APRV pro ARDS: složitost režimu a jeho vliv i na nejlepší studie

APRV je režim mechanické ventilace, který vyvolal tolik kontroverzí, že by to stačilo na válku. Hlavním problémem byl nedostatek randomizovaných kontrolních studií o použití APRV u pacientů s ARDS. Všechny dříve existující údaje neodpovídaly na otázku, kvůli které byla APRV propagována, tedy že by APRV měla být použita jako počáteční způsob mechanické ventilace u pacientů s ARDS. Četné zprávy a studie na zvířatech a lidech nepomohly tuto otázku zodpovědět. Nejenže je nedostatečný počet kvalitních studií u lidí, ale chybí i jednotnost ve způsobu použití APRV (1,2).

Nedávno publikovali Zhou a kolegové (3), pravděpodobně nejlepší (a první) důkaz, o použití APRV u pacientů s ARDS. Studovali 138 pacientů s diagnózou ARDS a randomizovali je během 48 hodin na konvenční ventilaci s nízkým dechovým objemem (LTV) a strategií nízkého pozitivního tlaku na konci výdechu (PEEP) vs. APRV s jasně definovaným protokolem provádění. Metody studie jsou transparentní a jasně popsané. Jejich primární výsledek, dny bez ventilace, měl medián 19 dní (IQR 8-22 dní) ve skupině APRV vs. 2 dny (IQR 0-15 dní) ve skupině LTV. Spolu s několika relevantními sekundárními výsledky (lepší compliance dýchacího systému, lepší výměna plynů, méně dní na jednotce intenzivní péče) by to znělo jako přímý zásah: někteří to nazvou homerunem.

Chválíme Dr. Zhoua a jeho kolegy (3) za jejich práci, protože toto je typ výzkumu, který nám pomáhá posunout obor kupředu. Kliničtí lékaři často interpretují pozitivní studii jako potvrzení účinnosti a efektivity léčby. Úkolem tohoto úvodníku je však rozebrat tuto studii v kontextu současné dostupné literatury, fyziologických problémů a technologických otázek. To je důležité, protože při klinickém rozhodování musíme používat nejlepší dostupné důkazy, které jsou brány ve správném kontextu.

Vnější validita

Studie Zhou et al. (3) je studie účinnosti provedená v jednom centru, kde byl tým vyškolen v používání APRV a postupoval podle podrobného protokolu. Studie byla dobře vybavena pro dosažení primárního výsledku. Výsledky ukazují působivý rozdíl v mediánu dnů bez mechanické ventilace. Dny skupiny LTV na ventilátoru (15 dní) a dny bez ventilace (2 dny) byly horší než ty, které byly uvedeny v několika velkých studiích ARDS (tabulka 1). Proč by tomu tak mělo být? Existují tři důležité faktory, které mohly ovlivnit délku mechanické ventilace:

• Studovaná populace měla vyšší podíl (58-69 %) ARDS z mimoplicních příčin (sepse, pankreatitida, trauma a operace) ve srovnání s jinými nedávnými studiemi ARDS (8,9). Ačkoli se neprokázalo, že by plicní vs. mimoplicní příčiny ARDS ovlivňovaly mortalitu (4,10), odpověď na pozitivní tlak a ventilační strategie může být v závislosti na příčině zcela odlišná a tuto problematiku je třeba ještě prospektivně studovat (11). To je důležité vzhledem k relativně malému počtu pacientů v této studii. I při randomizaci byly skupiny nevyvážené v některých výchozích proměnných, které mohly ovlivnit primární a sekundární výsledky. Například skupina LTV měla vyšší výskyt pneumonie jako příčiny ARDS spolu s větším počtem komorbidit (CHOPN, renální dysfunkce a malignity) a vyšší procento těchto pacientů užívalo vazopresory (68,7 % vs. 56,3 %). Přítomnost preexistujících stavů, šok a rozdílná etiologie mohou samozřejmě ovlivnit výsledky jakékoli strategie mechanické ventilace.
• Úspěšnost extubace ve skupině LTV byla nízká, 38,8 % (tj. >60 % pacientů bylo znovu intubováno!). Neúspěšná extubace nebyla v rukopise definována. Za předpokladu klasické definice neúspěšné extubace (nutnost reintubace do 48-72 hodin od extubace) se 60% neúspěšnost extubace zdá být velmi vysoká ve srovnání s průměrem uváděným v jiných studiích (15 %). Neúspěšná extubace je spojena se zvýšenou mortalitou, počtem dnů strávených na ventilátoru a délkou pobytu na jednotce intenzivní péče/nemocnici (12). Výskyt tracheostomie ve skupině LTV (29,9 %) byl vyšší než 13 % uváděných ve studii Lung Safe (8), což bylo číslo srovnatelné s 12,7 % u skupiny APRV. Zajímavé je, že kritéria použitá studijním týmem pro provedení tracheostomie se týkala průchodnosti dýchacích cest, mentálního stavu nebo očekávání lékaře pro prodloužení MV. Neodpojení nebo prodloužená mechanická ventilace, nejčastější příčina tracheostomie u ARDS, není uvedena.
• Sedace u skupiny LTV nebyla titrována respiračními terapeuty jako u skupiny APRV, čímž potenciálně vzniklo zkreslení léčby. Skupina LTV měla významně vyšší potřebu sedace ve srovnání se skupinou APRV, což je v rozporu s předchozí studií, která ukázala trend ke zvýšené potřebě sedace u pacientů léčených APRV (13). Sedace je samozřejmě další důležitou proměnnou spojenou s prodlouženou mechanickou ventilací. Hloubka sedace a sedativní protokoly jsou spojeny s výsledky mechanické ventilace. Jak moc, je třeba ještě určit, ale různé sedativní postupy mohou vnášet nepoznané zkreslení (14-16). Důležitější je, že alespoň v USA respirační terapeuti analgetika a sedativa netitrují. Chválíme Zhoua a spol (3) za pokročilý výcvik respiračních terapeutů a jejich privilegia.

