Физиологические эффекты контролируемой и вспомогательной вентиляции при умеренном и тяжелом ОРДС (исследование PEARL) (PEARL)

Это проспективное, одноцентровое, физиологическое интервенционное исследование, предназначенное для изучения механики дыхания и влияния различных режимов искусственной вентиляции легких (ИВЛ) на регионарную вентиляцию легких у пациентов с умеренным и тяжелым острым респираторным дистресс-синдромом (ОРДС). Исследование проводится в отделении интенсивной терапии третичного уровня и фокусируется на краткосрочных физиологических реакциях на различные вентиляционные стратегии в контролируемых экспериментальных условиях. Исследование специально оценивает, как режим вентиляции и целевой дыхательный объем влияют на регионарное растяжение легких, инспираторное усилие и риск вентилятор-индуцированного повреждения легких с использованием современных инструментов физиологического мониторинга, включая измерение пищеводного давления и электрическую импедансную томографию.

Научное обоснование основано на наблюдении, что вспомогательные режимы вентиляции, такие как вентиляция с поддержкой давлением, сохраняют спонтанное дыхание, но могут подвергать пациентов с высоким дыхательным драйвом чрезмерным дыхательным объемам и транспульмональным давлениям. Это состояние ассоциируется с самоповреждением легких пациента и регионарным перерастяжением легких. Полностью контролируемая вентиляция позволяет строго контролировать дыхательный объем и движущее давление и может снизить регионарный стресс и деформацию легких. Однако прямое физиологическое сравнение вспомогательной и контролируемой вентиляции в стандартизированных условиях остается ограниченным. Данное исследование оценивает, улучшает ли переключение пациентов с высоким инспираторным усилием на объемно-контролируемую вентиляцию — либо с поддержанием дыхательного объема, наблюдаемого во время вспомогательной вентиляции, либо с нацеливанием на защитные значения движущего давления — регионарную гомогенность вентиляции и снижает ли маркеры перерастяжения легких при сохранении газообмена.

После включения пациенты проходят четыре последовательные фазы вентиляции, применяемые в фиксированном порядке. Каждая фаза длится 30 минут. Первые 25 минут позволяют достичь физиологической стабилизации и адаптации к режиму вентиляции. Последние 5 минут используются для сбора сигналов и физиологических измерений. Четыре фазы включают: вспомогательную вентиляцию с клинически подобранной поддержкой давлением и положительным давлением в конце выдоха; объемно-контролируемую вентиляцию с целевым дыхательным объемом 6 мл на кг прогнозируемой массы тела; объемно-контролируемую вентиляцию с дыхательным объемом, соответствующим объему, измеренному во время вспомогательной вентиляции с применением нейромышечной блокады; и объемно-контролируемую вентиляцию с целевым дыхательным объемом 6 мл на кг прогнозируемой массы тела с нейромышечной блокадой и титрацией движущего давления для поддержания его на уровне или ниже 14 см вод. ст. Во время фаз с нейромышечной блокадой частота дыхания корректируется на основе анализа газов артериальной крови для поддержания физиологических целевых значений pH и PaCO2.

Механика дыхания оценивается с использованием комбинированных измерений давления в дыхательных путях, пищеводе и желудке, полученных через систему назогастрального зонда с баллонным катетером. Поток и давление в дыхательных путях измеряются с помощью пневмотахографа. Сигналы собираются в цифровом виде и сохраняются для офлайн-анализа. Производные параметры включают инспираторное усилие, колебания транспульмонального давления, движущее давление дыхательной системы и легких, комплайнс легких и грудной стенки, активность дыхательных мышц, произведение давление-время и индексы окклюзионного давления. Статическая механика дыхания оценивается с использованием стандартизированных маневров инспираторной и экспираторной окклюзии. Эти измерения позволяют детально охарактеризовать взаимодействие пациента и вентилятора, стресс легких и механическую энергию, передаваемую дыхательной системе.

