wentylacja z wysokimi - ptaiit oddział...
TRANSCRIPT
Wentylacja
z wysokimi
częstotliwościami
Elżbieta Łoniewska - Paleczny
1
Oddział Anestezjologii i Intensywnej Terapii
Szpitala Wojewódzkiego w Bielsku - Białej
Bezpieczeństwo wentylacji • Konferencja dla Ustalenia Norm Wentylacji Mechanicznej
1993
• Amerykańsko-Europejska Konferencja Uzgodnieniowa ARDS
1994
Ventilator Induced Lung Injury (VILI)
• Amerykańsko-Europejska Konferencja Uzgodnieniowa ARDS
1999
Ventilator Associated Lung Injury (VALI)
International Consensus Conferences in Intensive Care Medicine: Ventilator-associated Lung
Injury in ARDS.Official Conference Report ATS,ESICM, SRLF. Am J Respir Crit Care 1999.
2
Mechanizmy wentylacyjnego
uszkodzenia płuc
• Barotrauma
• Toksyczność tlenu
• Volutrauma (overdistention injury)
• Atelectrauma (shear injury)
• Biotrauma
Ferguson ND, Stewart TE, Slutsky AS. High Frequency Oscillatory Ventilation: A Tool to
Decrease Ventilator-Induced Lung Injury ? Vincent JL(ed) 2000 Yearbook of Intensive Care and
Emergency Medicine. Springer Heidelberg: 293-294.
3
Bezpieczeństwo wentylacji
• Wentylacja uszkadzająca:– Ciśnienie (barotrauma)
• Uszkodzenie pozapęcherzykowe (makrostrukturalne)
– Objętość (wolutrauma)
• Uszkodzenie pęcherzyków płucnych (ultrastrukturalne)
– Cykliczna rozedma i niedodma (atelectrauma)
• Surfaktant oraz nabłonek czynnościowy płuc i naczyń
– Toksyczne skutki tlenu
4
Ograniczone wahania ciśnienia
Niska objętość oddechowa
Minimalna amplituda oddechu
Biomechanikapęcherzyków płucnych
5
Carney D., DiRocco J., Nieman G. Crit Care Med. 2005,33(3),s122-126
Poszukiwanie rozwiązania
• MV – wentylacja minutowa
• f – częstość wentylacji
• VT – objętość oddechowa
• VD –objętość przestrzeni martwej
6
1. MV=f x (VT-VD)
2. MV=f x (VT-VD)
3. MV=f x (VT-VD)
4. MV=f x (VT-VD)
5. MV=f x (VT– VD)
f
Wentylacja z wysoką
częstością oddechów• 1915 Y. Henderson
obserwacja psów VT<Vd
• 1928 M. Klein
niskie VT u ludzi
• 1972 PP. Lunkenheimer
eksperymentalna wentylacja 23-40 Hz
• 1980 WJ. Butler
zastosowanie kliniczne
Butler WJ, Bohn DJ, Bryan AC. Ventilation by high-frequency oscillation in humans.
Anesth Analg 1980; 59: 577-584.7
Podstawy teoretyczne
• Kardiogenny ruch gazów
• Wentylacja bezpośrednia
• Efekt wahadłowy
8
Zjawisko przepływu osiowego Hendersona
Dyspersja Tayloradyfuzja wprost
proporcjonalna do szybkości przepływu jednokierunkowego
Zjawisko prądów konwekcyjnychwdech paraboliczny-
wydech płaski => konwekcja
Wymiana gazowa
• Konwekcja
• Dyspersja Taylora• Dyfuzja wprost proporcjonalna do szybkości przepływu
• Przepływ osiowy Hendersona
• Efekt wahadła
• Wentylacja bezpośrednia
• Kardiogenny ruch gazów
9
Lunkenheimer PP, Frank I, Ising H, Keller , Dickhutt HH. Intrapulmonary gas exchange during simulated apnea due to transtracheal periodic intrathoracic pressure changes. Anaesthesist. 1973;22,232–238.
