Chụp CL trở kháng điện để chuẩn độ AL dương cuối thì thở ra trong HC nguy kịch hô hấp cấp tính

Chụp cắt lớp trở kháng điện để chuẩn độ áp lực dương cuối thì thở ra trong Hội chứng nguy kịch hô hấp cấp tính liên quan đến COVID-19

Philip van der Zee, Peter Somhorst, Henrik Endeman, Diederik Gommers.

American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine Volume 202 Number 2 | August 15 2020

Dịch bài: BS. Đặng Thanh Tuấn – BV Nhi Đồng 1

Bệnh vi-rút corona (COVID-19) lây lan nhanh chóng và đã gây ra gánh nặng nghiêm trọng cho các bệnh viện và ICU trên toàn thế giới. Các báo cáo ban đầu mô tả sự tiến triển thành hội chứng nguy kịch hô hấp cấp tính (ARDS) trong 29% trường hợp (1).

Không biết làm thế nào để chuẩn độ áp lực dương cuối thì thở ra (PEEP) ở bệnh nhân mắc ARDS. Khả năng sống sót của bệnh nhân được cải thiện nếu PEEP cao hơn huy động thành công mô phổi xẹp phổi (2). Tuy nhiên, PEEP quá mức gây ra sự căng quá mức của phế nang, dẫn đến giảm khả năng sống sót của bệnh nhân (3). Do đó, PEEP nên được cá nhân hóa để tối đa hóa việc huy động phế nang và giảm thiểu mức độ căng quá mức của phế nang. Chụp cắt lớp trở kháng điện (EIT) cung cấp phương pháp tiếp cận đầu giường đáng tin cậy để phát hiện cả phế nang căng quá mức và xẹp phế nang (4).

Chúng tôi mô tả một loạt trường hợp bệnh nhân mắc COVID-19 và ARDS từ trung bình đến nặng trong đó EIT được áp dụng để cá nhân hóa PEEP dựa trên mức độ căng quá mức và xẹp phế nang tương đối thấp nhất. Sau đó, chúng tôi so sánh mức PEEP này với mức PEEP có thể đã được đặt theo bảng PEEP–FiO₂ thấp hơn hoặc cao hơn từ thử nghiệm ALVEOLI (5). Những kinh nghiệm ban đầu này có thể giúp các bác sĩ lâm sàng chuẩn độ PEEP ở bệnh nhân mắc COVID-19 và ARDS.

Phương pháp

Thiết kế nghiên cứu và tiêu chí thu nhận

Chúng tôi đã tiến hành loạt trường hợp này từ ngày 1 tháng 3 năm 2020 đến ngày 31 tháng 3 năm 2020, tại ICU cấp ba của chúng tôi (Trung tâm y tế Erasmus, Rotterdam, Hà Lan). Tất cả các bệnh nhân thở máy liên tiếp được đưa vào ICU với COVID-19 và ARDS từ trung bình đến nặng (theo định nghĩa của Berlin về ARDS) đều được đưa vào nghiên cứu này. COVID-19 được định nghĩa là kết quả dương tính trên PCR mẫu đờm, tăm bông ngoáy mũi hoặc ngoáy họng. Ủy ban đạo đức y tế địa phương đã phê duyệt nghiên cứu này. Nhận được sự đồng ý từ tất cả các đại diện hợp pháp của bệnh nhân.

Giao thức nghiên cứu

Một thử nghiệm PEEP đã được thực hiện hàng ngày ở tất cả các bệnh nhân theo phác đồ thở máy tại địa phương của chúng tôi. Bệnh nhân được an thần hoàn toàn bằng truyền tĩnh mạch liên tục propofol, midazolam và thuốc gây nghiện. Những nỗ lực thở tự nhiên kéo dài đã bị ngăn chặn khi tăng liều thuốc an thần hoặc phong tỏa thần kinh cơ. Huyết áp động mạch được đo liên tục. Noradrenalin đã được chuẩn độ để duy trì huyết áp động mạch trung bình trên 65 mm Hg khi bắt đầu thử nghiệm PEEP.