Tabulka 1 Srovnání výsledků
Plná tabulka

Před zobecněním na naši populaci pacientů a klinickou praxi je tedy třeba brát výsledky této studie s rezervou. Jedná se o studii jednoho centra, studii účinnosti, s malou studijní populací a velmi přísným výzkumným protokolem. Z vědeckého hlediska je třeba tuto studii zopakovat na větší populaci a ve více centrech, než bude možné APRV považovat za standard péče.

Výkonnost ventilátoru

Pokud jde o výkonnost ventilátoru, je to pro nadšence APRV hlavní oblast opatrnosti. Zhou a spol (3) použili k poskytování APRV ve verzi od společnosti Medtronic přístroj PB 840. Zhou a spol. Tento ventilátor má některé specifické problémy, které je třeba zvážit. Autoři pečlivě a vhodně změřili statickou poddajnost a odpor a použili je k výpočtu časové konstanty. Zpočátku nastavili Tlow na 1-1,5násobek časové konstanty. Poté upravili Tlow tak, aby dosáhli vrcholového výdechového průtoku ≥ 50 %. Technické problémy jsou následující: (I) přístroj PB 840 neměří vrcholovou koncovou výdechovou rychlost ani koncovou (terminální) výdechovou rychlost při ventilaci BiLevel, a proto se výpočty musí provádět tak, že se na obrazovce ventilátoru snaží odečíst vrcholový a terminální výdechový průtok, což je obtížné a může snadno vést k chybám. (II) Přístroj PB840 je vybaven synchronizační funkcí, která synchronizuje přechod z Phigh na Plow s výdechovou fází spontánního nádechu (je-li přítomen), k níž dochází na konci Thigh. To vede k proměnlivému Tlow, přestože je Tlow přednastaveno (tj. funkce synchronizace má přednost před nastavením). Tento jev byl popsán ve studii režimu BiLevel na ventilátoru PB 84 (17). Ve studii bylo uvedeno, že ventilátor PB 840 je navržen tak, aby cykloval povinné vdechy (tj. Phigh, Thigh) dříve, pokud je v synchronizačním okně na konci Thigh zjištěn spontánní výdech. V důsledku toho skutečné hodnoty Tlow (během simulované ventilace pacienta s ARDS se spontánním úsilím) neodpovídaly hodnotám nastaveným v nastavení ventilátoru. Z toho vyplývá, že použití velmi krátkých hodnot pro Tlow způsobilo nepředvídatelnost generování celkového PEEP. Dechové objemy byly nadměrné (průměrně 12,4 ml/kg) a celkový PEEP nebyl v tomto modelu pomocí Tlow kontrolovatelný (obr. 1). Tyto výsledky byly skutečně potvrzeny v doplňkovém materiálu studie Zhou et al (Obrázek 2) demonstrují variabilní Tlow.

