Jämförelse av automatiserad syrekontroll med och utan automatiserad tryckkontroll hos prematura ventilerade spädbarn. (CLIO-VG)

Kompletterande syre är fortfarande den i särklass vanligaste "läkemedlet" på neonatala intensivvårdsavdelningar. Målet med syrgasbehandling är att bibehålla normal syresättning samtidigt som hyperoxemi och hypoxemi minimeras. För tidigt födda barn är särskilt sårbara för syretoxicitet och oxidativ stress som leder till retinopati av prematuritet (ROP), bronkopulmonell dysplasi (BPD) och periventrikulär leukomalaci (PVL)[1]. På samma sätt kan exponering för hypoxemiska episoder leda till ökad dödlighet [2, 3]. Traditionellt utförs målinriktning på syremättnad (SpO2) genom manuell justering av andelen inandat syrgas (FiO2) av vårdgivaren. I praktiken uppnås detta dock endast delvis under rutinvård[4]. Hagadorn et al genomförde en studie på 14 centra och visade att för tidigt födda barn under 28 veckors graviditet som fick syrgas i genomsnitt endast tillbringade 48 % av tiden med SpO2 inom det föreskrivna målintervallet, cirka 36 % av tiden ovanför och 16 % av tiden. tid med SpO2 under målintervallet Det fanns en stor och betydande variation i SpO2-målintervallsöverensstämmelse mellan de deltagande centren[5].

För tidigt födda barn har frekventa fluktuationer i SpO2 på grund av deras andningsinstabilitet som kräver frekventa justeringar av FiO2 [6]. Följaktligen tillbringar dessa särskilt sårbara spädbarn betydande tid med SpO2 utanför avsett intervall och utsätts ofta för extrema hypoxemi och hyperoxemi. För detta ändamål är det nu möjligt att ha automatiserad kontroll av inandat syre med hjälp av en enhet (CLiO2™) inbyggd i Avea® ventilator. Säkerheten, genomförbarheten och effektiviteten för denna enhet har redan fastställts [7-12]. Det har skett ytterligare förbättringar i algoritmen för pulsoximetern som ingår i Avea®-ventilatorn för att uppnå en bättre normativ fördelning kring medianvärdet för SpO2[13]. Automatiserad kontroll av FiO2 förbättrar avsevärt överensstämmelsen med målsättningen av syremättnad och minskar avsevärt exponeringen för hypoxemi såväl som hyperoxemi [7-12, 14].

En annan mekanism för respiratorisk instabilitet och hypoxemi är stora fluktuationer i tidalvolymen hos ventilerade för tidigt födda spädbarn. Volyminriktade ventilationslägen har använts i flera år för att mer exakt kontrollera tidvattenvolymerna som levereras till ventilerade spädbarn. Jain et al visade en minskning av varaktigheten av hypoxemiska händelser vid användning av volyminriktad ventilation jämfört med tryckkontrollerad ventilation[15]. Aveas ventilatorer kan leverera flera typer av volyminriktad ventilation, inklusive Volume Guarantee® (VG) och volymkontrollerad ventilation (VCV). VCV strävar efter att leverera en inställd volym av gas oavsett lungkompatibilitet medan VG® använder en servokontrollerad återkopplingsslinga för att automatiskt justera inandningstrycken för att kontrollera tidalvolymtillförseln.

Det finns för närvarande inga tillgängliga data om huruvida automatisk kontrollalgoritmjustering av inandat syre och tidalvolym tillsammans leder till ytterligare förbättringar av att upprätthålla SpO2-profilen inom det föreskrivna målintervallet och ännu viktigare för att minska episoder av långvarig hypoxemi och hyperoxemi hos prematura ventilerade spädbarn. Därför föreslår utredarna denna studie.

Syftet med denna studie är att undersöka om automatisk kontroll av inandat syre och tidalvolym tillsammans leder till ytterligare förbättringar av att upprätthålla SpO2-profilen inom det föreskrivna målintervallet hos prematura, ventilerade spädbarn.

