Patient Ventilator Breath Contribution (PVBC)

Titel:
Assessment of patient-ventilator breath contribution during neurally adjusted ventilatory assist

Auteurs
G. Grasselli, J. Beck, L. Mirabella, A. Pesenti, A. Slutsky, C. Sinderby

Bron
Intensive Care Medicine 2012 (38)1224-1232

Achtergrond
Studie die alweer twee jaar geleden gepubliceerd is, maar eigenlijk te leuk om hier niet een keer uitgebreid te bespreken. Bij wijze van uitzondering een keer een dierexperimentele studie, maar het idee is direct in de praktijk te gebruiken. Het is een vrij complexe studie, dus zal details niet te uitgebreid bespreken.
Geassisteerde vormen van beademing, bijvoorbeeld pressure support ventilation, worden steeds meer gebruikt op de intensive care. Voordelen van geassisteerde beademing zijn onder andere minder risico op ademspieratrofie, betere interactie tussen patiënt en beademingsmachine, en verbetering van hemodynamiek doordat bij geassisteerde beademing lagere drukken in de thorax aanwezig zijn in vergelijking met gecontroleerde beademing.
Wat we ons wel moeten realiseren is dat hoge nivo’s van ondersteuning tijdens bijvoorbeeld pressure support de activiteit van de ademspieren bijna volledig kan onderdrukken, waardoor nog steeds het risico bestaat op ademspieratrofie. Wij willen als clinici dus eigenlijk graag weten hoeveel ademarbeid de patiënt zelf verricht tijdens beademing. Probleem is dat ademarbeid alleen gemeten kan worden door veranderingen in druk te meten in de thorax met een oesophagus ballon. Dit is vrij complex en niet toepasbare in dagelijkse praktijk.
In de hier te bespreken studie introduceren en valideren de auteurs een nieuwe index die aangeeft welk percentage van de totale ademarbeid tijdens geassisteerde beademing door de patiënt verricht wordt en welk percentage dus door de beademingsmachine. Deze index noemen zij PVBC (Patiënt-Ventilator Breath Contribution) en wordt als volgt berekend:

Pasted Graphic 8


Waarbij TV teugvolume en Edi maximale elektrische activiteit van het diafragma in dezelfde teug waar ook het volume gemeten is.
In de teller zijn TV en Edi gemeten terwijl gedurende een teug het ondersteuningsnivo van de beademingsmachine teruggedraaid is naar nul. In de noemer staan zelfde parameters, maar nu gemeten tijdens geassisteerde beademing. Een PVBC van bijna 0 wil zeggen dat de machine alle inspiratoire arbeid levert, terwijl bij een PVBC van bijvoorbeeld 0.8, de patiënt 80% van de totale ademarbeid levert en de machine slechts 20%.

Doel
Het doel van deze studie is PVBC te valideren door te vergelijken met ademarbeid gemeten met oesophagusballon.

Methode
Studie is uitgevoerd in een diermodel voor ARDS. Konijnen werden beademd in NAVA modus. NAVA is een geassisteerde vorm van beademing, waarbij de beademingsmachine getriggerd wordt door toename van de elektrische activiteit van het diafragma tijdens de inspiratie. Daarnaast is (in tegenstelling tot pressure support) de mate van ondersteuning afhankelijk van de effort van de patiënt (proportionele ondersteuning).
Tijdens beademing van deze dieren werd er een variërende inspiratoire weerstand opgelegd om hoge ademarbeid te simuleren. Onder diverse omstandigheden werd de PVBC vergeleken met ademarbeid zoals gemeten met oesophagus ballon.

Belangrijkste bevindingen
De elektrische activiteit van het diafragma is een belangrijk onderdeel van de PVBC. Uit onderstaande figuur blijkt dat veranderingen in elektrische activiteit van het diafragma heel goed correleren met veranderingen in oesophagusdruk (R2 0.96).

Figuur 1

Pasted Graphic 4

Figuur 2 is complex. Op de X-as staat een index. De noemer is het verschil in transpulmonale druk tussen het einde van de inspiratie en het einde van de expiratie. Dat reflecteert de totale druk (machine + ademspieren) die gegenereerd is om het teugvolume er in te krijgen. De teller is het verschil in oesophagusdruk tussen het einde van de inspiratie en einde van de expiratie en dat is de druk die door de patiënt zelf (lees ademspieren) gegenereerd wordt. Dus als deze ratio nul is, verricht de machine alle arbeid en als die bijvoorbeeld 0.8 is dan verricht de patiënt 80% van de arbeid. Op de Y-as staat de PVBC. (Als je het tot in detail wilt begrijpen, trek er even de tijd voor uit en lees het originele artikel…). De linker figuur laat zien dat er een curve-lineaire relatie bestaat tussen PVBC en de ‘gouden standaard’ (R2 0.95). Als PVBC gekwadrateerd wordt, is er een bijna lineaire relatie (R2 0.97; rechter figuur).

