低频HFO/HFO-TGI和高频HFO的生理学研究

研究的基本原理 急性呼吸窘迫综合征 (ARDS) 是一种肺实质的急性炎症状态，会导致低氧血症、肺不张、肺充血和肺顺应性降低。 机械通气实际上可以挽救生命，但它可能会对肺部造成创伤（例如 容积伤、气压伤、肺不张伤和生物伤）。 使用低潮气量和高呼气末正压 (PEEP) 旨在减轻呼吸机相关的肺损伤。 然而，ARDS 死亡率仍然居高不下。 高频振荡 (HFO) 是一种替代通气技术，它采用高频 (3-15 Hz) 的极低潮气量 (1-4 ml/kg)。 先前的观察性研究报告氧合有所改善，而最近关于严重 ARDS 的两个中心数据表明，间歇性联合使用低频 HFO 与袖带漏气、复张操作 (RM) 和气管充气 (TGI) 可提高生存率). TGI的加入改善氧合作用和CO2消除；但是，目前尚不清楚它是否会影响生存。 最近发表的两项多中心研究表明，在使用无袖带漏气的高频 HFO 治疗早期 ARDS 时，生存率要么为中性 (10)，要么为阴性 (11)。 然而，这些阴性结果可能部分是由于高胸内压和高碳酸血症共同引起的右心室超负荷/功能障碍/衰竭，随之而来的血流动力学不稳定和对正性肌力药物/升压药支持的需求增加。 因此，研究人员假设不同的 HFO 策略 [采用低频和袖带泄漏的组合 - 增加 CO2 消除并与相对较低的平均气管压力相关 - 可能导致不同的结果。

高胸内压可能会阻碍静脉回流并增加肺血管阻力。 这种同时发生的右心室前负荷降低和后负荷增加可能导致右心室功能障碍/衰竭。 另一方面，袖带泄漏的放置会导致较低（约 . 5-6 cmH2O) 相对于设定的 HFO 呼吸机平均气道压力 (mPaw) 的平均气管压力，随之而来的是右心室的卸载。 此外，通过结合使用袖带漏气、TGI 和高 HFO 偏流，可以预期右心室的进一步卸载；这些措施可改善 PaCO2 控制，并可防止过度的高碳酸血症引起的肺血管阻力增加。 如前所述，可以通过经食管超声心动图 (TEE) 评估右心室功能。 右心室功能障碍和相关扩张可能导致心输出量减少和冠状动脉灌注不足；后者可能进一步损害右心室性能并导致右心室衰竭。

本研究的主要目标是记录和比较肺保护性常规机械通气 (CMV) 和不同的 HFO 策略（已在具有相互矛盾结果的试验中进行临床测试）对由 TEE 确定的右心室性能的影响。 更具体地说，我们打算比较高 PEEP、肺保护性 CMV 与“高”mPaw/无袖带泄漏、高频 HFO 策略，以及“高”mPaw 和袖带泄漏、“低”频率 HFO 策略有和没有TGI。

方法 方法 符合条件的早期和重度 ARDS 患者（相关标准见下文）将在获得知情、书面、近亲同意以及主治医师的非书面同意后入组。

患者监测将包括心电图导联 II、动脉内压（PICCO plus 的 +/- 心脏指数，Pulsion Medical Systems，慕尼黑，德国）] 和外周血氧饱和度 (SaO2)。 将使用咪达唑仑和/或异丙酚以及芬太尼或瑞芬太尼维持麻醉。 Nrutomuscular 阻滞剂将通过顺式阿曲库铵来实现，顺式阿曲库铵将根据当前的建议使用，并作为主治医师处方药物治疗的一部分。 在研究期间，所有患者将接受连续输注顺式阿曲库铵。

CMV 策略 符合条件的研究参与者将接受至少 60 分钟的肺保护性 CMV，并采用以下 FiO2/PEEP 组合：0.5/10-12 cm H2O、0.6/14-16 cm H2O、0.7/14-16 cm H2O、0.8 /14-16 厘米水柱、0.9/16-18 厘米水柱、1.0/20-24 厘米水柱。 这些组合构成了“一般”建议，主治医师进一步将 PEEP 滴定为 =< 4 cm H2O 以达到患者气体交换和血液动力学的“最佳”组合将被认为是可接受的。 最近记录了与高 PEEP 相关的生存益处。 每当氧合作用恶化时，将首先增加 PEEP，然后增加 FiO2，同时以与上述 FiO2/PEEP 组合“一致”为目标。

潮气量将在 5.5-7.5 mL/Kg 预计体重范围内。 最大平台压力限制为40 cmH2O，目标平台压力≤32 cmH2O；理由：在 Meade 等人的研究中，可以容忍更高的平台压力以允许使用更高的 PEEP 水平。 当平台压力超过 32 cmH2O 超过 15 分钟时，将进行以下调整：潮气量减少至 4.0 mL/kg 预计体重，呼吸频率增加至 35/分钟，PEEP 减少≥2 cmH2O。 这些调整必须同时实现下面提供的气体交换目标。

