Effekter av positiv slututandningstryck på gastrointestinala perfusion i akut andnöd syndrome

effekterna av positiv slututandningstryck på gastrointestinala perfusion i akut andnödssyndrom Bild Sammanfattning
Introduktion
positiv slututandningstryck (PEEP ) förbättrar syresättningen och kan förhindra ventilator-inducerad lungskada i patienter med akut andnödssyndrom (ARDS). Icke desto mindre kan PEEP också inducera skadliga effekter genom dess påverkan på det kardiovaskulära systemet. Syftet med denna studie var att utvärdera effekterna av PEEP på gastrointestinala perfusion samtidigt som en skyddande andnings strategi hos patienter med ARDS.
Metoder
Åtta patienter ingick. En tryckvolymkurvan spårades och perfekt PEEP, definierat som lägre brytpunkt + 2 cmH 2O, bestämdes. Gastric tonometri mättes kontinuerligt (Tonocap). Efter baslinjemätningar, 10, 15 och 20 cmH 2O PEEP och perfekt PEEP tillämpades i 30 minuter vardera. Vid utgången av varje period, hemodynamiska, CO 2 gap (gastric minus arteriella partialtryck), och ventilatoriska mätningar utfördes.
Resultat
PEEP hade ingen effekt på CO 2 gap (median [ ,,,0],intervall] baslinjen: 19 [2-30] mmHg; PEEP 10: 19 [0-40] mmHg; PEEP 15: 18 [0-39] mmHg; PEEP 20: 17 [4-39] mmHg, perfekt PEEP: 19 [9-39] mmHg; P
= 0,18). Hjärtindex förblev oförändrad (baslinje: 4,6 [2,5-6,3] l min -1 m -2, PEEP 10: 4,5 [2,5-6,9] l min -1 m -2; PEEP 15: 4,3 [2-6,8] l min -1 m -2, PEEP 20: 4,7 [2,4-6,2] l min -1 m -2, perfekt PEEP: 5,1 [2,1-6,3] l min -1 m -2; P
= 0,08). En patient inte fullfölja protokollet på grund av hypotension.
Slutsats
PEEP 10-20 cmH 2O påverkar inte gastrointestinala perfusion och hemodynamiskt väl tolererad i de flesta patienter med ARDS, inklusive de som får adrenerga läkemedel .
Nyckelord
akut andnödssyndrom gastrointestinala perfusion positiv slututandningstryck tonometri Inledning Nybyggt studier har visat att lungskyddsstrategier med hjälp av låga tidvatten volymer och höga nivåer av positiv slututandningstryck (PEEP) minska dödlighet och håller på att bli standardpraxis för patienter med akut respiratoriskt distress-syndrom (ARDS) [1, 2].
Även PEEP förbättrar arteriell syresättning, kan det negativt påverka systemisk hemodynamik, minska venöst återflöde och hjärtminutvolym. Dessa effekter är proportionell mot PEEP nivå. Regional perfusion kan också påverkas av PEEP, oberoende av hjärt ändras utsignalen. Den splanchnicus perfusion är särskilt känslig, och varje minskning kan äventyra dess barriärfunktion, främja bakteriell translokation, och bidra till utvecklingen av multipel organsvikt [3]. I experimentella modeller har PEEP markant minskat mesenteriska och portal blodflöde, trots endast måttliga minskningar i hjärtminutvolym [4-8]. Liknande resultat har rapporterats hos patienter utan lungskada [9, 10]. Dessa effekter är vanligtvis dosrelaterad, blir mer uttalad med PEEP nivåer kring 20 cmH 2O.
Kiefer rapporterade att PEEP inte signifikant ändra splanchnicus blodflödet i sex patienter med akut lungskada [11]. Dock bör försiktighet iakttas att utvidga dessa resultat till klinisk praxis, eftersom endast hemodynamiskt stabila patienter utan adrenerga läkemedel studerades, och PEEP nivåer aldrig översteg 14 cmH 2O [12].
