Fysiologiska effekter av ett nytt gränssnitt på lungventilation och gasdistribution

Omkring 30 % av patienterna som är inlagda på intensivvårdsavdelningen (ICU) drabbas av hypoxemiskt akut andningssvikt (hARF). Den primära stödjande behandlingen hos hypoxemiska patienter är syrgasbehandling, som vanligtvis ges genom nasala utsprång eller masker. Nya enheter, som kan leverera högflödesgas genom en näskanyl (HFNC), har nyligen gjorts tillgängliga. HFNC levererar uppvärmd och fuktad gas upp till 60 l/min, med en bråkdel av inandat syre (FiO2) från 0,21 till 1, via en mjuk nässpets med bred hål. Uppvärmning och befuktning av den inandade gasen förhindrar de negativa effekterna av kalla torra gaser på luftvägsepitelet och underlättar upphostningen. HFNC tvättar också ut utandad koldioxid (CO2) från svalgets döda utrymme. HFNC har visat sig vara ett effektivt sätt att leverera syrgasbehandling i många kliniska tillstånd.

Hos friska försökspersoner under spontan andning utan assistans är det slutexpiratoriska svalgtrycket cirka 0,3 och 0,8 cmH2O, med öppen respektive stängd mun. Jämfört med oassisterad spontanandning genererar HFNC ett högre svalgtryck under utandning, medan det under inspirationen sjunker till noll, vilket begränsar effektiviteten av HFNC hos patienter med lungödem och/eller kollaps. Genom att rekrytera atelektatiska regioner i lungorna, minska venös inblandning och minska inandningsansträngningen, är kontinuerligt positivt luftvägstryck (CPAP) sannolikt mer effektivt i dessa fall. Jämfört med icke-invasiv ventilation genom applicering av ett inspiratoriskt tryckstöd, erbjuder CPAP flera fördelar, som inkluderar användarvänlighet och brist på patient-ventilator asynkron.

CPAP kan appliceras antingen genom mask eller hjälm. Denna senare tolereras bättre än ansiktsmasker och tillåter mer långvarig kontinuerlig CPAP-applicering. Vid applicering av CPAP med hjälm är dock uppvärmning och befuktning av den inhalerade gasen problematisk på grund av kondensering av vatten inuti gränsytan, så kallad "fogeffekt". Dessutom inträffar viss återandning hos patienter som får CPAP med hjälm.

För att övervinna dessa begränsningar och kombinera de fördelaktiga effekterna av HFNC och CPAP, designade utredarna en ny enhet som kombinerar HFNC och hjälm CPAP.

Nyligen har det visat sig att denna kombination kan ge en stabil CPAP och effektiv CO2-utspolning från de övre luftvägarna med försumbar CO2-återandning. På grund av det komplexa samspelet mellan CPAP och HFNC kan dock mängden verkligt applicerat luftvägstryck, diafragmafunktion och temperatur inuti hjälmen påverkas i viss utsträckning. Hos 14 vuxna friska frivilliga fann vi att tillsats av HFNC till CPAP (som refereras till CPAP), 1) inte i någon större utsträckning förändrade vare sig det förinställda luftvägstrycket under inspiration eller temperaturen inuti hjälmen; 2) ökat utandningsluftvägstryck proportionellt mot flödet som administreras av HFNC, men i mindre utsträckning än enbart HFNC (som refererat till spontan andning); 3) fastställde endast små modifieringar av andningsdriften (som bedömts genom diafragma-ultraljud), jämfört med enbart CPAP, 4) orsakade inte "dimmeffekt" inuti hjälmen och 5) försämrade inte komforten. Vi föreslog därför att tillsats av uppvärmd befuktad luft genom näskanylen med ett flöde på 30 L/min under CPAP förmodligen skulle vara den bästa inställningen att tillämpa på patienter med hypoxemisk akut andningssvikt.

Elektrisk impedanstomografi (EIT) är en icke-invasiv övervakningsenhet vid sängkanten som syftar till att bedöma lungluftning och ventilation. HFNC- och CPAP-enheter visades modifiera lungluftning och ventilation hos patienter med hARF. Inget är dock känt om effekten av kombinationen av HFNC+CPAP på lungventilation hos patienter med hARF. Utredarna har därför utformat denna pilot fysiologiska randomiserade cross-over studie för att undersöka effekterna av HFNC+CPAP på lungluftning och ventilationsdistribution, gasutbyte och patientens komfort.