Tất cả bệnh nhân được thở máy ở chế độ kiểm soát áp lực. FiO₂ được chuẩn độ để đạt được độ bão hòa oxy ngoại vi từ 92% đến 95%. Các thông số thông khí cơ học khác (ví dụ: PEEP, áp lực đẩy, nhịp thở và tỷ lệ hít vào/thở ra) không thay đổi. Áp lực đường thở cao nguyên và tổng PEEP được đo trong trạng thái lưu lượng bằng 0 với quy trình giữ thì hít vào và thở ra tương ứng. Áp lực xuyên phổi tuyệt đối được đo bằng ống thông bóng thực quản (CooperSurgical hoặc NutriVent). Vị trí và tình trạng bơm phồng bóng đã được thử nghiệm với ép ngực trong quá trình giữ thở ra.

Chúng tôi đã theo dõi sự phân bố thông khí ở đầu giường với EIT (Pulmovista 500; Dräger hoặc Enlight 1800; Timpel). Một đai EIT được đặt quanh ngực của bệnh nhân trong mặt phẳng ngang tương ứng với khoang cạnh xương ức thứ tư đến thứ năm. Thắt lưng được đặt hàng ngày (Pulmovista) hoặc 3 ngày một lần (Enlight), theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Dữ liệu EIT được hiển thị trên màn hình trong toàn bộ giao thức nghiên cứu mà không cần định vị lại vành đai EIT.

Sau đó, chúng tôi đã thực hiện thử nghiệm PEEP giảm dần. PEEP được tăng từng bước cho đến khi PEEP cao hơn 10 cm H₂O so với PEEP cơ bản với PEEP tối thiểu là 24 cm H₂O (PEEPcao), tương ứng với PEEP tối đa được đề xuất bởi bảng PEEP–FiO₂. Thử nghiệm PEEP được giới hạn ở mức PEEP thấp hơn trong trường hợp hạ huyết áp (huyết áp động mạch trung bình < 60 mm Hg) hoặc giảm độ bão hòa (độ bão hòa oxy ngoại vi < 88%). PEEP_high được duy trì trong ít nhất 1 phút. Từ PEEP_high, PEEP được giảm theo các bước 2 cm H₂O trong 30 giây cho đến khi EIT cho thấy sự xẹp phổi rõ ràng. PEEP đã được giảm thêm 2 cm H₂O để xác nhận sự xẹp phổi tăng thêm. Các thiết bị EIT cung cấp tỷ lệ phần trăm phế nang tương đối căng quá mức và xẹp ở mỗi bước PEEP. Cuối cùng, tổng PEEP được thiết lập (PEEP_set) ở mức PEEP phía trên giao điểm của các đường cong biểu thị sự căng quá mức và xẹp tương đối của phế nang (Hình 1) (6).

Các đặc điểm cơ bản và phân tích trong phòng thí nghiệm được lấy từ hệ thống thông tin bệnh nhân. ARDS lan tỏa hoặc khu trú được thiết lập bằng chụp X-quang ngực hoặc chụp cắt lớp vi tính phổi (CT), tương tự như nghiên cứu LIVE (Hình ảnh phổi cho cài đặt thông khí trong ARDS) (7).

Phân tích thống kê

Dữ liệu được trình bày dưới dạng trung vị và phạm vi liên vùng (IQR). Chỉ PEEP_set, như được xác định bởi thử nghiệm PEEP đầu tiên, của mỗi bệnh nhân được sử dụng để phân tích. Khoảng cách tuyệt đối tính bằng cm H₂O giữa PEEP_set và mức PEEP gần nhất có thể đã được đặt dựa trên bảng PEEP–FiO₂ thấp hơn hoặc bảng PEEP–FiO₂ cao hơn từ thử nghiệm ALVEOLI đã được tính toán (5). Thử nghiệm Wilcoxon signed-rank test được sử dụng để kiểm tra sự khác biệt giữa PEEP_set và khoảng cách tuyệt đối đến bảng PEEP–FiO₂ và để kiểm tra sự khác biệt về PEEP_set giữa thử nghiệm PEEP đầu tiên và cuối cùng (cho đến Ngày thứ 7). Các mối tương quan được đánh giá bằng hệ số tương quan xếp hạng của Spearman (ρ).

Hình 1.