Vårt mål var att utvärdera effekterna av PEEP nivåer upp till 20 cmH 2O på gastrointestinala perfusion och systemisk hemodynamiken i mekaniskt ventilerade patienter med ARDS enligt hemodynamiska stöd.
Metoder
patienter
studien godkändes av den etiska kommittén för medicin fakultet och utfördes i kirurgiska intensivvårdsavdelning av den katolska Universitetssjukhuset i Chile
Vuxna mekaniskt ventilerade patienter berättigar till studien om de uppfyller följande kriterier för ARDS under de 24 timmar som föregick studien. akut av andningssvikt; diffusa bilaterala infiltrat i lungröntgen; ett förhållande mellan partialtrycket av O 2 (PAO 2) till fraktion av inandat syre (FiO 2) av mindre än 200 mm Hg; och en pulmonell arteriell ocklusion tryck lägre än 18 mmHg och ingen hjärtsvikt.
hemodynamisk övervakning inkluderade en arteriell linje och en lungartärkateter (Baxter Edwards Kritisk-Omsorg, Irvine, CA). Patienter kan vara under blodtryckshöjande medel eller inotropt stöd, men var tvungen att vara hemodynamiskt stabil i minst 3 timmar innan protokollet
Patienter exkluderades om de hade något av följande villkor:. Graviditet, tidigare andningsfunktion, hjärtindex av mindre än 2,5 l min -1 m -2, eller erhöll enteral nutrition.
Interventioner Review, en nasogastrisk tonometer (TRIP ® Tonometri Catheter 14F, med biofilter kontakt för TONOCAP ™ monitor) sattes in i magen och som är ansluten till luft automatiserad tonometri (TONOCAP ™ monitor, Datex-Engström, Helsingfors, Finland). Alla patienter sövdes med midazolam och morfin, och förlamad med rokuronium. Neuromuskulära relaxa mättes med en TOF klocka ®-enhet. En intravenös dos på 20 mg famotidin administrerades innan protokollet. Patienterna var anslutna till volymstyrd mekanisk ventilation (Servo 900 C, Siemens, Solna, Sverige). En tryck-volymkurva erhölls för varje patient genom luftvägen ocklusion teknik [13], och perfekt PEEP definierades som den nedre inflexionspunkten + 2 cmH 2O, eller 12 cmH 2O om ingen nedre brytpunkt var hittade.
PEEP nivåer av 10, 15, 20 cmH 2O, och perfekt PEEP, med tidvatten volymer av 8 ml kg -1, tillämpades i fyra på varandra följande 30 min perioder, respektive. Andningsfrekvens ändrades för att upprätthålla Sluttidal CO 2 inom ± 10 mmHg av basala. Alla patienter erhöll en konstant infusion av 6% hetastärkelse före början av studien (40-80 ml h -1). Hjärtminutvolymen var optimerad före och under försöket genom att bestämma andnings variation av systoliskt artärtryck [14]. När variationen var mer än 10% per 100 ml bolus av 6% hetastärkelse infunderades och volymstatus på nytt. Ingen förändring i adrenerga stöd fick under protokollet. Om hypotension (medelartärtryck < 65 mmHg). Funnits i mer än en minut, varefter protokollet stopp
Mätningar
Vid baslinjen, och i slutet av varje period, hemodynamiska, ventilations- och tonometric mätningar utfördes, och arteriella blodprover tillbaka. Hemodynamiska poster ingår medelartärtryck, hjärtfrekvens, hjärtminutvolym, lungartären ocklusionstrycket, centralt ventryck och vänsterkammarslagarbete index. Hjärtminutvolymen mättes genom termodilution som genomsnittet av tre värden som erhållits efter injektioner av 10 ml av 5% dextros i vatten vid rumstemperatur. Genomsnittlig luftvägstryck, var syreindex och PEEP nivåer registreras. Syresättning index beräknades som medelvärde luftvägstrycket × FiO 2 x 100 /PaO 2. CO 2 gap (gastric partialtryck av CO 2 [pCO 2] minus arteriell pCO 2) beräknades genom att jämföra samtidiga mätningar av tonometric gastrointestinala pCO 2 och arteriell pCO 2.