Figuur 2

Pasted Graphic 5


Interpretatie
Deze vrij complexe studie laat zien dat elektrische activiteit van het diafragma gebruikt kan worden om te bepalen welk percentage van de totale ademarbeid door de patiënt geleverd wordt tijdens geassisteerde beademing. Dit is potentieel een belangrijke bevinding. Te hoog nivo van ondersteuning komt vaak tijdens geassisteerde beademing. Het meten van ademarbeid met oesophagusballon is vrij complex en daarmee niet toepasbaar op de meeste intensive care afdelingen. Het meten van PVBC is eenvoudig en kan in minder dan een minuut gedaan worden.
Helaas heeft de PVBC ook twee belangrijke beperkingen. Ten eerste moet je diafragma EMG kunnen meten tijdens beademing. Op dit moment kan dit alleen routinematig met de Servo-i of U (Maquet Critical Care, Solna Zweden). Hierbij is een NAVA katheter vereist. Ten tweede is deze index alleen toepasbaar als patiënt beademd wordt in de NAVA modus, omdat ondersteuning proportioneel moet zijn aan effort van de patiënt. De PVBC mag dus niet gebruikt worden tijdens pressure support beademing.
Op dit moment is juist een studie afgerond die als doel heeft het valideren van de PVBC bij patiënten. Publicatie wordt in 2015 verwacht.

Conclusie
Deze studie valideert de PVBC als maat voor ademarbeid tijdens geassisteerde beademing. Het kunnen bepalen hoeveel ademarbeid tijdens geassisteerde beademing is waarschijnlijk klinisch relevant. We kunnen hiermee te hoog nivo van ondersteuning voorkomen. Daarnaast zou de PVBC gebruikt kunnen worden om moment van extubatie te bepalen. Als blijkt dat patiënt bijvoorbeeld 80% van de ademarbeid zelf levert en de machine nog maar 20%, is moment van extubatie waarschijnlijk nabij.

Wean earlier and automatically with new technology (the wean study)

Ontwennen van de beademing is het proces waarbij de patiënt geleidelijk steeds meer ademarbeid zelf gaat leveren. In de klinische praktijk worden verschillende methodes gebruikt om een patiënt te ontwennen van beademing, waaronder geleidelijke afname in nivo van pressure support, of periodes van spontaan ademen afgewisseld met gecontroleerde beademing. Er is geen bewijs dat een methode superieur is. Overigens is wel aangetoond dat gebruik maken van een protocol om te ontwennen van de beademing leidt tot beter uitkomsten. Echter niet altijd houden professionals zich aan een protocol om uiteenlopende redenen. Een relevante vraag is dus of het automatiseren van een protocol voor ontwennen van de beademing leidt tot betere uitkomsten voor de patiënt.

In deze blog wordt een artikel besproken waarin geautomatiseerd ontwennen is vergeleken met geprotocolleerd ontwennen.

Read More...

Natriuretic peptide-driven fluid management during ventilator weaning

Nadat de oorzaak voor het starten van kunstmatige beademing behandeld is, moet beademing zo snel mogelijk gediscontinueerd worden om complicaties gerelateerd aan beademing te voorkomen. Veel patiënten op de intensive care hebben een sterk positieve vochtbalans, wat zich kan uiten in pleuravocht en (long)oedeem, resulterend in verslechterde ademmechnica waardoor toename van de ademarbeid. Een terughoudend vloeistof beleid leidt tot afname in beademingsduur bij patiënten met ARDS. Brain natriueritc peptide (BNP) is een hormoon dat vrijkomt uit ventriculaire myocyten tijdens verhoogde wandspanning. In eerdere studies werd de waarde van BNP aangetoond als diagnosticum voor linkerventrikel falen tijdens een trial spontaan ademen.

In deze blog wordt een artikel besproken waarin de rol van BNP bij het bepalen van vochtbeleid bij patiënten die ontwennen van de beademing wordt onderzocht.

Read More...

Monitoring the respiratory muscles in the critically Ill

Kunstmatige beademing is een levensreddende behandeling voor patiënten met acuut respiratoir falen, echter het is goed te realiseren dat beademing geassocieerd is met een aantal nadelige effecten waaronder longschade, verandering van de hemodynamiek en delirium. Recente dierexperimentele en humane studies hebben aangetoond dat beademing negatieve effecten heeft op ademspierfunctie. Deze effecten zijn klinisch relevant omdat ademspierdisfunctie geassocieerd is met onder andere langdurige ontwenning van de beademing. Op de intensive care worden de vitale functies van patiënten vrijwel continue gemonitored. De meeste patiënten hebben een intra-arteriele lijn voor bloeddruk meting, zijn continue verbonden met hartritme en zuurstofsaturatie bewaking en door middel van laboratoriumonderzoek wordt ook functie van nier, lever, pancreas en andere organen zeer frequent beoordeeld. Gezien de effect van kunstmatige beademing op ademspierfunctie is het opmerkelijk dat er nauwelijks monitoring van ademspierfunctie bij patiënten op de intensief care plaats vindt.

In deze blog wordt een artikel van onze groep samengevat waarin de argumenten en methodes voor het monitoren van ademspierfunctie worden besproken.

Read More...