Genomförbarhet och effekt av volyminriktad ventilation i leveransrummet

BAKGRUND BPD fortsätter att vara en av de vanligaste komplikationerna i samband med för tidig födsel. En amerikansk studie från 2013 rapporterade en ökning av sjukvårdskostnaderna på 31 565 USD i samband med BPD, efter kontroll av födelsevikt, graviditetsålder och sociodemografiska egenskaper under själva den initiala neonatala intensivvårdsavdelningen (NICU). Denna ekonomiska börda börjar från den första inläggningen på intensivvårdsavdelningen och kvarstår genom barndomen och vuxenlivet. En nyligen genomförd spansk studie publicerad 2013, rapporterade att sjukvårdsrelaterade kostnader under de första två levnadsåren för ett för tidigt fött barn med BPD och inga andra större prematuritetsrelaterade komplikationer varierade mellan €45 049,81 och €118 760,43, i Spanien, beroende på födelsevikt och graviditetsålder. Om barnet behövde syrgasbehandling hemma eller utvecklade pulmonell hypertoni, kan denna kostnad ytterligare eskalera till €181 742,43. Med 10 000-15 000 nya fall av BPD årligen bara i USA är den ekonomiska effekten av BPD enorm.

Patogenesen av BPD är multifaktoriell, med lungskador från mekanisk ventilation, syretoxicitet och infektioner före eller efter födseln, vilket alla leder till lunginflammation som spelar en nyckelroll i utvecklingen av BPD. Förlossningsrumshantering (DR) av prematura spädbarn under den första återupplivningen är kritisk och kan ha en betydande inverkan på utvecklingen av BPD. Studier har visat att DR-andningshantering med invasivt andningsstöd och högre syrehalt är associerat med ökad risk för dödsfall och/eller BPD jämfört med icke-invasiv ventilation respektive lägre syrgasåterupplivning. För tidigt födda barn som stabiliserats på kontinuerligt positivt luftvägstryck (CPAP) med försiktig titrering av extra syrgas i förlossningsrummet för att uppnå målinriktade syremättnad har visat förbättrade frekvenser av BPD.

AKTUELL PRAKTISK STANDARD Nuvarande DR-praxis för intuberade för tidigt födda spädbarn fokuserar på tryckbegränsad ventilation med antingen en självuppblåsande påse eller en återupplivningsanordning i T-stycke där leverantören reglerar uppblåsningstrycket och uppblåsningstiden, men inte tidalvolymen.

När ett spädbarn övergår till extra livmoderliv förändras lungkompliance snabbt. Total pulmonell följsamhet är en sammansättning av lung- och bröstväggens följsamhet. Hos för tidigt födda barn består bröstväggen huvudsakligen av brosk som gör bröstväggen mycket följsam, och som ett resultat är den neonatala lungan mer benägen att kollapsa. Prematura lungor har dessutom minskad produktion av ytaktiva ämnen vilket ytterligare minskar lungkompliance. Vid initiering av positiv tryckventilation (PPV) kan det snabba vätskeskiftet under den omedelbara nyfödda perioden också resultera i snabba förändringar i en nyfödds lungkompliance. Tillhandahållande av maternatala steroider såväl som ersättningsterapier för ytaktiva ämnen kan positivt påverka de prematura lungutfallen. För dessa prematura spädbarn är tidalvolymer som genereras under PPV direkt proportionella mot lungkompatibiliteten, vilket visas av formeln: Cdyn=VT/(PiP-PEEP), där VT = tidalvolym; PIP = topp inandningstryck; och PEEP=positivt slutexpiratoriskt tryck.

Med PLV kan därför exakt samma tryck på grund av snabbt föränderlig lungkompatibilitet leda till under- eller överuppblåsning av lungorna.

När de väl har lagts in på NICU är det standardpraxis att tillhandahålla VTV till prematura spädbarn i utredarnas NICU, med interleverantörsföreträde framför volym kontra tryckventilation, utan sann konsensus. Men i DR fortsätter praktiken att använda PLV och med den föreslagna studien försöker utredarna tillhandahålla fysiologiskt mer lämplig VTV till prematura spädbarn redan från födseln i DR.

