تحریک معکوس باعث ایجاد الگوی تورم مضر در هنگام تهویه مکانیکی می شود

Patient ventilator asynchrony occurs in>25 ٪ از بیماران (1) و با مدت طولانی تهویه مکانیکی (2) و افزایش مرگ و میر (3) همراه است. تحریک معکوس در بیماران به شدت آرامش یافته رخ می دهد ، جایی که انسداد مکانیکی باعث انقباض دیافراگم می شود (4). اگرچه به نظر می رسد که تحریک معکوس رایج است (4) ، بسیاری از مطالعات مربوط به ناچیز آن را شامل نمی شود (2 ، 3 ، 5 ، 6). بنابراین ، تأثیر آن ناشناخته است.

تلاش شدید در هنگام تهویه مکانیکی ، حتی اگر هماهنگ باشد ، ممکن است باعث تورم مضر ، از جمله پندلوف (یعنی انتقال اولیه الهام بخش گاز از ریه وابسته به ریه وابسته) شود (7-9). در این تنظیم ، تلاش شدید ممکن است باعث افزایش بیش از حد وابسته و استخدام جزر و مدی شود ، با وجود درجه حرارت پایین (7-9) ، آسیب ریه در ریه وابسته را بدتر می کند. از آنجا که تحریک معکوس معمولاً با نوسانات زیادی در فشار مری همراه است ، ما از این سوال پرسیدیم که آیا تورم منطقه ای مرتبط با تحریک معکوس مضر است.

ما این مورد را در بیمار مبتلا به سندرم پریشانی حاد تنفسی و در یک آزمایشگاه (خوک های بیهوش ، آسیب ریه ناشی از ونتیلاتور) بررسی می کنیم ، با استفاده از نظارت استاندارد ونتیلاتور ، توموگرافی امپدانس الکتریکی (EIT) و مانومتری مری.

یک زن 59 ساله باعث ایجاد سندرم پریشانی حاد تنفسی ناشی از ذات الریه شد (pH 7. 43 ؛ PA_CO2، 46. 1 میلی متر جیوه ؛پا_O2/f i_O2، 92. 9 میلی متر جیوه). EIT به عنوان بخشی از مراقبت استاندارد ثبت شد. هیئت اخلاق تحقیق ، کلینیک های بیمارستان DAS ، سائوپائولو ، برزیل ، از نیاز به رضایت آگاهانه چشم پوشی کرد. کنترل کمک کننده حجم استفاده شد (V T ، 6 میلی لیتر · kg −1 ؛ سرعت ، 15 دقیقه - 1 ؛ جریان ثابت الهام بخش ، 30 L · دقیق ه-1 ؛ فلات ، 0. 5 ثانیه ؛ ماشه فشار ، 2 سانتی متر ساعت₂oفشار انتهای مثبت مثبت ، 10 سانتی متر ساعت₂o). کشش ریه منطقه ای (ΔZ) با استفاده از EIT (TIMPEL) تعیین شد ، با این که قفسه سینه به دو منطقه مساوی تقسیم شد (وابسته ، وابسته). آرام بخش عمیق (میدازولام و فنتانیل داخل وریدی) ارائه شد و مقیاس آشفتگی و آرام بخش ریچموند اندازه گیری شد.

ما مشاهدات از هفت خوک بیهوش شده (یورکشایر ، مرد ، 35 کیلوگرم ∼) را از یک مطالعه غیر مرتبط در حال انجام که توسط هیئت اخلاق تحقیق ، بیمارستان کودکان بیمار ، تورنتو ، ON ، کانادا تأیید شده است ، تجزیه و تحلیل کردیم. تراکئوستومی انجام شد ، و انحراف منفی در فشار مری (ΔPES) از یک کاتتر Indwelling (Nutrivent ؛ Sidam) خوانده شد. آسیب شدید ریه (PA_O2/f i_O275 میلی متر جیوه ؛لاواژ شور ، تهویه مضر) ایجاد شد. تهویه کنترل شده با حجم (کم V ، 7 میلی لیتر · کیلوگر م-1) مورد استفاده قرار گرفت و کشش ریه منطقه ای (ΔZ) توسط EIT (pulmovista500 ؛ dräger) تعیین شد.