Obrázek 1 Spontánní nádechy superponované na povinný nádech během režimu BiLevel s ventilátorem PB 840. Při vypnutí cyklu Thigh synchronně se spontánním výdechem je skutečný Tlow delší než nastavený Tlow, což má za následek nižší koncový výdechový objem a tlak v plicích. Patm, atmosférický tlak; TEF, terminální výdechový průtok; PEF, vrcholový výdechový průtok.

Obrázek 2 V doplňkovém materiálu článku Zhoua a kol. je přesně tento výsledek také uveden (snímek obrazovky z doplňkového materiálu označený jako obrázek S1 Case One). Tento snímek obrazovky PB 840 v režimu BiLevel s nastavením ARPV ukazuje, že první nádech má Tlow nastaveno na 0,41 s, jak je uvedeno v legendě obrázku. Průběh průtoku pro druhý nádech však ukazuje, že v důsledku synchronizace povinného cyklického nádechu se spontánním výdechem je Tlow podstatně delší.

Fyziologické předpoklady

Nakonec otázka s fyziologií; hlavním bodem této studie je rychlé zlepšení výměny plynů a vlastností dýchacího systému pomocí APRV. Chválíme autory za precizní metody, které použili k zaznamenání těchto výsledků. Rádi bychom zde uvedli několik poznámek. První se týká pojmu „uvolňovací“ vs. „inflační“ tlaky, z čehož vyplývá, že spolu nějak nesouvisejí. Toto pojetí je mylné. Zastírá skutečnost, že APRV je totožný s jinými režimy v tom, že „uvolnění“ není nic jiného než poslední polovina povinných tlakově řízených vdechů. S každým „dotlakem“ začíná první polovina povinného nádechu, čímž jsou plicní sklípky vystaveny zvětšení objemu a riziku poškození kmene. Zdůraznění pouze výdechové části takového dechu, že APRV je méně pravděpodobné, že poškodí plíce, a že výkyvy dechového objemu a tlaku nemají žádný význam. Naopak, riziko poškození je spojeno s tou částí křivky tlaku a objemu plic, na které dochází k nádechu, což závisí nejen na nastavení ventilátoru při APRV, ale i na inspiračním úsilí pacienta, a tedy na celkové změně transpulmonálního tlaku (18).

Druhou věcí je zdůraznění obav z přítomnosti spontánních nádechů během Thigh. Přítomnost tlaku dýchacích svalů během Thigh vystavuje plíce vyšším transpulmonálním tlakům. V případě heterogenního poškození plic zvyšuje možnost velmi vysokých lokálních transpulmonálních tlaků možnost většího poškození plic (19). Možná lze tyto výkyvy zmírnit některými ventilačními strategiemi (20,21), ale způsob je třeba teprve určit. Další důležitou otázkou je intenzita a množství minutové ventilace podporované spontánními vdechy. Zhou a spol. představili novou strategii, při níž RT řídili úroveň sedace tak, aby udržovali určitou úroveň dechového úsilí. Tato strategie může minimalizovat tyto výkyvy transpulmonálního tlaku. Evidentně je zde zapotřebí dalších studií.

Studie Zhou et al. poskytuje obrazy, respirační charakteristiky a výměnu plynů v souladu s náborem plic. To je pravděpodobně způsobeno tím, že střední tlak v dýchacích cestách byl u pacientů s APRV vyšší, jak se očekávalo. Skupina s LVT dostávala tabulku ARDSnet s nízkým PEEP, a to plus nižší poměr I:E vedlo k nižším středním tlakům v dýchacích cestách a horším ukazatelům náboru. To nyní vyvolává dvě otázky: Kdyby měla skupina s LTV stejné střední tlaky v dýchacích cestách, byly by výsledky podobné? A záleží na tom? Literatura o používání vyššího PEEP, a tedy i vyšších středních tlaků v dýchacích cestách, prokázala lepší výměnu plynů a možná i snížení počtu záchranných terapií, ale žádný rozdíl v úmrtnosti na JIP nebo v nemocnici (5,6,22). Důležitější je, že ne všichni pacienti reagují na PEEP podobně, a my se stále snažíme definovat, jaká je optimální úroveň. S ohledem na to bychom chtěli čtenáře varovat před vyvozováním závěrů o celkovém úspěchu při pouhém zlepšení výměny plynů.

