Влияние паузы в конце вдоха на вентиляцию

Снижение дыхательного объема (VT) до 6 мл/кг, нормализованного по прогнозируемой массе тела (PBW), и ограничение давления до 15 см водного столба являются важными стратегиями вентиляции, которые положительно влияют на клинические результаты пациентов с острым респираторным дистресс-синдромом (ОРДС). Недавно механическая энергия также была связана с повреждением легких, вызванным аппаратом искусственной вентиляции легких (VILI), и связана со смертностью, главным образом из-за ее динамически-эластических эффектов. Однако, несмотря на использование этих стратегий низкой ЖТ, возможно развитие VILI у пациентов с ОРДС средней и тяжелой степени, особенно когда давление вождения превышает установленные пределы безопасности для защиты легких. В таких ситуациях рекомендуется ЖТ менее 6 мл/кг PBW, но необходимо увеличение частоты дыхания (ЧД) для противодействия побочным эффектам вторичной гиперкапнии (уровень PaCO2 более 45 мм рт. ст.). В свою очередь, ЧД, необходимая для достижения этой цели, составляет не менее 25 вдохов/мин, даже если часто допускается легкая степень гиперкапнии. Тем не менее, программирование искусственной вентиляции легких с более высокой частотой пульса в минуту может способствовать воспалению легочной ткани и может быть связано с неблагоприятными исходами при ОРДС.

Таким образом, при ОРДС сложно разработать комбинированную стратегию снижения дыхательного объема (VT) и частоты дыхания RR, поскольку самой серьезной проблемой является увеличение парциального давления углекислого газа (PaCO2) и ухудшение эффективности вентиляции, величина которой связано с тяжестью заболевания. По этой причине доступны некоторые неинвазивные стратегии для ослабления гиперкапнии и улучшения способности легких к клиренсу CO2. Среди них стоит выделить конечно-вдоховую паузу (КПВ). Эта стратегия показала свою полезность в увеличении клиренса CO2 за счет сокращения среднего времени, в течение которого вдыхаемый газ распределяется и диффузионно перемешивается в легких. Тем не менее, роль EIP как части стратегии защитной вентиляции, сочетающей снижение ЖТ и RR, неизвестна.

Таким образом, мы предполагаем, что добавление паузы в конце вдоха (EIP) улучшает выдох CO2 и что такой эффект позволяет снизить ЖТ и ЧДД для большей защиты легких. Таким образом, основная цель данного исследования — оценить влияние ЭИП на мертвое пространство Бора (VDBohr/VT) и PaCO2 в сочетании с ЖТ и снижение RR при ОРДС. Вторичная цель — оценить стратегию вентиляции по распределению и однородности воздуха с помощью электроимпедансной томографии.

Отбор пациентов Пациенты в возрасте ≥18 лет с легким, среднетяжелым и тяжелым ОРДС, которым проводится искусственная вентиляция легких до 5 дней. Пациенты должны находиться под глубокой седацией и нервно-мышечным параличом. Пациенты с гемодинамической нестабильностью, острой сердечной недостаточностью, предшествующим хроническим респираторным заболеванием и колебаниями температуры пищевода выше 0,5 °C за последние 2 часа будут исключены.

Базовые настройки механической вентиляции. Механическая вентиляция на исходном уровне будет запрограммирована в режиме с контролем объема с помощью Servo-i (Maquet, Solna, Швеция) и следующих параметров: ЖТ 7 мл/кг массы тела, ЧД, скорректированный для обеспечения артериального давления. pH выше 7,30, отсутствие внутреннего положительного давления в конце выдоха (PEEP), время инсуффляции на вдохе 0,6 секунды, соотношение вдоха: выдоха (I:E) 1:2 и отсутствие EIP. Транспульмональное давление в конце выдоха будет установлено в начале исследования с помощью электроимпедансной томографии. PBW рассчитывали следующим образом: 50+ [0,91 *(рост в см-152,4)] для мужчин и 45,5+ [0,91*(рост в см-152,4)] для женщин. Активное увлажнение будет использоваться у всех участников, а компенсация объема сжатия выполнялась в каждом аппарате искусственной вентиляции легких, использованном перед запуском протокола.

Механика дыхания Давление в дыхательных путях, давление в пищеводе и поток газа будут непрерывно измеряться проксимальным пневмотахографом (MBMED, Буэнос-Айрес, Аргентина). Данные будут загружены на второй ноутбук после правильной калибровки датчиков расхода и давления. Дыхательное давление будет определяться как давление плато минус общее PEEP (PEEPTOT = внешнее PEEP + внутреннее PEEP), а податливость дыхательной системы - как Crs = VT/Pplat-PEEPTOT.

Механика дыхания рассчитывалась в автономном режиме с использованием специального программного обеспечения, упруго-динамическая мощность рассчитывалась в соответствии с исследованием Косты и др., а минутная вентиляция индексировалась по PBW.

Объемная капнография. Выдыхаемый CO2 будет измеряться инфракрасным датчиком основного потока (Capnostat 5®; США) и интегрирован в монитор (модуль CO2 MBMed). Объемные капнограммы были реконструированы автоматически с использованием MATLAB® (Натик, Массачусетс, США), который позволяет проводить анализ вентиляции в объемных капнограммах с использованием математического алгоритма, который регулирует дыхательный объем в соответствии с выдыхаемым CO2. Регистрировали следующие параметры: фракцию мертвого пространства в дыхательных путях (VDaw/VT), VDBohr/VT, индекс газообмена (VDEnghoff/VT), выведение CO2 за вдох (VTCO2,br), альвеолярную минутную вентиляцию, долю выдыхаемого CO2. (FECO2), минутное выведение CO2 (VTCO2,br * RR), CO2 в конце выдоха и среднее альвеолярное парциальное давление CO2 (PACO2).

