego na czynniki hemodynamiczne, podczas badania związku między IPPV a wynikami leczenia pacjenta należy wziąć pod uwagę cykliczną naturę zarówno IPPV, jak i czynników hemodynamicznych. Gdy zmiany ciśnienia oddechowego zbiegają się z powiązanymi zjawiskami fizjologicznymi, każdy cykl może mieć addytywny wpływ na oba parametry. Co więcej, zbiegające się cykle fizjologiczne mogą prowadzić do „porwania oddechowego”, podczas którego oddechy indukowane przez respirator stają się asynchroniczne z wewnętrznym rytmem oddechowym pacjenta, co prowadzi do nieskutecznej wentylacji i zwiększonego ryzyka uszkodzenia płuc. Dodatkowo zmniejszenie zaciągania dróg oddechowych może pomóc zmniejszyć prawdopodobieństwo zmęczenia mechanicznego i obciążenia tkanki płucnej, ponieważ pozwala uniknąć powtarzającego się lub okresowego obciążenia układu oddechowego. Stosowanie matematycznie zidentyfikowanych zbiorów liczb całkowitych jako ustawień parametrów wentylacji może zmniejszyć zbieżność cykli oddechowych z powtarzającymi się zjawiskami fizjologicznymi. Co więcej, matematyczna identyfikacja optymalnych zestawów liczb całkowitych do wykorzystania w parametrach respiratora może pomóc w znalezieniu optymalnych ustawień w celu ograniczenia powikłań wynikających z przerywanej wentylacji nadciśnieniowej

Pytanie badawcze Określenie związku pomiędzy wykorzystaniem matematycznie identyfikowalnych zestawów parametrów respiratora w postaci liczb całkowitych a wynikami leczenia pacjenta

METODA Opis projektu badania

Jest to retrospektywne badanie baz danych. Przeprowadzone zostanie przeszukanie bazy danych wszystkich przypadków dorosłych pacjentów poddawanych zabiegom w UMCG w znieczuleniu ogólnym przy użyciu IPPV w okresie od 01.01.2018 r. do 01.04.2023 r. Badacze będą wykorzystywać zanonimizowane dane wyłącznie z istniejących rejestrów danych pacjentów.

W tym badaniu zbadana zostanie zależność matematycznie możliwych do zidentyfikowania zestawów liczb całkowitych parametrów ustawień respiratora podczas operacji wykonywanej w znieczuleniu ogólnym z użyciem IPPV. Dane zostaną pobrane z Elektronicznej Bazy Pacjentów i będą przetwarzane anonimowo.

Zbiory całkowite parametrów będą identyfikowane za pomocą algorytmów probabilistycznych (lub Monte Carlo) i metod sitowych. Zostaną porównane zbiory niewieloczynnikowe i wieloczynnikowe, a do analizy zostaną uwzględnione tylko nieujemne liczby całkowite

Jednoczynnikowe, wieloczynnikowe metody regresji i analizy modeli mieszanych, tam gdzie to konieczne, zostaną wykorzystane do określenia, które zbiory liczb całkowitych w ustawieniach parametrów wentylacyjnych podczas operacji wykonywanej w znieczuleniu ogólnym i IPPV są powiązane z wynikami leczenia pacjenta, takimi jak SpO2 i FiO2/stosunek SpO2