Работа дыхания при неинвазивной вентиляции у недоношенных новорожденных

Предыстория/обоснование:

Исторически дыхательная недостаточность и дыхательная недостаточность были частыми источниками заболеваемости и смертности у недоношенных новорожденных. Интубация для инвазивной механической вентиляции была спасительной терапией для многих из этих пациентов, но не без риска. Эти риски включают легочные осложнения, такие как объемная травма, синдромы внелегочной утечки воздуха и травматическое повреждение крупных дыхательных путей; нелегочные осложнения, такие как ретинопатия недоношенных; и долгосрочные осложнения, такие как бронхолегочная дисплазия [Miller, Badiee]. Обеспокоенность этими эффектами длительной искусственной вентиляции легких привела к разработке неинвазивных форм респираторной поддержки.

Неинвазивная вентиляция легких (НИВ) является часто используемым методом респираторной поддержки у недоношенных новорожденных в условиях дыхательной недостаточности или недавнего отлучения от инвазивной вентиляции. Синхронизированная НИВЛ эффективна для уменьшения дыхательных усилий по сравнению с несинхронизированной НИВЛ и назальным постоянным положительным давлением в дыхательных путях (NCPAP) [Chang]. Синхронизация НИВЛ у недоношенных новорожденных с собственными дыхательными усилиями пациента затруднена из-за больших утечек воздуха, слабых усилий вдоха и высокой частоты дыхания, присущих этой популяции [Vignaux].

Новый метод синхронизации, нейронно-регулируемая вспомогательная вентиляция легких (NAVA), использует электроды на функциональной назо-орогастральной трубке (катетер Эди) для обнаружения сокращений диафрагмы и определения времени начала, продолжительности и пикового инспираторного давления поддерживающего дыхания с электрической активностью диафрагма (Эди) [Синдерби]. NAVA можно использовать как с инвазивными, так и с неинвазивными методами вентиляции, и было проведено несколько небольших исследований по изучению инвазивной NAVA у детей и взрослых [Stein, de la Olivia]. В этих популяциях изучалось меньшее количество исследований NIV NAVA, и только в двух клинических испытаниях NIV NAVA изучалась у недоношенных новорожденных [Beck, Lee]. Beck и его коллеги в Канаде продемонстрировали возможность и сохранение синхронности во время NIV NAVA у недоношенных новорожденных [Beck]. Ли и его коллеги в Корее продемонстрировали меньше случаев асинхронии, более низкую задержку триггера и более низкое пиковое давление вдоха при NIV NAVA по сравнению с неинвазивной вентиляцией с поддержкой давлением у недоношенных новорожденных [Lee]. Ни в одном из исследований не изучалась работа дыхания (WOB) у недоношенных новорожденных, находящихся на ИВЛ с помощью NIV NAVA.

Работа дыхания при вспомогательной вентиляции – это часть приводного давления для вентиляции, вносимая дыхательными мышцами пациента. Исследовательская группа из Детской больницы Арканзаса смогла продемонстрировать, что NAVA позволяет сократить время отклика, работу дыхания и асинхронность при вдохах, запускаемых нейронами, по сравнению с вдохами, запускаемыми пневматически, на животных моделях [Heulitt]. Эта группа также смогла показать аналогичные результаты в клиническом исследовании интубированных детей с бронхиолитом [Clement]. Недавно завершенное исследование в этом учреждении изучало работу дыхания у новорожденных свиней, сравнивая NIV NAVA с режимом несинхронизированного назального прерывистого положительного давления (NIPPV), который в настоящее время используется в этой больнице. Используя произведение давление-время (PTP) в качестве меры WOB, это исследование смогло показать, что WOB был ниже при использовании NAVA. ПТП нельзя надежно использовать у младенцев, получающих неинвазивную инъекцию, поскольку интерфейс носовых канюлей допускает большие утечки воздуха через нос и рот, что мешает точным измерениям.

Торакоабдоминальная асинхрония (ТАА) является важным коррелятом WOB и повышенной респираторной нагрузки у недоношенных детей и может быть измерена без инвазивного мониторинга. TAA можно измерить с помощью полос плетизмографии дыхательной индуктивности (RIP) вокруг груди и живота пациента для количественной оценки движения грудной клетки и брюшной полости. Степень асинхронности между двумя отсеками отражается в фазовом угле (θ), который можно рассчитать на основе измерений полосы RIP.

