基于夹带的机械通气

背景与意义

当前所有可用的机械通气模式都假定患者-呼吸机相互作用必然是“主从”或控制器-从属关系。 在受控机械通气中，无论患者是否呼吸，呼吸机都会控制通气​​节律。 在患者触发的机械通气模式中，例如辅助/控制、压力支持通气、比例辅助通气、中性调整的呼吸机支持），而不是呼吸机决定通气节律（基于呼吸机的通气），患者触发允许患者启动呼吸机的呼吸响应患者的需求（基于患者的通气）并施加各种支持。

夹带机械通气（EMV）是基于耦合振子之间相互夹带的经典物理理论的一种新型机械通气模式。 它利用患者强大的先天能力，通过 Herring-Breuer 反射以 1:1 的比例引入呼吸机节律，前提是呼吸机节律与自主呼吸节律足够接近。 呼吸系统通过 Herring-Breuer 反射的习惯化和脱敏来适应夹带机制变化的能力允许更大的夹带动态范围。

调查的理由

研究人员预计，该研究的结果将有助于改善患者与机械呼吸机的互动，从而最大限度地降低未来机械通气的风险。 我们认为潜在的好处大大超过了潜在的风险。

方法

这是一项前瞻性研究，旨在评估基于夹带的机械通气为布莱根妇女医院 (BWH) 的 SICU、MICU、CCU 以及心脏和神经外科 ICU 中的患者提供同步机械通气的能力。

研究设计和程序：

在获得知情同意后，呼吸实时数据监视器将被放置在人工气道和呼吸机回路的 Y 形件之间。 然后将收集 4 小时内使用传统压力限制辅助/控制通气模式的基线机械通气数据。 然后，患者将过渡到压力限制吸入式通气 4 小时。 将在同一患者的 EMV 之前或之后立即进行基线通气监测。 控制/基线阶段和研究的实验阶段的顺序将被随机化。

在观察研究期间，呼吸机的基本设置将保持常规机械通气期间的规定。 基本呼吸机设置的任何调整都将取决于照顾病人的医务人员。 在整个观察期间，熟悉吸入式通气操作的呼吸治疗师将在患者床边不断观察患者与呼吸机的相互作用。 此外，将适当设置呼吸机警报和限制，防止气道压力增加超过设定水平 5 cmH2O，或呼吸频率或潮气量超过或低于患者平均潮气量或呼吸频率超过 25 %。 窒息后备通气将设置为在 20 秒窒息期后激活。

数据采集​​：

将记录人口统计数据、体重、身高以及过去和现在的病史。 还将记录入院信息、机械通气的原因、机械通气的模式和设置、动脉血气、临床实验室（血液学/化学）值和血液动力学值。

呼吸实时数据监视器将持续收集机械通气数据，这些数据将下载到笔记本电脑上供以后分析。

将在第 2 小时和基线通气期结束时、第 2 小时和基于夹带的通气期结束时进行血气分析。

氧饱和度和血压将每 15 分钟（第一个小时内每 5 分钟）记录一次，直到完成。

心电图将被连续监测并每 15 分钟记录一次（第一个小时内每 5 分钟一次）。

在整个研究过程中将持续监测心率、反常呼吸、辅助肌肉使用、鼻翼煽动。

安全标准：

以下标准将用于识别基于夹带的通气失败：

RR > 35/min 持续 > 5 min SpO2 < 88% 持续 5 分钟且未通过抽吸纠正，或者如果 SpO2 < 80% 在任何时候脉搏持续 < 50/min 或 > 120/min PH + 基线 pH PCO2 + 0.05 个单位 +从基线 PCO2 10 mmHg 平均动脉压持续 + 从基线压力 20 mmHg ECG 上的缺血性变化 新出现的反常呼吸、辅助肌肉使用、鼻翼扇动等 激越 (RASS > +1)、出汗、持续焦虑尽管安慰和需要镇静。

一旦满足任何这些安全标准，患者将被置于基线通气模式并密切观察是否恢复到干预前基线。 任何患者在恢复到基线呼吸机设置后 5 分钟内未恢复到干预前基线，研究医生将评估可能的不良反应或严重不良反应，并且患者将不会接受进一步的 EMV 治疗。 此类 AE 或 SAE 将被视为未知的相关 UADE 或 USADE。 每次发生任何不良事件或严重不良事件时，无论此类事件是否与设备相关，DSMB 都会与研究者和申办者一起审查数据和任何安全问题。 如果发生三个或更多非严重不良事件或如果发生两个严重不良事件或如果发生任何死亡，相应的事件将被视为可能与设备相关并且研究将被搁置并且 DSMB 将审查所有可用数据举行的时间。 FDA 和 IRB 将审查和批准对协议的任何和所有修改，以响应此类研究暂停。 在研究进行期间、研究完成后或受试者退出或完成后发生的意外问题和不良事件将在研究者首次意识到该问题之日起的 5 个工作日/7 个日历日内报告给 IRB。

