Kombinerad högfrekvent oscillation och luftrörsgasinblåsning för allvarligt akut andnödsyndrom

MÅL OCH UNDERLIGGANDE HYPOTES

Högfrekvent oscillation (HFO) har fördelaktiga fysiologiska effekter vid akut andnödsyndrom (ARDS) [1-4]. En nyligen genomförd randomiserad kontrollerad studie av HFO kontra konventionell mekanisk ventilation (CMV) med traditionella tidalvolymer (10,1±2,8 mL•kg-1 förutspådd kroppsvikt) rapporterade en trend mot minskad 30-dagarsmortalitet i HFO-armen (37% mot 52% i CMV-gruppen; P = 0,10) [3]. Hittills har HFO inte jämförts med CMV med låga tidalvolymer (6,2 ± 1,1 mL•kg-1 beräknad kroppsvikt) i ARDS [5], med avseende på andningsfysiologi och kliniskt förlopp.

Huvudmekanismerna för gasutbyte under CMV är bulkkonvektion och diffusion. [4, 6]. Trakeal gas insufflation (TGI) främjar CO2-eliminering under CMV [7-9]. Under HFO omfattar ytterligare gasutbytesmekanismer asymmetriska hastighetsprofiler, Taylor-dispersion/turbulens, kardiogen blandning, pendellufteffekt och kollateral ventilation [4, 6].

Vi har nyligen visat att hos patienter med måttlig till svår primär ARDS, förbättrar HFO i kombination med TGI (HFO-TGI) avsevärt syresättningen i förhållande till både standard HFO och CMV enligt ARDS nätverksprotokoll [5, 10]. Medelluftvägstrycket (mPaw) sattes till 1 cm H2O över punkten för maximal krökning (PMC) för utandningstryckvolymkurvan. Under HFO-TGI är det förmodligen möjligt att minska mPaw, samtidigt som man fortfarande uppnår PaO2 och perifer syremättnad (SaO2) mål liknande de som ställs in av ARDS nätverksprotokoll [5]. Detta kan resultera i minskat och icke-traumatiskt ventilationstryck under HFO-TGI. Dessutom, om HFO-TGI-relaterade fördelar med gasutbyte bibehålls under post-HFO-TGI CMV [10], kan en minskning av ventilationstrycken i förhållande till pre-HFO-TGI CMV också vara möjlig. Användning av reducerat ventilationstryck kan dock minimera ventilatorrelaterade lungskador. I denna studie kommer vi att testa hypotesen att HFO-TGI kan förbättra andningsfysiologin och det kliniska förloppet hos patienter med svår ARDS.

METODER Patienter

Protokollet har godkänts av den vetenskapliga kommittén på Evaggelismos sjukhus. Informerat samtycke kommer att begäras från de anhöriga till patienter som är kvalificerade för deltagande. Berättigade patienter bör uppfylla kriterierna: 1) tidig (diagnos fastställd inom de föregående 72 timmarna) ARDS enligt American-European Consensus Conference Criteria [11]; 2) allvarliga syresättningsstörningar {definierade som PaO2/inandad syrefraktion (FiO2) < 150 mm Hg}, under ventilering med ett positivt slutexpiratoriskt tryck (PEEP) på ≥ 8 cm H2O (kriterium för svår ARDS); 3) ålder 18-75 år, kroppsvikt > 40 kg, och frånvaro av a) allvarligt luftläckage (d.v.s. > 1 bröströr per hemithorax med en ihållande luftläcka i > 72 timmar); b) systoliskt artärtryck på < 90 mm Hg vid mottagning av vätska och noradrenalin vid ≥ 0,5 μg/kg/min; c) signifikant hjärtsjukdom (dvs. ejektionsfraktion < 40 %, historia av lungödem och aktiv kranskärlsischemi eller hjärtinfarkt); d) signifikant kronisk obstruktiv lungsjukdom (KOL) eller astma [10]; e) intrakraniella abnormiteter som orsakar okontrollerbar intrakraniell hypertoni; f) kronisk interstitiell lungsjukdom associerad med bilaterala lunginfiltrat; g) lungbiopsi eller resektion vid aktuell inläggning; h) tidigare lung- eller benmärgstransplantation, eller förekomst av immunsuppression; i) oförmåga att avvänja sig från liggande position eller inhalerad kväveoxid; k) graviditet eller sjuklig fetma (dvs. body mass index > 40 kg/m2); och l) inskrivning i en annan interventionsstudie. Patientövervakning kommer att inkludera elektrokardiografisk elektrod II, hemodynamik och SaO2. Djup sedering/neuromuskulär blockad kommer att användas som tidigare beskrivits [10, 12].

