Vai trò của PEEP và thủ thuật huy động trong ARDS

• Tác giả:SINEAD EGAN AND GERARD P.CURLEY
• Chuyên ngành:HỒI SỨC CẤP CỨU
• Nhà xuất bản:BS. ĐẶNG THANH TUẤN – BV NHI ĐỒNG 1( DỊCH)
• Năm xuất bản:2020

GIỚI THIỆU

Áp lực dương cuối thì thở ra (PEEP) đã được sử dụng trong quản lý bệnh nhân mắc hội chứng suy hô hấp cấp tính (ARDS) kể từ mô tả ban đầu về ARDS của Ashbaugh và các đồng nghiệp vào năm 1967.¹ Điều chỉnh mức độ PEEP giúp cải thiện trao đổi khí bằng cách ngăn chặn  sự mất huy động phế nang và giảm shunt trong phổi.² PEEP cũng giảm nhẹ  tổn thương phổi gây ra do máy thở (VILI, ventilator-induced lung injury), bằng cách giảm atelectrauma, và hình thành phù phổi.^3-5 Vì vậy, PEEP không chỉ là phương tiện để cải thiện oxygen hóa mà còn là công cụ để bảo vệ phổi.

PEEP, tuy nhiên, làm tăng áp lực đường thở trung bình, dẫn đến tình trạng quá căng (overdistension) các đơn vị phổi ít bị bệnh và tăng khoảng chết phế nang. PEEP cũng làm tăng sức cản mạch máu phổi, giảm làm đầy tâm nhĩ phải và thể tích nhát bóp thất phải, dẫn đến hạ huyết áp.^6,7 Hơn nữa, PEEP quá mức có thể làm chấn thương phổi và làm xấu đi  tình  trạng oxygen hóa bằng cách chèn ép các đơn vị phổi đã được huy động.

Thủ thuật huy động ( RM, recruitment maneuvers) phổi được sử dụng để mở lại  các  đơn vị phổi bị sụp đổ để làm cho chúng sẵn sàng trao đổi khí. Về lý thuyết, điều này sẽ cải thiện oxygen hóa và giảm áp lực đẩy. Ngược lại, khi áp dụng không đúng cách, các RM có thể làm chấn thương phổi do volutrauma và barotrauma, và gây mất ổn định tim mạch.

Chương này tìm hiểu cơ sở lý thuyết và thực tiễn đằng sau việc sử dụng PEEP và thách thức tiếp tục để tìm ra PEEP lý tưởng cho từng bệnh nhân. Chúng tôi xem xét cách “tiếp cận phổi mở” đối với ARDS và giải quyết vai trò hiện tại của các RM trong thở máy.

TỔN THƯƠNG PHỔI GÂY RA DO MÁY THỞ

Thông khí cơ học làm chấn thương phổi bằng nhiều cơ chế khác nhau. Vào những năm 1970, Webb và Tierney³ đã chứng minh rằng phù phổi và ngập lụt phế nang phát triển trong vòng 13 – 35 phút ở những con chuột được thông khí với áp lực đường thở cao nhất 45 cm H2O. Quá trình này, một chấn thương kéo dài,  hiện được gọi là volutrauma. Điều quan trọng, Webb và Tierney cho thấy phù nề đã giảm khi áp dụng PEEP 10 cm H2O, ngay cả với áp lực hít vào tối đa 45 cm H2O.3 Do đó, PEEP có vẻ bảo vệ phổi. Các nghiên cứu sau đó đã chứng minh tổn thương biểu mô ít hơn ở phổi được thông khí với mức PEEP cao hơn so với áp lực cuối thì thở ra bằng không (ZEEP).⁸ PEEP đã ngăn chặn xẹp phổi theo chu kỳ, do đó giảm thiểu chấn thương do mở và đóng lặp đi lặp lại phế nang tận, một cơ chế chấn thương được gọi là atelectrauma.⁹

Phổi bị tổn thương đặc biệt nhạy cảm với volutrauma và atelectrauma vì số  lượng  phế nang được sục khí (aerated) và có thể huy động được giảm đi. ¹⁰ Trong phổi em bé, cả hai vùng phổi được sục khí đầy đủ và phổi không được sục khí, nhưng có thể huy động, đều có mặt, các đơn  vị hô hấp tồn tại gần nhau.¹¹ Phân bố thông khí thường ưu tiên cho các đơn vị ít bị thương hơn, cũng như hiện tượng không đồng nhất tại  các giao diện giữa các khu vực được sục khí và khu vực phổi xẹp, khiến các đơn vị này có nguy cơ bị tổn thương cao.¹²