Bohn DJ, Miyasaka K, Marchak BE, Thompson WK, Froese AB, Bryan AC. Ventilation by high-frequency oscillation. J Appl Physiol. 1980,48,710–716
Slutsky AS, Drazen JM. Ventilation with small tidal volumes. N Engl J Med 2002,347, 630–1
Rodzaje wentylacjiz wysoką częstością oddechów.
• Wentylacja z wysoką częstością i dodatnim
ciśnieniem w drogach oddechowych (HFPPV)– Sjöstrand i wsp. 1975 r
– 60-120/min (1-2 Hz)
• Wentylacja strumieniowa, dyszowa (HFJV)– Klain,Smith 1982 r
– 110-600/min (2-10 Hz)
• Wentylacja oscylacyjna (HFOV, HFO)– Henderson i wsp.1915 r , Lunkenheimer i wsp.1972 r
– 3-15 (50) Hz10
Respirator oscylacyjny
• Respiratory tzw. oscylacji
nieprawdziwej
– flow interrupter
– wirujacy cylinder z
centralnym odpływem gazów
• Respiratory oscylacji
rzeczywistej
– tłokowe
– membranowe
12
NawilżaczMieszalnik O2
Filtrdolno-
przepustowy
BIAS FLOW
Dopływ świeżych gazów
Zastawka śr.ciśnienia
Wydech
Wdech
Respirator oscylacyjny
13
NawilżaczMieszalnik O2
Filtrdolno-
przepustowy
BIAS FLOW
Dopływ świeżych gazów
Zastawka śr.ciśnienia
Wydech
Wdech
Derdak S. et al. MOAT Study Group AJRCCM 2002,166,786
Wskazania i rozpoczęcie
• Wskazania:
• Średnie ciśnienie w drogach oddechowych
• >24 cm cmH2O• FiO2
• >0,6• Sat.O2
• 88 - 90 % • PEEP
• >15 (20–25) cmH2O• Ciśnienie plateau
• >30–35 cmH2O
• Wstępne parametry :
• wyznaczenie podczas IPPV
ciśnienia średniego mPaw
• mPaw 2-5 cmH2O powyżej mPaw
wentylacji konwencjonalnej
• FiO2 od 1,0 stopniowo
zmniejszając
DP= ruch kl. piersiowej ok. 5-8 cm
• Częstotliwość= 5 Hz
• Czas wdechu= 33%
14
Derdak S. et al. MOAT Study Group AJRCCM 2002,166(6),786
Zakończenie HFO
• FiO2 =0,6 nadal obniżać O2
• FiO2=0,4 i Sat.O2>90%
• Wtedy (!):– mPaw 2-4 cmH2O /4-6 godz.
• Jeżeli:– mPaw <24 i FiO2= 0,4 to PCV
• PCV (BIPAP)– VT 6 ml/kg, Pplat 30-35 cmH2O,
I:E 1:1
– PEEP 12 cmH2O, f=20-25/min, mPaw=20 cmH2O
15
Derdak S. et al. AJRCCM 2002,166(6),786
I.P.lat 52, m.c. 138 kg,ARDS, HFO 9 dni, 2002 r
JK lat32 ARDS mc 68 kg HFO 6 dni, X.1999r
Trudności
• Konieczność sedacji lub zwiotczenia
• Nawilżanie gazów wentylacyjnych
• Gwałtowne rozłączenie
• Hałas i temperatura
• Czas HFO
• Hyperinflacja
• Zaburzenia hemodynamiczne
16Morison D.Derdak S. AJRCCM 2000,164
Retencja CO2
– pH>7,2
DP > 5-10 / 30 min. do maksimum DP
Jeżeli DP max. to częstość do 3 Hz
– pH< 7,2
Zwiększyć rozmiar rurki
Spowodować przeciek dookoła rurki
Zwiększyć „bias flow”
Kontrola wydzieliny drzewa oskrzelowego
Modyfikacje
• Wentylacja nałożona:
– Insuflacja dotchawicza
– Insuflacja dooskrzelowa
– Wentylacja dyszowa
– Wentylacja oscylacyjna
17
Peak airway pressure
Pierwsze spostrzeżenia
1996 r
Lanzenberger –Schragl E., Donner A., Kashanipour A., Zimpfer High frequency ventilation techniques in ARDS. Acta Anaesthesiol Scand supp 1996,109,157-61
1997 r
Jeng MJ., Soong WJ., Chen SJ., Hwang B.High-frequency oscillatory ventilation--a new management for respiratory distress syndrome and intractable respiratory failure..Zhonghua Min Guo Xiao Er Ke Yi Xue Hui Za Zhi. 1997,38(2),87-97.
