Ограничение скорости выдоха и искусственная вентиляция легких при искусственном кровообращении в кардиохирургии

Введение Во время общей анестезии наблюдалось снижение функциональной остаточной емкости (ФОЕ). Снижение ФОЕ может означать, что закрывающая способность дыхательной системы (СС) превышает ФОЕ, что приводит к явлению, называемому ограничением потока выдоха (EFL). Феномену EFL во время общей анестезии способствуют несколько факторов, включая саму индукцию анестезии. Высокие концентрации кислорода, мышечный паралич, положение лежа на спине, повышенное количество внесосудистой воды из-за периоперационной инфузионной терапии и воспалительная реакция также играют роль в этой картине.

Более того, искусственное кровообращение (ИК) с пережатием аорты, необходимое для большинства операций в кардиохирургии, ассоциировалось с прямым повреждением легких. Легочный ателектаз, апноэ и ишемия во время искусственного кровообращения и активация протеолитических ферментов в малом круге кровообращения влияют на частоту развития послеоперационной легочной дисфункции после операций на сердце.

Положительное давление в конце выдоха (PEEP) — ​​это проверенный метод оценки наличия EFL во время анестезии. ПДКВ-тест является выполнимой и полностью безопасной мерой снижения ФОЕ у пациентов, находящихся на ИВЛ.

Цель исследования будет заключаться в том, чтобы оценить, может ли механическая вентиляция легких во время искусственного кровообращения в кардиохирургии снизить частоту возникновения EFL в период после искусственного кровообращения.

Первичная конечная точка Первичной конечной точкой будет комбинированная конечная точка частоты ОГЭ после отлучения от искусственного кровообращения и послеоперационных легочных осложнений.

Вторичные конечные точки

Вторичные конечные точки будут включать:

• повторная госпитализация в отделение интенсивной терапии;
• Необходимость повторной интубации;
• Необходимость неинвазивной вентиляции;
• Продолжительность ИВЛ;
• Послеоперационные инфекции;
• Серьезные нежелательные явления со стороны сердца;
• Продолжительность пребывания в отделении интенсивной терапии и госпитализации;
• 30 дней и 1 год смертности.

Материалы и методы Это будет одноцентровое одиночное слепое рандомизированное контролируемое исследование с параллельными группами. Пациенты будут случайным образом распределены по четырем параллельным группам с соотношением распределения 1:1:1:1 для получения одной из четырех стратегий искусственной вентиляции легких во время искусственного кровообращения. Пациенты, которые будут соответствовать следующим критериям при предоперационной оценке, будут набраны.

Рандомизация и маскировка. Пациент будет рандомизирован в соответствии с составленным компьютером списком случайных чисел. Информация о распределении пациентов будет храниться в закрытых непрозрачных конвертах, и никто не узнает о распределении пациентов до рандомизации. Пациенты будут слепы к распределению.

Протокол вентиляции

Каждый пациент будет рандомизирован как по управлению вентиляцией легких до и после ИК, так и по ведению во время ИК: дизайн исследования 2 на 2. Пациентов условно распределят на четыре группы:

Группа А: пациенты будут вентилироваться с положительным давлением в конце выдоха (ПДКВ) до и после кадиопульмонального шунтирования (ИК); во время искусственного кровообращения будет применяться постоянное положительное давление в дыхательных путях (CPAP).

Группа B: пациенты будут находиться на ИВЛ без PEEP (ZEEP) до и после искусственного кровообращения; во время CPB будет принят CPAP.

Группа C: пациенты будут находиться на ИВЛ с ПДКВ до и после искусственного кровообращения; во время искусственного кровообращения механическая вентиляция (без ИВЛ) применяться не будет.

Группа D: пациенты будут находиться на ИВЛ без ПДКВ (ZEEP) до и после искусственного кровообращения; во время CPB никакие MV не будут приняты.

Непосредственно перед операцией пациенты будут рандомизированы для получения ПДКВ, равного лучшему ПДКВ, оцениваемому с помощью теста ПДКВ, сразу после индукции анестезии или равному нулю. Кроме того, все пациенты будут рандомизированы для получения либо СРАР, равного лучшему ПДКВ, либо стратегии с нулевым ПДКВ (с отключением от контура анестезии) во время ИК. Две рандомизации будут независимыми друг от друга.

Во время искусственного кровообращения нашей целью будет поддерживать PaO2 на уровне 200–250 мм рт. ст., чтобы избежать повреждения легких, вызванного гипероксией; кроме того, гематокрит будет поддерживаться выше 24%.