Распределение регионарной вентиляции оценивается с помощью электрической импедансной томографии. Специализированный пояс с электродами, размещенный на уровне середины грудной клетки, непрерывно регистрирует изменения импеданса с высоким временным разрешением. Офлайн-анализ включает расчет распределения дыхательного объема между зависимыми и независимыми регионами легких, оценку регионарного дыхательного объема, индексов гомогенности вентиляции, гетерогенности вентиляции на уровне пикселей, изменений импеданса легких в конце выдоха и обнаружение феномена маятникообразного движения воздуха. Объем рекрутирования оценивается путем сравнения импеданса в конце выдоха при разных уровнях положительного давления в конце выдоха. Эти измерения обеспечивают высокоразрешающее функциональное изображение регионарной аэрации легких и распределения вентиляции во время каждой вентиляционной фазы.

Физиологические параметры и параметры газообмена, собираемые в течение каждой фазы, включают дыхательный объем, частоту дыхания, давление в дыхательных путях, газы артериальной крови и индексы работы дыхания. Сбор данных стандартизирован для всех фаз исследования, чтобы обеспечить сопоставимость между вентиляционными стратегиями.

Исследование следует дизайну повторных физиологических измерений. Непрерывные переменные суммируются с использованием медианы и межквартильного размаха. Категориальные переменные выражаются в виде пропорций. Из-за небольшого размера выборки и ожидаемого ненормального распределения физиологических переменных используются непараметрические статистические тесты. Глобальные сравнения между фазами исследования выполняются с помощью теста Фридмана. Парные сравнения выполняются с использованием теста знаковых рангов Уилкоксона или теста Макнемара, когда это уместно. Статистическая значимость определяется с использованием двусторонних p-значений, меньших или равных 0,05. Статистический анализ выполняется с использованием валидированного статистического программного обеспечения.

Из-за физиологического поискового дизайна и отсутствия предварительных данных, описывающих поведение регионарного растяжения легких в идентичных экспериментальных условиях, формальный расчет мощности не проводился. Планируемая цель включения — 20 пациентов. Этот размер выборки соответствует предыдущим физиологическим перекрестным исследованиям, изучающим механику дыхания и регионарную вентиляцию легких с использованием современных методов мониторинга. Выбранный размер выборки считается достаточным для обнаружения клинически значимых физиологических различий между стратегиями вентиляции и для генерации данных, формирующих гипотезы для будущих клинических исследований исходов.

Мониторинг безопасности проводится на протяжении всего исследования. Все нежелательные явления, возникающие во время процедур исследования, регистрируются. Нежелательные явления, связанные с медицинскими изделиями, классифицируются в соответствии с применимыми европейскими регламентами о медицинских изделиях. Инциденты, недостатки устройств и серьезные инциденты сообщаются компетентному национальному органу и производителю устройства в соответствии с нормативными требованиями. Серьезные инциденты включают события, приводящие к смерти, серьезному ухудшению состояния здоровья или серьезному риску для общественного здоровья. Мониторинг безопасности, связанный с устройствами, включает оценку производительности, надежности и удобства использования устройств во время процедур исследования.

Данные собираются с использованием стандартизированных инструментов сбора данных и хранятся в защищенных институциональных системах. Необработанные физиологические волновые формы сохраняются для офлайн-анализа. Качество данных обеспечивается за счет предопределенных протоколов сбора, стандартизированных процедур измерений и централизованного офлайн-анализа, выполняемого обученными исследователями. Физиологические сигналы проходят проверку качества перед анализом для обеспечения целостности сигнала и точности измерений.

Исследование планируется провести в течение 12-месячного периода включения. Данные последующего наблюдения включают статус выживаемости в стационаре, зарегистрированный после завершения процедур исследования. Исследование проводится в соответствии с институциональными стандартами клинических исследований и применимыми нормативными требованиями для интервенционных физиологических исследований.