Thông khí cơ học gây tổn thương cho phổi hiện đang được chấp nhận rộng rãi. ¹³ Các chiến lược thông khí làm giảm căng phổi sẽ cứu sống bệnh nhân.^14,15 Năm 2000, thử nghiệm  ARMA, một thử nghiệm ngẫu nhiên có kiểm soát (RCT), đã chứng minh giảm 9% tỷ lệ tử vong tuyệt đối bằng chiến lược thể tích khí lưu thông thấp (Vt) (6 mL/kg trọng lượng cơ thể dự đoán [PBW]) và giới hạn áp lực cao nguyên (30 cm H2O) so với cách tiếp cận kéo căng (high-stretch approach).¹⁴ Giảm đáng kể về mặt thống kê ngày suy cơ quan không phải phổi (15 so với 12) cũng đã được quan sát thấy. Ngoài ra, chiến lược này đã  dẫn đến mức độ interleukin huyết tương thấp hơn, IL-6 và IL-8 và thụ thể yếu tố hoại tử khối u 1 (TNFR1) trong 1-3 ngày đầu tiên, ¹⁶ cho thấy sự đóng góp của giảm biotrauma giảm tỷ lệ tử vong.

TIẾP CẬN THÔNG KHÍ PHỔI MỞ

PEEP ngăn chặn sự sụp đổ cuối thì thở ra của các đơn vị phổi không ổn định, và vì vậy giảm bớt tình trạng atelectrauma. Ngoài ra, PEEP có vẻ khôi phục sự khoang hóa phổi (pulmonary compartmentalization) của các cytokine  tiền viêm trong các nghiên cứu tiền lâm sàng.^17,18  Về  lý thuyết, một khi phổi đã được mở lại (nghĩa là các đơn vị phổi bị xẹp lại được bơm phồng lại hoặc được huy động bằng cách RM), sử dụng PEEP đầy đủ hoặc áp lực đường thở đủ để giữ phổi mở, khi được áp dụng, sẽ cải thiện oxygen hóa và giảm áp lực đẩy và áp lực  cao  nguyên. Ứng dụng của lý thuyết này được là thông khí phổi mở (OLV, open lung ventilation) hay cách tiếp cận phổi mở (OLA, open lung approach).  Điều này có thể bao gồm việc sử dụng  thời gian hít vào dài để tăng áp lực đường thở trung bình; thể tích khí lưu thông (VT) thường được giới hạn ở mức 6 mL/kg PBW.

Cơ sở khoa học của phương pháp này đã phát triển vào cuối những năm 1980 khi chụp cắt lớp vi tính (CT) cho thấy một số vùng phổi trong ARDS là bình thường, trong khi các khu vực khác bị sụp đổ một phần hoặc hoàn toàn và không thể tham gia trao đổi khí. ¹⁹ Tuy nhiên, một số khu vực bị xẹp hoặc không sục khí của phổi có thể được mở rộng lại bằng cách áp dụng một thời gian ngắn của áp lực xuyên phổi cao (RM), sau đó là áp dụng mức PEEP phù hợp để giữ cho vùng phổi mới được sục khí tiếp tục mở. ²⁰ Trong khi các RM có thể mở phổi, yếu tố chính cho  quá trình oxygen hóa được cải thiện bền vững sau đó là mức độ PEEP sau RM. Bởi vì PEEP là một cài  đặt của thì thở ra, nên mức độ của nó phải được điều chỉnh sau khi đã huy động phổi: nghĩa là xác định mức PEEP thấp nhất giúp giữ cho phổi được huy động tiếp tục mở.

BẢNG 8.1 Nghiên cứu chọn lọc trong ARDS

Cách tiếp cận OLV sẽ giúp giảm volutrauma, atelectrauma và biotrauma.^8,21 Tuy nhiên, các thử nghiệm lâm sàng, cho đến nay, đã không xác nhận hoặc không xác nhận tiện ích của nó. Trong phần tiếp theo, chúng tôi cẩn thận giải mã các thử nghiệm PEEP cao so với thấp và sau  đó giải quyết các RM.

