Please wait. Loading...
 
Αποστολή σε φίλο
 
Πρότυπο σύμπτυξης του πνεύμονα σε ασθενείς με σύνδρομο οξείας αναπνευστικής δυσχέρειας των ενηλίκων (ARDS) – Επίδραση της PEEP
ΠΕΡΙΛΗΨΗ. Το πρότυπο σύμπτυξης του πνεύμονα μελετήθηκε σε 10 διασωληνωμένους ασθενείς με σύνδρομο οξείας αναπνευστικής δυσχέρειας (ARDS). Σε τέσσερα διαφορετικά επίπεδα ΡΕΕΡ (0, 5, 10, 15 cm H2O) η πίεση στην τραχεία (Ptr), η πίεση των αεραγωγών (Paw), η ροή (V’) και ο όγκος (V) καταγράφονταν συνεχώς. Ο εκπνευστικός όγκος (παθητική εκπνοή) χωρίστηκε σε 5 ίσα συνεχόμενα τμήματα και η σταθερά χρόνου (τe) και η στατική εκπνευστική ενδοτικότητα (Crs) κάθε τμήματος, υπολογίστηκαν με γραμμική ανάλυση παλινδρόμησης, από τη σχέση V/V’ και V/Ptr αντίστοιχα. Σε καθένα από τα επιμέρους τμήματα όγκου, οι ολικές εκπνευστικές αντιστάσεις Rtot (το άθροισμα των αντιστάσεων του αναπνευστικού συστήματος [Rrs], των αντιστάσεων του τραχειοσωλήνα [Rtube] και των αντιστάσεων του κυκλώματος του αναπνευστήρα [Rvent],) υπολογίστηκαν από το λόγο τe/Crs. Με παρουσία περιορισμού εκπνευστικής ροής οι Rrs θεωρήθηκαν ίσες με Rtot, ενώ χωρίς περιορισμό εκπνευστικής ροής οι Rrs υπολογίσθηκαν από τη διαφορά των Rtube και Rvent από τις Rtot. Η σταθερά χρόνου του αναπνευστικού συστήματος (τers) υπολογίστηκε από το γινόμενο Rrs x Crs. Με 0 PΕΕΡ (ZEEP) η τers του αναπνευστικού συστήματος, αυξήθηκε σημαντικά από την αρχή προς το τέλος της εκπνοής (Δτers 55,5±31%), λόγω της σημαντικής αύξησης των Rrs (ΔRrs 63,9±45%). Με την εφαρμογή ΡΕΕΡ, οι Rrs διατηρήθηκαν σχετικά σταθερές σε όλη τη διάρκεια της εκπνοής, αυξήθηκε ο ρυθμός σύμπτυξης του αναπνευστικού συστήματος και αμβλύνθηκε σημαντικά η διαφορά στη τers μεταξύ της αρχής και του τέλους της εκπνοής. Συμπερασματικά, σε ασθενείς με ARDS το αναπνευστικό σύστημα συμπτύσσεται ανομοιογενώς λόγω της σημαντικής αύξησης των αντιστάσεων του αναπνευστικού συστήματος σε χαμηλούς όγκους πνεύμονα. Η εφαρμογή ΡΕΕΡ αυξάνει σημαντικά την ομοιογένεια και το ρυθμό σύμπτυξης του αναπνευστικού συστήματος. Πνεύμων 2002, 15(2)147-157.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Το σύνδρομο της οξείας αναπνευστικής δυσχέρειας (ARDS) είναι η έκφραση της εκσεσημασμένης φλεγμονώδους αντίδρασης του πνευμονικού παρεγχύματος, σε διάφορες υποκείμενους νόσους1-4. Το σύνδρομο χαρακτηρίζεται από μια σημαντική ανομοιογένεια στις βλάβες του πνευμονικού παρεγχύματος, με περιοχές οι οποίες διατηρούν τη δομή τους και άλλες που πάσχουν σε μεγάλο βαθμό5. Λόγω αυτής της ανομοιογένειας του παρεγχύματος είναι πολύ πιθανό το πρότυπο σύμπτυξης του αναπνευστικού συστήματος κατά την παθητική εκπνοή να είναι επίσης ανομοιογενές, ως αποτέλεσμα διαφορετικών χρονικών σταθερών (τe). Ο τρόπος σύμπτυξης του αναπνευστικού συστήματος σε ασθενείς με ARDS μέχρι τώρα δεν έχει μελετηθεί επαρκώς. Οι Gut-tman και συν.6 παρατήρησαν ότι σε ασθενείς με ARDS υπό μηχανικό αερισμό με ΡΕΕΡ, επιμέρους τμήματα του εκπνεόμενου όγκου είχαν σχεδόν όμοια χρονική σταθερά, όπως υπολογίσθηκε από τη σχέση μεταξύ του όγκου και της ροής (V/V') κατά τη διάρκεια της παθητικής εκπνοής. Τα ευρήματα αυτά συνηγορούσαν υπέρ του ότι το αναπνευστικό σύστημα των ασθενών με ARDS συμπτύσσεται ομοιογενώς. Οι Guttmann και συν.6 απέδωσαν αυτή τη συμπεριφορά κατά μεγάλο μέρος στις αντιστάσεις του ενδοτραχειακού σωλήνα. Αφαιρώντας τις αντιστάσεις του ενδοτραχειακού σωλήνα και του κυκλώματος του αναπνευστήρα, υπολόγισαν τη χρονική σταθερά του αναπνευστικού συστήματος και έδειξαν ότι αυτή αυξάνεται προοδευτικά από την αρχή προς το τέλος της εκπνοής. Στη μελέτη αυτή όμως, ο υπολογισμός της χρονικής σταθεράς του αναπνευστικού συστήματος έγινε θεωρώντας ότι η ενδοτικότητα του αναπνευστικού συστήματος είναι σταθερή και δεν διαφέρει μεταξύ εισπνοής και εκπνοής. Είναι γνωστό όμως, ότι αφενός η σχέση πίεσης -όγκου δεν είναι γραμμική5 και αφετέρου ότι υπάρχει το φαινομένου της υστέρησης7. Επιπλέον έχει βρεθεί ότι ασθενείς με ARDS υπό μηχανικό αερισμό είναι πιθανό να εμφανίσουν περιορισμό στη ροή κατά την εκπνοή8. Σ' αυτούς τους ασθενείς οι αντιστάσεις του ενδοτραχειακού σωλήνα και του κυκλώματος του αναπνευστήρα δεν επηρεάζουν την εκπνευστική ροή και το ρυθμό σύμπτυξης του πνεύμονα9,10. Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν να μελετηθεί το πρότυπο σύμπτυξης του αναπνευστικού συστήματος σε ασθενείς με ARDS και η επίδραση της εφαρμογής ΡΕΕΡ σε αυτό. Η χρονική σταθερά του αναπνευστικού συστήματος τres (χωρίς τις αντιστάσεις του τραχειοσωλήνα και του κυκλώματος του αναπνευστήρα) μετρήθηκε σε διαφορετικά επίπεδα ΡΕΕΡ κατά τη διάρκεια της παθητικής εκπνοής, από τις καμπύλες ροής-όγκου και τη στατική εκπνευστική καμπύλη πίεσης-όγκου, λαμβάνοντας υπόψη την παρουσία ή μη του περιορισμού της εκπνευστικής ροής (ΠΕΡ).