Капнограмма в фазе III (SIII) нормализуется (SnIII) ​​по FECO2 соответствующего цикла выдоха. SnIII позволяет сравнивать наклоны дыхания при различных скоростях выделения CO2, что можно было бы ожидать при изменении настроек ЖТ или RR. Альвеолярная минутная вентиляция рассчитывается по формуле: альвеолярная вентиляция * RR, индексированный по PBW. Эффективность вентиляции определяется как соотношение между альвеолярной вентиляцией в минуту и ​​минутной вентиляцией.

Датчик потока автоматически настраивается на значения, записанные с помощью коэффициента преобразования температуры тела и давления насыщения (BTPS), для определения объема выдыхаемого воздуха.

Электроимпедансная томография

В среднегрудной отдел будет помещен пояс с 16 электродами, а постоянный импеданс легких будет оцениваться с помощью электроимпедансной томографии (ЭИТ) (Dräger Medical Systems, США). Будет проведен автономный анализ данных EIT и рассчитаны следующие параметры:

• Неоднородность легких определяется глобальным индексом неоднородности (GI), который количественно определяет однородность распределения дыхательного объема посредством количественной дисперсии импеданса пикселей легких.
• Региональное распределение вентиляции оценивается коэффициентом импеданса (IR), параметром, определяющим распределение воздуха в зависимых и независимых регионах. IR > 1 представляет собой преобладание вентрального распределения, тогда как IR < 1 представляет преимущественно дорсальное распределение. Вкратце, вентральная область соответствует интересующим областям 1 и 2, а дорсальная область соответствует интересующим областям 3 и 4.
• Приливное изменение импеданса (TVI) представляет собой изменение импеданса, создаваемое вдыхаемым газом во время дыхательного цикла.
• Импеданс легких в конце выдоха (EELI) соответствует значению импеданса в конце выдоха.

Протокол Все пациенты будут лежать в полулежачем положении под углом 40 градусов, и перед началом исследования должен быть обязателен период стабилизации продолжительностью 60 минут. Настройки ПДКВ и времени инсуффляции будут оставаться постоянными на протяжении всего исследования. По соображениям безопасности мы заранее определили, что протокол можно остановить в любой момент в случае значительных изменений системной гемодинамики и/или респираторного ацидоза (pH ≤ 7,25 и PaCO2 ≥ 60 мм рт. ст.).

При включении были собраны следующие данные: демографические переменные (возраст, пол, рост), острая физиология и хронические заболевания.

Последовательные шаги протокола

• Шаг I: Дыхательный объем (VT) 7 мл/кг PBW, с постоянным положительным давлением в конце выдоха (PEEP), частотой дыхания (RR) и временем инсуффляции (0,6 с), без добавления паузы в конце вдоха (EIP) . соотношение вдох:выдох (И:Э) 1:2. Продолжительность 60 минут.
• Шаг II: ЖТ 5 мл/кг массы тела с постоянным ПДКВ, ЧД и временем инсуффляции (0,6 с) без добавления паузы в конце вдоха (ЭИП). Соотношение Я:Э 1:2. Продолжительность 60 минут.
• Шаг III: EIP будет настроен для достижения соотношения I:E 1:1, сохраняя постоянным время инсуффляции на уровне 0,6 секунды и ЖТ на уровне 5 мл/кг массы тела. ПДКВ и ЧД не будут изменены по сравнению с исходными условиями. Продолжительность 60 минут.
• Шаг IV: ОР будет снижен на 20%, сохраняя постоянным ЖТ на уровне 5 мл/кг СВТ. Время вдувания будет поддерживаться на уровне 0,6 с, а соотношение ВД:Вд будет равно 1:1; следовательно, EIP будет снова продлен. Продолжительность 60 минут.

Будет записана объемная капнография, а автономный анализ будет выполнен с использованием среднего значения за последние 40 вдохов. Измерения газообмена также проводились в конце каждой фазы с использованием обычного анализатора газов крови (GEM® 4000, Приборная лаборатория, Лексингтон, США). Гемодинамические показатели и пульсоксиметрия будут постоянно контролироваться (Multiparameter Spacelabs 91393). Для выявления влияния изменений сердечного выброса на динамику СО2 будет установлен малоинвазивный мониторинг сердечного выброса (Edwards Lifesciences, США). При необходимости будет использоваться инфузия норадреналина для поддержания среднего артериального давления около 65 мм рт. ст., при этом во время протокола не вводилось болюсное введение жидкости.

Статистический анализ. Тест Шапиро-Уилка будет выполняться для определения распределения непрерывных переменных, которые будут выражаться как среднее значение, стандартное отклонение или медиана и межквартильный размах, в зависимости от обстоятельств. Для сравнения нескольких переменных будут использоваться непараметрический критерий Фридмана, знаково-ранговый критерий сопоставленных пар и апостериорные сравнения Данна.

Двустороннее значение p менее 0,05 считалось статистически значимым.