Högfrekvent oscillerande ventilation kombinerat med intermittenta suckande andetag: Effekter på blodsyresättning och stabilitet vid syresättning

Högfrekvent oscillerande ventilation (HFOV) har använts inom neonatal andningsvård i mer än tre decennier. HFOV ger effektivt gasutbyte med minimal tryckfluktuation runt ett inställt medelluftvägstryck (MAP) som fungerar som ett kontinuerligt utvidgningstryck (CDP) och låg tidalvolym jämfört med konventionell ventilation (CV). HFOV ansågs därför kunna minska risken för bronkopulmonell dysplasi hos ventilerade för tidigt födda barn. Resultat från randomiserade kontrollerade studier som jämför HFOV med konventionell ventilation har dock varit motstridiga och metaanalyser har inte visat tydliga bevis för att HFOV är säkrare eller effektivare än konventionell ventilation varken när den används som initial strategi eller som räddningsstrategi hos för tidigt födda barn med andnödsyndrom. (RDS). Följaktligen finns det inga absoluta indikationer för HFOV hos för tidigt födda barn och de flesta neonatologer använder idag HFOV som ett räddningsläge när konventionell ventilation misslyckas i den akuta situationen av RDS såväl som hos barnet med bronkopulmonell dysplasi.

Att bibehålla adekvat funktionell restkapacitet (FRC) tillsammans med andelen inandat syre FiO2 är de viktigaste bestämningsfaktorerna för syresättning. Ju större FRC, desto större är volymen tillgängligt syre i alveolerna för gastransport. Adekvat syremättnad (SAT) av blodet i rumsluften eller en förbättring av syremättnaden utan att ändra andelen inandat syre kan ses som en indirekt indikator på normal eller normaliserad FRC, och de flesta neonatologer använder syresättning som en indirekt markör för lungor volym under HFOV.

CDP eller set-MAP är huvuddeterminanten för lungluftning under HFOV. En för låg MAP kan orsaka icke-homogen luftning och atelektas som leder till atelektotrauma och omdirigering av luftflödet till mer följsamma alveoler som leder till lokal hyperinflation.

Följaktligen visade tidiga djurstudier att rekrytering och underhåll av FRC under HFOV kunde minska lungskada. Lungrekrytering uppnåddes initialt genom att lägga konventionella ventilationsandningar (CV) ovanpå HFOV med lägre MAP än vad som används idag, antingen som återkommande ihållande uppblåsningar som varade 15-20 sekunder ungefär var 20:e minut, som intermittenta suckande andetag (3-5 tidal andetag pr. minut) levereras som normala konventionella andetag eller som konventionell ventilation i normal takt kombinerat med HFOV.

Idag utför de flesta neonatologer detta så kallade "öppna lunga"-koncept genom att justera set-MAP med syresättning som en indirekt vägledning för lungrekrytering. Olika tillvägagångssätt används som förklaras av svårigheter med direkt övervakning av FRC vid sängkanten. Vissa initierar HFOV med MAP 2-3 cm H2O över MAP som behövs under konventionell ventilation och justerar därefter MAP tills andelen inandad O2 (FiO2)

Under HFOV kan MAP justeras enligt ovan. Ytterligare ökning av MAP kan öka FRC genom ökad luftning och följaktligen förbättra syresättningen. Även om nya kliniska prövningar tyder på att detta tillvägagångssätt är säkert, kan det potentiellt leda till generaliserad hyperinflation och volutrauma förutom att störa systemiskt venöst återflöde och hjärtminutvolym, särskilt om det inte kombineras med direkt övervakning av lungvolymen som för närvarande inte är tillgänglig inom rutinmässig klinisk vård.