Froese AB. High-frequency oscillatory ventilation for adult respiratory distress syndrome: let's get it right this time! Crit Care Med 1997,25(6),906-8
21Fort P., Farmer C., Westerman J et al..High-frequency oscillatory ventilation for adult respiratory
distress syndrome--a pilot study. Crit Care Med. 1997,25(6),937-47
HFO jest skuteczne i bezpieczne
Powoduje wzrost PaO2, DO2 i OI
Krótszy czas wentylacji konwencjonalnej przed HFO wpływa na niższą śmiertelność
Konieczne porównanie z wentylacją konwencjonalną
1998
• Stewart DL., Hilbert T.Use of high
frequency oscillatory ventilation for
respiratory distress syndrome
Crit Care Clin 1998,14,707-29
• MacIntyre NR High-frequency
ventilation. Crit Care Med 1998, 26,
1955-6
• Tremblay A.,Gursahaney A Adult respiratory failure. Chest SurgeryClinics of North America 1998,
8(3),257
• pozytywna analiza teoretycznych i prakty -cznych możliwości zastosowania HFO
• HFO zmniejsza ryzyko wystąpienia VILI
• HFO powinno być stosowane w leczeniu ciężkich postaci ARDS
22
1999
• Badanie pilotażowe n=5, sukces n=4
• Włączenie: ARDS, PaO2/FiO2 < 75, brak poprawy po 2h wentylacji konwencjonalnej
• PaO2/FiO2 po 2 h HFO: 126,8 (p<0,05),
po 48 h: 181,0 (p<0,01)
• MAP: 34,6 25,2 cm H2O (p<0,05)
• PIP: 52,4 35,8 cmH2O(p<0,05)
• Wniosek: - istnieją wskazania do zastosowania HFO w leczeniu ARDS
23
Claridge JA., Hostetter RG, Lowson SM.,Young JSHigh-frequency oscillatory ventilation can be
effective as rescue therapy for refractory acute lung dysfunction. Am Surg. 1999, 65(11),1092-6
2000
• Fedora M., Klimovic M., Seda M et al. Effect of early
intervention of high-frequency oscillatory ventilation on
the outcome in pediatric acute respiratory distress
syndrome. Bratislavskie Lekarskie Listy 2000,101(1),8-13
• n=36, śr wiek 3,6 lat (0-24 lata)
• Wniosek: wczesne zastosowanie HFO jest
korzystne i poprawia rokowanie w ARDS
24
2001
• n=24 (M=14), wiek 48,5 (+/-15,2) , APACHE II 21,5 (+/-6,9) LIS 3,4 +/-0,6, PaO2/FiO2 98,8 (+/-39): OI 32,5 +/-19,6
• PaO2<65 mmHg, FiO2>0,6
• Ppl > 35cmH2O
• Wnioski: – HFO skuteczne- poprawa
wskaźników utlenowania kiedy wentylacja konwencjonalna była nieskuteczna
– konieczne jak najwcześniejsze ustalenia wskazań
25Mehta S, Lapinsky SE, Hallett DC, et al. Prospective trial of high frequency oscillation in adults
with acute respiratory distress syndrome. Crit Care Med 2001, 29,1360–9
1,60 vs. 7,80
2002– n=148 gr I (HFO)=75 gr II (CV)=73 PaO2/FiO2 <200
przy PEEP>10 cm H2O, czas obserwacji 72 h
– wzrost PaO2/FiO2 w gr.I przez 16 godzin (p=0,008)k
– OI obniża się w obu grupach bez znamiennych różnic
– śmiertelność 37(HFO) vs. 52(CV)% (p=0,102)
– w 30 dniu bez wentylacji mechanicznej 36 vs. 31% (p=0,686)
