Filip Fredén Anestesi & Intensivvårdskliniken Akademiska sjukhuset Ventilatory update Filip Fredén Anestesi & Intensivvårdskliniken Akademiska sjukhuset

Permissive hypercapnia

Effekter på lungan av hyperkapnisk acidos Vagalt utlöst konstriktion av stora luftvägar Regional dilatation av små luftvägar Ökad PVR och förstärkt HPV förbättrad syresättning och högre PA-tryck

Övriga effekter av hypercapnisk acidos Hemoglobin högerförskjutning av dissociationskurvan ökat O2-avgivande CNS ökad ventilatorisk drive cerebral vasodilatation  ökat ICP maximal effekt vid PaCO2 > 16 kPa sänkt medvetande 30 % CO2 ger isoelektriskt EEG inga sequelae efter PaCO2 20 - 35 kPa

Övriga effekter av hypercapnisk acidos Hjärta-kärl: nedsatt kontraktilitet i myocard och kärlens glatta muskulatur vasodilatation i coronarkärl, huden & hjärnan ökad sympatikustonus ökad hjärtfrekvens ökad tonus i kapacitanskärl ökat venöst återflöde ökad cardiac output Njurar kompensatorisk alkalos adrenergt utlöst vasokonstriktion ökad Na-återresorption

Acidos Associerat med sämre prognos vid hjärtstillestånd (Jorgensen et al, Resusc. 1999; 42: 173) sepsis (Balakrishnan et al, J Infect 2000; 40:256) hos den nyfödde (Gyn Obst Invest 1991; 32: 220)

Kan permissive hypercapnia skydda mot lungskada?

Hyperkapnisk acidos dämpar det inflammatoriska svaret: minskad chemotaxi (AJRCCM 2002; 165: A383) sänkt pulmonell och systemisk cytokinhalt (AJRCCM 2000; 162: 2287) minskad cellapoptos (AJRCCM 2000; 162: 2287) sänkt produktion av fria radikaler (AJRCCM 2000; 162: 2287) hämning av NF-ķß (Am J Respir Cell Mol Biol 2003; 29: 142) Hyperkapnisk acidos skyddar mot reperfusionsskada: lungorna (AJRCCM 2003; 168: 1383, AJRCCM 2000; 161: 141) myocardiet (AJP 1997; 272: H2071) hjärnan (Exp Toxicol Pathol 1998; 50: 402)

Terapeutisk hyperkapni vid reperfusionsskada Laffey et al, AJRCCM 2000; 162: 2287 Terapeutisk hyperkapni: FICO2 12 %: PaCO2 13,5 kPa, pH 7,11 Kaninlunga 75 min ischemi 90 min reperfusion Protein i BAL TNF i BAL

Hyperkapnisk acidos skyddar mot lungskada utlöst av höga tidalvolymer PaCO2 5,5 pH 7,45 Kanin Tidalvolym 25 ml/kg 0 PEEP PaCO2 11 pH 7,17 FICO2 12 % Extrem modell med höga TV Enbart stretch utan lavage Hyperkapnisk acidos skyddar mot lungskada utlöst av höga tidalvolymer Sinclair et al AJRCCM 2002; 166: 403 - 408

Permissive hypercapnia efter bronkioalveolärt lavage minskade inte Kanin lavage TV 12 ml/kg +/- hyperkapni, 0 PEEP TV 5 ml/kg +/- hyperkapni, 12,5 PEEP 2,5 timmar vent innan avlivning Innefattar lavage och stora TV Både atelectrauma och stretch Permissive hypercapnia efter bronkioalveolärt lavage minskade inte lungskadan oavsett om TV var 12 ml/kg eller 5 ml/kg Rai et al, Ped Res 2004; 55: 42-49

Hyperkapni eller acidos? Vid experimentell lungskada (reperfusionsskada) hyperkapni + acidos minskade lungskadan metabol acidos minskade lungskadan men i lägre grad hyperkapni utan acidos skyddade inte lungan Laffey et al, AJRCCM 2000; 161: 141

Tolerans för hyperkapnisk acidos God tolerans hos friska försökspersoner: ökning av PVR och PA-tryck ökning av HR, MAP och CO Kiely et al. Chest 1996; 109: 1215 God tolerans vid ARDS: 53 patienter med svår ARDS PaCO2 8,9 kPa (range 5,1 - 21,1) pH 7,23 (range 6,79 - 7,45) låg mortalitet relaterat till Apache II score Hickling et al, CCM 1994; 22: 1568 Myocardfunktion vid PaCO2 10 kPa hos ARDS-patienter: nedsatt kontraktilitet, kunde motverkas till viss del med THAM CO ökade, SVR sjönk Weber et al. AJRCCM 2000; 162: 1361

Buffert Inga studier stöder ”kosmetisk” buffring av acidos pH ned till 7,1 - 7,2 tolereras oftast väl Vid cirkulatorisk svikt kan buffert ge bättre myocardfunktion Tribonat eller THAM skall användas vid respiratorisk acidos inte bikarbonat.