ΜΕΘΟΔΟΣ

Μελετήθηκαν 10 ασθενείς με ARDS υπό μηχανικό αερισμό. Η διάγνωση του ARDS έγινε με βάση τα κριτήρια κοινής αποδοχής της Αμερικανικής και Ευρωπαϊκής Εταιρίας. Ως κριτήρια αποκλεισμού ορίστηκαν το ιστορικό αποφρακτικής νόσου, η ύπαρξη σωλήνα παροχέτευσης στην υπεζωκοτική κοιλότητα με διαφυγή αέρα και η αιμοδυναμική αστάθεια. Για τη συμμετοχή του ασθενούς στη μελέτη ζητήθηκε η έγγραφη συναίνεση του ίδιου ή των συγγενών και η αποδοχή της Επιτροπής Δεοντολογίας του νοσοκομείου.

Όλοι οι ασθενείς ήταν διασωληνωμένοι και αερίζονταν μηχανικά (Siemens, Servo Ventilator 300, Solna, Sweden) σε ελεγχόμενο μοντέλο αερισμού σταθερού όγκου με σταθερή ροή. Οι συνθήκες αερισμού είχαν προκαθορισθεί από το θεράποντα ιατρό (Πίνακας 1). Οι ασθενείς ήταν υπό καταστολή και μυοχάλαση με προποφόλη-φεντανύλη και cis-atracurium αντίστοιχα. Σε όλη τη διάρκεια της μελέτης γινόταν συνεχής καταγραφή της ροής (V') μέσω θερμαινόμενου πνευμοταχογράφου (Hans-Rudolf 3700, Kansas, U.S.A.) και μορφομετατροπέα πίεσης που είχαν τοποθετηθεί μεταξύ του τραχειοσωλήνα και του τμήματος Υ του αναπνευστικού κυκλώματος. Μια ηλεκτρονική βαλβίδα απόφραξης, τοποθετημένη μεταξύ του πνευμοταχογράφου και του τμήματος Υ του αναπνευστήρα, επέτρεπε την ταχεία απόφραξη των αεραγωγών κατά τη διάρκεια της εκπνοής. Ο όγκος (V) υπολογιζόταν αυτόματα σε κάθε χρονική στιγμή από την ολοκλήρωση της κυματομορφής της V'. Η πίεση των αεραγωγών (Paw) καταγραφόταν συνεχώς μέσω μορφομετατροπέα πίεσης (Micro-Switch 140PC, Honeywell Ltd., Ontario, Canada) από οπή ευρισκόμενη μεταξύ του πνευμοταχογράφου και του ενδοτραχειακού σωλήνα. Η πίεση στην τραχεία (Ptr) μετρήθηκε με καθετήρα ο οποίος τοποθετήθηκε 2-3 εκατοστά μετά το τελικό άκρο του τραχειοσωλήνα.

ΠΡΩΤΟΚΟΛΛΟ

Αρχικά η συγκέντρωση του εισπνεόμενου Ο2 (FiO2) ρυθμίστηκε να είναι 1,0 και παρέμεινε έτσι σε όλη τη διάρκεια της μελέτης. Κάθε ασθενής μελετήθηκε, με τυχαία σειρά, σε 4 επίπεδα ΡΕΕΡ (0, 5, 10, 15 cm H2O). Σε κάθε επίπεδο ΡΕΕΡ οι παράμετροι του αναπνευστήρα (αναπνεόμενος όγκος [VT] και αναπνευστική συχνότητα [f]) ήταν παρόμοιες με αυτές που είχε καθορίσει ο θεράπων ιατρός. Όταν οι ασθενείς (σε κάθε επίπεδο ΡΕΕΡ) παρέμεναν σταθεροί για τουλάχιστον 15 min, οι παράμετροι αερισμού άλλαζαν σε: VT 0,5-0,6 L με σταθερή ροή, f 10 /λεπτό και σχέση εισπνευστικού προς ολικό αναπνευστικό χρόνο (ΤΙΤΟΤ) 0,3. Προκειμένου να ελεγχθεί εάν με αυτές τις συνθήκες αερισμού το αναπνευστικό σύστημα στο τέλος της εκπνοής ήταν σε θέση ισορροπίας (FRC), γίνονταν αποκλεισμός του εκπνευστικού σκέλους του αναπνευστικού κυκλώματος ενεργοποιώντας το ειδικό κουμπί του αναπνευστήρα. Εάν μετά την τελο-εκπνευστική παύση εμφανιζόταν αύξηση στην Paw -ενδογενής ΡΕΕΡ (PEEPi)- ο VT μειωνόταν ανάλογα μέχρις εξάλειψης του φαινομένου. Με τις συνθήκες αυτές ο ασθενής αεριζόταν για 10 αναπνοές. Στην 11η αναπνοή, η οποία ονομάσθηκε αναπνοή μελέτης, γινόταν απόφραξη των αεραγωγών στο τέλος της εισπνοής διάρκειας 3 δευτερόλεπτων, και στη συνέχεια γίνονταν οι παρακάτω χειρισμοί:

1)  Ο ασθενής αφηνόταν να εκπνεύσει στην παθητική FRC (που ήταν διαφορετική σε κάθε επίπεδο ΡΕΕΡ). Σε κάθε επίπεδο ΡΕΕΡ καταγράφηκαν 5-7 εκπνοές. Από τη μελέτη όλων των προσπαθειών έγινε η καταγραφή μιας συνολικής καμπύλης ροής-όγκου (V'/V).