• Brak różnic w zakresie: hemodynamiki, parametrów oksygenacji, zagrożenia odmą opłucnową
• Wniosek:
– HFO jest bezpieczną i skuteczną metodą leczenia wentylacyjnego ARDS
26Derdak S, Mehta S, Stewart TE, et al. High frequency oscillatory ventilation for acute respiratory
distress syndrome in adults. Am J Respir Crit Care Med 2002; 166, 801–804
2003
– n=42, APACHE II 28 pkt. (24-37) wentylacja konwencjonalna przed HFO 3,0 (0,7-9,1) dni
– PaO2/FiO2 95 (62-129) po 24 h 165 (88-225) p=0,001
–Wnioski:
• śmiertelność (30 d) = 43% (18) była związana z włączeniem HFO po 3 dobie (64%) i brakiem odpowiedzi PaO2/FiO2 po 24 g (71%)
27David M.,Weiler N., Heindrichs W. et al..High-frequency oscillatory ventilation in adult acute
respiratory distress syndrome Intensive Care Med. 2003,29(10),1656-65.
2004
• Badanie retrospektywne: • od 1998 - 3 OIT n=156 (k=67)ARDS wiek: 48+/-18,
APACHE II: 23,8 +/-7,5 OI :38+/-18 PaO2/FiO2= 91,2 +/-48
• Went.konwencjonalna 5,6+/- 7,6 dni
• Czas HFO: 5,1+/- 6,3 dni– Inne: odma 21,7% , sterydy 37,2%, NO 43,6%
– Śmiertelność 30d = 61,7% • Niezależne czynniki śmiertelności: wiek, APACHE II, czas
went.konw., niskie pH
• WNIOSKI:• HFO jest skuteczna w ARDS ze szczególnymi
zaburzeniami oksygenacji
• HFO efektywnie zwiększa PaO2/FiO2 oraz obniża OI
• Wczesne włączenie HFO może mieć znaczenie
28Mehta S., Granton J., MacDonald RJ et al.. High-frequency oscillatory ventilation in adults: the
Toronto experience. Chest. 2004,126(2),518-27
2004
• ARDS w przebiegu oparzeń (pow.40%+/-15), w tym dróg oddechowych 28%
• n=25 wiek 44+/-16, PaO2/FiO2 98 +/- 26, OI 27 +/- 10 CMV
4.8 +/- 4.4 d
• HFO kontynuowano w czasie zabiegów operacyjnych
• Wnioski:
– Wybitny i trwały wzrost PaO2/FiO2 i spadek OI od 1 h HFO
– Śmiertelność 32%
– Bardzo wysoka przydatność HFO również w czasie anestezji
29Cartotto R.,Ellis S., Gomez M. et al.High frequency oscillatory ventilation in burn patients with the
acute respiratory distress syndrome. Burns. 2004,30(5),453-63
2005
• Gr. I- HFO n= 37 i Gr.II – went. konwencjonalnej z redukcją VT n= 24– Grupy porównywalne (odpowiednio): APACHEII:
21 vs. 20, OI: 25 vs. 18, czas wentylacji przed randomizacją: 2,1 vs. 1,5 dni
• Wnioski:• Znamienna poprawa oksygenacji do 48 h w grupie HFO
• Brak innych różnic znamiennych statystycznie pomiędzy grupami
• Analiza „post hoc”: wysoki OI towarzyszący ARDS kojarzy się z wyższą skutecznością HFO niż CV
• Konieczne są dalsze badania HFO
30
Bollen CW., van Well GJT,Sherry T. et al. High frequency oscillatory ventilation compared with
conventional mechanical ventilation in adult respiratory distress syndrome: a randomized
controlled trial [ISRCTN24242669] Crit Care. 2005; 9(4): R430–R439
2005