Tổng áp lực dương cuối thì thở ra (PEEP) cài đặt dựa trên chụp cắt lớp trở kháng điện. (A) Phân phối thông khí ở bốn mức PEEP. Hàng trên cùng hiển thị sự phân bố thông khí có màu xanh lam, trong khi hàng dưới cùng hiển thị sự căng quá mức của phế nang tương đối có màu cam và xẹp phế nang tương đối có màu trắng. Tỷ lệ phần trăm của sự căng quá mức và xẹp phế nang tương đối cũng được trình bày. Ở tổng PEEP là 29 cm H₂O, vùng lưng của phổi chủ yếu được thông khí, trong khi vùng bụng không được thông khí do căng quá mức. Ở tổng PEEP là 9 cm H₂O, phần bụng chủ yếu được thông khí (phổi phải thông khí nhiều hơn phổi trái) và phần lưng không được thông khí do xẹp phế nang. Ở tổng PEEP trong khoảng từ 15 đến 21 cm H₂O, thông khí chủ yếu được phân phối đến trung tâm. (B) Phế nang tương đối căng quá mức, xẹp và giãn nở động. Sự căng và xẹp phế nang tương đối cũng như độ giãn nở động của hệ hô hấp được thể hiện trong quá trình thử nghiệm PEEP giảm dần. Ở PEEP 29 cm H₂O, có sự căng quá mức tương đối của phế nang nhưng không bị xẹp tương đối, trong khi ở mức PEEP 9 cm H₂O, có sự xẹp tương đối của phế nang nhưng không bị căng quá mức. Tổng PEEP được đặt ở mức PEEP trên giao điểm của các đường cong biểu thị sự căng quá mức và xẹp tương đối của phế nang, trong trường hợp này là 21 cm H₂O (6). Hình ảnh: Pulmovista 500, Dräger.

Bảng 1. Đặc điểm bệnh nhân

*Thấp nhất trong vòng 24 giờ sau khi nhập ICU tại trung tâm của chúng tôi.

†Mức PEEP cơ sở tại thời điểm đo tỷ lệ PaO₂/FiO₂; PEEP cơ bản được thiết lập theo quyết định của bác sĩ lâm sàng.

‡Số ngày dùng MV vào ngày dùng thử PEEP đầu tiên.

§Đã nhận được ít nhất một phiên tư thế nằm sấp.

‖Giá trị đo cao nhất (cm H₂O) trong 7 ngày đầu nhập viện; DP được tính là sự khác biệt giữa áp lực cao nguyên và tổng PEEP.

¶Giá trị cuối thở ra đo được thấp nhất và giá trị cuối thở vào đo được cao nhất (tính bằng cm H₂O) trong 7 ngày đầu nhập viện; áp lực xuyên phổi tuyệt đối được tính bằng hiệu số giữa áp lực đường thở và áp lực thực quản. Lưu ý: các giá trị thở ra và hít vào không nhất thiết phải được đo cùng lúc và không phản ánh áp lực đẩy xuyên phổi.

**Nồng độ đo được cao nhất trong 3 ngày đầu nhập viện.

††Không khả dụng do mất dữ liệu.

‡‡Không khả dụng do nỗ lực đặt ống thông bóng thực quản không thành công.

Định nghĩa các chữ viết tắt: APACHE = Đánh giá Sinh lý Cấp tính và Sức khỏe Mãn tính; ARDS = hội chứng nguy kịch hô hấp cấp tính; BMI = chỉ số khối cơ thể; CRP = protein phản ứng C; CW = thành ngực; DP = áp lực đẩy; Exp = thở ra; Insp = hít vào; MV = thông khí cơ học; N/A = không có sẵn; PEEP = áp lực dương cuối thì thở ra; P_L = áp lực xuyên phổi;  RS = hệ hô hấp.

Kết quả

Dân số nghiên cứu 

Chúng tôi bao gồm 15 bệnh nhân mắc ARDS liên quan đến COVID-19 (Bảng 1). Bệnh nhân có chỉ số khối cơ thể (BMI) là 30 kg/m2 (IQR, 27–34 cm H₂O). Tất cả các bệnh nhân đều có nồng độ protein phản ứng C cao và cần dùng thuốc vận mạch trong tuần đầu tiên sau khi nhập viện ICU. Ngoài ra, 14 (93%) bệnh nhân đã hoặc đang tiến triển thành ARDS lan tỏa khi chụp X-quang ngực hoặc chụp CT phổi.

