Кардиовентиляционная связь у пациентов в критическом состоянии

Колебания внутригрудного давления вследствие вентиляции с положительным давлением вызывают циклические изменения активности рецепторов легочных сосудов и механорецепторов сердца. Эти эффекты изменяют модуляцию вегетативной нервной системы с модификацией как симпатической, так и блуждающей активности.

Кардио-вентиляторное взаимодействие недавно было изучено через вариабельность сердечного ритма у пациентов в критическом состоянии, находящихся на искусственной вентиляции легких. Анализ плотности спектра мощности дает информацию о мощности (дисперсии интервала между ударами), распределенной как частотная функция. Здоровые спонтанно дышащие субъекты демонстрируют циклическое увеличение частоты сердечных сокращений на вдохе и уменьшение частоты сердечных сокращений на выдохе, а также «фазовую связь» между сердечными сокращениями и дыханием (вызывая сердечные сокращения в постоянных фазах дыхательного цикла), широко известную как кардиовентиляторная связь. Эти феномены возникают в результате сложного взаимодействия нескольких механизмов, включая центральный драйв, обратную связь от артериальных барорецепторов, обратную связь от торакальных и легочных рецепторов растяжения и ненейронные механизмы, присущие сердцу, которые до конца не изучены. Хотя физиологическое значение дыхательной синусовой аритмии и кардиовентиляторной связи не выяснено, несколько авторов предположили, что они могут улучшать соответствие вентиляции и перфузии за счет перераспределения сердечных сокращений (и, следовательно, перфузии) в дыхательном цикле, оказывая благотворное влияние на газообмен. . Кроме того, снижение амплитуды дыхательной синусовой аритмии использовалось в качестве индикатора нарушения вегетативного контроля и неблагоприятного клинического исхода, в том числе во время ИВЛ. отменен. Теоретически режимы механической вентиляции, которые помогают дыхательной помпе при запуске пациентом, такие как вентиляция с поддержкой давлением (PSV), могут поддерживать более высокие уровни дыхательной синусовой аритмии за счет центральной фазической вагусной модуляции по сравнению с контролируемой механической вентиляцией. Кроме того, механическая вентиляция с переменным дыхательным объемом «вдох-за-вдохом», так называемая «переменная вентиляция», может лучше сохранить дыхательную синусовую аритмию и кардиовентиляторную связь, и это может играть роль в улучшении артериальной оксигенации, обнаруживаемой в различных моделях острой повреждение легких, хотя и с переменными результатами, при сравнении переменной и традиционной механической вентиляции. У наркотизированных экспериментальных животных кардиовентиляторная связь была более сохранена при вентиляции с поддержкой давлением, чем при вентиляции с контролем по давлению. Могут ли эти находки присутствовать у людей, пока неизвестно. Кроме того, было продемонстрировано, что некоторые новые методики вспомогательной вентиляции, такие как вспомогательная вентиляция с нейрокоррекцией (NAVA), увеличивают вариабельность дыхания и дыхательного объема, но их влияние на кардиовентиляторную связь не изучено.

Исследование направлено на измерение вариабельности сердечного ритма, вариабельности частоты дыхания и кардиовентиляторной связи у пациентов в критическом состоянии во время ИВЛ как в контролируемом режиме (контролируемое давлением), так и в вспомогательном режиме (вентиляция с поддержкой давлением и NAVA).

Методы. Зарегистрированных пациентов подключают к монитору S/5 ICU (GE, Хельсинки, Финляндия) и проводят механическую вентиляцию с помощью аппарата ИВЛ Servo-I (Maquet, Германия), снабженного модулем диафрагмальной электрической активности (EAdi, Maquet, Германия). Всем пациентам устанавливают назогастральный катетер EAdi 16 Fr. Запускается последовательность из трех последовательных фаз исследования различных режимов ИВЛ (PCV, PSV и NAVA). Последовательность режимов вентиляции рандомизирована для каждого пациента. После 10-минутного периода акклиматизации для каждой фазы исследования электрокардиографические данные, данные артериального давления и вентиляционные волны собираются в течение 30 минут подряд на портативный компьютер с помощью программного обеспечения S/5 Collect (GE, Хельсинки, Финляндия) и NAVA Tracker (Maquet, Германия) для Окна.