Nakonec se musíme zabývat nastavením konceptu Tlow. Jak se uvádí ve studii Zhoua et al, „krátká fáze uvolňování (Tlow) by mohla umožnit pouze částečnou ztrátu objemu plic ve fázi uvolňování, zabránit cyklickému kolapsu alveolů a zajistit dynamickou homogenitu“. Toto tvrzení nadále proniká do literatury. V posledních letech velmi podrobné studie (23,24) zkoumající vliv nastavení Tlow na APRV prokázaly, že na zvířecích modelech plic s ARDS dochází k de-recruitmentu velmi rychle. Ve skutečnosti je k udržení náboru poškozené populace alveolů zapotřebí velmi krátké Tlow, méně než 0,2 s . APRV tak zůstává režimem s potenciálem vystavit plíce vysokým transpulmonálním tlakům, cyklickému de-recruitmentu a potenciálně vysokým dechovým objemům spolu s možností nadměrné důvěry tváří v tvář zlepšené oxygenaci (26).

Celkově tedy článek Zhoua a kolegů doplňuje literaturu o několik položek. Za prvé se jedná o dosud nejlépe popsaný protokol APRV aplikovaný na pacienty s ARDS. Za druhé popisuje protokol, u kterého respirační terapeuti upravovali úroveň sedace tak, aby bylo dosaženo jasně vymezených ventilačních cílů. A konečně, zvyšuje potenciál pro studium strategie s APRV na větší skupině. Jedním dechem však upozorníme na hlavní problémy spojené s APRV a ARDS, které bude nutné zohlednit v jakékoli budoucí studii. Že výkon ventilátoru není homogenní napříč platformami a softwarem, že každý ventilátor má jinou implementaci APRV a že nám chybí jasné údaje o tom, jak optimalizovat nastavení ventilátoru jak pro APRV, tak pro kontrolní skupinu. Dále zdůrazňujeme, že zlepšení výměny plynů se nerovná zlepšení morbidity a mortality, že budoucí studie by měly sladit postupy sedace mezi experimentální a kontrolní skupinou a že se musíme dozvědět více o APRV a poškození plic při spontánním dýchání.

Poděkování

Žádné.

Poznámka pod čarou

Konflikty zájmů: Eduardo Mireles-Cabodevila a Siddharth Dugar nemají žádné střety zájmů. Robert L. Chatburn je konzultantem společností IngMar Medical a Drive Medical.

