Closed Loop Mekanisk Ventilation och ECMO

Hos kritiskt sjuka patienter som är inlagda på intensivvårdsavdelningen på grund av antingen akut andningssvikt eller cirkulationskollaps används i allt högre grad mekanisk ventilation i kombination med antingen extrakorporal lungassistans (VV ECMO) eller hjärtassistans (VA ECMO). Både mekanisk ventilation och ECMO bidrar till kontrollen av gasutbytet och måste därför justeras därefter.

Som en hjälpanordning som en VV ECMO eller en VA ECMO måste kontrollen gasutbytet justeras via svepgasflöde (ventilation), andel syre i svepgasen (syresättning, FsO2) och blodflöde över den extrakorporeala enheten. Kombinationen av adaptiv ventilation med ECMO är ett nytt koncept som tillåter kontroll av syresättning och ventilation endast genom justering av ECMO-enheten.

Adaptiv lungventilation är en kategori av ventilationslägen, som tillåter kontroll av syresättning och ventilation med en sluten slinga. Med denna typ av ventilationslägen kan man styra gasutbytet automatiskt. När det gäller CO2-hantering använder de en målminutvolym för att kontrollera sluttidal CO2 och justerar, beroende på mängden spontant utlösta andetag, andningsfrekvensen och det inandningstryckstödet eller enbart tryckstödet. När det gäller O2-hantering enligt det perifera O2-mättnadsmålet kommer PEEP (lungrekrytering) och andelen inandat syre (FiO2) att fastställas. Båda dessa kontroller är beroende av en noggrann mätning av antingen sluttidal CO2 respektive perifer O2-mättnad.

Det finns två rekommendationer hur man ventilerar patienter med ARDS på en ECMO. Först och främst föreslår de allmänna riktlinjerna från Extracorporeal Life Support Organisation (ELSO) för vuxna att rikta in sig på en FiO2 på mindre än 0,3 med en PEEP på 5 till 15 cmH2O och ett platåtryck på mindre än 25 cm H2O med en andningsfrekvens på 5 per minut. Medan Richard et al. i sin konsensuskonferensrapport från 2014 föreslår man att minimera platåtrycket och att PEEP inte är specifik när det gäller antal. Båda riktlinjerna har som mål att hålla lungan i vila när det gäller patienter med ARDS. Det finns inga specifika förslag på ventilationshantering hos patienter med hjärtsvikt på ECMO. Huruvida lungan måste hållas öppen (rekryteras och mindre benägen för atelektrauma) eller hållas i vila (mindre benägen för överutspändhet, antingen volu- eller barotrauma) är för närvarande oklart.

Angående mekaniska ventilationsinställningar hos patienter med ARDS publicerade Serpa Neto och kollegor 2016 en metaanalys av nio studier, som inkluderade cirka 550 patienter som fick ECMO för refraktär hypoxemi. De visade att hos dessa patienter var körtrycket associerat med överlevnad på sjukhus (överlevande hade ett körtryck på 16,9 cmH2O och icke-överlevande på 19,4, p 0,004, justerad HR 1,06 med en 95% KI på 1,03 - 1,10). Detta överensstämmer med studien av Amato et al där de visade en minskning av den multivariata relativa risken för dödlighet på sjukhus hos patienter med ARDS - utan ECMO - med ett körtryck på mindre än 15 cmH2O.

Det adaptiva lungventilationsläget Intellivent-ASV+® har visat sig ventilera normala lungor, lungor med ARDS och KOL inom gränserna för säker ventilation som rekommenderas av riktlinjerna. Patienter på Intellivent-ASV+® hade tidalvolymer (Vt) ≤ 8 ml/kg/kroppsvikt, platåtryck (Pplat) < 30 cmH2O och ett drivtryck < 15 cmH2O. Jämfört med konventionell ventilation hade patienter på Intellivent-ASV+®-läge högre PEEP och lägre FiO2, vilket tyder på bättre rekrytering av den beroende delen av lungan.

Att kombinera mekanisk ventilation med Intellivent-ASV+®-läget och ECMO erbjuder en unik möjlighet att ha en mekanisk ventilator som automatiskt anpassar sig till lungmekaniken och bidraget från ECMO som stödjer gasutbytet.

Huvudsyftet med detta forskningsprojekt är att föreslå och verifiera om ventilationsläget Intellivent-ASV+® är kapabelt att utföra lungskyddsventilation trots närvaron av ett ECMO som förändrar gasutbytet.