CMV-strategi På 37-bäddars intensivvårdsavdelning (ICU) på Evaggelismos sjukhus används rutinmässigt en andningsstrategi liknande ARDS-nätverksprotokollet. Följaktligen, innan randomisering, kommer patienterna redan att ventileras (Siemens 300C ventilator; eller Galileo Gold, Hamilton Medical) med en av nätverksprotokollets tillåtna kombinationer av FiO2 och PEEP [5]. Administrerade tidalvolymer kommer att vara 5,5-7,5 mL•kg-1 beräknad kroppsvikt, andningshastighet (t.ex. 20-35•min-1) kommer att justeras så att pHa hålls inom 7,20-7,45; varaktigheten av inspiration till utandning kommer att vara 1:1 till 1:3; och målplatåns inandningstryck kommer att vara ≤ 30-35 cm H2O. Syresättningsmålen kommer att vara PaO2 = 55-80 mm Hg eller SaO2 = 88-95%.

Randomisering Patienter kommer att slumpmässigt tilldelas antingen CMV-gruppen eller HFO-TGI-gruppen. Patienter i CMV-gruppen kommer att fortsätta att få CMV enligt beskrivningen ovan. I HFO-TGI-gruppen, 30 minuter före HFO-TGI-initiering, kommer en inspiratorisk och en expiratorisk tryckvolymkurva att konstrueras i följd med linjär tryckrampteknik (när det är kliniskt möjligt [10, 13].

HFO-TGI-strategi Sensormedics 3100B-ventilatorn [10] kommer att anslutas till endotrakealtuben. Dessutom kommer en tunn Vygon TGI-kateter {intern / yttre diameter = 1,0 / 2,0 mm, respektive [10]} att införas i endotrakealtuben. TGI kateterspets kommer att placeras 0,5-1 cm utanför endotrakealtubens spets. Den proximala änden av TGI-katetern kommer att anslutas till en O2-flödesmätare. Initiala HFO-inställningar kommer att vara som följer: 1) FiO2 = 100 %, senare titrerad mot FiO2 för föregående CMV; 2) förspänningsflöde = 30 L•min-1; 3) oscillationsfrekvens = 4,0-5,0 Hz; 4) oscillerande tryckamplitud = aritmetiskt PaCO2-värde under föregående CMV + 20-30 cm H2O, maximalt acceptabelt värde = 95-100 cm H2O [10]; 5) tidsförhållande mellan inandning och utandning = 1:2; och 6) mPaw justerad så att medeltrakealtrycket = 2-3 cm H2O över medeltrakealtrycket för föregående CMV (motsvarande en HFO mPaw på 9-10 cm H2O över föregående CMV mPaw). Sextio till 120 sekunder efter HFO-initiering kommer en rekryteringsmanöver att utföras genom att trycksätta HFO-kretsen vid 40-45 cm H2O i 20-30 sekunder med oscillatorkolven avstängd. HFO kommer sedan att återupptas, en läcka av en 3-5 cm H2O endotrakealtubmanschett kommer att placeras. Omedelbart därefter kommer kontinuerlig framåtdragning TGI (flöde = 50 % av minutventilationen av föregående CMV [10]) att läggas över HFO:n. mPaw-kontrollratten kommer sedan att justeras för att återställa mPaw till dess ursprungligen inställda värde. Femton minuter därefter kommer arteriell blodgasanalys att utföras och oscillerande tryckamplitud och oscillationsfrekvens kommer att justeras, för att uppnå en PaCO2 på < 10-15 mm Hg över PaCO2 för föregående CMV och för att hålla pHa > 7,20. Efter ytterligare 30-60 minuter kommer blodgasanalysen att upprepas, och sedan kommer mPaw att minska gradvis (uppskattad reduktionshastighet: 0-1 cm H2O•h-1) mot ett målmedeltryck på upp till 2-3 cm H2O lägre än medeltrakealtrycket för föregående CMV (motsvarande en HFO mPaw på 3-4 cm H2O över föregående CMV mPaw). Därefter kommer TGI att upphöra och standard HFO kommer att fortsätta i 30 min. Ovannämnda justeringar bör tillåta bibehållande av SaO2 = 88-95% eller PaO2 = 55-80 mm Hg och av det ovan beskrivna målet PaCO2/pHa.