2)  Μετά την τελοεισπνευστική παύση, μέσω της ηλεκτρονικής βαλβίδας απόφραξης, γινόταν απόφραξη των αεραγωγών σε τυχαίες χρονικές στιγμές κατά την εκπνοή διάρκειας 3 δευτερολέπτων και η στατική Ptr καταγράφονταν. Σε κάθε επίπεδο ΡΕΕΡ πραγματοποιήθηκαν τουλάχιστον 20 τέτοιες αποφράξεις, μια σε κάθε εκπνευστική προσπάθεια. Από τη συσχέτιση των μετρούμενων τιμών της Ptr μετά από κάθε απόφραξη με τον αντίστοιχο όγκο πάνω από την FRC σε ΡΕΕΡ 0 cm H2O (FRCZEEP) έγινε η καταγραφή της στατικής εκπνευστικής καμπύλης πίεσης-όγκου (P-V) σε κάθε επίπεδο ΡΕΕΡ.

3)  Με ΡΕΕΡ 0 cm H2O (ΖΕΕΡ) ο ασθενής αφηνόταν να εκπνεύσει παθητικά στον ατμοσφαιρικό αέρα αποσυνδέοντάς τον από το κύκλωμα του αναπνευστήρα στο τέλος της τελοεισπνευστικής απόφραξης. Όταν εφαρμοζόταν ΡΕΕΡ, αυτή μειωνόταν κατά 2 cm H2O στο τέλος της τελοεισπνευστικής παύσης και ο ασθενής αφηνόταν να εκπνεύσει παθητικά στο νέο επίπεδο ΡΕΕΡ. Για κάθε επίπεδο ΡΕΕΡ γίνονταν 5-7 τέτοιες προσπάθειες. Από το μέσο όρο των προσπαθειών αυτών έγινε η καταγραφή μιας νέας συνολικής καμπύλης V'/V χωρίς το εκπνευστικό κύκλω μα και σε κάθε μειωμένο επίπεδο ΡΕΕΡ. Η σύγκριση της καμπύλης αυτής με την αντίστοιχη που είχε καταγραφεί σε ΖΕΕΡ και σε επίπεδα ΡΕΕΡ 5, 10 και 15 cm H2O επέτρεψε τον έλεγχο παρουσίας ή μη περιορισμού της εκπνευστικής ροής (ΠΕΡ), όπως αναφέρεται αναλυτικότερα στη συνέχεια.

4)  Όταν εφαρμοζόταν ΡΕΕΡ στο τέλος της τελοεισπνευστικής παύσης αυτό αφαιρούνταν και ο ασθενής αφηνόταν να εκπνεύσει παθητικά σε ΖΕΕΡ. Από τη διαφορά του τελοεκπνευστικού όγκου μεταξύ ΡΕΕΡ και ΖΕΕΡ, υπολογίστηκε η μεταβολή του τελοεκπνευστικού όγκου που προκάλεσε η εφαρμογή ΡΕΕΡ.

ΑΝΑΛΥΣΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ

Βήμα 1: Προσδιορισμός του περιορισμού εκπνευστικής ροής (ΠΕΡ)

Με ΖΕΕΡ έγινε σύγκριση της καμπύλης V'/V με αυτή που καταγράφηκε όταν ο ασθενής αφηνόταν να εκπνεύσει στον ατμοσφαιρικό αέρα. Με ΡΕΕΡ ο προσδιορισμός του ΠΕΡ γινόταν με τη σύγκριση της καμπύλης V'/V στο συγκεκριμένο επίπεδο με την αντίστοιχη που καταγράφονταν μετά τη μείωση του ΡΕΕΡ κατά 2 cm H2O. Η σύγκριση των δύο καμπυλών γινόταν θεωρώντας ότι ο τελοεισπνευστικός όγκος ήταν όμοιος8,10,11. Εάν η εκπνευστική ροή ήταν μεγαλύτερη μετά τη μείωση της οδηγού πίεσης (μείωση της ΡΕΕΡ κατά 2cm H2O ή απομάκρυνσης του αναπνευστικού κυκλώματος) θεωρούνταν ότι ο ασθενής δεν είχε ΠΕΡ. Αντιθέτως η ύπαρξη ΠΕΡ τεκμηριωνόταν εάν μετά τη μείωση της οδηγού πίεσης η εκπνευστική ροή δεν μεταβαλλόταν.

Βήμα 2. Προσδιορισμός του μοντέλου εκπνοής

Σε κάθε επίπεδο ΡΕΕΡ καταγράφηκε η καμπύλη V'/V. Ο εκπνεόμενος όγκος από τη μέγιστη εκπνευστική ροή έως το τέλος της εκπνοής χωρίστηκε σε 5 ίσα διαδοχικά τμήματα. Καθένα από τα τμήματα αυτά μελετήθηκε ξεχωριστά θεωρώντας ότι έχει σταθερή ενδοτικότητα και εκπνευστική αντίσταση. Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της παλίνδρομης ανάλυσης, σε καθένα από τα πέντε τμήματα αυτά υπολογίστηκε η κλίση της καμπύλης V/V'. Κατά τη διάρκεια παθητικής εκπνοής ο λόγος αυτός αντιπροσωπεύει τη σταθερά χρόνου (time constant, τ) που είναι ίση με το γινόμενο Rtot x Crs, (όπου Rtot οι συνολικές εκπνευστικές αντιστάσεις του αναπνευστικού συστήματος και Crs η στατική εκπνευστική ενδοτικότητα)6,12,13. Οι Rtot είναι το άθροισμα της αντίστασης του τραχειοσωλήνα (Rtube), των αντιστάσεων του εκπνευστικού κυκλώματος του αναπνευστήρα (Rvent) και των αντιστάσεων του αναπνευστικού συστήματος (Rrs). Oι Rtot για καθένα από τα αντίστοιχα τμήματα όγκου υπολογίστηκαν από το λόγο τe/Crs, όπου Crs η εκπνευστική ενδοτικότητα που υπολογίστηκε με ανάλυση γραμμικής παλινδρόμησης από την κλίση της εκπνευστικής καμπύλης P-V για το αντίστοιχο τμήμα όγκου. Σημειώνεται ότι, για να είναι δυνατή η ανάλυση της καμπύλης P-V που είχε καταγραφεί σε κάθε επίπεδο ΡΕΕΡ με βάση τις μετρούμενες τιμές πίεσης και όγκου εφαρμόσθηκε η σιγμοειδής εξίσωση που έχει προταθεί από τους Venega και συν.14-16, έτσι ώστε να έχουμε αρκετά σημεία για τη γραμμική παλινδρόμηση (Εικόνα 1).

