Titrering av PEEP under mekanisk ventilation hos patienter med ARDS med hjälp av elektrisk impedanstomografi.

För närvarande kretsar klinisk praxis angående positiva utandningstryck (PEEP) strategier för akut andnödsyndrom (ARDS) kring två PEEP/FIO2-algoritmer utvecklade NHLBI forskningsprogram ARDSnet. Dessa två algoritmer är kända som protokollen "Hög" PEEP/lägre FIO2 och "Låg" PEEP/högre FIO2. Protokollet Hög PEEP/lägre FIO2 ses som aggressivt eller den högsta PEEP-nivån som en läkare skulle vilja sätta, medan den låga PEEP/högre FIO2 ses som den lägsta PEEP-nivån en läkare skulle sätta. Även om många studier har visat säkerhet och effekt av en PEEP-inställning baserat på en nödvändig del av inandat syre (FIO2) för att upprätthålla adekvat syresättning, finns det ändå lika resultat mellan de två strategierna. Det finns växande bevis för att protokollet med låg PEEP/högre FIO2 lämnar stora andelar av lungan bortrekryterade och protokollet med högt PEEP/FIO2 kan skapa överutvidgning i de kompatibla delarna av lungan som i stort sett är fria från sjukdomar eftersom det använder ett enda gasutbyte ( oxygenation) för att bestämma PEEP-inställningar.

Specifikt mål 1: Att visa säkerheten för en EIT-guidad PEEP-titreringsstrategi. (Hypotes: EIT guidad titrering av PEEP kommer att förbättra ventilation och syresättning utan att öka förekomsten av barotrauma eller hemodynamisk kompromiss.)

Specifikt mål 2: Att demonstrera effektiviteten av en PEEP-titreringsstrategi för att öka distributionen av ventilation och förbättra syresättningen hos barn med ARDS med hjälp av ett EIT-guidet protokoll inom två vårdstandarder. (Hypotes: EIT guidad titrering av PEEP kommer att leda till en mer homogen fördelning av ventilation, förbättrad lungkompatibilitet och förbättrad ventilation och syresättning.) Bakgrund och betydelse Lungenheter som deltar i gasutbyte är kända som "rekryterade" lungor. Patienter med lungskada lider av en andel av lungenheterna som inte deltar i gasutbytet (dvs det derekryterade tillståndet), vilket ibland resulterar i försämrat gasutbyte. Derekrytering av alveoler kan också orsaka intrapulmonell shunting och förvärra lungskador genom atelektotrauma. Resultaten i ARDS har förbättrats avsevärt sedan läkare har börjat använda lungskyddsstrategier, inklusive ventilation med låg tidvattenvolym och tillåtande hyperkapné. Ventilation med låg tidvattenvolym har dock visat sig minska den rekryterade lungvolymen, ett fenomen som kvarstår trots den aggressiva positiva slutexpiratoriska tryck-strategin (PEEP) som används i ARDSNet-studier. Atelektas associerad med låg-tidal volymventilation lindras genom användning av så kallade suckande andetag, högre nivåer av PEEP eller rekryteringsmanövrar. Vidare kan andelen lungor som är kvar i det derekryterade tillståndet bidra till sjukligheten och dödligheten i samband med ARDS. Hos vuxna har flera strategier använts för att rekrytera lungan: sustained inflation (SI) och den maximala rekryteringsstrategin. Den så kallade öppna lungansatsen (OLA) inkluderar en SI följt av inställningen av PEEP till den uppmätta nedre inflektionspunkten för PV-kurvan. Ett alternativt tillvägagångssätt för att ställa in PEEP är en dekrementell PEEP-titrering, som inkluderar sekventiell sänkning av PEEP tills en förutbestämd minskning av PaO2 eller SaO2 inträffar.

Effekten av lungrekrytering i det långsiktiga förloppet av ARDS är ännu inte klarlagt. Det är tydligt att lungrekrytering är mest effektiv tidigare under ARDS. Grasso et al visade att patienter som fick en rekryteringsmanöver på dag 1±0,3 av ARDS kunde rekryteras, jämfört med patienter som rekryterades på dag 7±1. På liknande sätt fann Gattinoni et al7 och Crotti et al begränsad rekrytering hos patienter som var på god väg under ARDS. Borges et al, Tugrul et al och Girgis et al rekryterade alla patienter tidigt under ARDS-förloppet, och var och en fann i genomsnitt markant lungrekrytering hos alla studerade patienter. Var och en av dessa studerade visade en förmåga att förbättra syremättnad och (ibland studerad) slutexpiratorisk lungvolym. Även om ingen studie har undersökt effekten av denna förändring på morbiditet eller dödlighet, är hypoxemi känd för att vara en vanlig orsak till sjuklighet hos barn. Viktigt hos barn är att behandling av hypoxi ofta driver eskalerande ventilatorinställningar, användningen av högfrekvent oscillerande ventilation (HFOV) eller användningen av extrakorporeal membransyresättning (ECMO). Tidig rekrytering och korrekt titrering av PEEP hos barn med ARDS kan förhindra behovet av upptrappning av vården mot dessa mer invasiva och riskfyllda terapier.

Elektrisk impedanstomografi (EIT) Barber och Brown introducerade elektrisk impedanstomografi till det medicinska samfundet i början av 1980-talet. Därifrån har ett brett spektrum av tillämpningar inom medicin, allt från magtömning, hjärnfunktion, bröstavbildning, till lungfunktion utforskats. Det är vår övertygelse att den mest värdefulla fördelen med EIT ligger i övervakningen av regional lungfunktion hos kritiskt sjuka patienter. Tidiga EIT-enheter föll mottagliga för dålig känslighet och signalstörningar i den kliniska miljön. Efter år och ett förnyat intresse från ett fåtal kommersiella företag som är intresserade av ventilationsteknik har många av dessa brister åtgärdats. Som med alla nya modaliteter måste EIT och dess kliniska användbarhet och tillämpning metodiskt utforskas; därför föreslår vi detta IRB-protokoll för att ta oss ett steg närmare på denna resa för att utveckla ett kliniskt användbart verktyg.

Elektrisk impedanstomografi utnyttjar förändringar i elektrisk impendans mellan luftfyllda vävnader eller vätskefyllda utrymmen för att karakterisera och kvantifiera regional fördelning av lungvolymen vid sängkanten. Denna teknik har validerats i studier på djur och människor. Tekniken använder en serie av 16 elektroder placerade över patientens bröst. När små strömmar, som inte är detekterbara för patienten, passerar mellan elektroderna, mäts impedansen mellan och mellan serierna. Genom en komplex utfrågning och manipulering av dessa impedansvärden bildas en tvådimensionell bild, som har visat sig korrelera med kliniska och röntgenförändringar hos patienter. Förmågan att uppskatta lungvolym och regional distribution av gas icke-invasivt och i realtid kan ge oss insikt om vilket ventilationssätt eller inställning som är effektivare för att optimera övertrycksventilation.