呼吸频率将滴定至 pHa 为 7.20-7.45。 吸气-呼气时间 (I:E) 比率将≤1/2。 氧合目标将为 SaO2=90-95%，和/或 PaO2=60-80 mmHg。 在pHa<7.20时， 将常规使用的导管支架替换为短小体积的角形连接器，从而最大限度地减少呼吸回路死腔，潮气量将增加至 8.0 mL/kg 预计体重，呼吸频率将增加至 35 次/分钟. 如果这些措施失败，“pHa/PaCO2 控制不佳”的标准和使用碳酸氢盐输注将被允许。 另一种选择是体外去除 CO2。

RM 和 PEEP/FiO2 算法

1. RM - 持续气道正压通气 40-45 cmH2O 40 秒，FiO2 为 1.0）并滴定 PEEP 和 FiO2，使 SaO2=90-95%，或 PaO2=60-80 mmHg（RM 可每天重复两次，每 5 小时一次）
2. 降低 FiO2 总是先于降低 PEEP。
3. 在 FiO2=0.5 和 PEEP<8 cmH2O - 脱机试验。
4. 在 ARDS 发作后最多可使用 RM 5 天

HFO-RMs策略

先前发布的关于 HFO 使用的建议（Sensormedics 3100B 呼吸机，Sensormedics，美国加利福尼亚州约巴林达）包括以下步骤：

1. 足以消除呼吸肌活动的深度镇静/麻醉，有或没有神经肌肉阻滞，从而避免患者呼吸机不同步。
2. 确认气管插管通畅并在隆突上方 3-4 厘米处放置插管。
3. RM：患者-振荡器连接后，将立即执行 RM（将回路压力增加至 45 cmH2O，持续 40 秒，振荡器的活塞关闭）。 RM 将在 HFO 频率发生变化之前或在 TGI 开始/终止之前/之后重复。
4. FiO2 最初设置为 1.0，然后降低（超过 10-15 分钟）到之前 CMV 的 FiO2，前提是 SaO2 保持 >90%。
5. 偏流将设置为 60 L/min，以改善呼吸回路中的 CO2 清除率。
6. I:E 比例将保持在 1:2。
7. 根据研究者前期研究的方法和结果，TGI将等于前期CMV分钟通气量的50%。
8. 初始 HFO mPaw 将超过先前 CMV 的 mPaw 8-10 cm H2O，并将滴定（±3 cmH2O）至最佳氧合反应（预计对应于 >= 95% 的“目标”SaO2） 60 分钟的标准低频 HFO，袖带漏气。 上述时间段将在下面描述的 180 分钟 HFO 策略测试时间段之前。
9. 初始振荡频率将随机设置为 3.5-4 Hz 或 7 Hz。 低频设置将与 3-5 cmH2O 袖带漏气和 TGI 相结合 60 分钟，然后以随机顺序“无 TGI”再进行 60 分钟。 高频设置不会与袖带漏气或 TGI 结合，并且会再维持 60 分钟。 振荡压力幅度 (ΔP) 将设置为 90 cmH2O。

TEE 测量

以下参数将在基线 CMV 期间确定：

右心室舒张面积、左心室舒张面积和离心率指数。 评估右冠状动脉主干和左冠状动脉左前下降支的冠状动脉血流（注意：冠状动脉血流测量在技术上困难且耗时，因此从研究方案中删除）。 在 HFO 启动后 120、180 和 240 分钟，以及返回 CMV 后 60 分钟，将重复相同的测量。 在同一时间点，我们将使用 PICCO plus 确定气体交换和血液动力学，包括心输出量。 最后，将在 CMV 期间通过快速呼气末/吸气末气道阻塞评估呼吸力学。

救援氧合 救援氧合方法可能包括低频 HFO-TGI 袖带漏气、俯卧位、吸入一氧化氮和体外膜氧合。 如果 PaO2<60 mmHg，抢救氧合的持续时间至少为 10 小时，可以无限延长。 救援启动标准：在没有任何可逆的心肺疾病和/或呼吸机故障的情况下，在高 PEEP、肺保护性 CMV 期间，在 FiO2=1.0 时 PaO2<60 mmHg 持续超过 30 分钟。

患者随访生理变量（血液动力学气体交换和呼吸力学）和药物将在研究登记前 2 小时内和研究登记后第 1-10 天的上午 9 点记录。 根据序贯器官功能障碍评估评分和临床过程并发症记录器官功能障碍，直到登记后第 60 天。 最后，最终结果（即 存活至出院或院内死亡）也将被记录。

调查干预的潜在风险及其预防。 潜在风险：气压伤。 预防措施：这种潜在风险在 CMV 或 HFO 期间同样高。 我们也预计不会因使用无袖带泄漏的高频、高 mPaw HFO 而出现任何显着的临床并发症，因为其使用时间不会超过协议预先规定的 60 分钟时限。

可能的好处 对于参与的患者：如果将 HFO-TGI 用作抢救氧合方法和对心功能进行详细的 TEE 评估，可能会增加存活到出院的可能性。 对于医学科学：可能会提高对通气策略、心脏和肺之间相互作用的理解。