Εικόνα 1. Άνω: Στατική εκπνευστική καμπύλη πίεσης-όγκου του αναπνευστικού συστήματος σε έναν αντιπροσωπευτικό ασθενή. Κλειστοί κύκλοι: Καμπύλη δεδομένων. Ανοιχτά τρίγωνα: Σημεία που ελήφθησαν μετά από την εφαρμογή της σιγμοειδούς εξίσωσης. Κάτω: Εκπνευστική ενδοτικότητα (Crs) υπολογισμένη με γραμμική παλινδρόμηση των δεδομένων που ελήφθησαν από τη σιγμοειδή εξίσωση για καθένα από τα τμήματα όγκου (100 ml το κάθε ένα, 1 μέχρι 5). Τα βέλη δείχνουν την πορεία της εκπνοής. Ανατρέξτε στο κείμενο για περισσότερες λεπτομέρειες.

 

Στα τμήματα όγκου στα οποία δεν υπήρχε ΠΕΡ τουλάχιστον κατά 95% του τμήματος η σταθερά χρόνου του αναπνευστικού συστήματος (τers) υπολογίστηκε από τη σχέση τers = Crs x Rrs. Οι Rrs υπολογίσθηκαν από τις Rtot μετά την αφαίρεση Rtube και Rvent.

Εάν για κάποιο τμήμα όγκου υπήρχε η ένδειξη ΠΕΡ, οι Rrs υπολογίστηκαν ως εξής:

Α.  Για τμήματα όγκου στα οποία υπήρχε ΠΕΡ τουλάχιστον στό 95% του τμήματος οι Rrs θεωρήθηκε ότι είναι ίσες με Rtot.

Β. Επί ενδείξεως παρουσίας ΠΕΡ σε ένα ποσοστό του τμήματος όγκου οι Rrs υπολογίστηκαν από την εξίσωση: R rs = RrsΠΡ x ΠΡ + RrsΜΠΡ x ΜΠΡ,

όπου RrsΠΡ και RrsΜΠΡ οι εκπνευστικές αντιστάσεις στο τμήμα του όγκου που υπήρχε περιορισμός ροής και σε αυτό που δεν υπήρχε, αντίστοιχα. ΠΡ και ΜΠΡ είναι το ποσοστό του τμήματος (%) στο οποίο υπήρχε ή όχι ΠΕΡ, αντίστοιχα.

Η ανάλυση των δεδομένων έγινε με την πολυπαραγοντική ανάλυση της μεταβλητότητας (ANOVA). Η τιμή p< 0,05 θεωρήθηκε στατιστικά σημαντική.

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Με ΖΕΕΡ η μέση τιμή του εκπνεόμενου όγκου στη αναπνοή μελέτης ήταν 0,56± 0,061. Με την εφαρμογή των τριών επιπέδων ΡΕΕΡ η μέση τιμή του εκπνεόμενου όγκου στην αναπνοή μελέτης ήταν 0,54± 0,07, 0,53±0,07 και 0,52±0,07 L για τιμές ΡΕΕΡ 5, 10, 15 cm H2O, αντίστοιχα. Η μέση τιμή των υπό εξέταση τμημάτων ήταν 0,10±0,01, 0,10±0,01, 0,10±0,02 και 0,09±0,01 ml για ΡΕΕΡ 0, 5, 10, 15 cm H2O, αντίστοιχα.

Με ΖΕΕΡ 9 ασθενείς εμφάνισαν ΠΕΡ. Σε 8 ασθενείς υπήρχε ένδειξη ΠΕΡ σε όλο το τελευταίο τμήμα όγκου, ενώ σε 6 ασθενείς ΠΕΡ υπήρχε και στο τέταρτο τμήμα όγκου σε ποσοστό 25-44% του συνολικού όγκου του τμήματος. Η εφαρμογή ΡΕΕΡ εξαφάνισε τον ΠEΡ σε όλους τους ασθενείς.

Για δεδομένο τμήμα του εκπνεόμενου όγκου οι Rtube και οι Rvent διέφεραν περίπου κατά 1 και 0,5 cm H2O/l/sec, αντίστοιχα. Στο πρώτο τμήμα η μέση τιμή της Rtube ήταν 4,6±0,8, 4,8±0,8, 4,8±0,9 και 5,0±0,8 cm H2O/l/sec, αντίστοιχα με 0, 5, 10 και 15 cm H2O και ελαττώθηκαν σε 0,8±0,2, 0,9±0,2, 0,9±0,3 και 0,9±0,2 cm H2O/l/sec στο πέμπτο τμήμα. Οι αντίστοιχες τιμές των Rvent στο πρώτο τμήμα ήταν 5,7±0,5, 4,5±0,7, 4,6±0,7 και 4,5±0,7 και ελαττώθηκαν σε 3,3±1,1, 3,6±1,1, 3,3±1,0 και 3,4±1,1 στο πέμπτο.