В этом исследовании будет изучен расчетный WOB в популяции недоношенных новорожденных с дыхательной недостаточностью, которые в настоящее время находятся на неинвазивной поддержке. Младенцы будут служить в качестве собственного контроля и будут изучаться с помощью NIV NAVA и NIPPV. Порядок назначения будет случайным. Исследователи будут использовать полосы RIP для измерения движений грудной клетки и брюшной полости, а затем вычислять фазовый угол (θ) в качестве оценки нагрузки на долото. Исследовательский персонал будет измерять другие респираторные параметры, коррелирующие с вентиляцией и газообменом, включая следующие: дыхательный объем (условные единицы, AU), минутную вентиляцию (AU/мин), частоту дыхания, чрескожный кислород и углекислый газ, насыщение кислородом и потребность в FiO2, пик давление вдоха и давление в конце выдоха. Исследователи также будут оценивать показатели асинхронии дыхания, включая задержку триггера (время между первоначальным увеличением сигнала Edi и запуском потока вентилятора) и индекс асинхронии (число асинхронных событий, деленное на общее количество событий, в процентах).

Дизайн исследования/процедуры/популяция:

В исследование будут включены 15 недоношенных новорожденных с текущим весом от 1 до 2 кг, гестационным возрастом при рождении от 24 до 34 недель и получающих неинвазивную вентиляцию легких. Критерии включения будут следующими: дыхательная недостаточность, в настоящее время требующая неинвазивной вентиляции (либо NIPPV, либо NAVA), текущая потребность FiO2 менее 0,40 и клиническая стабильность. Критериями исключения будут следующие: ионотропная поддержка, клиническая нестабильность (нестабильность температуры, сердечная недостаточность, кровотечение, активная инфекция, значительное апноэ или брадикардия), известные серьезные врожденные аномалии (врожденный порок сердца, дефекты брюшной стенки, дефекты желудочно-кишечного тракта, расщелина неба, или неврологические дефекты), известный кистозный фиброз, употребление оксида азота и цианотичный врожденный порок сердца.

В начале исследования вокруг грудной клетки и живота младенца будут размещены ленты RIP. Катетер Edi будет установлен, а текущий желудочный катетер может быть удален или не удален. Младенцы будут вентилироваться с помощью аппарата ИВЛ Servo i, оснащенного программным обеспечением NIV NAVA {Maquet, Solna, Швеция}. Данные будут непрерывно и одновременно собираться с помощью системы сбора данных MP100 Biopac. Полученные данные будут следующими: частота сердечных сокращений, насыщение кислородом, чрескожные CO2 и O2, PIP, PEEP, сигналы RIP грудной клетки и брюшной полости, суммарный дыхательный объем и Edi. Младенцы получат 15-минутные испытания NIV NAVA и NIPPV в случайном порядке, при этом первые 10 минут после изменения будут считаться периодом вымывания, а последние 5 минут будут использоваться для сбора данных. Данные, записанные в двух диапазонах RIP, будут использоваться для расчета фазового угла (θ) в качестве оценки нагрузки на долото.

Риски и преимущества:

У младенцев часто возникают рвотные позывы и может быть рвота, когда желудочный зонд, такой как катетер NAVA, удаляется или заменяется. В редких случаях у пациентов может быть установлен желудочный зонд в другое место, кроме желудка или спирали в пищеводе. Исследователи должны быть в состоянии определить, происходит ли это, используя экран размещения на аппарате ИВЛ, потому что на катетере NAVA есть электроды, которые обнаруживают электрическую активность сердца и диафрагмы, которые можно использовать для определения местоположения.

У младенцев с экстремально низкой массой тела при рождении чрескожные мониторы (TCOM) могут вызывать жжение кожи. Эти эффекты не наблюдаются у более крупных детей, таких как дети, включенные в это исследование.

Существует небольшой риск потери конфиденциальности, присущий всем исследованиям. Следователи сделают все возможное для защиты конфиденциальности участников.