Att kombinera intermittenta rekryteringssuckande andetag med en hastighet av 3-5 andetag/minut med HFOV kan vara ett alternativt sätt att hjälpa till att bibehålla eller normalisera FRC under vilken MAP endast ökas tillfälligt och intermittent. Detta skulle i teorin kunna leda till snabbare avvänjning i MAP, mindre syreexponering och potentiellt minskad lungskada. En oro kan dock vara att de intermittenta suckandedningarna kommer att leda till intermittenta övertryck i distala luftvägar och till överdriven tidalvolym och följaktligen inte vara fördelaktiga alls. Icke desto mindre verkar metoden att kombinera HFOV och suckande andetag i låg takt uppmuntras av ett antal neonatologer.

Det har dock såvitt vi vet ännu inte testats i ett kontrollerat försök på människor.

En sökning på PubMed avslöjade inga försök på människor eller djur som jämförde HFOV kombinerat med intermittenta rekryteringssuckar i låg hastighet. Inte heller några försök som utforskar detta tillvägagångssätt är för närvarande registrerade på www.clinicaltrials.gov.

Såvitt vi vet hittills har endast en mänsklig studie som jämför HFVO med rekryteringsandning i låg hastighet registrerats men aldrig publicerats (Texas Infant Star Trial).

Kombination av HFOV med konventionella andetag har endast rapporterats i ett begränsat antal studier och endast med fokus på HFOV kombinerat med CV i normal takt som visar en möjlig nytta. Liknande resultat har rapporterats vid jämförelse av högfrekvent jetventilation (HFVJ) kombinerat med CV vid normal hastighet med enbart HFVJ.

Försöksmotiv:

Att kombinera intermittenta rekryteringssuckande andetag i låg takt med HFOV skulle kunna erbjuda ett ytterligare sätt att hjälpa till att bibehålla eller normalisera FRC med endast måttlig eller ingen ökning av MAP i linje med konceptet med öppna lungor.

Ett orosmoment kan dock vara att de intermittenta suckandningarna kommer att leda till intermittent ökat tryck i distala luftvägar och för stor tidalvolym och följaktligen inte alls fördelaktigt. Trots detta verkar tillvägagångssättet att kombinera HFOV och suckande andetag uppmuntras av ett antal neonatologer.

Det har dock, såvitt vi vet, ännu inte testats i ett kontrollerat försök på människor. Vi vill därför genomföra en kontrollerad cross-over-studie för att bedöma effekten av HFOV i kombination med intermittenta suckande andetag på syresättning hos ventilerade nyfödda med syresättning som en indirekt indikator på lungrekrytering.

Mål och hypotes:

Syftet med denna prövning är att:

• Jämför HFOV kombinerat med intermittent rekryteringssuckande andetag med en hastighet av 3/min (HFOV-suck) med endast HFOV (endast HFOV) och undersök om:

• syresättning uttryckt som a/A-förhållande förbättras med HFOV-suck

  • a/A-förhållande är ett mått på syresättning och beräknas som
  • a/A-förhållande = paO2/(0,95*FiO2- PaCO2),
  • paO2 och PaCO2 mäts på arteriellt blod om arteriell tillgång är in situ annars som transkutana värden (se längre ner).

• syresättningsstabiliteten förbättras med HFOV-suck

  • uttryckt som en beräkning av den procentuella avvikelsen av tid utanför referensintervallet för syremättnad (SAT) för den givna graviditetsåldern (AUC - area-under-the-curve) och jämföra detta med MAP och FiO2.

• Utvärdera möjligheten att sätta upp en större randomiserad kontrollerad studie. Vi antar att under HFOV-suck kommer syresättningen att förbättras även vid stabiliteten av syresättning med mindre tid som spenderas utanför referensintervallet för SAT vid en oförändrad eller lägre FiO2

Testdesign:

Studien är planerad som en 4-periods 2-behandlings, dubbel crossover klinisk prövning med varje patient som sin egen kontroll. Patienterna kommer att slumpmässigt tilldelas HFOV-suck följt av endast HFOV eller vice versa under fyra omväxlande 1-timmesperioder.