THỬ NGHIỆM LÂM SÀNG CỦA CHIẾN LƯỢC PEEP

Mặc dù PEEP là một tiêu chuẩn chăm sóc để quản lý bệnh nhân bị suy hô hấp do thiếu oxy, nhưng vẫn có sự khác biệt về mức độ PEEP cần thiết, cách xác định và liệu mục tiêu của PEEP nên được cải thiện oxygen hóa hay cải thiện cơ học phổi.

Sau một nghiên cứu ban đầu về OLA của Amato và cs¹⁵ cho thấy chiến lược thể tích thấp cộng với PEEP tương đối cao, kết quả bệnh nhân cải thiện, ba nghiên cứu lớn đã được tài  trợ để giải quyết PEEP cao so với thấp ở mức thông khí thể tích thấp trong ARDS. Đây là các đánh giá về thử nghiệm thể tích khí lưu thông thấp  và  thể tích cuối thì thở ra cao để ngăn chặn tổn thương phổi (ALVEOLI, Assessment of Low Tidal Volume and Elevated End-Expiratory Volume to Obviate Lung Injury), được công bố năm 2004¹⁶; Nghiên cứu mở phổi (LOVS, Lung Open Ventilation Study) năm 200823; và thử nghiệm ExPress, cũng trong năm 2008.²⁴ Các thử nghiệm này đều sử dụng phương pháp can thiệp từ thử nghiệm ARMA làm đối chứng của họ (tức là, VT < 6 ml/kg PBW và Pplat < 30 cm H2O) và sử dụng mức  PEEP cao hơn ở nhánh can thiệp.

Thử nghiệm ALVEOLI ¹⁶  đã  sử  dụng  bảng PEEP để điều chỉnh PEEP theo FiO2: từ 4 đến 6 cm H2O trên mức PEEP tương đương trong nhóm kiểm soát. Không có quy trình tại  chỗ để xác định liệu bệnh nhân có đáp ứng PEEP hay không, về mặt độ giãn nở hoặc oxygen hóa. Các tỷ lệ PaO2/FiO2 hoặc PF trong nhóm kiểm soát tại thời điểm huy động là  165  so với 151 trong nhóm PEEP cao hơn (P =  0,003) (Bảng 8.1). Các RM được sử  dụng trong 80 bệnh nhân đầu tiên trong nhóm PEEP cao hơn, sau đó lặng lẽ từ bỏ vì các RM không hiệu quả. Điểm cuối chính là  bất thường đối với loại nghiên cứu này:  tỷ  lệ bệnh nhân chết trước khi được xuất viện về nhà, trong khi thở mà không cần hỗ trợ. Tỷ lệ tử vong ở cả hai nhóm đều thấp hơn dự kiến 24,9% (nhóm PEEP thấp), 27,5%  (nhóm PEEP cao) (P = 0,48). Tỷ lệ tử vong cao hơn một chút trong nhóm can thiệp là không đáng kể, mặc dù bệnh nhân trong nhóm này  bị bệnh nặng hơn và thiếu oxy hơn.

Thử nghiệm LOVS, từ Canada, ²³ đã sử dụng chiến lược phổi mở bằng thông khí kiểm soát áp lực (PCV), PEEP cao hơn và RM sau khi ngắt kết nối máy thở. Một lần nữa, PEEP được điều chỉnh theo bảng FiO2. Tỷ lệ PF trong nhóm đối chứng là 144,6 so với 144,8 trong nhóm can thiệp; khoảng 15% bệnh  nhân trong mỗi nhóm có tỷ lệ PF > 200. Thước đo kết quả là tỷ lệ tử vong tại bệnh viện do tất cả các nguyên nhân là 36,4% ở nhóm PEEP cao và 40,4% ở nhóm đối chứng (P = 0,49): tỷ lệ tử vong trong 28 ngày là 28,4% so với 32,3% (đối chứng). Nhóm đối chứng đã nhận được nhiều liệu pháp cứu hộ hơn, chẳng hạn  như hít oxit nitric, thông khí tần số cao, tư  thế  nằm sấp và oxygen hóa qua màng ngoài  tế bào (ECMO).