BETYDNING Med snabbt föränderlig lungkompatibilitet i den omedelbara neonatala övergångsfasen kan PLV leda till betydande variation i den levererade TV:n. Nya rapporter tyder på att tryckbegränsade återupplivningsanordningar som rutinmässigt används i förlossningsrummet kan tredubbla den avsedda TV:n samtidigt som de ger PPV i en nyfödd docka x. Stor TV kan leda till volutrauma, vilket är förknippat med ogynnsamma lungutfall. En studie på prematura lamm visade att så få som sex stora tidalvolymer vid födseln kan leda till akut lungskada och dämpa effekten av efterföljande behandling med ytaktiva ämnen. Ventilation med stora andetag kan orsaka kraftig överexpansion av områden som tvingas öppna, vilket lämnar större delar av lungan blockerade av vätska och oexpanderad, och sådan regional överutvidgning kan förväntas orsaka epitel- och mikrovaskulär skada och lungödem. Det resulterande lungödemet kan göra lungan mer mottaglig för ytterligare volutrauma under konventionell mekanisk ventilation. Flera djurstudier har visat att PPV med TV mer än 8 mL/kg orsakar lunginflammation och lungskador. Dessutom har studier på djur och människor visat att överdriven TV-leverans under PPV i förlossningsrummet orsakar hjärninflammation och skada. På samma sätt visar nya metaanalysdata att spädbarn som ventilerats med volyminriktad ventilation (VTV) minskar dödsfrekvensen eller BPD, pneumothoracer, hypokarbi, allvarliga kraniala ultraljudspatologier och minskar ventilationens varaktighet jämfört med spädbarn som ventileras med PLV-lägen. Risken för lungskador är med all sannolikhet relaterad till volutraumans storlek vid födseln, och därför måste ventilationen direkt efter födseln vara mycket skonsam.

Utan information om TV i DR och snabbt föränderlig lungkompatibilitet kan PLV leda till volutrauma. Men ingen studie har specifikt utvärderat förmågan att mäta TV som tillhandahålls hos intuberade spädbarn i DR eller syftar till att utföra VTV i DR samtidigt som man utvärderar dess potentiella roll för att minska lungskador.

INNOVATION Med de senaste framstegen inom teknik och förmåga att mäta små TV på endotrakeal tube (ET) nivå med hjälp av flödessensorer, kan TV mätas exakt på ET tub nivå och volym riktad ventilation (VTV) blir en möjlig alternativ metod för ventilera för tidigt födda barn. För studien kommer spädbarn att ha en flödessensor placerad i serie mellan ETT och tryckgenererande anordning (T-stycke återupplivningsanordning, självuppblåsande påse). Flödessensorn kommer att anslutas till Respironics NM3-monitor (Philips Healthcare, Eindhoven, Nederländerna) för att mäta andedräkt till andnings-TV. Flödessensorn tillför mindre än 1 ml luftvägsdödutrymmesvolym (Vd) för neonatala sensorer (ETT-storlek 2,5-4 mm). Fas 1 av studien kommer att undersöka möjligheten att mäta TV hos för tidigt födda barn. Eftersom några av de minsta spädbarnen med mycket låg födelsevikt (VLBW) kan väga så mindre som 500g, kommer mål-TV-intervallet på 4-6ml/kg att vara lika med 2ml-3ml per andetag. Ingen studie har specifikt undersökt möjligheten att mäta så liten tidalvolym, och därför är denna förstudie av största vikt.

I fas 2, genom att använda informationen från uppmätt TV på ETT-nivå, kan leverantören snabbt reglera topptrycket som levereras till spädbarnet för att uppnå en mål-TV på 4-6 ml/kg. Leverantören kommer att utbildas för att öka eller minska trycket genom att följa ett strikt protokoll för att säkerställa att TV:n förblir i mål under nyfödd återupplivning. Så snart barnet är stabilt kommer barnet att gå över till en ventilator med volyminriktningsfunktioner. Med stabil lungexpansion kommer spädbarn som får VTV att få mål-TV mer konsekvent, kommer att ha minskad förekomst av atelektotrauma, volutrauma och totalt sett minskad lungskada med mindre långvariga lungsjukdomar.

Med den föreslagna studien, i Fas I, syftar utredarna till att visa att mätning av TV i DR är genomförbart och är mycket varierande under de första timmarna av livet, även med samma maximala inandningstryck på grund av snabbt förändrad lungkompliance. En framgångsrik Fas I kommer att ge bevis på att det är möjligt att tillhandahålla konsekvent VTV i DR genom att justera PiP. I fas II syftar utredarna till att få pilotdata som bedömer genomförbarheten av VTV i DR, och försöker förstå lungmekaniken och fysiologin under VTV. En framgångsrik pilotstudie kommer att visa att VTV är genomförbart; är förknippad med konsekvent levererad TV; lägre PiP och syrebehov för patienterna; vilket motiverar en större randomiserad kontrollstudie för att utvärdera effektiviteten av VTV för att minska BPD och långvariga lungsjukdomar.