Με ΖΕΕΡ η τe μειώθηκε σημαντικά από την αρχή (1ο τμήμα όγκου) προς το τέλος (5ο τμήμα όγκου) της εκπνοής (Πίνακας 2). Η διαφορά αυτή στη τe από την αρχή προς το τέλος της εκπνοής μειώθηκε προοδευτικά με την αύξηση της ΡΕΕΡ, έτσι ώστε με ΡΕΕΡ 10 και 15 cm H2O, η τe ήταν σχεδόν σταθερή σε όλη τη διάρκεια της εκπνοής. Με ΖΕΕΡ η Crs ήταν σχετικά χαμηλή στο πρώτο και πέμπτο τμήμα του όγκου. Η μέγιστη τιμή Crs παρατηρήθηκε στο μέσο της εκπνοής (3ο τμήμα όγκου). Με ΡΕΕΡ 15 cm H2O η Crs αυξήθηκε προοδευτικά από την αρχή προς το τέλος της εκπνοής. Ανεξάρτητα από το επίπεδο ΡΕΕΡ οι Rtot ήταν σημαντικά μεγαλύτερες στην αρχή της εκπνοής. Με ΖΕΕΡ οι Rtot στο 5ο τμήμα όγκου ήταν σημαντικά μεγαλύτερες από τις αντίστοιχες μετά από εφαρμογή διαφόρων επιπέδων ΡΕΕΡ.

 

 

Με ΖΕΕΡ η τers και οι Rrs αυξήθηκαν σημαντικά στο τέλος της εκπνοής (Πίνακας 3). Συγκριτικά με το 1ο τμήμα όγκου, η τers στο 5ο τμήμα ήταν υψηλότερη κατά 55.5 ± 31,3%, ενώ η αντίστοιχη αύξηση για τις Rrs ήταν 63,9  ± 45%. Με ΡΕΕΡ οι Rrs διατηρήθηκαν σχετικά σταθερές κατά τη διάρκεια της εκπνοής, με αποτέλεσμα η διαφορά της τrs μεταξύ της αρχής και του τέλους της εκπνοής να μειωθεί σημαντικά.

Η μέση τe και τers (μέση τιμή των πέντε τμημάτων για κάθε επίπεδο ΡΕΕΡ) απεικονίζεται στην εικόνα 2. Όπως φαίνεται η μέση τe και τers μειώθηκαν σημαντικά με την αύξηση της ΡΕΕΡ από 0 στα 15 cm H2O.

Σε σύγκριση με τον τελοεκπνευστικό όγκο πνεύμονα (ΤΟΠ) με ZEEP, ο ΤΟΠ αυξήθηκε προοδευτικά με την αύξηση της εφαρμοζόμενης ΡΕΕΡ. Η αύξηση αυτή ήταν κατά μέσο όρο 0,27±0,1, 0,61±0,2, 1,00±0,33 L με ΡΕΕΡ 5, 10, 15 cm H2O αντίστοιχα.

Η καταγραφή της συνολικής καμπύλη P-V για όλους τους ασθενείς σε κάθε επίπεδο ΡΕΕΡ έδειξε μία σημαντική μετατόπιση προς τα πάνω υποδηλώνοντας επιπλέον επιστράτευση κυψελίδων (Εικόνα 3).

 

Εικόνα 2. Μέση σταθερά χρόνου και σταθερή απόκλιση όλων των τμημάτων ανάλογα με το επίπεδο της ΡΕΕΡ. Ανοιχτά τετράγωνα: Μέση σταθερά χρόνου τe (για τα πέντε τμήματα όγκου). Κλειστά τετράγωνα: Μέση τers (για τα πέντε τμήματα όγκου).

 

 
 

Εικόνα 3. Μέση εκπνευστική καμπύλη πίεσης-όγκου σε διαφορετικά επίπεδα ΡΕΕΡ, υπολογιζόμενη μετά από λήψη μέσων τιμών πίεσης και όγκου στην αρχή, μέσο και τέλος του κάθε τμήματος όγκου. Ο όγκος αναφέρεται στην παθητική FRC (FRCZEEP). Για διευκόλυνση της παρουσίασης οι σταθερές αποκλίσεις έχουν παραληφθεί. Κλειστοί κύκλοι: ΡΕΕΡ 0 (ΖΕΕΡ). Ανοιχτοί κύκλοι: ΡΕΕΡ 5 cm H2O. Κλειστά τρίγωνα: 10 cm H2O PEEP. Ανοιχτά τρίγωνα: 15 cm H2O PEEP.

 

ΣΥΖΗΤΗΣΗ

Τα κυριότερα αποτελέσματα που εξάγονται από αυτή τη μελέτη είναι: 1) Με ΖΕΕΡ το αναπνευστικό σύστημα στους ασθενείς με ARDS συμπτύσσεται δια μέσου του ενδοτραχειακού σωλήνα και του εκπνευστικού κυκλώματος του αναπνευστήρα προς την ατμόσφαιρα ανομοιογενώς, με ρυθμό που αυξάνεται προοδευτικά προς το τέλος της εκπνοής. 2) Η ανομοιογένεια στο ρυθμό σύμπτυξης ελαττώνεται όσο αυξάνεται η ΡΕΕΡ.
3) Με ΖΕΕΡ, το αναπνευστικό σύστημα συμπτύσσεται προς τον ενδοτραχειακό σωλήνα επίσης ανομοιογενώς, αλλά ο ρυθμός σύμπτυξης προοδευτικά ελαττώνεται προς το τέλος της εκπνοής. Αυτός ο αργότερος ρυθμός οφείλεται σε σημαντική αύξηση στις εκπνευστικές αντιστάσεις του αναπνευστικού συστήματος που παρατηρούνται σε χαμηλούς όγκους πνεύμονα. 4) Με ΡΕΕΡ, οι εκπνευστικές αντιστάσεις του αναπνευστικού συστήματος παρέμειναν σχετικά σταθερές καθ' όλη τη διάρκεια της εκπνοής, οδηγώντας έτσι σε σημαντική ελάττωση της ανομοιογένειας του ρυθμού σύμπτυξης. 5) Ο συνολικός ρυθμός σύμπτυξης του αναπνευστικού συστήματος είτε προς την ατμόσφαιρα είτε προς στον ενδοτραχειακό σωλήνα αυξάνεται όσο αυξάνεται το επίπεδο εφαρμοζόμενης ΡΕΕΡ. 6) Με και χωρίς PEEP η εκπνευστική ενδοτικότητα του αναπνευστικού συστήματος δεν είναι σταθερή.

