Wpływ pauzy końcowo-wdechowej na wentylację

Zmniejszenie objętości oddechowej (VT) do 6 ml/kg znormalizowanej do przewidywanej masy ciała (PBW) i ograniczenie ciśnienia napędowego do 15 cmH2O to podstawowe strategie wentylacyjne, które pozytywnie wpływają na wyniki kliniczne pacjentów z zespołem ostrej niewydolności oddechowej (ARDS). Ostatnio moc mechaniczną powiązano również z uszkodzeniem płuc wywołanym respiratorem (VILI) i powiązano ją ze śmiertelnością, głównie ze względu na jej efekty dynamiczno-sprężyste. Jednakże pomimo stosowania strategii niskiego VT możliwy jest rozwój VILI u pacjentów z umiarkowanym lub ciężkim ARDS, zwłaszcza gdy ciśnienie podczas jazdy przekracza ustalone granice bezpieczeństwa dla ochrony płuc. W takich sytuacjach zaleca się VT mniejsze niż 6 ml/kg-PBW, ale wymagane jest zwiększenie częstości oddechów (RR), aby przeciwdziałać skutkom ubocznym wtórnej hiperkapnii (poziom PaCO2 większy niż 45 mmHg). Z kolei RR potrzebny do osiągnięcia tego celu wynosi co najmniej 25 oddechów/min, nawet jeśli często akceptowany jest łagodny stopień hiperkapnii. Jednak programowanie mechanicznego respiratora z wyższym RR na minutę może sprzyjać zapaleniu tkanki płucnej i może wiązać się z niekorzystnymi skutkami ARDS.

Zatem w ARDS wyzwaniem jest ustalenie połączonej strategii zmniejszania objętości oddechowej (VT) i częstości oddechów RR, ponieważ jej największym problemem jest wzrost ciśnienia parcjalnego dwutlenku węgla (PaCO2) i upośledzenie efektywności wentylacji, której wielkość jest powiązany z ciężkością choroby. Z tego powodu dostępne są nieinwazyjne strategie łagodzenia hiperkapnii i poprawy zdolności płuc do usuwania CO2. Wśród nich warto wyróżnić pauzę końcowo-wdechową (EIP). Strategia ta wykazała swoją przydatność w zwiększaniu usuwania CO2 poprzez poprawę średniego czasu potrzebnego na dystrybucję i dyfuzyjne mieszanie wdychanego gazu w płucach. Niemniej jednak rola EIP jako części strategii wentylacji ochronnej, która łączy w sobie redukcję VT i RR, jest nieznana.

Dlatego stawiamy hipotezę, że dodanie pauzy końcowo-wdechowej (EIP) poprawia wydech CO2 i że taki efekt pozwala na zmniejszenie VT i RR w celach bardziej chroniących płuca. Zatem głównym celem tego badania jest ocena wpływu EIP na martwą przestrzeń Bohra (VDBohr/VT) i PaCO2 w połączeniu z VT i redukcją RR w ARDS. Drugorzędnym celem jest ocena strategii wentylacji pod kątem dystrybucji i jednorodności powietrza za pomocą tomografii impedancyjnej.

Wybór pacjenta Pacjenci w wieku ≥18 lat z łagodnym, umiarkowanym i ciężkim ARDS, wentylowani mechanicznie do 5 dni. Pacjenci muszą być poddani głębokiej sedacji i porażeniu nerwowo-mięśniowemu. Pacjenci z niestabilnością hemodynamiczną, ostrą niewydolnością serca, przebytą przewlekłą chorobą układu oddechowego i zmianami temperatury przełyku większymi niż 0,5°C w ciągu ostatnich 2 godzin zostaną wykluczeni.