Младенцы, участвующие в этом исследовании, могут иметь или не иметь прямой медицинской пользы. Во время исследования у младенцев будет осуществляться постоянный мониторинг содержания углекислого газа и кислорода, и если у какого-либо пациента возникнут какие-либо проблемы, исследовательский персонал сможет быстро их обнаружить и отреагировать на них. Если у пациента наблюдается улучшение при использовании NAVA, исследователи могут предложить лечащей группе продолжить этот режим. Если использование NAVA улучшит работу дыхания у младенцев, то исследователи надеются, что информация, полученная в результате этого исследования, принесет пользу другим младенцам, нуждающимся в респираторной поддержке в будущем.

Обработка данных/ведение учета:

Главный исследователь будет тщательно следить за процедурами исследования, чтобы защитить безопасность субъектов исследования, качество данных и целостность исследования. Каждому пациенту будет присвоен уникальный идентификационный код или номер. Ключ к коду будет храниться в закрытой папке в кабинете главного следователя. Только главный исследователь и соисследователи будут иметь доступ к коду и информации, которая идентифицирует субъекта в исследовании.

Анализ данных:

Основная гипотеза заключается в том, что фазовый угол (θ) с использованием плетизмографии дыхательной индуктивности будет уменьшаться при использовании NAVA по сравнению с NIPPV в нашей выборке исследования.

Собранные данные будут проверены на выбросы и экстремальные значения, а также предположения о распределении параметрических статистических тестов. Повторные измерения ANOVA будут использоваться для сравнения первичных и вторичных результатов при двух методах вентиляции, когда такие предположения выполняются. При обнаружении значительного отклонения от предположений будут использоваться непараметрические альтернативы. Статистический анализ будет проводиться с использованием статистического программного обеспечения Stata (College Station, TX).

Размер выборки, расчет мощности:

Исследователи планируют набрать 15-20 новорожденных на 24-34 неделе беременности с дыхательной недостаточностью. Основываясь на результатах на животных моделях, ожидается снижение основного исхода на 30%. Поскольку было обнаружено, что средний фазовый угол у недоношенных детей варьирует (колеблется в пределах 2,8–162,9), для анализа представлено несколько сценариев размера выборки и расчета мощности [Ulm]. Размер выборки из 15 новорожденных достигает мощности 82 % для выявления 30-процентного изменения основного исхода с предполагаемым стандартным отклонением различий 18,8, 37,5 или 56,3 соответственно для среднего фазового угла 50, 100 и 150 градусов с использование НИПП. Все расчеты предполагают уровень значимости 0,05 с использованием двустороннего парного t-критерия.

Этические соображения:

Это исследование будет проводиться в соответствии со всеми применимыми государственными постановлениями и исследовательскими политиками и процедурами Университета медицинских наук Арканзаса (UAMS). Этот протокол и любые поправки будут представлены и одобрены Институциональным наблюдательным советом UAMS (IRB). Формальное согласие каждого субъекта с использованием утвержденной IRB формы согласия будет получено до того, как этот субъект будет отправлен на какую-либо процедуру исследования. Всем субъектам этого исследования будет предоставлена ​​форма согласия, описывающая это исследование и предоставляющая достаточную информацию на языке, подходящем для субъектов, чтобы принять обоснованное решение об их участии в этом исследовании. Лицо, получающее согласие, подробно объяснит каждый элемент документа и изложит риски и преимущества, альтернативные методы лечения и требования исследования. Процесс получения согласия будет проходить в тихой и уединенной комнате или по телефону, и субъектам может потребоваться столько времени, сколько необходимо для принятия решения об их участии. Согласие по телефону будет получено со свидетелем, и согласие будет отправлено по факсу родителям. Согласие по телефону будет получено только в том случае, если родители не смогут присутствовать.

Конфиденциальность участия будет сохранена, и на вопросы, касающиеся участия, будут даны ответы. В процессе получения согласия не будет использоваться принуждение или неправомерное влияние. Форма согласия должна быть подписана субъектом, родителем и лицом, получившим согласие. Копия подписанного согласия будет предоставлена ​​участнику, а процесс информированного согласия будет задокументирован в протоколе исследования каждого субъекта.

Распространение данных:

Результаты этого исследования могут быть использованы для презентаций, постеров или публикаций. Публикации не будут содержать никакой идентифицирующей информации, которая может быть связана с участником.