Με ΖΕΕΡ, 9 από τους 10 ασθενείς εμφάνισαν ΠΕΡ. Τα αποτελέσματα αυτά συμφωνούν με τα ευρήματα μιας πρόσφατης μελέτης των Koutsoukou και συν.8. Στην παρούσα μελέτη αποδείξαμε επιπλέον, ότι σε όλες τις περιπτώσεις ο ΠΕΡ, εξαφανίσθηκε με την εφαρμογή ΡΕΕΡ, έστω και της τάξης των 5 cm H2O, εύρημα που υποδηλώνει ότι ΠΕΡ εμφανίζεται σε χαμηλούς όγκους πνεύμονα. Επί παρουσίας ΠΕΡ η μέτρηση των εκπνευστικών αντιστάσεων με βάση τη διαφορά πίεσης μεταξύ στόματος και κυψελίδων είναι αναξιόπιστη9. Ο υπολογισμός των εκπνευστικών αντιστάσεων στους ασθενείς με ARDS, περιπλέκεται ακόμη περισσότερο, επειδή η σχέση πίεσης-όγκου κατά την εκπνοή δεν είναι γραμμική, μη επιτρέποντας τον υπολογισμό της κυψελιδικής πίεσης χρησιμοποιώντας σταθερή τιμή ελαστικότητας. Με βάση τα παραπάνω συμπεραίνεται ότι κατά τον υπολογισμό των εκπνευστικών αντιστάσεων σε ασθενείς με ARDS θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη τόσο ο ΠΕΡ, όσο και η απουσία γραμμικότητας στη σχέση P-V. Σύμφωνα με τις γνώσεις μας η παρούσα μελέτη είναι η πρώτη που έλαβε υπόψη αυτούς τους δύο παράγοντες.

Στην παρούσα μελέτη χρησιμοποιήσαμε συνεχόμενα τμήματα όγκου μεγέθους περίπου 100 ml (110-60 ml). Σε αυτά τα σχετικά μικρά τμήματα όγκου, η σχέση V/V' ήταν με μεγάλη ακρίβεια γραμμική με τιμή του r που πλησίαζε τη μονάδα (>0,98). Γι' αυτό και θεωρήσαμε ότι η μεταβολή του όγκου σε αυτό το μικρό τμήμα θα μπορούσε επαρκώς να περιγραφεί με μια τιμή σταθεράς χρόνου.

Η εκπνευστική στατική ενδοτικότητα ήταν διαφορετική σε καθένα από τα συνεχόμενα τμήματα όγκου. Η μη γραμμική συμπεριφορά της σχέσης P-V κατά την εισπνοή έχει περιγραφεί σε πειραματόζωα μετά από καταστροφή του επιφανειοδραστικού παράγοντα17. Επιπλέον, σε ασθενείς με οξεία βλάβη πνεύμονα18 και σε απομονωμένους πνεύμονες κουνελιών μετά από αφαίρεση του επιφανειοδραστικού παράγοντα19, η ενδοτικότητα του αναπνευστικού συστήματος βρέθηκε ότι είναι εξαρτώμενη από τον όγκο. Από όσο γνωρίζουμε, η παρούσα μελέτη είναι η πρώτη που αποδεικνύει ότι η σχέση Ρ-V είναι μη γραμμική και κατά τη διάρκεια της εκπνοής. Ο παρατηρούμενος τύπος μεταβολών στη Crs κατά την εκπνοή είναι δύσκολο να εκτιμηθεί με ακρίβεια. Η αύξηση της Crs στην εκπνοή θα μπορούσε να οφείλεται είτε στη μείωση της υπερδιάτασης είτε στο κλείσιμο κυψελίδων που είχαν διανοιχτεί νωρίτερα στο τέλος της εισπνοής7. Το τελευταίο ενδεχόμενο φαίνεται πολύ πιθανό με ΖΕΕΡ ή χαμηλό επίπεδο ΡΕΕΡ, ιδίως εάν ληφθεί υπόψη ότι η πίεση σύγκλεισης των κυψελίδων είναι συνήθως χαμηλότερη από την αντίστοιχη πίεση διάνοιξής τους20. Αυτό σημαίνει, ότι κατά τη διάρκεια της εκπνοής, συγκριτικά με την εισπνοή, περισσότερες κυψελίδες θα είναι ανοικτές για την ίδια τιμή στατικής πίεσης. Αυτό το φαινόμενο πιθανά ενισχύεται κατά την έναρξη της εκπνοής όπου οι πιέσεις είναι σχετικά υψηλές και η ενδοτικότητα χαμηλή7. Όσο η εκπνοή προχωρά περισσότερες κυψελίδες κλείνουν, αυξάνοντας έτσι την Crs. Στο τέλος της εκπνοής το τμήμα του πνεύμονα που παραμένει ανοιχτό είναι σχετικά μικρό, οδηγώντας έτσι σε ελάττωση της Crs. Η άποψη αυτή ενισχύεται από το γεγονός ότι η Crs αυξάνεται σημαντικά στο τέλος της εκπνοής με την αύξηση της ΡΕΕΡ. Πράγματι, σε υψηλά επίπεδα ΡΕΕΡ, η Crs προοδευτικά αυξανόταν από την αρχή προς το τέλος της εκπνοής. Αν και η αύξηση της Crs θα μπορούσε να αποδοθεί σε μείωση της υπερδιάτασης, θεωρούμε ως τον επικρατέστερο μηχανισμό, το κλείσιμο κυψελίδων που είχαν επιστρατευτεί, αφού για μια δεδομένη κυψελιδική πίεση ο όγκος του πνεύμονα ήταν σημαντικά μεγαλύτερος με ΡΕΕΡ 15 cm H2O από ότι με ΡΕΕΡ 10 cm H2O. Επιπλέον, για έναν συγκεκριμένο πνευμονικό όγκο η Crs ήταν σημαντικά υψηλότερη με ΡΕΕΡ 15 cm H2O από ότι με ΡΕΕΡ 10 cm H2O, ενώ η κυψελιδική πίεση και κατά συνέπεια η διαπνευμονική πίεση ήταν χαμηλότερες. Από την άλλη πλευρά, εάν η ελάττωση της υπερδιάτασης αποτελούσε τον κύριο μηχανισμό για την παρατηρούμενη αύξηση της Crs κατά την εκπνοή, θα περιμέναμε παρόμοιες Crs και κυψελιδικές πιέσεις για έναν δεδομένο κυψελιδικό όγκο μεταξύ των δύο υψηλότερων επιπέδων ΡΕΕΡ.