• TOOLS– ARDS n=244, gr.I HFO, gr. II HFO+RM, wiek 50+/-41-64 APACHE
II 24 (19-32), czas włączenia HFO 13 godz. (6-51), RM śr. 7 (4-11)
– Po 12h w grupie HFO+ RM osiągnięto PaO2/FiO2 200+/- 117 vs. 92 +/-36 mmHg (p<0,001)
– W grupie HFO + RM możliwa redukcja FiO2 do 0,5 po 12 h (0,5+/- 0,1 vs. 0,9+/-0,1 p<0,001)
– 8 pacjentów nie tolerowało HFO
• Wnioski:– Kombinacja zabiegów rekrutacyjnych i HFO daje
istotny statystycznie wzrost utlenowania u chorych z krytyczną hipoksją w przebiegu ARDS
– RM powinny być włączone do protokołu HFO
31
Ferguson ND., Chiche JD., Kacmarek RM et al. Combining high-frequency oscillatory ventilation and
recruitment maneuvers in adults with early acute respiratory distress syndrome: the Treatment with
Oscillation and an Open Lung Strategy (TOOLS) Trial pilot study. Crit Care Med. 2005
Mar;33(3):479-86
2006• (1)Kohortowe badanie czynników
skuteczności HFO RCT = 2, obserwacje kliniczne =7
• Wiek 42,3 vs.51,2 lat (ns.)
• Czas wentylacji przed: 4,0 vs. 6,2 dni (ns.)
• APACHE II 22,4 vs. 26,1 pkt. (ns.)
• pH 7,33 vs. 7,26 (s.!)
• OI 26 vs. 34 (s.!!)
• (2) w świetle 14 RCT ARDS HFO budzi nadzieje przy braku udowodnionych wskazań...
32
(1)Bollen CW, Uiterwaal CS., van Vught AJ Systematic review of determinants of mortality in high
frequency oscillatory ventilation in acute respiratory distress syndrome.
Crit Care 2006,10(1),R34
(2) Santacruz JF., Zavaka DGE,Arroliga AC Update in ARDS management: recent randomized
controlled trials that changed our practice. Cleve Clin J Med. 2006,73(3),217-9
2010
• Metaanaliza i systematyczny przegląd
• 8 randomizowanych kontrolowanych badań (n=419), poprawnych
metodologicznie, porównujących skutki kliniczne
i fizjologiczne HFOV i CV
Wyniki : w grupie HFOV
• Znacząco mniejsza śmiertelność (szpitalna / 30 dniowa)
• Mniejsza ilość niepowodzeń terapii wentylacyjnej
• Porównywalna ilość zdarzeń niepożądanych
• Poprawa utlenowania (PaO2 / FiO2 ratio)
• Brak istotnego wpływu na PaCO2
34
Sud S, Sud M, Friedrich JO, Meade MO, Ferguson ND, Wunsch H, Adhikari NK. High frequency
oscillation in patients with acute lung injury and acute respiratory distress syndrome (ARDS):
systematic review and meta-analysis. BMJ. 2010 : 10.1136/bmj.c2327
OSCILLATE Trial
The Oscillation for Acute Respiratory Distress
Syndrome (ARDS) Treated Early
• What is the effect of early high frequency oscillation (HFO) versus a
lung-protective conventional ventilation (CV) strategy (using HFO
only as rescue therapy), on all-cause hospital mortality among
patients with severe early acute respiratory distress syndrome
(ARDS)?
• Niall D Ferguson, MD, MSc, University of Toronto
• Docelowo 1200 dorosłych chorych w okresie 2009 – 2014 r.