مقیاس کشش ریه وابسته (ΔZ ، EIT) ناشی از محرک معکوس با تعیین V T مورد نیاز برای تولید مثل همان اندازه کشش ریه وابسته در طول فلج عضلانی ، همانطور که قبلاً توضیح داده شد (7) تخمین زده شد. هنگامی که ΔZ وابسته تحت دو شرط همسان شد ، کشش منطقه ای معادل V T اعمال شده در نظر گرفته شد. همبستگی بین کشش وابسته به ریه ناشی از محرک معکوس (به عنوان مثال ، تفاوت در کشش ریه وابسته به اوج در حین تحریک معکوس و فلج عضلات) و پندلوفت (یعنی تفاوت در کشش ریه غیر وابسته در هنگام محرک معکوس و فلج عضله ، مربوط به زمانهنگامی که کشش وابسته ریه به اوج رسید) مورد بررسی قرار گرفت. سی و پنج نفس معکوس باعث ایجاد نفس (بدون انباشت نفس ، آزمایش) شد. رابطه بین بزرگی کشش ریه وابسته (بیان شده به عنوان V T در هنگام فلج عضلات برای دستیابی به همان بزرگی کشش ریه وابسته ناشی از تحریک معکوس) و تلاش الهام بخش (ΔPES) مورد بررسی قرار گرفت. ضریب همبستگی پیرسون محاسبه شد. پ<0.05 was significant.

آرام بخش عمیق بود (مقیاس آشفتگی ریچموند و آرام بخش ، 5 -). در طول نفس تهویه هوا ، تورم در ریه غیر وابسته و وابسته همزمان بود (بیشتر در ریه غیر وابسته ؛ شکل 1A). در حین تحریک معکوس ، V T بدون تغییر بود ، اما نسبت کشش وابسته به ریه (1. 6 برابر) افزایش یافت. تورم نامتقارن از فشار زمان هوایی یا پروفایل زمان جریان مشکوک نبود. شکل موج نماینده در شکل 1A شرح داده شده است.

شکل 1. تورم موضعی در حین تحریک معکوس: ضبط های بالینی و آزمایشگاهی. دو نفس متوالی در طول تهویه کنترل شده در حجم در دو سناریو (A ، بالینی ؛ B ، آزمایش) ارائه شده است. در هر اثری ، نفس اول نفس معکوس است که به عنوان یک نفس تهویه هوا شروع می شود و نفس دوم یک نفس تهویه کننده بدون تحریک معکوس است.(الف) این یک ضبط از بیمار مبتلا به سندرم پریشانی حاد تنفسی است که با یک سنسور فشار/جریان پروگزیمال و توموگرافی امپدانس الکتریکی تحت کنترل قرار می گیرد (EIT ؛ مانوتر سنجی مری استفاده نشده است). در نفس اول ، نظارت پروگزیمال نشان می دهد که (i) پنجه ، (ii) جریان گاز تراشه ، و (iii) v t همه شروع به افزایش می کنند. EIT نشان می دهد که تورم به طور همزمان در (IV) غیر وابسته (V) و ریه وابسته شروع می شود. بدون انحراف در پنجه (به عنوان مثال ، هیچ تلاش خود به خودی) قبل از نفس مکانیکی پیش می رود. با این حال ، قبل از پایان الهام ، تلاش خود به خودی (اولین خط قرمز عمودی) با انحراف منفی ناگهانی (بدون فاز فلات) در (i) پنجه و (ii) جریان ، و (iii) افزایش مداوم در V شناسایی شده توسط تشخیص داده می شود. یک سنسور جریان پروگزیمال ؛توجه داشته باشید ، مانیتورینگ هواکش دور هیچ افزایش جریان و حجم را تشخیص نمی دهد. این الگوی تحریک معکوس را تأیید می کند. در حال حاضر که تلاش خود به خودی تشخیص داده می شود (اولین خط قرمز عمودی) ، تورم ریه غیر وابسته (فلش سیاه رو به پایین) شروع می شود ، اما تورم ریه وابسته به طور قابل توجهی تسریع می کند (فلش سیاه به سمت بالا). تورم وابسته همزمان و تورم غیر وابسته به پندلوفت ناشی از تلاش خود به خودی قوی مربوط می شود ، و این الگوی تا زمان متوقف شدن تلاش خودبخود ادامه می یابد (خط قرمز عمودی دوم). در مقابل ، در حین نفس تهویه (بدون تحریک معکوس) ، پنجه به یک فلات الهام بخش (بدون انحراف) می رسد ، و مناطق ریه غیر وابسته و وابسته در یکنواختی می شوند. اگرچه V کلی در پنل تهویه (تهویه کنترل شده با حجم) ثابت بود ، حجم منطقه ای متفاوت است ، همانطور که توسط تورم منطقه ای (ΔZ) در مقابل منحنی های زمان نشان داده شده است. در حین نفس برعکس ، کشش ریه در ریه وابسته 1. 6 پوند (دایره قرمز) بیشتر از هنگام نفس دوم (مثلث آبی) بود. بخشی از هوا که باعث ایجاد بیش از حد وابسته به ریه غیر وابسته می شود ، و بخشی از مدار تهویه مطرح می شود.