Statistisk analys
Resultaten presenteras som median och intervall. Programvaran Statview 5.0 användes för att utföra den statistiska analysen. Icke-parametriska tester användes på grund av den lilla provstorleken. Data analyserades med en Friedman prov följt av en Wilcoxon signed-rank test om det behövs. Resultat ansågs statistiskt signifikant vid P Hotel < 0.05.
Resultat
Åtta patienter med ARDS inkluderades. De hade en median (intervall) ålder 63,5 år (23-86), och ett akut fysiologi och kronisk hälsobedömning II poäng 14 (7-20) vid tillträde till intensivvårdsavdelningen. På dagen för studien hade de en median Sepsis relaterad organsvikt Assessment (SOFA) [15] poäng av 10 (7-13). Samtliga patienter uppfyllde kriterierna för ARDS, enligt definitionen i inklusionskriterierna, under 24 timmar före studien och de hade varit på mekanisk ventilation för 32 (12-72) timmar. De ventileras med en median PEEP nivå 9 (4-12) cmH 2O, hade de en PaO 2 /FiO 2 förhållande av 235 (144-388) mmHg och deras andningsorganen efterlevnad var 45 (27-60) ml per cmH 2O. Sju patienter hade sepsis (två lunginflammation och fem extrapulmonell sepsis), och en svår bröst trauma. Av de septiska patienter, sex var i septisk chock. Egenskaper hos enskilda patienter visas i tabell 1.Table 1 baslinjedata för patienterna
Patient
Ålder (år)
Sex
Diagnos
APACHE II

SOFA
PaO2 /FiO2 (mmHg)
pH
bikarbonat (mekv /L)
PEEP (cm H2O)
Crs (ml /cm H2O)
LIP (cm H2O)
vasopressorer /inotropesa
Utfall (S /NS)
en
55
M
Hepatisk lobektomi
14
13
144
7,38
25,4
10
51
10
NA 0,08
S
DBT 3,3 2
23
F
Peritonit
20
10
388
7,36
23,5
8
32
10
NA 0,12
S
3
32
M
mucormycos och sepsis
7
7
282
7,42
21,5
6
60
6
NA 0,09
S 4
68
F
Akut pankreatit
9
13
208
7,38
20,4
10
40
NL
NA 0,2
NS
5
59
F
Lunginflammation och blodförgiftning
16
8
197
7,28
25,5
10
55
NL
NA 0,03;
Dp 6,8;
DBT 3,4
S
6
68
M
Thoracic trauma
14
10
289
7,36
21,6 4
37
13
NA 0,05
S
7
72
M
Sepsis
17
9
263
7,25
13,8 4
50
8
DBT 5,4
S
8
86
M
Lunginflammation och blodförgiftning
14
12
150
7,37
20,3
12
27
13
NA 0,02
NS
Apache, akut fysiologi och kronisk hälsobedömning; Crs, Andningsorganen överensstämmelse; DBT, dobutamin; Dp, dopamin; LIP, lägre brytpunkt; NE, noradrenalin (noradrenalin); NL, ingen LIP hittades; NS, inte signifikant; PEEP, positiv slututandningstrycket; S betydande; SOFA, Sepsis relaterade organsvikt bedömning. aDoses är i pg kg-1 min-1.