任何不良事件的第一个迹象：如支气管痉挛、肺不张、低氧血症、气压伤、肺水肿、机械通气时间延长、通气需求增加、肺炎、气胸、急性肺损伤、ARDS、器官衰竭、心肌梗死或死亡是异常的心肺反应符合上述安全标准的药物将根据指南报告给 IRB 和 FDA。 严重不良事件将被定义为导致死亡、或危及生命、或导致持续或显着残疾/无能力、住院或外科手术时间延长的任何先前不良事件。 研究人员将在恢复基线机械通气后 48 小时内监测所有受试者的任何不良事件或严重不良事件，并将在病例报告表中具体包括上述每个事件或任何其他不良事件或严重不良事件。

病人监护：

当受试者稳定时，该研究将在受试者床边进行。 该研究将使用经过修改以提供基于夹带通气的标准呼吸机。 所有呼吸机警报都将激活。

在研究期间，呼吸治疗师和研究人员将持续监测患者的不良或严重不良事件。 如果发生上述安全标准中列出的任何事件，则将永久停止基于夹带的通气，并将受试者改回基线或常规通气。 如果发生任何 SAE，研究也将停止。

该协议要求在第 2 小时和 EMV 期结束时进行血气分析。 因此，动脉 pH 值和 PCO2 值相对于基线的变化将在这些时间间隔内评估是否违反安全标准。 一旦发现这些血气变量的任何变化违反规定的安全标准，患者将立即恢复到干预前的呼吸机设置，并密切观察是否恢复到干预前的基线。

心电图将被连续监测并每 15 分钟记录一次（第一个小时内每 5 分钟一次）。 每 15 分钟记录一次平均动脉压（第一个小时内每 5 分钟记录一次）。

一旦检测到 ECG 的任何缺血性变化或平均动脉压的过度变化（从基线 + 20 mm Hg），患者将立即恢复到干预前的呼吸机设置，并密切观察是否恢复到干预前的基线。

对于上述所有其他安全标准（关于脉搏、反常呼吸、辅助肌肉使用、鼻翼煽动等），时间范围与 RR 的时间范围相似。 具体而言，将对患者进行持续监测，如果违反这些安全标准中的任何一项超过 5 分钟，患者将被恢复到基线通气模式。

镇静管理将根据 BWH ICU 镇静指南进行，镇静目标为 Ricker 激越镇静量表。

统计分析

我们的研究旨在招募至少 20 名序贯机械通气患者。 基线人口统计和程序变量将通过绘制每个变量的 95% 置信区间进行统计分析。 对于 20 名患者，我们将有 88% 的机会看到发生频率为 10% 或更高的任何并发症（例如安全标准定义的并发症或任何相关不良事件或严重不良事件）。 为进行可行性评估，吸入式通气期间每种类型的异步呼吸/小时的总数将在 4 小时实验期间取平均值，并与 4 小时基线通气期间进行比较。 将提供基于吸入的通气和基线通气之间每种类型的不同步差异的 95% 置信区间，而不会正式推断统计显着性。

同步分析：

在 4 小时的基线期和 4 小时的实验期内，每小时将分析以下类型的患者-呼吸机不同步：

触发异步 - 未能触发呼吸机吸气的患者发起的呼吸次数/小时（通过压力、流量和/或 CO2 呼吸机图形识别。

呼吸启动不同步 - 在气道加压之前初始气道压力下降到基线压力以下 > 100 毫秒的呼吸次数/小时，或触发后气道压力凹面上升或初始压力增加超过设定压力水平。

呼吸终止不同步 - 呼吸次数/小时，其中目标呼吸压力结束时的气道压力在呼气前增加超过设定水平，或者在初始呼气期间快速触发（双触发）第二次呼吸或过早终止呼吸潮量。

节律不同步 - 患者连续触发（辅助模式）或连续呼吸机启动（控制模式）超过 10 分钟的呼吸次数/小时。

风险最小化

EMV 方法是公认的辅助/控制 (A/C) 通气模式的延伸，风险极小。