(ب) این ضبط از یک مطالعه آزمایشگاهی آزمایشگاهی نامربوط (یک خوک بیهوش شده با آسیب حاد ریه) است که با پارامترهای استاندارد تهویه ، EIT و مانومتری مری کنترل می شود. در نفس اول ، مانیتورهای تهویه نشان می دهد که (i) پنجه ، (ii) جریان گاز ونتیلاتور ، و (iv) v t همه شروع به افزایش می کنند ، و EIT نشان می دهد که تورم به طور همزمان در (v) غیر وابسته شروع می شود و (vi) ریه وابسته ؛PES (iii) کمی افزایش می یابد. هیچ تلاش خود به خودی (به عنوان مثال ، هیچ انحراف منفی در PES) قبل از الهام تشخیص داده نمی شود ، اما اندکی پس از شروع الهام ، یک الهام خود به خودی (به عنوان مثال ، انحراف منفی PES ؛ خط قرمز اول عمودی) رخ می دهد ، که منجر به انحراف منفی ناگهانی در (I) تغییر پنجه و اندک (ii) در جریان ، و در (IV) V T ، تقریباً در ردیابی های تهویه قابل تشخیص نیست: این مربوط به تحریک معکوس است. مانند مثال بالینی (A) ، تورم (V) ریه غیر وابسته (فلش سیاه به سمت پایین) با تسریع در تورم ریه وابسته (VI) (فلش سیاه به سمت بالا) همراه است و پاندلوف را توصیف می کند. در این مثال ، نفس ناشی از معکوس منجر به کشش وابسته به ریه 1. 4 × (دایره قرمز) بیشتر از عدم تحریک معکوس (مثلث آبی) می شود. تورم وابسته نامتقارن همزمان با تغییر منفی در PES (خط قرمز عمودی اول) شروع می شود و تا زمانی که انحراف منفی در PES کامل شود (خط قرمز عمودی دوم) ، با کشیدن گاز از ریه غیر وابسته (سیاه رو به پایین)فلش) ، و همچنین از مدار تهویه (II). مخفف: ΔZ = تغییر در امپدانس ، تورم ؛پنجه = فشار هوایی ؛PES = فشار مری.₂در طی 35 نفس معکوس (بدون انباشت نفس) ، تلاش الهام بخش با انحراف در PES منعکس شد (∆PES ، 4. 6 ± 7. 7 سانتی متر ساعت₂o). V T در حضور (در مقابل عدم حضور) تحریک معکوس در حین تهویه کنترل شده با حجم (0. 6 7. 2 7. 2 در مقابل 0. 4 ± 6. 9 میلی لیتر · کیلوگر م-1) و فشار مثبت تجویز مثبت 3 12 سانتی متر ساعت بود.

O. در طول نفس تهویه هوا ، تورم در ریه غیر وابسته و وابسته همزمان بود ، اما در ریه غیر وابسته بیشتر بود (9 59 59 در مقابل 9 41 41 ٪ ، غیر وابسته در مقابل وابسته).<0.01; Figure 2 ): V t ≈ 11 ml/kg during paralysis was required to achieve the same magnitude of dependent lung stretch observed during reverse triggering with ∆Pes ≈ −10 cm H₂در حین تحریک معکوس ، تورم ریه وابسته تا زمان قطع تلاش خودجوش شتاب می گیرد. در طی آن بازه ، ریه غیر وابسته کاهش می یابد. مشابه مشاهدات بیمار ، کشش وابسته به نامتقارن توسط پروفایل زمان فشار هوایی یا پروفایل های زمان جریان مشاهده نشد. شکل موج نمایندگی از تحریک معکوس و نفس های تهویه در شکل 1B شرح داده شده است. سرانجام ، کشش ریه وابسته همراه با تحریک معکوس متناسب با تلاش الهام بخش بود (R = . 931 ؛ P ؛ P