Inga förändringar i hjärt index eller i CO 2 gap hittades på någon av studieperioderna (tabell 2). Syresättning index, medelartärtryck, lungmedelartärtryck, lungartären ocklusionstrycket, centralt ventryck och vänsterkammarslagarbete index också var stabil genom studien. bara betyda airway pressure och PaO 2 /FiO 2 förhållande skilde mellan perioder, som förväntat. Fem patienter krävs en 100 ml bolus av hetastärkelse under rättegången; i ingen patient var det nödvändigt att upprepa den. Individuella förändringar i CO 2 gap och hjärtindex presenteras i fig 1 och 2, respektive. Vid baslinjen tre hade patienter som redan en CO 2 gap på mer än 20 mmHg. Efter att ha startat protokoll med 10 cmH 2O PEEP, patient 6, som tidigare ventileras med fyra cmH 2O PEEP, hade en ytterligare ökning av CO 2 gap. När PEEP höjdes 10-15 cmH 2O, sex patienter minskade sin CO 2 lucka och två ökade den. När PEEP höjdes från 15 till 20 cmH 2O, tre patienter ökade CO 2 lucka, tre minskade det och i en patient förblev oförändrad. Patient 4 inte slutföra protokollet på grund av måttlig hypotension (medelartärtryck 60 mm Hg) när PEEP ökades till 20 cmH 2O. Denna patient återhämtade sig efter en ökad dos av noradrenalin (noradrenalin) och en avkastning på PEEP till baslinjen levels.Table 2 Andningsvägar, hemodynamiska och tonometric mätningar
Parameter
Baseline (n
= 8)
PEEP 10 (n
= 8)
PEEP 15 (n
= 8 )
PEEP 20 (n
= 7)
Ideal PEEP (n
= 7)
P
PEEP (cmH2O) Review 9 (4-12) katalog 10
15
20
12 (8-15) Review Mean airway pressure (cm H2O) Review 13,2 (8-18,7 ) Review 14 (12-17) Review 19 (17-22,2) Review 24 (22-26,4) Review 16,2 (11,5-22,2) katalog 0.0001a
OI (cm H2O per mmHg ) Review 5,3 (2,9-12,4) Review 7 (3-14,5) Review 6,7 (4,1-12,3) Review 7 (5-12,3) Review 6,6 (2,9-12,3) Review 0,3
PaO2 /FiO2 (mmHg) Review 235 (144-388) Review 210 (117-402) Review 285 (154-412) Review 333 (196-440) Review 243 ( 164-467) katalog 0.0009b
PaCO2 (mmHg) Review 36 (31-54) Review 41 (28-63) Review 42 (31-66) Review 45 (32- 60) Review 43 (28-52) katalog 0,08
Cardiac index (l min-1 m-2) Review 4,6 (2,5-6,3) Review 4,5 (2,5-6,9) Review 4,3 (2-6,8) Review 4,7 (2,4-6,2) Review 5,1 (2,1-6,3) Review 0,08
LVSWI (g m-2) Review 45 (22-71) Review 43 (22-60) Review 40 (14-60) Review 36 (15-58) Review 42 (14-66) katalog 0,13
MAP (mmHg) Review 79 (74 -103) Review 81 (69-99) Review 74 (69-97) Review 74 (66-93) Review 73 (69-96) katalog 0,24
Paop (mmHg)
16 (10-19) Review 17 (8-22) Review 17 (11-23) Review 18 (12-26) Review 14 (11-23) Review 0,22
CVP (mm Hg) Review 14 (9-17) Review 15 (7-19) Review 15 (9-24) Review 15 (10-19) Review 12 (8-18 ) katalog 0,27
CO2 gap (mmHg) Review 19 (2-30) Review 19 (0-40) Review 18 (0-39) Review 17 (4-39)
19 (9-39) Review 0,18
Resultaten presenteras som median (intervall). CVP, centralt venöst tryck; CO2 gap, arteriell partialtryck av CO2 [pCO2] minus gastric pCO2; FiO2, fraktion av inandat syre; LVSWI, vänsterkammarslagarbete index; MAP, medelartärtryck; OI, syresättning index, definierat som medelluftvägstrycket × FiO2 × 100 /arteriell pCO2; PaO2, partialtryck av O2; PaCO2, partialtrycket för CO2; Paop, pulmonell arteriell ocklusion tryck; PEEP, positiv slututandningstryck. AP Hotel < 0,05 för alla jämförelser utom baslinjen kontra PEEP 10 och PEEP 10 kontra idealisk PEEP. bP Hotel < 0,05 för alla jämförelser utom baslinjen kontra PEEP 10, baslinje kontra PEEP 15, baslinje kontra idealisk PEEP och PIP 15 kontra perfekt PEEP.
