"Lungbarometriska mätningar i normala och i andningsbesvärade lungor" (LUNAR)

Bakgrund:

Akut lungsvikt som kräver andningsbehandling är den vanligaste orsaken till intensivvård i Sverige och tillståndet har en hög dödlighet; cirka 40 %. Till stor del beror den höga dödligheten på patientens underliggande sjukdom, t.ex. sepsis eller trauma men själva andningsbehandlingen kan också orsaka mekaniska skador på lungorna med risk för sekundär utveckling av akut lungsvikt och svikt i andra organsystem som lever, njurar, hjärta och hjärna.

För att minska risken och skadorna av ventilatorbehandling är det nödvändigt att förbättra övervakningen av lungfunktionen samt att utveckla och utvärdera metoder för mer skonsam andningsbehandling.

Studierna syftar till att kartlägga lungornas elastiska egenskaper (pulmonell elastans och transpulmonellt drivtryck) hos olika patientgrupper, lungfriska och patienter med akut lungsvikt, med hjälp av den icke-invasiva PEEP-stegmetoden. Eftersom metoden är icke-invasiv och endast baseras på en förändring av slutexpiratoriskt tryck i ventilatorn, kan den lätt appliceras under kliniska tillstånd, vilket möjliggör en betydande förbättring av övervakning och inställning av ventilatorterapi hos båda patienterna under allmän anestesi vid "stor operation" och patienter med akut lungsvikt på intensivvårdsavdelningar.

Under allmän anestesi kommer patientens lungelasticitet att mätas omedelbart efter påbörjad anestesi och under operationen och före uppkomsten. Inom intensivvården kommer mätproceduren att tillämpas omedelbart efter att patienten har placerats på respirator och sedan under andningsvård när normala intensivvårdsåtgärder äger rum, såsom att ändra ventilatorinställningen vad gäller andningsvolym, andningsfrekvens, slutexspiration tryck (PEEP) och liknande åtgärder, samt andningssug och inhalationer för att identifiera elastiska egenskaper inom det intervall som normalt finns hos intensivvårdspatienter.

Syfte:

Syftet med studierna är att kunna utvärdera lungfunktionen under intensivvård med nya icke-invasiva mätmetoder såsom mätning av transpulmonellt tryck och beräkning av lungdrivtryck, att utvärdera lungfunktion under intensivvård i syfte att försöka hitta optimala metoder för skonsamt men effektiv ventilation av kritiskt sjuka patienter. Studier har tidigare visat att mer skonsam andningsbehandling kan minska dödligheten hos andningsbehandlade intensivvårdspatienter. Utveckling och anpassning av nya metoder för andningsbehandling och övervakning, kan erbjuda bättre beslutsstöd vid justering av luftvägstryck och volymer, vilket i slutändan kan leda till förbättringar i form av kortare andningstid och minskad dödlighet hos respiratorpatienter. Ett ytterligare syfte är att kartlägga normala värden för lungans elastans ("stelhet") på en population av normala lungor hos lungfriska patienter som sövs för planerad operation.

Huvud problem:

1. Är mätningen med PEEP-steg upp och ned-proceduren tillräcklig för att exakt presentera lungtryck/volymkurvan och det transpulmonära drivtrycket i respiratoriskt behandlade patientpopulationer i kirurgi och intensivvård?
2. Är det möjligt att samla in data om en normalpopulation av lungfriska patienter som sövs för operativ kirurgi samt hos intensivvårdspatienter med olika grader av lungsvikt med avsikt att kartlägga lungelastans/transpulmonellt drivtryck och förändringar i dessa parametrar vid inledning av och under andningsbehandling?

Metoder:

PEEP-stegsmetoden för att bestämma lungelastan: Lungans elastiska egenskaper mäts genom att öka PEEP från den kliniska baslinjenivån och sedan sänka mätproceduren genom att ställa in andningsvolymen så att den motsvarar den lungvolymökning som sker under PEEP-ökningen . PEEP och tidalvolymförändringar är mycket vanliga rutinåtgärder inom både allmän anestesi och intensivvård. Hittills har all analys gjorts genom manuella beräkningar off-line, men nu måste mätproceduren och beräkningarna automatiseras så långt det är möjligt och det transpulmonala drivtrycket presenteras andetag för andetag för att kunna användas för individualisering av ventilatorn behandlingsbädden. Denna automatisering utförs i form av mjukvaruutveckling. Detta arbete pågår och beräknas vara klart i augusti 2020. Sedan kan PEEP-stegsmetoden implementeras och testas på kliniken.

Under tio år har forskarna i två doktorsavhandlingar och fyra valideringsstudier och ytterligare lungmodellstudier utvecklat en alternativ metod för att mäta det transpulmonära drivtrycket, som inte kräver esofagustrycksmätning, utan endast för att göra en förändring i slutexpiratorn tryck (PEEP) i ventilatorn och bestäm den resulterande lungvolymökningen (DEELV) med hjälp av ventilatorns volymmätning. Lungans elastiska egenskaper (lungelastan, EL) beräknas som DPEEP/DEELV och sedan beräknas det transpulmonära drivtrycket som andningsvolymen för lungelastansen, EL x VT. Ovanstående ytterligare mätmetoder har utvärderats under de senaste 15 åren. Mätmetoder samlar in data från standardövervakningsutrustning som använts i klinisk anestesiologisk praxis sedan 1980-talet.

Protokoll:

Studien är en longitudinell observationsstudie. Mätningar kommer att utföras före, under och efter andningsbehandling hos patienter på intensivvårdsavdelningar och på kirurgiska avdelningar. Mätningarna sker under andningsvårdsperioden med fokus på variationer i lungmekaniken före och efter de ingrepp som ingår i den kliniska rutinen avseende andningsmiljöer och annan vård. Icke-invasiva mätmetoder kommer att användas (se ovan) av vilka ingen har en negativ inverkan på patienten. Fysiologiska data kommer att samlas in från blodgasanalyser och övervakningsutrustning. Övervakningsutrustningen kommer att kopplas till en bärbar dator med mjukvara som samlar in kontinuerliga kliniska data för analys.

Informerat samtycke: 1) Vuxna patienter som ska opereras kommer att rådfrågas vid preoperativ bedömning cirka 1-2 veckor före operationen om deras deltagande. 2) Hos vuxna intensivvårdspatienter som behandlas med andningsterapi kommer surrogatsamtycke att uppmanas. Eftersom det inte tidigare är förutspått vilka patienter som kommer att behandlas i ventilator på intensivvårdsavdelningen kommer patientens anhöriga att tillfrågas om informerat samtycke.

För nyckelreferenser, se Referenser