Σε ΖΕΕΡ, το αναπνευστικό σύστημα φαίνεται να συμπτύσσεται προς τον ατμοσφαιρικό αέρα με ανομοιογενή τρόπο και με ρυθμό που προοδευτικά αυξάνεται προς το τέλος της εκπνοής. Αυτός ο τρόπος σύμπτυξης οφειλόταν αποκλειστικά στην παρουσία του ενδοτραχειακού σωλήνα και του εκπνευστικού κυκλώματος του αναπνευστήρα, τα οποία επηρέαζαν την αρχική φάση της εκπνοής όπου οι ροές ήταν σχετικά υψηλές. Ο ρυθμός με τον οποίο το αναπνευστικό σύστημα συμπτύσσεται προς τον ενδοτραχειακό σωλήνα ήταν διαφορετικός και εμφάνιζε προοδευτική ελάττωση προς το τέλος της εκπνοής. Η επιβράδυνση του ρυθμού σύμπτυξης σε χαμηλούς πνευμονικούς όγκους, φαίνεται ότι οφείλεται στην αυξημένη αντίσταση στη ροή αέρα, επειδή η εκπνευστική ενδοτικότητα ήταν χαμηλότερη στο τέλος της εκπνοής. Πράγματι, η εκπνευστική αντίσταση του αναπνευστικού συστήματος αυξήθηκε σημαντικά στους χαμηλούς όγκους πνεύμονα, γεγονός που πιθανώς αντανακλά κλείσιμο ή στένωση μικρών αεραγωγών.

Ο ρυθμός σύμπτυξης παρουσίασε σημαντικές μεταβολές ανάλογα με το επίπεδο της εφαρμοζόμενης ΡΕΕΡ. Η ανομοιογένεια σύμπτυξης του αναπνευστικού συστήματος στην ατμόσφαιρα εμφάνισε προοδευτική εξομάλυνση με την αύξηση του ΡΕΕΡ. Αυτά τα ευρήματα είναι σύμφωνα με εκείνα των Guttmann και συνεργατών6, οι οποίοι περιέγραψαν ένα σταθερό πρότυπο σύμπτυξης σε ασθενείς με ARDS σε μηχανικό αερισμό, με επίπεδο εφαρμοζόμενης ΡΕΕΡ 12 cm H2Ο. Η παρούσα μελέτη δείχνει επιπλέον ότι η ομοιογένεια στη σύμπτυξη του πνεύμονα οφειλόταν σε μια προοδευτική αύξηση της Crs και αντίστοιχη ελάττωση των ολικών αντιστάσεων των αεραγωγών κατά το τέλος της εκπνοής. Σε σύγκριση με ΖΕΕΡ, η εφαρμογή ΡΕΕΡ βελτίωσε σε σημαντικό βαθμό την ανομοιογένεια στη σύμπτυξη. Αυτό οφειλόταν στη σημαντική επίδραση της ΡΕΕΡ στις Rrs, οι οποίες παρέμεναν σταθερές κατά τη διάρκεια της εκπνοής και σε επίπεδα σημαντικά χαμηλότερα σε σχέση με αυτά που παρατηρήθηκαν με ΖΕΕΡ. Είναι πιθανό, ότι η εφαρμογή ΡΕΕΡ οδήγησε σε ελάττωση των εκπνευστικών αντιστάσεων παρεμποδίζοντας τη σύγκλειση ή τη στένωση των μικρών αεραγωγών21,22. Σε σχέση με το ΖΕΕΡ, ο ρυθμός σύμπτυξης είτε στην ατμόσφαιρα είτε στον ενδοτραχειακό σωλήνα, ήταν γρηγορότερος με την εφαρμογή ΡΕΕΡ. Η διαφορά αυτή ήταν ουσιαστική σε υψηλά επίπεδα ΡΕΕΡ. Πράγματι, η μέση τe όλων των τμημάτων των πνευμονικών όγκων ελαττώθηκε κατά 18% όταν η ΡΕΕΡ αυξήθηκε από 0 σε 15 cm H2O, ενώ η αντίστοιχη τιμή αύξηση για τη μέση τers ήταν 23%.

Η ελάττωση των εκπνευστικών αντιστάσεων που παρατηρήθηκε με ΡΕΕΡ έρχεται σε αντίθεση με τα αποτελέσματα της μελέτης των Pesenti και συν.23, οι οποίοι έδειξαν ότι σε ασθενείς με ARDS η εφαρμογή ΡΕΕΡ οδήγησε σε αύξηση των εκπνευστικών αντιστάσεων. Στη μελέτη αυτή όμως, οι συγγραφείς υπολόγισαν τις εκπνευστικές αντιστάσεις θεωρώντας ότι η ενδοτικότητα ήταν σταθερή σε όλη τη διάρκεια της εκπνοής, ενώ επιπλέον δεν ελήφθη υπόψη η πιθανότητα παρουσίας ΠΕΡ. Η παρούσα μελέτη αποδεικνύει καθαρά ότι η εκπνευστική ενδοτικότητα του αναπνευστικού συστήματος καθ' όλη τη διάρκεια της εκπνοής δεν είναι σταθερή και επιπλέον ότι η πλειονότητα των ασθενών με ARDS, εμφανίζουν ΠΕΡ σε μικρούς όγκους πνεύμονα.

Συμπερασματικά, η παρούσα μελέτη δείχνει ότι ο ρυθμός σύμπτυξης του πνεύμονα σε ασθενείς με ARDS είναι ανομοιογενής κυρίως εξαιτίας της σημαντικής αύξησης της αντίστασης των αεραγωγών σε χαμηλούς πνευμονικούς όγκους. Με την εφαρμογή ΡΕΕΡ οι εκπνευστικές αντιστάσεις του αναπνευστικού συστήματος παραμένουν σχετικά σταθερές καθ' όλη τη διάρκεια της εκπνοής, με αποτέλεσμα ο πνεύμονας να συμπτύσσεται ομοιογενώς και με ταχύτερο ρυθμό.


ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

  1.  Bernard GR, Artigas A, Brigham KL, Carlet J, Falke K, Hudson LD, Lamy M, Legall JR, Morris A, Spragg R and the Consensus Committee. American-European consensus conference on ARDS. Am J Respir Crit Care Med 1994, 149: 818-824.

  2.  Marini JJ, Evans TW. Round table conference: acute lung injury, 15th-17th March 1997 Brussels, Belgium. Intensive Care Med 1998, 24: 878-883.

  3.  Marini JJ. Lung mechanics in the adult respiratory di-stress syndrome. Recent conceptual advances and implications for management. Clin Chest Med. 1990, 11: 673-690.

  4.  Wright PE, Bernard GR. The role of airflow resistance in patients with the adult respiratory distress syndrome. Am Rev Respir Dis 1989, 139: 1169-1174.

  5.  Pelosi P, Crotti S, Brazzi L, Gattinoni L. Computed tomography in adult respiratory distress syndrome: what has it taught us? Eur Respir J 1996, 9: 1055-1062.

  6.  Guttmann J, Eberhard L, Fabry B, Bertschmann W, Zeravik J, Adolph M, Eckart J, Wolff G. Time constant/volume relationship of passive expiration in mechanically ventilated ARDS patients. Eur Respir J 1995, 8: 114-120.

  7.  Hickling KG. Best compliance during a decremental but not incremental positive end-expiratory pressure trial is related to open lung positive end-expiratory pressure. A mathematical model of acute respiratory distress syndrome lungs. Am J Respir Crit Care Med 2001, 163: 69-78.

  8.  Koutsoukou A, Armaganidis A, Stavrakaki-Kallergi C, Vassilakopoulos T, Lymberis A, Roussos C, Milic-Emili J. Expiratory flow limitation and intrinsic positive end-expiratory pressure at zero positive end-expiratory pressure in patients with adult respiratory distress syndrome. Am J Respir Crit Care Med 2000, 161: 1590-6.

  9.  Elliott EA, Dawson SV. Test of wave-speed theory of flow limitation in elastic tubes. J Appl Physiol 1977, 43: 516-522.

10.  Georgopoulos D, Giannouli E, Patakas D. Effects of extrinsic positive end-expiratory pressure on mechanically ventilated patients with chronic obstructive pulmonary disease and dynamic hyperinflation. Intensive Care Med 1993, 19: 197-203.

11.  Valta P, Corbeil C, Lavoie A, Campodonico R, Koulouris N, Chasse M, Braidy J, Milic-Emili J. Detection of expiratory flow limitation during mechanical ventilation. Am J Respir Crit Care Med. 1994, 150: 1311-7.

12.  Zin WA, Pengelly LD, Milic-Emili J. Single-breath method for measurement of respiratory mechanics in anesthetized animals. J Appl Physiol 1982, 52: 1266-1271.

13.  Guttmann J, Eberhard L, Haberthur C, Mols G, Kessler V, Lichtwarck-Aschoff M, Geiger K. Detection of endotracheal tube obstruction by analysis of the expiratory flow signal. Intensive Care Med 1998, 24: 1163-1172.

14.  Venegas JG, Harris RS, Simon BA. A comprehensive equation for the pulmonary pressure-volume curve. J Appl Physiol 1998, 84: 389-95.

15.  Harris RS, Hess DR, Venegas JG. An objective analysis of the pressure-volume curve in the acute respiratory distress syndrome. Am J Respir Crit Care Med 2000, 161: 432-439.

16.  Kondili E, Prinianakis G, Xoeing S, Chatzakis G, Georgopoulos D. Low flow pressure time curve in patients with ARDS. Intensive Care Med 2000, 26: 1756-1763

17.  Lichtwarck-Aschoff M, Mols G, Hedlund AJ, Kessler V, Markstrom AM, Guttmann J, Hedenstierna G, Sjostrand UH. Compliance is nonlinear over tidal volume irrespective of positive end-expiratory pressure level in surfactant-depleted piglets Am J Respir Crit Care Med 2000, 162: 2125-2133.

18.  Mols G, Brandes I, Kessler V, Lichtwarck-Aschoff M, Loop T, Geiger K, Guttmann J. Volume-dependent compliance in ARDS: proposal of a new diagnostic concept.
Intensive Care Med 1999, 25: 1084-1091.

19.  Mols G, Hermle G, Schubert J, Miekisch W, Benzing A, Lichtwarck-Aschoff M, Geiger K, Walmrath D, Guttmann J. Volume-dependent compliance and ventilation-perfusion mismatch in surfactant-depleted isolated rabbit lungs. Crit Care Med 2001, 29: 144-151.

20.  Johnson B, Richard JC, Straus C, Mancebo J, Lemaire F, Brochard L. Pressure-volume curves and compliance in acute lung injury: evidence of recruitment above the lower inflection point. Am J Respir Crit Care Med 1999, 159: 1172-1178.

21.  Otis DR, Petak F, Hantos Z, Fredberg JJ, Kamm RD. Airway closure and reopening assessed by the alveolar capsule oscillation technique. J Appl Physiol 1996, 80: 2077-2084

22.  Eissa NT, Ranieri VM, Corbeil C, Chasse M, Braidy J, Milic-Emili J. Effects of positive end-expiratory pressure, lung volume, and inspiratory flow on interrupter resistance in patients with adult respiratory distress syndrome. Am Rev Respir Dis 1991, 144: 538-543.

23.  Pesenti A, Pelosi P, Rossi N, Virtuani A, Brazzi L, Rossi A. The effects of positive end-expiratory pressure on respiratory resistance in patients with the adult respiratory distress syndrome and in normal anesthetized subjects. Am Rev Respir Dis 1991, 144: 101-107.

 

© 2011 PNEUMON Magazine, Hellenic Bronchologic Society.
Developed by LogicONE Logo LogicONE