Sex av de åtta studerade patienterna överlevde (75%). Median vistelsetid i intensivvårdsavdelning var 17 (10-34) dagar och mediandurationen av mekanisk ventilation var 9 (5-34) dagar. Figur 1 Enskilda förändringar i CO2 gap (gastric pCO2 minus arteriell pCO2) med olika positiva slututandningstrycknivåer.
Figur 2 Individuella förändringar i hjärtindex med olika positiva slututandningstrycknivåer.
Diskussion
Vårt resultaten visar att höga PEEP nivåer (upp till 20 cmH 2O) inte äventyrar gastrointestinala perfusion, enligt bedömning av tonometri, och påverkar inte systemisk hemodynamiken hos de flesta patienter med ARDS. Detta överensstämmer med resultaten från två andra studier om effekterna av PEEP på splanchnicus perfusion hos patienter med ARDS. Men i motsats till vår studie, ingen av dessa studier inkluderade patienter i septisk chock eller under adrenerga stöd [11, 16].
Shock och hjärt-dysfunktion är ofta förknippade med ARDS. Detta är en viktig fråga, eftersom hemodynamiska säkerhetsfrågor skulle kunna hindra användningen av höga eller optimala PEEP nivåer i den inställningen, även om det är nödvändigt. En viktig slutsats av vår studie är att PEEP nivåer upp till 20 cmH 2O kan tolereras väl, även hos patienter med ARDS och septisk chock. Ändå vår studie var relativt kort och vi kan inte utesluta möjligheten att hålla höga PEEP nivåer under en längre period kan leda till ökad vätske krav, som kan vara skadlig på lång sikt.
Experimentell och klinisk forskning har visat att i mekaniskt ventilerade patienter utan lungskada, PEEP minskar venöst återflöde och i andra hand, hjärtminutvolym [17-19]. Dessutom, Trager och kollegor visade att hos patienter med akut andningssvikt i samband med septisk chock, höga PEEP nivåer inducerade en minskning i hjärtminutvolym [20]. Däremot fann vi ingen minskning i hjärtminutvolym i våra patienter testades med ökande PEEP nivåer när vätsketillförsel optimerades enligt andnings variation i systoliskt artärtryck. Ett liknande resultat rapporterades av Kiefer och kollegor och genom Akinci och medarbetare [11, 16]. Möjliga förklaringar till dessa motsägelsefulla resultat är en högre grad av vätsketillförsel och användningen av lägre tidalvolymer i senare studier. Även om vi inte avgöra den övre brytpunkt av tryck-volymkurvan, tror vi att genom att hålla tidalvolym på 8 ml kg -1 någon overdistension av lungorna minimerades. Lungvolym är en viktig del av de hemodynamiska effekterna av ventilation [21]. Således verkar det som om det är möjligt att bevara hjärtminutvolym hos patienter med ARDS, trots användning av höga PEEP nivåer, genom att optimera vätsketillförsel och begränsa tidalvolymer.
Gastric mucosal perfusion, enligt bedömning av CO 2 gap förblev också oförändrad under PEEP rättegång. Detta ligger i linje med de resultat som rapporterats av Kiefer och Akinci i liknande studier. I samtliga dessa studier förblev hjärtminutvolym oförändrad [11, 16]. I motsats härtill rapporterades Trager, i en serie av septisk chock hos patienter med akut andningssvikt, att en ökning av PEEP från 5 till 15 cmH 2O inducerade en minskning i hjärtminutvolym associerad till en minskning i hepatisk venen O 2 mättnad och i leverns glukosproduktion [20]. Det verkar därför som genom att undvika minskning av hjärtminutvolym, kan splanchnicus perfusion bevaras i majoriteten av patienterna.