Återgång till CMV kommer att övervägas vid följande HFO-inställningar: mPaw justerad så att HFO-medeltrakealtrycket = upp till 2-3 cm H2O lägre än luftstrupstrycket för föregående CMV (motsvarande en HFO mPaw på 3-4 cm H2O ovanför föregående CMV mPaw); Fi02 = Fi02 av föregående CMV; och TGI = 0 L•min-1. CMV kommer att återupptas och fortsätta, förutsatt att PaO2/FiO2 hålls vid ≥ 150 mm Hg vid en PEEP på ≥ 8 cm H2O. Återgång till HFO-TGI kommer att anses nödvändig om PaO2/FiO2 efter 12-16 timmars CMV är < 150 mm Hg vid en PEEP på ≥ 8 cm H2O. I HFO-TGI-gruppen kommer patienter att få upprepade dagliga sessioner med HFO-TGI tills de inte längre uppfyller det allvarliga ARDS-kriteriet under CMV i > 24 timmar. Förutspådd minsta varaktighet för HFO-TGI-sessioner är 6 timmar. För HFO-TGI-gruppmedlemmar måste den totala HFO-TGI-varaktigheten vara > 12 timmar.

Rekryteringsmanövrar:

Rekryteringsmanövrar (med kontinuerligt positivt luftvägstryck på 40-50 cm H2O och en varaktighet på 20-30 sekunder) kommer att utföras enligt följande:

I HFO-TGI-gruppen kommer rekryteringsmanövrar att utföras i början och 3 timmar efter början av varje HFO-TGI-session, och strax före återgång till CMV. I CMV-gruppen kommer > 3 rekryteringsmanövrar (en var 3:e timme; första manöver kl. 9:00) att utföras dagligen. I båda grupperna kommer rekryteringsmanövrar att fortsätta som en del av den tidiga interventionsperioden i studieprotokollet tills svår ARDS (om den uppnås) eller dödsfall lösts.

Avvänjning från CMV:

Avvänjning från CMV kommer att ske genom tryckstödd ventilation när en PaO2 på ≥ 60 mm Hg kan bibehållas vid en FiO2 på ≤ 50 % och en PEEP på ≤ 8 cm H2O.

Datainsamling Data om demografiska, fysiologiska och radiografiska egenskaper, samexisterande tillstånd och medicinering kommer att registreras inom 4 timmar före randomisering. Fysiologiska, laboratorie- och röntgen-/avbildningsdata kommer att samlas in dagligen upp till 28 dagar efter randomisering. Patienterna kommer att övervakas dagligen för tecken på svikt i icke-pulmonella organ och system.

Resultatmått redovisas i det särskilda avsnittet.

I enlighet med ett förslag från en nyligen publicerad redaktion (Intensive Care Med (2014) 40:743-745), originalet och (dess revidering av) den slutliga formen av studieprotokollet (som också motsvarar NCT00637507) som beskriver den förspecificerade studien Planering (som förklarar orsaken till eventuella tidigare ändringar i aktuell registreringsdata) kan hittas genom att scrolla ner till slutet av följande webbsida: http://www.evaggelismos-hosp.gr/0010000688/%CE%B9%CF %83%CF%84%CE%BF%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%BF-%CE%B5%CE%B5%CF%80%CE%BD%CE%B5.html