O. افزایش در کشش وابسته به ریه با وجود یک V ثابت ثابت رخ داده است. با این حال ، یک همبستگی متوسط بین درجه کشش ریه وابسته همراه با تحریک معکوس و درجه تورم ریه غیر وابسته مشاهده شد (به عنوان مثال ، Pendelluft ؛ Pearson R = 0. 447 ؛ P = 0. 007).<0.01). V t ≈ 11 ml/kg during paralysis was required to achieve the same magnitude of dependent lung stretch observed during reverse triggering with ∆Pes ≈ −10 cm H₂شکل 2. تخمین کشش ریه وابسته در حین تحریک معکوس. هر نقطه سیاه نشان دهنده V t اعمال شده در فلج عضلات (محور Y) برای دستیابی به همان بزرگی از کشش ریه وابسته ناشی از محرک معکوس ، مربوط به هر انحراف منفی (نوسان) در فشار مری در هنگام تحریک معکوس (محور X) است. بزرگی کشش ریه وابسته (که به عنوان V T در طول فلج عضلات بیان شده برای دستیابی به همان بزرگی از کشش ریه وابسته ناشی از تحریک معکوس بیان شده است) متناسب با تلاش الهام بخش در هنگام تحریک معکوس بود (R = . 931 ؛ P ؛ P

O. افزایش در کشش وابسته به ریه با وجود V T ثابت رخ داده است ، نشان می دهد که تحریک معکوس ممکن است باعث فشار بیش از حد موضعی در ریه وابسته شود.

این اولین توصیف است که تحریک معکوس با یک الگوی تورم مضر همراه است (یعنی کشش نامتقارن ریه وابسته ، با وجود یک V ثابت).

چندین پیامدهای مهم وجود دارد. اول ، تحریک معکوس ممکن است آسیب های موجود در ریه را بدتر کند. در حضور ریه مجروح "جامد مانند" ، انحراف فشار پلور از انقباض دیافراگم ضعیف در سطح پلور منتقل می شود و بنابراین به ریه وابسته محدود می شود (7-9). فشار بیشتر در ریه محلی ممکن است گاز را از ریه غیر وابسته (به عنوان مثال ، پندلوف [7]) یا از نای و تهویه ، به سمت ریه وابسته بکشد. این می تواند با یک همبستگی متوسط (نه قوی) بین درجه کشش وابسته به ریه مرتبط با تحریک معکوس و درجه تورم ریه غیر وابسته (به عنوان مثال ، Pendelluft) پشتیبانی شود. این الگوی مضر در هنگام تحریک معکوس در بیمار و در آسیب آزمایشی مشاهده شد (شکل 1). این الگوی تورم مضر شناخته شده است که باعث ایجاد بیش از حد و استخدام جزر و مد در ریه وابسته ، آتلیه شده و از این طریق آسیب وابسته به ریه (7-9) بدتر می شود. محرک معکوس باعث افزایش کشش وابسته به ریه معادل آن با استفاده از V T تا 15 میلی لیتر در کیلوگرم در طول فلج عضلات ، با وجود یک V ثابت T (شکل 2).

دوم ، بزرگی نوسانات منفی در PES در حین تحریک معکوس متناسب با کشش ریه محلی در ریه وابسته است ، که نشان دهنده تمایل بیشتر به آسیب است. نظارت بر PES یا فعالیت الکتریکی دیافراگم می تواند از دو طریق کمک کند. هر یک از این روشها تشخیص تحریک معکوس را افزایش می دهد و میزان نیروی عضلانی الهام بخش را در حین تحریک معکوس تعیین می کند. اگرچه تحریک معکوس همراه با انباشت نفس به آسانی تشخیص داده می شود ، در صورت عدم وجود تنفس احتمالاً توسط پزشکان متکی به شکل موج استاندارد (به عنوان مثال ، فشار و جریان راه هوایی) مورد توجه قرار نمی گیرد. علاوه بر این ، هنگامی که V T کنترل می شود ، دست کم گرفته می شود (4).

تحریک معکوس در بیماران با آرامش عمیق رخ می دهد ، سناریویی که در آن پزشکان خطر ناچیز بودن را حداقل می دانند (4) ، بر خلاف تلاش جدی که به راحتی تشخیص داده می شود ، که به طور گسترده مضر است (2 ، 10). بنابراین ، آرام بخش ممکن است آسیب های شدید را کاهش دهد اما باعث افزایش بروز تحریک معکوس ظریف و بدون شک می شود.

سرانجام ، تخمین نیروی عضلانی الهام بخش در حین تحریک معکوس ممکن است برای کاهش کشش وابسته به ریه و به طور بالقوه آسیب دیدگی مهم باشد. مشخص نیست که آیا الگوی تورم مرتبط با تحریک معکوس نیز با سایر حالتهای تهویه مشاهده شده است.