Trots det faktum att inga väsentliga förändringar i CO 2 gap eller hjärtindex påträffades under protokollet , när man tittar på de enskilda uppgifterna vissa patienter framgår en negativ effekt när deras PEEP nivå ökades. Patient 4, som hade en extrapulmonell ARDS, presenterade hypotension när 20 cmH 2O PEEP applicerades. I detta fall kunde inga samtidiga register över hjärtminutvolymen eller CO 2 gapet göras av säkerhetsskäl (vi fortsatte omedelbart att minska PEEP nivå). Patient 6, som hade en lung ARDS och som innan studien hade en 30 mmHg CO 2 gapet samtidigt som ventileras med fyra cmH 2O PEEP presenterade en ytterligare försämring av CO 2 gap efter start av protokoll med 10 cmH 2O PEEP, som inte var associerat med en minskning i hjärtminutvolym. Därefter förblev CO 2 gapet oförändrad trots ökande PEEP upp till 20 cmH 2O. Dessa händelser tyder på att inte alla patienter med ARDS tål höga PEEP nivåer; om så erfordras, noggrann hemodynamisk övervakning inklusive utvärdering av regional perfusion ska tillämpas.
En stor begränsning med vår studie är den lilla antalet studerade patienter. Således kan inte uteslutas en typ II fel. Vi inte utföra någon a priori
maktanalys eftersom vi hade ingen uppskattning av den möjliga omfattningen av de effekter som PEEP kan ha på gastric tonometri.
En annan begränsning är den ganska måttlig svårighetsgrad av ARDS i vår studie. Även om alla patienter uppfyllde kriterierna för ARDS under de 24 timmar som föregick studien, vid inklusion deras PaO 2 /FiO 2 förhållande och deras andningsorganen efterlevnad var endast måttligt minskat. Två nya papper ger en förklaring till denna iakttagelse [22, 23]. De visar i patienter med diagnosen ARDS att efter några timmars behandling med PEEP eller en hög FiO 2, mer än hälften av patienterna presenterar en PaO 2 /FiO 2 förhållande av mer än 200 mmHg . Dessutom ökade andningsorganen överensstämmer med mer än 10 ml per cmH 2O efter 6 timmars behandling med PEEP [23]. Vid inklusion våra patienter hade redan ventilerat med en median PEEP nivå 9 cmH 2O för mer än 12 timmar, som kunde ha förklarat ganska förbättrade andnings prestanda vid baslinjen. I vilket fall som helst, denna förbättring visade en lindrigare ARDS. Det är möjligt att mer allvarligt äventyras patienter kan utgöra en lägre tolerans för höga PEEP nivåer.
Annan begränsning är att tonometri var den enda metod som används för att bedöma gastrointestinala perfusion. Ändå Elizalde och kollegor visade att gastrointestinala blodflöde, mätt med laser Doppler flowmetry och reflektions spektrofotometri, väl korrelerad med gastric intramucosal acidos i mekaniskt ventilerade patienter [24].
Slutsatser
Vår studie stöder resultaten från tidigare studier tyder på att höga PEEP nivåer inte påverkar splanchnicus perfusion och tolereras hemodynamiskt väl hos de flesta patienter med ARDS. Dessutom visar vår studie att gastrointestinala perfusion kan välbevarad medan höga PEEP nivåer tillämpas även hos patienter kardiovaskulär dysfunktion och ta emot adrenerga stöd, vilket är ett vanligt förekommande i intensivvård. Ändå två av de åtta patienterna studerade uppvisade negativa effekter under PEEP prov, vilket understryker vikten av en noggrann övervakning av system och regional perfusion samtidigt som höga PEEP nivåer till patienter med ARDS. Framtida studier bör utvärdera effekterna av PEEP på splanchnicus perfusion på längre sikt.
Viktiga budskap

Hög PEEP nivåer påverkar inte gastrointestinala perfusion och tolereras hemodinamically väl hos de flesta patienter med ARDS


Förkortningar
ARDS:
akut andnödssyndrom
CO2 gap:
gastric pCO 2 minus arteriell pCO 2
FiO2:
fraktion av inandat syre
FiO2
partialtryck av O 2

pCO2:
partialtryck av CO 2
PEEP.
positivt slututandningstryck


förklaringar
Konkurrerande intressen
Inga uppgivna.

• Dopexamin och noradrenalin jämfört epinefrin på gastric perfusion hos patienter med septisk chock: en randomiserad studie [NCT00134212]
• Gastric intramucosal pH är stabil under titrering av positiv slututandningstryck för att förbättra syresättningen i akut andnödssyndrom