Во время отлучения от искусственного кровообращения мы будем выполнять один альвеолярный РМ. Этот РМ будет выполняться анестезиологом вручную с газовой смесью кислорода и воздуха (с долей кислорода во вдыхаемом воздухе менее 80%) в конце процедуры. После искусственного кровообращения этот маневр рекрутмента будет выполняться вручную в соответствии с процедурой хирургической деаэрации. Давление в дыхательных путях будет поддерживаться на уровне 40 см водяного столба не менее 10 секунд.

Определение механики легких

Квазистатическая податливость дыхательной системы (Cqst,rs) будет рассчитываться как:

Дыхательный объем / (давление плато в конце вдоха — PEEPtot (мл/смH2O), где PEEPtot — давление в конце выдоха в период отсутствия потока. Измерение будет выполняться с паузой вдоха 60%.

Сопротивление дыхательных путей (Rmin,rs) будет рассчитываться как:

(Ppeak - P1) / V', где Ppeak - пиковое давление вдоха, P1 - давление в дыхательных путях в точке нулевого потока, а V' - поток вдоха. Измерение будет выполняться с паузой вдоха 60%.

Механика легких будет определяться сразу после выполнения каждого теста PEEP.

Расчет мертвого пространства

Расчет доли мертвого пространства будет выполняться с помощью модификации уравнения Бора по Энгхоффу:

Vd/Vt = (PaCO2-PECO2)/PaCO2

Где:

• Vd - мертвое пространство
• Vt дыхательный объем
• PECO2 - давление среднего выдыхаемого CO2

Расчет доли шунта

Фракция шунта будет определяться до операции и после операции в операционной во время общей анестезии, перед выпиской пациента из операционной. Фракция шунта будет оцениваться у всех пациентов следующим образом:

Qs/Qt = (PAO2 - PaO2)*0,0031 / C(a-v смешанный)O2 + [(PAO2 - PaO2)*0,0031]

Где:

• PAO2 – альвеолярная концентрация кислорода;
• PaO2 – концентрация кислорода в артериальной крови;
• C(a-vmixed)O2 – артериовенозная разница концентрации кислорода;
• 0,0031 — коэффициент пересчета в объемные проценты для O2.

Измерение будет проводиться при дыхании 100% кислородом в течение 20 минут для достижения полного насыщения гемоглобина.

Если по клиническим показаниям будет установлен катетер легочной артерии (PAC), фракция шунта будет рассчитываться по следующей формуле:

Qs/Qt = CcO2-CaO2 / CcO2-Cv(смешанный)O2 * 100

Где:

• CcO2 – содержание O2 в легочной капиллярной крови, рассчитанное по следующей формуле: CcO2 = (Hb * 1,34) + (0,0031 * PAO2);

• CaO2 – содержание кислорода в артериальной крови;
• Cv(mixed)O2 – содержание кислорода в образцах крови, полученных из легочной артерии;
• PAO2 – парциальное давление кислорода в альвеолах. Образцы крови будут взяты из артериального катетера и катетера легочной артерии при FiO2 100% в один и тот же момент.

Кроме того, анализ газов крови (BGA) будет проводиться на артериальной крови:

• после индукции анестезии;
• после стернотомии вместе с гепаринизацией;
• перед стерносинтезом совместно с введением протамина;
• перед выпиской из операционной.

Расчет размера выборки Расчет размера выборки основывался на двусторонней α-ошибке 0,05 и мощности 80% (β). Основываясь на нашем опыте, мы ожидаем, что 50% пациентов с остановкой вентиляции во время ИК и отсутствием ПДКВ до и после ИК достигнут комбинированной конечной точки EFL после ИК и респираторных осложнений через 5 дней, в то время как только 30% пациентов, получавших оптимальную. Для завершения исследования потребуется выборка из 93 пациентов на группу, всего 186 человек. Включая долю отсева 10%, мы зачислим 51 пациента в группу, всего 204 человека.

Сбор и анализ данных Данные будут собираться в соответствующей форме отчета о болезни (CRF). В частности, будут собираться анамнестические сведения, данные об операции и послеоперационные клинические данные, в частности параметры дыхания. Данные будут проанализированы с помощью профессионального статистического программного обеспечения. Дихотомические переменные будут сравниваться с двусторонним критерием хи-квадрат с использованием поправки Йейтса, когда это уместно. Непрерывные переменные будут сравниваться с помощью дисперсионного анализа или непараметрического критерия Крускала-Уоллиса, когда это уместно.

Информированное согласие и проведение исследования Каждый пациент должен предоставить информированное согласие. Все части этого испытания будут проводиться в соответствии с Положением о надлежащей клинической практике (GCP), а также с итальянским и международным законодательством о клинических исследованиях.