1. Jain SV, Kollisch-Singule M, Sadowitz B, et al. 30letý vývoj ventilace s uvolněním tlaku v dýchacích cestách (APRV). Intensive Care Med Exp 2016;4:11.
2. Rose L, Hawkins M. Airway pressure release ventilation and biphasic positive airway pressure: a systematic review of definitional criteria (Ventilace s uvolněním tlaku v dýchacích cestách a bifázický přetlak v dýchacích cestách: systematický přehled definičních kritérií). Intensive Care Med 2008;34:1766-73.
3. Zhou Y, Jin X, Lv Y, et al. Early application of airway pressure release ventilation may reduce the duration of mechanical ventilation in acute respiratory distress syndrome. Intensive Care Med 2017;43:1648-59.
4. Brower RG, Matthay MA, Morris A, et al. Ventilace s nižšími dechovými objemy ve srovnání s tradičními dechovými objemy u akutního poškození plic a syndromu akutní respirační tísně. N Engl J Med 2000;342:1301-8.
5. Brower RG, Lanken PN, MacIntyre N, et al. Higher versus lower positive end-expiratory pressures in patients with acute respiratory distress syndrome. N Engl J Med 2004;351:327-36.
6. Mercat A, Richard JC, Vielle B, et al. Positive end-expiratory pressure setting in adults with acute lung injury and acute respiratory distress syndrome: a randomized controlled trial. JAMA 2008;299:646-55.
7. Ferguson ND, Cook DJ, Guyatt GH, et al. High-frequency oscillation in early acute respiratory distress syndrome (Vysokofrekvenční oscilace u časného syndromu akutní respirační tísně). N Engl J Med 2013;368:795-805.
8. Bellani G, Laffey JG, Pham T, et al. Epidemiology, Patterns of Care, and Mortality for Patients With Acute Respiratory Distress Syndrome in Intensive Care Units in 50 Countries. JAMA 2016;315:788-800.
9. Cavalcanti AB, Suzumura ÉA, Laranjeira LN, et al. Effect of Lung Recruitment and Titrated Positive End-Expiratory Pressure (PEEP) vs Low PEEP on Mortality in Patients With Acute Respiratory Distress Syndrome: A Randomized Clinical Trial. JAMA 2017;318:1335-45.
10. Agarwal R, Srinivas R, Nath A a další Jindal SK. Je úmrtnost vyšší u plicního vs. mimoplicního ARDS? Metaanalýza. Chest 2008;133:1463-73.
11. Pelosi P, D’Onofrio D, Chiumello D, et al. Pulmonary and extrapulmonary acute respiratory distress syndrome are different. Eur Respir J Suppl 2003;42:48s-56s.
12. Krinsley JS, Reddy PK, Iqbal A. Jaká je optimální míra neúspěšné extubace? Crit Care 2012;16:111.
13. Maxwell RA, Green JM, Waldrop J, et al. A randomized prospective trial of airway pressure release ventilation and low tidal volume ventilation in adult trauma patients with acute respiratory failure. J Trauma 2010;69:501-10; diskuse 511.
14. Ouellette DR, Patel S, Girard TD, et al. Osvobození od mechanické ventilace u kriticky nemocných dospělých: An Official American College of Chest Physicians/American Thoracic Society Clinical Practice Guideline: Inspiratory Pressure Augmentation During Spontaneous Breathing Trials, Protocols Minimizing Sedation, and Noninvasive Ventilation Immediately After Extubation (Zvyšování inspiračního tlaku během zkoušek spontánního dýchání, protokoly minimalizující sedaci a neinvazivní ventilace bezprostředně po extubaci). Chest 2017;151:166-80.
15. Aitken LM, Bucknall T, Kent B, et al. Protokolově řízená sedace versus neprotokolově řízená sedace ke zkrácení doby trvání mechanické ventilace u mechanicky ventilovaných pacientů v intenzivní péči. Cochrane Database Syst Rev 2015;1:CD009771.
16. Kallet RH, Zhuo H, Yip V, et al. Spontaneous Breathing Trials and Conservative Sedation Practices Reduce Mechanical Ventilation Duration in Subjects With ARDS. Respir Care 2018;63:1-10.
17. Haug K, Chatburn RL. Interakce mezi dechovým objemem, výdechovým časem a celkovým-PEEP při APRV. Respir Care 2014;59:OF12.
18. Sasidhar M, Chatburn RL. Variabilita dechového objemu při ventilaci s uvolněním tlaku v dýchacích cestách: shrnutí případů a teoretická analýza. Respir Care 2012;57:1325-33.
19. Yoshida T, Torsani V, Gomes S, et al. Spontaneous effort causes occult pendelluft during mechanical ventilation. Am J Respir Crit Care Med 2013;188:1420-7.
20. Morais CCA, Koyama Y, Yoshida T, et al. High Positive End-Expiratory Pressure Renders Spontaneous Effort Non-Injurious. Am J Respir Crit Care Med 2018. .
21. Yoshida T, Roldan R, Beraldo MA, et al. Spontaneous Effort During Mechanical Ventilation: Maximal Injury With Less Positive End-Expiratory Pressure [Maximální poškození s nižším pozitivním tlakem na konci výdechu]. Crit Care Med 2016;44:e678-88.
22. Briel M, Meade M, Mercat A, et al. Higher vs lower positive end-expiratory pressure in patients with acute lung injury and acute respiratory distress syndrome: systematic review and meta-analysis. JAMA 2010;303:865-73.
23. Kollisch-Singule M, Jain S, Andrews P, et al. Effect of Airway Pressure Release Ventilation on Dynamic Alveolar Heterogeneity (Vliv ventilace s uvolněním tlaku v dýchacích cestách na dynamickou alveolární heterogenitu). JAMA Surg 2016;151:64-72.
24. Kollisch-Singule M, Emr B, Smith B, et al. Airway pressure release ventilation reduces conducting airway micro-strain in lung injury. J Am Coll Surg 2014;219:968-76.
25. Daoud EG, Chatburn RL. Comparing surrogates of oxygenation and ventilation between airway pressure release ventilation and biphasic airway pressure in a mechanical model of adult respiratory distress syndrome [Srovnání náhradních hodnot oxygenace a ventilace mezi ventilací s uvolněním tlaku v dýchacích cestách a dvoufázovým tlakem v dýchacích cestách u mechanického modelu syndromu respirační tísně dospělých]. Respir Investig 2014;52:236-41.
26. Chatburn RL, Kallet RH, Sasidhar M. Airway Pressure Release Ventilation May Result in Occult Atelectrauma in Severe ARDS. Respir Care 2016;61:1278-80. Mireles-Cabodevila E, Dugar S, Chatburn RL. APRV pro ARDS: složitost režimu a to, jak ovlivňuje i ty nejlepší studie. J Thorac Dis 2018;10(Suppl 9):S1058-S1063. doi: 10.21037/jtd.2018.03.156.