I kontrollerade studier med låg tidalvolym har endast måttlig hyperkapni använts. Samtliga studier hade protokoll med buffring vid pH < 7,0 – 7,2

Sammanfattning permissive hyperkapni Permissive hypercapnia tolereras vanligen väl. Experimentellt har man funnit lungprotektiva effekter av hyperkapnisk acidos in vitro och in vivo, men resultaten är motstridiga. Enbart hyperkapni, utan acidos, verkar inte ge skydd. Acidosen dämpar det inflammatoriska svaret - risk att försvaret mot infektion försämras? Permissive hypercapnia ännu enbart ”permissive” och inte terapeutisk så länge kliniska studier saknas

HFOV

CDP Adjust Valve ET Tube Oscillator Patient BIAS Flow

HFOV Principle: + - Amplitude Delta P = Tv = Ventilation I E CDP / Mpaw = FRC Lung Volume Oxygenation Amplitud och frekvens styr CO2-elimination

Oscillator: Små tidal-volymer med hög frekvens HFOV + Oscillator: Små tidal-volymer med hög frekvens Medel-luftvägstryck oxygenation CO2 elimination

Paw = CDP CDP = LungVolume Continuous Distending Pressure

Fördelar HFOV Medför högre medelluftvägstryck men med små tryckvariationer i alveolerna: undviker överdistension undviker alveolär kollaps minskad risk för ventilator-inducerad lungskada?

Mekoniumaspiration, griskultingar PPVOLC: TK 25/15 efter rekr HFOVOLC: 10 Hz CDP efter rekr PPVCON: TK 21/5 0 rekr Mekoniumaspiration, griskultingar - jämförelse med protektiv ventilation och konventionell ventilation - ingen skillnad i grad av lungskada protektiv vs HFOV - prot vent och HFOV gav bättre gasutbyte än konv ventilation Van Kaam et al. CCM 2004; 32: 443

HFOV gav bästa skyddet mot lungskada Compliance TNF Lavage, kanin MVLP = TV 10-12 ml/kg, PEEP 4-5 LVHP = TV 5-6 ml/kg, PEEP 8-9 HFOV = 15 Hz, Mpaw 15 cm H2O Konklusion: HFOV gav bästa skyddet mot lungskada Imai et al JAP 2001; 91: 1836

Minskad VILI av HFOV? Tryckamplituden i alveolerna skall begränsas. Djurförsök tyder på att HFOV minskar risken för VILI men dessa studier är gjorda med liten tub, höga frekvenser och låg amplitud på oscillationerna Mycket talar för högre amplituder i alveolerna hos vuxna: lägre resistans (grövre tub) lägre compliance (vid ARDS) lägre frekvenser och högre amplituder behövs ofta för fullgod ventilation

Tidalvolym vid HFOV Låg frekvens och hög amplitud ger större tidalvolymer Vid 4 Hz och amplitud 60 cm H2O har man uppmätt tidalvolym 4-5 ml/kg Sedeek et al CCM 2003; 31: 227 På vuxna används frekvens 3 - 6 Hz och amplitud 60 - 90 cm H2O

Kliniska studier på vuxna 3 av de studier som finns omfattar totalt 83 ARDS-patienter där man startat HFOV efter varierande tid med konventionell respiratorbehandling Generellt god effekt på syresättning och få komplikationer Genomgående finner man högre mortalitet hos de som behandlats längre tid med konventionell ventilation innan HFOV Fort et al (CCM 1997; 25: 937) Mehta et al (CCM 2001; 29: 1360) David et al (ICM 2003; 29:1656)

Tidig vs sen ARDS Grasso et al. Anesthesiology 2002; 96: 795 ARDS-patienter med kort (1±0,3 dygn) svarade bättre på rekrytering än patienter med lång resptid (7 ±1 dygn) PaO2 steg med 175 resp 20 % Vid tidig ARDS medförde rekrytering också mindre cirkulationspåverkan HFOV med open lung strategi innebär rekrytering - risk att man skadar lungorna om det gått för lång tid?

