THÔNG KHÍ CƠ HỌC TRONG QUÁ TRÌNH OXY HOÁ MÀNG NGOÀI CƠ THỂ Ở BỆNH NHÂN SUY HÔ HẤP CẤP TÍNH

Zhongheng Zhang,¹ Wan-Jie Gu,² Kun Chen,³ and Hongying Ni³

TÓM TẮT

Thông thường, một số lượng đáng kể các bệnh nhân suy hô hấp cấp cần thông khí cơ học (MV) để ngăn ngừa thiếu oxy máu và tăng CO₂ máu. Tuy nhiên, thở máy có thể gây tổn thương phổi, đẩy nhanh sự tiến triển của bệnh. Oxy hóa màng ngoài cơ thể (ECMO) cung cấp một giải pháp thay thế cứu hộ cho các bệnh nhân bị suy hô hấp nặng mà thông khí cơ học thông thường không duy trì được sự trao đổi khí đầy đủ. Sinh lý học đằng sau ECMO và sự tương tác của nó với MV đã được xem xét. Tiếp theo, chúng tôi thảo luận về thời gian bắt đầu ECMO dựa trên những rủi ro và lợi ích của ECMO. Trong quá trình chạy ECMO, chiến lược thông khí bảo vệ có thể được sử dụng mà không phải lo lắng về tình trạng thiếu oxy máu trầm trọng và ứ carbon dioxide. Có rất nhiều bằng chứng cho thấy rằng thông khí bảo vệ có thể tích khí lưu thông thấp, áp lực dương cuối kỳ thở ra cao, và tư thế nằm sấp có thể mang lại lợi ích cho kết cục tử vong. Gần đây hơn, ngày càng phổ biến về việc sử dụng hô hấp tự nhiên và cho các bệnh nhân đang trải qua ECMO được thức tỉnh, được cho là có lợi trong việc phục hồi chức năng.

GIỚI THIỆU

Oxy hóa màng ngoài cơ thể (ECMO) là một kỹ thuật quan trọng để điều trị suy hô hấp nghiêm trọng, tạo cơ hội phục hồi phổi hoặc cấy ghép [1, 2]. Hill và các đồng nghiệp đã mô tả lần đầu tiên ECMO hỗ trợ cho các trường hợp suy hô hấp nặng cách đây bốn thập kỷ [3]. Kể từ đó, một số lượng lớn các nghiên cứu quan sát và các thử nghiệm ngẫu nhiên được thực hiện [4, 5]. Trong thực tiễn chung, ECMO được chỉ định khi thông khí cơ học thông thường không cải thiện được oxy hóa động mạch và/hoặc loại bỏ carbon dioxide [6]. Một dấu hiệu khác là suy tuần hoàn và/hoặc suy tim. Tuy nhiên, ECMO chưa được thiết lập (ví dụ như trong khuôn khổ y học bằng chứng) về hiệu quả của nó trong điều trị suy hô hấp nghiêm trọng, đặc biệt trong một số trường hợp đặc biệt như bệnh nhân suy giảm miễn dịch [7]. Mặc dù ECMO không chắc chắn hiệu quả hơn so với thông khí cơ học đối với kết cục tử vong, ECMO vẫn còn được sử dụng rộng rãi cho những bệnh nhân bị suy hô hấp.

Hình 1: Xử trí hội chứng nguy kịch hô hấp cấp tính nghiêm trọng ở người lớn. Lưu ý rằng oxy hóa màng ngoài cơ thể được cung cấp sau khi thất bại với thông khí thông thường. Bước 1 là việc sử dụng MV thông thường cho bệnh nhân ARDS. Thông thường sử dụng thông khí bảo vệ. Nếu bệnh nhân đáp ứng kém với thiết lập MV ban đầu, chiến lược sẽ bắt đầu VV-ECMO với mục tiêu điều trị để duy trì SaO₂ và pH huyết thanh. Ngưng ECMO được xem xét khi lưu lượng máu và lưu lượng khí giảm lần lượt là 2 L/phút và 21%. Hình này được trích từ Reference [9]. MV: thông khí cơ học; VV-ECMO: oxy hóa màng tế bào tĩnh mạch – tĩnh mạch; MAP: Áp lực đường thở trung bình; PEEP: áp lực dương cuối kỳ thở ra; RR: tần số hô hấp.