Анализ вариабельности сердечного ритма Линейный анализ В каждой экспериментальной фазе отбираются последовательности из 300 последовательных сердечных сокращений. Среднее значение и дисперсия периода сердечных сокращений выражаются в мс и мс^2 соответственно. Авторегрессионная спектральная плотность разложена на составляющие, каждая из которых характеризуется центральной частотой. Спектральная составляющая помечается как НЧ, если ее центральная частота находится в диапазоне от 0,04 до 0,15 Гц, и классифицируется как ВЧ, если ее центральная частота находится в диапазоне от 0,15 до 0,5 Гц. Считается, что мощность ВЧ отражает обусловленную дыханием вагусную модуляцию частоты сердечных сокращений. Чтобы исключить влияние изменений полной спектральной плотности мощности на НЧ и ВЧ компоненты, спектральные значения также выражаются в нормированных единицах (NU). Нормализация заключалась в делении мощности данной спектральной составляющей на общую мощность за вычетом мощности ниже 0,04 Гц (спектральная составляющая очень низкой частоты [ОНЧ]) и умножении отношения на 100. Отношение мощности НЧ к ВЧ (LF/HF) считается показателем баланса между симпатической и вагусной модуляцией, направленной на сердце.

Нелинейный анализ Нелинейный анализ проводился с помощью символьного анализа. Символический анализ проводится на тех же последовательностях 300 последовательных сердечных сокращений, которые используются для авторегрессионного анализа. Весь диапазон интервала R-to-R в каждой серии равномерно разделен на 6 срезов (символов) и рассмотрена картина из 3 последовательных интервалов сердечных сокращений. Таким образом, каждая последовательность из 300 сердечных сокращений имела свой собственный диапазон R-to-R и 298 последовательных триплетов символов. Энтропия Шеннона распределения шаблонов рассчитывается для количественной оценки сложности распределения шаблонов. Все триплеты символов сгруппированы в 3 возможных варианта изменения: (i) без изменения (0V, все 3 символа были равны), (ii) 1 вариант (1V, 2 последовательных символа были равны, а оставшийся символ был другим), ( iii) шаблоны с 2 вариантами (2V, все символы отличались от предыдущего). Ранее было обнаружено, что процент паттернов 0V увеличивался (и уменьшался 2V) в ответ на симпатические стимулы, тогда как паттерны 2V увеличивались (и уменьшались 0V) в ответ на стимулы блуждающего нерва. Рассчитывали процент паттернов 0V и 2V, а также рассчитывали отношение 0V/2V для оценки баланса между симпатической и блуждающей модуляцией.

Анализ кардиовентиляторной связи Будет реализован метод фазовой синхронизации для количественной оценки связи между слабо связанными автогенераторами (в данном случае сердцем и вентилятором). Идея заключается в том, что хороший режим вентиляции должен обеспечивать кардиореспираторную координацию, неотличимую от наблюдаемой у здорового человека при спонтанном дыхании с той же частотой и амплитудой. Метод фазовой синхронизации дополняется совместным символьным анализом и кросс-условной энтропийной оценкой кардио-респираторной связи по степени повторяемости схем координации между сигналом сердечного ритма и вентиляцией. Эти подходы имеют основные преимущества, заключающиеся в том, что они менее чувствительны к нестационарности и способны фиксировать нелинейные связи в более коротких последовательностях данных.

Размер выборки с учетом общей дисперсии вариабельности сердечного ритма, равной 1000 мс^2, для обнаружения разницы в 300 мс^2 (со стандартным отклонением 200 мс^2) между фазами исследования с альфа-ошибкой = 0,05, мощность = 80%, размер эффекта = 0,4, Будут набраны 22 пациента.

Нормальность распределения проверяется критерием Колмогорова-Смирнова. При необходимости используются двухсторонний t-критерий Стьюдента для зависимой или независимой выборки или критерий Уилкоксона-U в случае ненормального распределения. Повторные измерения анализируются с помощью однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA) с последующим апостериорным тестом Бонферрони.