MOAT trial 148 patienter, 75 med HFOV, 73 med konventionell ventilation Kontrollgrupp: tryck-kontrollerad ventilation tidalvolym 6 - 10 ml/kg (reell vikt) PEEP 13 ± 3 cm H2O (max 18 cm H2O) Topptryck 37 ± 8 cm H2O inga rekryteringsmanövrar HFOV: 5 Hz CDP 5 cm > Mpaw vid CV Mål: SaO2 > 88% med FIO2 < 0,6 p = 0.078 Derdak et al AJRCCM 2002; 166: 801-808

riktning mot lägre TV och högre PEEP? Tidal volym CV Har HFOV påverkat CV i riktning mot lägre TV och högre PEEP? HFOV Tid Lung volym HFOV CV Tid

Sammanfattning HFOV HFOV är teoretiskt en optimal metod för open lung koncept Djurexperimentella data tyder på att HFOV minskar ventilator-inducerad lungskada även jämfört med protektiv konventionell ventilation Kliniska studier på vuxna visar god säkerhet och god effekt på gasutbytet Kliniska studier som jämför HFOV med bästa möjliga konventionella ventilation saknas ännu Tidig start av HFOV (1 - 2 dygn) sannolikt av stor vikt Skillnader i frekvens och amplitud kan förklara varför resultaten för barn är bättre än för vuxna

Elektrisk impedanstomografi Bedsidemetod som ger möjlighet att bedöma lufthalten i lungorna Victorino et al. AJRCCM 2004; 169: 791

Elektrisk impedanstomografi Högfrekvent växelström (5mA, 50 kHz) genom thorax via elektroder som placeras runt bröstkorgen Impedans i lungvävnad och övrig vävnad skiljer sig Impedans i lungan ökar med lufthalten En tvådimensionell bild av lungan skapas Upplösningen beror av antalet elektroder, vanligen används 16 st Tidsupplösning 0,8 till 13 bilder/sekund

Frerichs et al JAP 2002; 93: 660

Jämförande studie; CT vs EIT 6 olika regioner: ventral, middle och dorsal på höger och vänster sida Frerichs et al JAP 2002; 93: 660

Frerichs et al JAP 2002; 93: 660

EIT vid experimentell lungskada Bronkio-alveolärt lavage hos gris Överensstämmelse mellan impedans och lungvolym efter lungskada Genderingen et al. ICM 2003; 29: 233

Pre-lavage post-lavage tryck/impedans -kurvor vid en P/V-manöver Lower lung region upper lung region whole lung Genderingen et al. ICM 2003; 29: 233

Validering av EIT på IVA-patienter 10 patienter med P/F-ratio 114 - 289 Jämförelse av CT och EIT vid långsam (1L/sek) inspiration upp till 45 cm H2O God korrelation mellan EIT och CT vid förändringar i lungans lufthalt trots låg spatial resolution bedöms ha goda möjligheter att visa atelektaser pneumothorax cyklisk öppning/stängning av delar av lungan (”recruitment-derecruitment”) öppning av långsamma alveoler Överdistension svår att upptäcka Victorino et al. AJRCCM 2004; 169: 791

Victorino et al. AJRCCM 2004; 169: 791

NAVA Neurally Adjusted Ventilatory Assist

Spontanandning Trend mot mindre sedering Förbättrad VA/Q-fördelning visad vid bibehållen diafragma-aktivitet Följsamheten vid spontanandning som styrs av flöde eller tryck är begränsad

Sinderby et al. Nat Med 1999 Dec;5(12):1433-6

Sinderby et al. Nat Med 1999 Dec;5(12):1433-6

Sinderby et al. Nat Med 1999 Dec;5(12):1433-6 Skillnad vs PAV: PAV utgår från en antagen diafragmakraft NAVA fångar upp signalen till diafragma, som inte försvagas av dålig muskelkraft Signalen fångas upp, filtreras. Nivån på understöd bestäms med förstärkning av signalen

Sinderby et al. Nat Med 1999 Dec;5(12):1433-6

Sinderby et al. Nat Med 1999 Dec;5(12):1433-6