Podstawowe ustawienia wentylacji mechanicznej Wyjściowa wentylacja mechaniczna zostanie zaprogramowana w trybie kontrolowanym objętością za pomocą Servo-i (Maquet, Solna, Szwecja) i następującymi parametrami: VT wynoszący 7 ml/kg-PBW, RR dostosowany w celu zapewnienia przepływu tętniczego pH wyższe niż 7,30 i brak wewnętrznego dodatniego ciśnienia końcowo-wydechowego (PEEP), czas wdechu wdechowego wynoszący 0,6 sekundy, stosunek wdechu:wydechu (I:E) wynoszący 1:2 i bez EIP. Końcowo-wydechowe ciśnienie przezpłucne zostanie ustalone na początku badania za pomocą elektrycznej tomografii impedancyjnej. PBW obliczono w następujący sposób: 50+ [0,91 *(wzrost w cm - 152,4)] dla mężczyzn i 45,5+ [0,91* (wzrost w cm - 152,4)] dla kobiet. U wszystkich uczestników zastosowane zostanie aktywne nawilżanie, a przed rozpoczęciem protokołu w każdym respiratorze mechanicznym zastosowano kompensację objętości ściśliwej.

Mechanika oddechowa Ciśnienie w drogach oddechowych, ciśnienie w przełyku i przepływ gazów będą mierzone w sposób ciągły za pomocą pneumotachografu proksymalnego (MBMED, Buenos Aires, Argentyna). Dane zostaną pobrane na drugi laptop po prawidłowej kalibracji czujników przepływu i ciśnienia. Ciśnienie napędowe układu oddechowego zostanie określone jako ciśnienie plateau minus całkowity PEEP (PEEPTOT = zewnętrzny PEEP + wewnętrzny PEEP), a podatność układu oddechowego jako Crs = VT/Pplat-PEEPTOT.

Mechanikę oddechową obliczono w trybie offline przy użyciu specjalnego oprogramowania, moc sprężysto-dynamiczną obliczono zgodnie z badaniem Costa i wsp., a wentylację minutową indeksowano za pomocą PBW.

Kapnografia wolumetryczna Wydychany CO2 będzie mierzony za pomocą głównego czujnika podczerwieni (Capnostat 5®; USA) i zintegrowany z monitorem (moduł MBMed CO2). Kapnogramy wolumetryczne rekonstruowano automatycznie przy użyciu programu MATLAB® (Natick, MA, USA), który umożliwia analizę wentylacji w kapnogramach wolumetrycznych przy użyciu algorytmu matematycznego dopasowującego objętość oddechową do wydychanego CO2. Rejestrowano następujące parametry: frakcję martwej przestrzeni dróg oddechowych (VDaw/VT), VDBohr/VT, wskaźnik wymiany gazowej (VDEnghoff/VT), eliminację CO2 na oddech (VTCO2,br), pęcherzykową wentylację minutową, frakcję wydychanego CO2 (FECO2), minutowa eliminacja CO2 (VTCO2,br * RR), końcowo-wydechowe CO2 i średnie pęcherzykowe ciśnienie parcjalne CO2 (PACO2).

Kapnogram w fazie III (SIII) jest normalizowany (SnIII) ​​przez FECO2 odpowiedniego cyklu wydechowego. SnIII umożliwia porównanie nachyleń z oddechów o różnych szybkościach wydalania CO2, których można się spodziewać podczas modyfikacji ustawień VT lub RR. Wentylacja pęcherzykowa minutowa będzie obliczana ze wzoru: wentylacja pęcherzykowa * RR indeksowana przez PBW. Wydajność wentylacji definiuje się jako stosunek wentylacji pęcherzykowej na minutę do wentylacji minutowej.

Czujnik przepływu jest automatycznie dostosowywany do wartości zarejestrowanych za pomocą współczynnika konwersji temperatury i ciśnienia ciała (BTPS) w celu określenia objętości wydychanego powietrza.

Tomografia impedancyjna

W okolicy środkowej klatki piersiowej zostanie umieszczony pas z 16 elektrodami, a ciągła impedancja płuc będzie oceniana za pomocą tomografii impedancyjnej (EIT) (Dräger Medical Systems, USA). Przeprowadzona zostanie analiza offline danych EIT i obliczone zostaną następujące parametry:

• Niejednorodność płuc określa się za pomocą globalnego wskaźnika niejednorodności (GI), który określa ilościowo jednorodność rozkładu objętości oddechowej poprzez ilościowe rozproszenie impedancji pikseli płuc.
• Regionalny rozkład wentylacji ocenia się za pomocą współczynnika impedancji (IR), parametru służącego do określenia dystrybucji powietrza w obszarach zależnych i niezależnych. IR > 1 oznacza przewagę rozkładu brzusznego, podczas gdy IR < 1 oznacza głównie rozkład grzbietowy. W skrócie, obszar brzuszny odpowiada obszarom zainteresowania 1 i 2, a obszar grzbietowy odpowiada regionom zainteresowania 3 i 4.
• Pływowa zmienność impedancji (TVI) reprezentuje zmianę impedancji generowaną przez wdychany gaz podczas cyklu oddechowego.
• Końcowo-wydechowa impedancja płuc (EELI) odpowiada wartości impedancji na końcu wydechu.

Protokół Wszyscy pacjenci będą leżeć w pozycji półleżącej pod kątem 40 stopni, a przed rozpoczęciem badania musi być wymagany okres stabilizacji wynoszący 60 minut. Ustawienia PEEP i czasu wdechu będą stałe przez cały okres badania. Ze względów bezpieczeństwa wstępnie ustaliliśmy, że protokół można przerwać w dowolnym momencie w przypadku znacznych zmian w hemodynamice ogólnoustrojowej i/lub kwasicy oddechowej (pH ≤ 7,25 i PaCO2 ≥ 60 mmHg).

Po włączeniu zebrano następujące dane: zmienne demograficzne (wiek, płeć, wzrost), fizjologia ostra i stan przewlekły.

Kolejne kroki protokołu

• Krok I: Objętość oddechowa (VT) 7 ml/kg-PBW, ze stałym dodatnim ciśnieniem końcowo-wydechowym (PEEP), częstością oddechów (RR) i czasem wdechu (0,6 s), bez dodawania pauzy końcowo-wdechowej (EIP) . wdechowy: wydechowy (I:E) stosunek 1:2. 60 minut.
• Etap II: VT 5 ml/kg-PBW ze stałym PEEP, RR i czasem wdechu (0,6 s) bez dodawania pauzy końcowo-wdechowej (EIP). Stosunek I:E 1:2. 60 minut.
• Krok III: EIP zostanie skonfigurowany tak, aby osiągnąć stosunek I:E wynoszący 1:1, utrzymując stały czas wdmuchiwania wynoszący 0,6 sekundy i VT wynoszący 5 ml/kg-PBW. PEEP i RR nie ulegną zmianie w stosunku do warunków wyjściowych. 60 minut.
• Krok IV: RR zostanie zmniejszony o 20%, utrzymując stałe VT w 5 ml/kg-PBW. Czas wdmuchiwania będzie utrzymywany na poziomie 0,6 sekundy, a stosunek I:E będzie równy 1:1; w związku z tym EIP zostanie ponownie przedłużony. 60 minut.

Rejestrowana będzie kapnografia wolumetryczna, a analiza offline zostanie przeprowadzona przy użyciu średniej wartości z ostatnich 40 oddechów. Pomiary wymiany gazowej przeprowadzono także na końcu każdej fazy przy użyciu konwencjonalnego analizatora gazometrii krwi (GEM® 4000, Instrumentation Laboratory, Lexington, USA). Zmienne hemodynamiczne i pulsoksymetria będą stale monitorowane (Multiparameter Spacelabs 91393). Aby określić wpływ zmian rzutu serca na dynamikę CO2, zainstalowany zostanie minimalnie inwazyjny system monitorowania rzutu serca (Edwards Lifesciences, USA). W razie potrzeby zostanie zastosowany wlew noradrenaliny w celu utrzymania średniego ciśnienia tętniczego w pobliżu 65 mmHg, a podczas protokołu nie podawano żadnego bolusa płynu.

Analiza statystyczna Test Shapiro-Wilka zostanie przeprowadzony w celu określenia rozkładu zmiennych ciągłych, który zostanie wyrażony odpowiednio jako średnia, odchylenie standardowe lub mediana i rozstęp międzykwartylowy. W celu porównania wielu zmiennych zostaną przeprowadzone test nieparametryczny Friedmana, test par dopasowanych Wilcoxona ze znakiem rang i porównania post hoc Dunna.

Za statystycznie istotną uznawano dwustronną wartość p mniejszą niż 0,05.