• Ocena (60 dni) śmiertelności oraz
m.in. powikłań (barotrauma), niewydolności narządowej, czasu
wentylacji mech., pobytu w ICU, jakości życia (6 miesięcy)
35
OSCAR Trial
• The is a multicentre, randomised controlled trial (RCT) comparing
conventional positive pressure ventilation with high frequency
oscillatory ventilation (HFOV) for adults with acute respiratory
distress syndrome (ARDS).
• University of Oxford.
• 2007 – 2010
• docelowo 802 chorych
• Ocena :
śmiertelności (30 dni)
kosztów leczenia
jakości życia ( 6 i 12 miesięcy)
36
Problemy obiektywnejoceny HFO
• Epidemiologia i definicja ARDS• Czas włączenia i wyłączenia HFO• Sposób wentylacji przed HFO• Sposób wentylacji po HFO• Manewry rekrutacyjne• Stosowanie tzw. adiuwantów wentylacji i
farmakoterapia • Brak prostej porównywalności z badaniami na
zwierzętach• Sposób pielęgnacji dróg oddechowych
37Chan KP, Stewart TE. Clinical use of high-frequency oscillatory ventilation in adult patients
with acute respiratory distress syndrome. Crit Care Med. 2005,33(3),s170-4
Co zniechęca do HFO ?• Brak jednolitego protokołu włączenia
• Retencja CO2
• Wolna reakcja na zmiany ustawień HFO
• Trudności z nawilżaniem
• Ilość wydzieliny i trudności z jej ewakuacją
• Hałas (?) i temperatura (?)
• Konieczność głębokiej sedacji
• Strach przed rozłączeniem układu
• Brak zrozumienia zasad i reguł
wentylacji38
Odpowiedź i brak odpowiedzi
39
DB
lat 37
Sepsis,m
.c 76
kg H
FO
5 d
ni
PM lat 3
2,A
RD
S, m
c 86
kg HF
O 6
dni
Adiuwanty pozycja
odwrócona
tlenek azotu
prostacyklina
surfaktant
perfluorokarbon
Co zachęca do HFO ?
• Szybki wzrost PaO2 i poprawa innych wskaźników utlenowania
• Logiczne zmniejszenie zagrożenia respiratorowym uszkodzeniem płuc
• Stabilizacja hemodynamiczna
• Prostota sterowania wentylacją
• Doraźny sukces wentylacji w sytuacjach „beznadziejnych” a czasami uratowanie chorych „bez szans” podczas konwencjonalnej wentylacji (cud wentylacyjny!)
40
Wentylacja oscylacyjna
• Nie ma wpływu na przeżycie
• Moc wniosku IB
• Ma wpływ na poprawę wskaźników oksygenacji
• Moc wniosku IB
41
Kallet RH. Evidence-Based Management of Acute Lung Injury and Acute Respiratory Distress
Syndrome Respir Care 2004;49(7):793–809
...instynkt kliniczny, dynamiczna analiza stanu chorego jak i znajomość
teoretycznych założeń metody nakazuje czasami zastosowanie sposobów
postępowania, które w danym momencie nie zyskały akceptacji medycyny opartej na
faktach
stwierdzenie to dotyczy stosowania wentylacji oscylacyjnej w ARDS
Wunsch H., Mapstone J., Takala J.High-frequency ventilation versus conventional ventilation for the
treatment of acute lung injury and acute respiratory distress syndrome: a systematic review and
cochrane analysis.Anesth Analg. 2005,100(6),1765-72
Wentylacja oscylacyjna
• Może być stosowana w leczeniu wentylacyjnym ALI/ARDS, jeżeli konwencjonalna wentylacja mechaniczna jest nieskuteczna
• Potwierdzonym wskazaniem jest brak możliwości uzyskania odpowiedniego PaO2/FiO2 oraz OI podczas wentylacji konwencjonalnej
• Skojarzenie z prone i NO poprawia skuteczność
• Prawdopodobnie HFO zmniejsza ryzyko uszkodzenia płuc związanego z wentylacją mechaniczną
• HFO jest blisko postulatu „wentylacji idealnej”
• Poczucie przydatności dla tej metody jest wyższe niż udokumentowane efekty jej działania 42