Trong thử nghiệm ExPress, ²⁴ nghiên cứu đa trung tâm của Pháp, nhóm đối chứng bị giới hạn ở mức PEEP trong khoảng từ 5 đến 9 cm H2O, bất kể tỷ lệ PF và nhóm can thiệp PEEP được điều chỉnh ở mức cao như có thể, nhưng Pplat không thể vượt quá 30 cm H2O.  RM được phép nhưng không được khuyến khích. Các tỷ lệ PF là 143 trong nhóm kiểm soát và 144 trong nhóm PEEP cao. Trung bình, nhóm can thiệp đã nhận được PEEP nhiều hơn 7 cm trong vài ngày đầu, so với nhóm chứng  và điều này giúp cải thiện độ giãn nở, cải thiện oxygen hóa (FiO2 thấp hơn) nhưng tương tự mức độ PaCO2. Thước đo kết cục chính là tử vong trong 28 ngày, chiếm 31,2% ở nhóm đối chứng và 27,8% ở nhóm PEEP cao (P = 0,31). Gần gấp đôi số bệnh nhân trong nhóm đối chứng yêu cầu trị liệu cứu hộ như tư thế nằm sấp và hít oxit nitric. Có nhiều ngày không có máy thở trong nhóm PEEP cao.

Một thử nghiệm ARIES của Tây Ban Nha,  ²⁵ bệnh nhân bao gồm 103 bệnh nhân, đã được xuất bản năm 2006. Nghiên cứu này sử dụng phương pháp tương tự như của Amato và cộng sự,¹⁵ và đặt PEEP trong nhóm can thiệp lên trên điểm uốn thấp hơn của đường cong áp lực-thể tích. Các tác giả đã báo cáo lợi ích  tử vong đáng kể theo thống kê trong nhóm phổi mở: 32% (tỷ lệ tử vong ICU) so với 53,3%; P = 0,4. Tuy nhiên, lưu ý rằng thể tích khí lưu thông tương đối cao ở cả hai nhóm (hầu hết là 10 mL/kg) và 8 bệnh nhân đã bị loại khỏi nghiên cứu do vi phạm giao thức.

Một phân tích tổng hợp  cấp độ  bệnh  nhân riêng lẻ đã được Briel et al. ²⁸ xuất bản năm 2010 kết hợp các thử nghiệm ALVOLI, LOVS và ExPress (n = 2299). Các  nhà điều  tra đã tìm thấy mối tương quan  giữa  mức độ nghiêm trọng của tổn thương phổi và khả năng có lợi cho PEEP cao. Ví dụ, đối  với những bệnh nhân có tỷ lệ PF là < 200 (ARDS theo tất cả các định nghĩa [n = 1892]), PEEP/OLV cao hơn có liên quan đến  việc giảm 5% nguy cơ tử vong (34,1 so với 39,1%; P < 0,05). Ý nghĩa của phân tích tổng hợp này là các bệnh nhân mắc bệnh phổi ít lan rộng dường như không được hưởng lợi từ mức PEEP cao hơn. Ngược lại, với ARDS ngày càng tồi tệ, mức độ cao hơn của PEEP/OLV được đưa ra để mang lại lợi ích về tỷ lệ tử vong. Hai phân tích tổng hợp tiếp theo, sử dụng cùng một dữ liệu,^29,30 không chứng minh được lợi ích tử vong từ PEEP cao hơn, nhưng có lẽ đã bỏ qua tín hiệu được xác định bởi Briel cho bệnh nhân bị tổn thương phổi nặng hơn. Tuy nhiên, vấn đề PEEP cao so với thấp vẫn chưa được giải quyết và sẽ cần nghiên cứu thêm, có thể bao gồm các cài đặt PEEP đóng băng cho tất cả cá nhân bệnh nhân được huy động.

THỬ NGHIỆM LÂM SÀNG CỦA THỦ THUẬT HUY ĐỘNG

Một RM phổi thường được sử dụng như một phần của chiến lược thông khí bảo vệ phổi mở, và đã được sử dụng rộng rãi trong gây mê và chăm sóc tích cực. Mở mô phổi bị sụp đổ đòi hỏi phải có áp lực đủ để vượt qua tổng lực đối kháng đã xác định: (a) lực nén do trọng lượng  phổi  tăng; (b) các lực căng bề mặt do sự di chuyển của giao diện không khí/chất lỏng từ đường dẫn khí nhỏ đến khoảng phế nang; và (c) áp lực cần thiết để nâng thành ngực.³¹