Målet är att utvärdera effektiviteten av den automatiska syrgaskontrollfunktionen med eller utan VG® (automatisk styrning av ventilatortrycket för att leverera den inställda volymen) ventilationsläge för att hålla syrgasnivåerna inom det säkra målområdet (90 till 95 %) i ventilerad för tidigt födda barn som behöver syrgasbehandling.

Denna studie kommer att genomföras på en tertiär neonatal intensivvårdsavdelning vid James Cook University Hospital, Middlesbrough, Storbritannien efter godkännande av den lokala forskningsetiska kommittén och Institutional Review Board.

Denna studie kommer att slutföras under 2 på varandra följande 12-timmarsperioder i slumpmässigt tilldelad sekvens av automatisk FiO2-kontroll (CLiO2™) med VG® och automatisk FiO2-kontroll utan VG®.

Det automatiserade FiO2-systemet CLiO2™ är en integrerad del av Avea® spädbarnsventilator (CareFusion, Yorba Linda, CA) och tillåter automatisk FiO2-justering som syftar till att hålla SpO2 inom det tilldelade målområdet med hjälp av Radical neonatal pulsoximeter (Masimo, Irvine, CA). När den först startas, antar den FiO2 som tidigare ställts in av läkaren som den initiala "Baseline FiO2"-nivån. Därefter beror förändringarna av FiO2 och deras frekvens på om SpO2 är under, över eller inom målintervallet, trenden i SpO2 och alla förändringar är proportionella mot "Baseline FiO2"-nivån. FiO2 reduceras på ett stegvis sätt när SpO2 överskrider målområdet. Stegminskningarna i FiO2 resulterar i en gradvis minskning av FiO2. När SpO2 faller under målintervallet är ökningarna i FiO2 i allmänhet större och mer frekventa. Dessa är proportionella mot skillnaden mellan SpO2 och målintervallet och den sjunkande eller ökande trenden i SpO2. Förändringarna i FiO2 varierar i allmänhet mellan 0,01 och 0,05. Deras frekvens ökar för att uppnå en snabbare förändringshastighet av FiO2 och kan vara så frekvent som en per sekund. Baseline FiO2-nivån justeras gradvis till förändringar i spädbarnets behov av FiO2 för att hålla SpO2 inom räckvidd. Pulsoximeterns standardinställningar är normal känslighet, 8 sekunders medelvärdestid, 20 sekunders larmfördröjning och en snäv larmgräns på 90 % och 95 % SpO2. Masimo neonatal sond (LNOP Neo-L) kommer att appliceras på höger handled när det är möjligt. I händelse av SpO2-signalförlust (mättnads ​​"bortfall") justerar den felsäkra mekanismen backup-FiO2 på mediannivån under de föregående 15 sekunderna, eller till baslinjen om högre.

Volymgarantiventilation (VG)® är ett volyminriktat ventilationsläge som syftar till att leverera den inställda tidalvolymen av gas genom att automatiskt justera det maximala inandningstrycket (PIP) på ett andetag för andetag. Teoretiskt sett bör detta minimera variationen i tidalvolymleverans då lungkompliance och spädbarnets tillstånd förändras. Denna funktion uppnås av en automatiserad servostyrd mekanism. Den övre PIP-gränsen kan ställas in av läkaren som en säkerhetsmekanism. Det saknas data om VG® men det tros uppnå jämförbart gasutbyte vid lägre genomsnittliga PIP-nivåer[15].

Volymkontrollerad ventilation (VCV) är en typ av 'volyminriktat' läge. Det syftar till att stödja den önskade tidalvolymen genom att leverera en inställd volym (vald av läkaren) oberoende av den underliggande lungmekaniken. Ventilatorn kommer att generera det toppinandningstryck som krävs för att leverera denna volym. Det finns ett konstant inandningsflödesmönster (en kvadratisk flödesvågform) och toppvolym och inandningstrycktillförsel uppnås i slutet av inspirationen. Under en "kontrollperiod" på 12 timmar utan VG kommer spädbarn att använda VCV A/C (assisterande kontroll) som är vår nuvarande kliniska standard.