Vì ECMO rất khó khăn về mặt kỹ thuật, và có những biến chứng nặng nề, nó không được coi là phương pháp điều trị đầu tiên cho bệnh nhân suy hô hấp [8]. Một phác đồ điều trị điển hình của hội chứng suy hô hấp cấp tính nghiêm trọng (ARDS) được biểu diễn trong Hình 1 [9]. Phương pháp điều trị đầu tiên (bước 1) đối với ARDS nặng là thông khí cơ học với nhiều phương thức [10-13]. Thông thường sử dụng thông khí bảo vệ. Nếu bệnh nhân đáp ứng kém với thiết lập MV ban đầu, chiến lược sẽ bắt đầu VV-ECMO với mục tiêu điều trị để duy trì SaO2 và pH huyết thanh. Ngưng ECMO được xem xét khi lượng máu và lưu lượng khí giảm xuống còn 2 L/phút và 21% [9]. Trong khi chạy ECMO, thông khí cơ học vẫn đang được sử dụng. Do đó, hỗ trợ hô hấp của những bệnh nhân này bao gồm phổi tự nhiên và phổi nhân tạo. Cài đặt thông khí cơ học ở bệnh nhân đang ECMO là một lĩnh vực hoạt động nghiên cứu. Có tranh cãi về mức độ tối ưu của hỗ trợ thông khí cơ học. Trong khi thông khí siêu an toàn cung cấp đủ để cho phổi nghỉ ngơi, thì việc huy động phổi có thể làm tăng khả năng hồi phục phổi [14]. Trong bài tổng quan này chúng tôi tóm tắt bằng chứng hiện tại về thông khí cơ học trong ECMO.

SINH LÝ HỌC ECMO

Vì đánh giá này tập trung chủ yếu vào thở máy trong ECMO, trước tiên chúng ta cần phải hiểu một số thay đổi về sinh lý trong ECMO. Oxy hóa màng ngoài cơ thể TM-TM (VV-ECMO) thường được sử dụng để điều trị bệnh nhân suy hô hấp và ổn định huyết động. Máu tĩnh mạch có độ bão hòa oxy thấp (SvO₂) thường được rút ra từ TM chủ trên, TM chủ dưới, và/hoặc tĩnh mạch lớn như tĩnh mạch đùi hoặc tĩnh mạch dưới đòn. Nó đi qua màng oxy hóa – oxygenator [15] và sau đó quay trở lại bệnh nhân trong hoặc gần tâm nhĩ phải [16]. Máu trở lại với hàm lượng oxy cao được trộn lẫn với máu tĩnh mạch hệ thống và đi vào tim phải. Các máu tĩnh mạch hỗn hợp được oxy hóa thêm trong phổi tự nhiên. Tuy nhiên, do thiết lập thông khí cơ học thấp, việc oxy hóa đó luôn luôn không đáng kể. Thông khí cơ học trong vấn đề này để giữ cho phổi mở hơn là để cung cấp oxy [16]. Tuy nhiên, chức năng phổi tự nhiên không phải lúc nào cũng không đáng kể; điều này có thể xảy ra đối với việc loại bỏ CO₂ ở phổi tự nhiên. Trung khu hô hấp không thể được kiểm soát hoàn toàn bằng cách loại bỏ CO₂ ngoài cơ thể, đặc biệt là ở những bệnh nhân thiếu oxy máu cấp tính.

Vì ECMO có thể cung cấp oxy và loại bỏ khí cácbon điôxit, nên có thể kiểm soát được trung tâm kiểm soát hô hấp và nỗ lực gắng sức trigger của bệnh nhân. Một vài nghiên cứu trên động vật cho thấy ECMO đã loại bỏ carbon dioxide có thể gây ngưng thở [17, 18]. Trong nghiên cứu ở con người, khi lưu lượng khí (ví dụ, kiểm soát CO₂) giảm từ 100% xuống 0%, áp lực tạo ra trong 100 ms đầu tiên của thì hít vào đối với thủ thuật bịt đường hô hấp tăng từ 0.9 ± 0.5 đến 2.8 ± 2.7 cmH₂O (p < 0.001); áp lực cơ hít vào tối đa tăng từ 4.5 ± 3.1 đến 8.5 ± 6.3 cmH₂O. Các tác giả kết luận rằng việc loại bỏ carbon dioxide có tác động đáng kể đến nỗ lực hít thở tự nhiên [19].

Một tính năng quan trọng của VV-ECMO là tác động huyết động nhẹ lên tuần hoàn. Điều này đặc biệt quan trọng đối với những bệnh nhân huyết động không ổn định với suy hô hấp cấp (ARF).

Trong mô hình động vật, Shen và các đồng nghiệp đã phát hiện ra rằng mặc dù có sự thay đổi nhẹ về siêu cấu trúc và chức năng của tế bào cơ tim và ty thể, nhưng huyết động học toàn phần vẫn ổn định [20]. Ngoài ra, có bằng chứng cho thấy việc cài đặt VV-ECMO làm giảm nhịp tim, nhưng áp lực động mạch trung bình không bị ảnh hưởng đáng kể [21]. Với các tính năng huyết động thuận lợi của VV-ECMO, nó có thể được sử dụng cho bệnh nhân có bệnh nhân huyết động không ổn định. Tuy nhiên, nếu một bệnh nhân cho thấy ARF kết hợp với sốc kháng trị, ECMO của TM-ĐM (VA-ECMO) nên được khuyến cáo sử dụng.