PEEP_set trong ARDS liên quan đến COVID-19

Chúng tôi đã tiến hành tổng cộng 63 thử nghiệm PEEP, trong đó 52 thử nghiệm được thực hiện ở tư thế nằm ngửa. Số lượng thử nghiệm PEEP trung bình trên mỗi bệnh nhân là 3 (IQR, 2–4,5). PEEP_set dựa trên EIT là 21 cm H₂O (IQR, 16–22 cm H₂O). Áp lực đẩy dưới 13 cm H₂O ở tất cả các bệnh nhân (Bảng 1). Trong một thử nghiệm PEEP (1,6%), chúng tôi đã không đạt được PEEP cao hơn 10 cm H₂O so với PEEP ban đầu do huyết động không ổn định (huyết áp động mạch trung bình < 60 mm Hg). Không có tràn khí màng phổi đã được quan sát. Sau 28 ngày, 4 bệnh nhân tử vong (26,7%), 3 bệnh nhân cai thở máy (20,0%) và 8 bệnh nhân ra khỏi ICU (53,3%).

PEEP đặt cao hơn 2 cm H₂O (IQR, 0–5 cm H2O) so với PEEP do bảng PEEP–FiO₂ cao hơn đặt và cao hơn 10 cm H₂O (IQR, 7–14 cm H₂O) so với PEEP do bảng PEEP–FiO₂ thấp hơn ( P = 0,01 đối với chênh lệch tuyệt đối) (Hình 2A). Không có mối tương quan giữa PEEP_set và FiO₂ (ρ = 0,11; P = 0,69). Tuy nhiên, chúng tôi đã tìm thấy mối tương quan đáng kể giữa PEEP_set và BMI (ρ = 0,76; P = 0,001) (Hình 2B). PEEP_set không thay đổi đáng kể theo thời gian (Hình 2C).

Hình 2.

(A) Tổng áp lực dương cuối thì thở ra đã cài đặt (PEEP_set) so với các bảng PEEP–FiO₂ cao hơn và thấp hơn. Các đường liền nét và nét đứt thể hiện sự kết hợp PEEP–FiO₂ sẽ được sử dụng theo các bảng PEEP–FiO₂ thấp hơn và cao hơn từ thử nghiệm ALVEOLI. Mỗi điểm đánh dấu đại diện cho PEEP_set ở mức độ căng quá mức và xẹp phế nang tương đối thấp nhất khi được đo bằng chụp cắt lớp trở kháng điện. Chỉ thử nghiệm PEEP đầu tiên của mỗi bệnh nhân được trình bày. Các dấu thập cho biết các đối tượng đã chết trong vòng 28 ngày sau khi nhập viện ICU. Không có mối tương quan giữa PEEP_set và FiO₂ (ρ = 0,11; P = 0,69). (B) PEEP_set so với chỉ số khối cơ thể (BMI). Mối tương quan giữa BMI và PEEP_set sau thử nghiệm PEEP đầu tiên cho mỗi bệnh nhân được hiển thị. Hệ số tương quan xếp hạng của Spearman ρ = 0,76 với P = 0,001. Các điểm đánh dấu tương tự trong Hình 2A và 2B đại diện cho cùng một bệnh nhân. (C) Thay đổi PEEP so với thử nghiệm PEEP đầu tiên. Sự thay đổi trong PEEP_set so với thử nghiệm PEEP đầu tiên được thể hiện bằng đường trung bình (đường màu cam), phạm vi liên vùng (hộp) và giá trị tối thiểu và tối đa (râu). PEEP_set không thay đổi đáng kể theo thời gian. Con số giữa các dấu ngoặc đơn thể hiện số lượng bệnh nhân được đo vào ngày hôm đó.

Thảo luận

Ở 15 bệnh nhân mắc ARDS liên quan đến COVID19, PEEP được cá nhân hóa ở mức độ căng quá mức và xẹp phế nang tương đối thấp nhất, như được đo bằng EIT, dẫn đến PEEP cao. Các mức PEEP này không dẫn đến áp lực đẩy hoặc áp lực xuyên phổi cao. Ngoài ra, các thử nghiệm PEEP không dẫn đến tình trạng mất ổn định huyết động hoặc tràn khí màng phổi. PEEP_set tương ứng tốt hơn với bảng PEEP–FiO₂ cao hơn so với bảng PEEP–FiO₂ thấp hơn và tương quan thuận với BMI.