Både VG® och VCV kan levereras till spädbarn med de ventilatorer som för närvarande används i vår enhet, AVEA®-ventilatorerna (Carefusion, Yorba Linda, CA). Alla enheter och utrustning som används för spädbarn i båda delar av rättegången kommer att vara desamma som för närvarande används på vår enhet. De kommer att användas i enlighet med bruksanvisningen för Carefusion AVEA® ventilatorsystem, L2786, revision M, juli 2011.

Muntlig och skriftlig information (i form av deltagarinformationsbladet) om prövningen kommer att erbjudas föräldrar så snart som möjligt efter att barnet har intuberats. Det kommer endast att erbjudas efter att all annan information om den medicinska vården av deras spädbarn och framstegen har diskuterats med dem och endast om de önskar få provinformation vid den tidpunkten. Samtycke kommer inte att erhållas innan något spädbarn är fött.

Efter att spädbarnet har intuberats och ventilerats, kommer föräldrar att kontaktas för deltagande medgivande först efter att relevant information om deras spädbarns medicinska vård och framsteg har diskuterats. Föräldrar kommer att erbjudas skriftlig och muntlig information om rättegången. Föräldrar som ger sitt samtycke till att deras bebis ska delta i rättegången kommer att uppmanas att underteckna ett skriftligt samtyckesformulär. Spädbarn kommer endast att randomiseras till antingen Volume Guarantee® eller Volume-Controlled ventilation cross-over perioder efter att ha erhållit skriftligt medgivande från föräldrar.

Om spädbarnens andningsvård eskaleras till icke-konventionell ventilation av kliniska skäl, skulle tiden som spenderas i 12-timmarsövergången bestämmas. Om barnet har tillbringat minst 50 % av tiden i en cross-over, skulle detta anses vara acceptabelt och data användas för analys. Om spädbarnet har spenderat mindre än 50 % kommer föräldrar att kontaktas igen för att förlänga samtycket för studien när spädbarnet är redo för konventionell ventilation.

När du startar Volume Guarantee®-läget kommer en inställning på 5ml/kg att vara den initiala startinställningen, med möjlighet att minska till 4ml/kg eller öka till 6ml/kg enligt det kliniska tillståndet. Detta är standardpraxis för neonatal. Omvårdnadstilldelningen kommer att förbli på 1:1 (en sjuksköterska som tar hand om 1 spädbarn på intensivvården) vilket är vår vanliga kliniska praxis under studieperioden. Mål SpO2-intervall på 90 till 95 % kommer att gälla för båda studieperioderna, vilket är vår nuvarande kliniska praxis. Alla valbara/planerade procedurer kommer att utföras innan studien påbörjas. All 'rutinmässig patientvård och procedurer' såsom endotrakealtubsug, bröstsjukgymnastik, munvård, byte av position, känguruvård, införande av linjer/kanyler och katetrar, blodprovstagning kommer att registreras under studieperioden. Alla bebisar kommer att få en laddningsdos av koffeincitrat (20 mg/kg intravenöst) följt av 5 mg/kg en gång dagligen, enligt standardpraxis.

Statistisk analys:

Intention-to-treat-analys kommer att gälla för båda 12-timmarsperioderna. Statistisk analys kommer att bestå av jämförelser inom patienten med parade t-test för normalfördelade data eller icke-parametriska Wilcoxon-signerade rangtest. Shapiro-Wilk test för normalitet kommer att användas. Resultaten kommer att presenteras som medelvärde ± standardavvikelse (SD) eller median- och interkvartilintervall. P-värden på mindre än 0,05 kommer att anses vara statistiskt signifikanta. Beskrivande statistik kommer att användas för att sammanfatta enkätsvaren. Stata® dataanalys och statistisk programvara version 11, Stata Corp LP Texas, USA kommer att användas för all statistik.