Trong ARDS liên quan đến COVID-19, cả kiểu hình khả năng huy động phổi thấp (loại L) và kiểu hình khả năng huy động phổi cao (loại H) đã được mô tả dựa trên độ giãn nở của phổi và lượng mô phổi không được sục khí trên ảnh chụp CT phổi (8). Đặc biệt ở những bệnh nhân có loại L, PEEP thấp được khuyên dùng vì PEEP cao hơn sẽ chỉ dẫn đến căng quá mức phế nang mà không có lợi cho việc huy động phế nang. Ở 12 bệnh nhân mắc ARDS liên quan đến COVID-19, Pan và đồng nghiệp (9) đã sử dụng tỷ lệ huy động phổi trên bơm phồng và thấy rằng khả năng huy động phổi cũng thấp. Tuy nhiên, trong 15 bệnh nhân đầu tiên của chúng tôi mắc ARDS liên quan đến COVID-19, PEEP được cá nhân hóa ở mức độ căng quá mức và xẹp phế nang tương đối thấp nhất, như được đo bằng EIT, dẫn đến PEEP cao. Có lẽ chúng tôi chỉ bao gồm những bệnh nhân có loại H, nhưng nhiều khả năng cả hai kiểu hình đều là những thái cực của sự liên tục về khả năng huy động. Tính liên tục của khả năng huy động đại diện cho lượng mô phổi không được cung cấp khí do phù nề. Gattinoni và các đồng nghiệp (8) đã mô tả rằng một bệnh nhân mắc ARDS liên quan đến COVID-19 có thể tiến triển từ loại L sang loại H khi lượng mô phổi không được thông khí tăng lên. Nếu những kết quả này có thể được khái quát hóa, hầu hết bệnh nhân mắc COVID-19 sẽ có thể được huy động ở một mức độ nào đó. Những thay đổi tiềm năng về khả năng huy động theo thời gian làm cho phương pháp chuẩn độ PEEP được cá nhân hóa trở nên rất thú vị, mặc dù chúng tôi không quan sát thấy sự thay đổi đáng kể trong PEEP_set theo thời gian.

Ngoài ra, một phân tích thứ cấp của thử nghiệm ALVEOLI cho thấy rằng PEEP cao hơn đã cải thiện khả năng sống sót ở những bệnh nhân có kiểu hình ARDS tăng viêm (10). Kiểu hình tăng viêm có thể được dự đoán chính xác bằng cách sử dụng IL-6, thụ thể yếu tố hoại tử khối u và thuốc vận mạch. Với nồng độ protein phản ứng C rất cao và việc sử dụng thuốc vận mạch ở tất cả các bệnh nhân của chúng tôi, chúng tôi giả định rằng phần lớn bệnh nhân trong nghiên cứu của chúng tôi ở trong tình trạng viêm quá mức.

Thử nghiệm LIVE dự đoán đáp ứng PEEP dựa trên hình thái phổi và phát hiện ra rằng những bệnh nhân mắc ARDS khu trú được hưởng lợi từ PEEP thấp hơn và những bệnh nhân mắc ARDS lan tỏa được hưởng lợi từ PEEP cao hơn (7). Trong nghiên cứu của chúng tôi, phần lớn bệnh nhân đã hoặc đang tiến triển thành ARDS lan tỏa, dựa trên X-quang ngực hoặc CT scan phổi. Do đó, những bệnh nhân mắc COVID-19 này có khả năng đáp ứng với PEEP cao hơn.

Chúng tôi nhận thấy rằng tính sẵn có của EIT bị hạn chế trong ICU trên toàn thế giới. Trong thực hành lâm sàng, bảng PEEP–FiO₂ thường được sử dụng vì đây là cách tiếp cận đơn giản để chuẩn độ PEEP. Nghiên cứu này cho thấy rằng PEEP đặt ở mức căng quá mức và xẹp phế nang tương đối thấp nhất, như được đo bằng EIT, tương ứng tốt hơn với bảng PEEP–FiO₂ cao hơn ở 15 bệnh nhân mắc ARDS liên quan đến COVID19. Tuy nhiên, những bệnh nhân trong nghiên cứu của chúng tôi có chỉ số BMI cao, dẫn đến áp lực xuyên phổi thấp hơn và tăng nhu cầu PEEP. PEEP cao hơn nên được sử dụng thận trọng ở những bệnh nhân mắc ARDS khu trú hoặc BMI thấp. Ngoài ra, đáp ứng với PEEP cao hơn phải luôn được theo dõi về mặt áp lực đẩy (2) hoặc oxy hóa (11).