Pomyślna terapia ciężkiego zespołu ostrej niewydolności oddechowej za pomocą wentylacji oscylacyjnej, pozaustrojowej oksygenacji membranowej oraz sztucznego płuca

Pomyślna terapia ciężkiego zespołu ostrej niewydolności oddechowej za pomocą wentylacji oscylacyjnej, pozaustrojowej oksygenacji membranowej oraz sztucznego płuca

Posted by redaktor | Tags: Intensywna terapia |

Zespół ostrej niewydolności oddechowej (ARDS – Acute Respiratory Distress Syndrom) jest nadal związany z dużą śmiertelnością. Agresywna wentylacja mechaniczna przy ciężkich zaburzeniach wymiany gazowej towarzyszących ARDS może prowadzić do dalszego uszkodzenia płuc oraz przyczynić się do rozwoju ogólnoustrojowej odpowiedzi zapalnej a nawet niewydolności wielonarządowej [1, 2].

Aby uniknąć mechanicznego uszkodzenia płuc związanego z wentylacją, obecne wytyczne zalecają otwarcie i utrzymywanie w stanie otwarcia pęcherzyków płucnych przez zastosowanie możliwie najmniejszej amplitudy ciśnień w drogach oddechowych [3, 4]. Ta tzw. wentylacja oszczędzająca może znacznie zmniejszyć śmiertelność w ARDS [5]. Alternatywną metodą wentylacji spełniającą założenia wentylacji oszczędzajacej jest wentylacja oscylacyjna o wysokiej częstotliwości (HFOV – High-Frequency Oscillation Ventilation). Utlenowanie krwi chorego zależy w tym przypadku od średniego ciśnienia w drogach oddechowych oraz FIO2 a eliminacja CO2 – od amplitudy ciśnień oraz częstości oscylacji. Jednak u wielu chorych z ciężkim ARDS wentylacja ta może nie zapewnić eliminacji CO2 i spowodować ciężką kwasicę oddechową. W takiej sytuacji konieczne staje się zastosowanie pozaustrojowej wymiany gazowej przy pomocy pozaustrojowej oksygenacji membranowej (ECMO – Extracorporeal Membrane Oxygenation) lub interwencyjnego płuca zastępczego (PECLA – Pumpless Arteriovenous Extracorporeal Lung Assist).

ECMO znajduje coraz częściej zastosowanie w leczeniu ciężkiej hipoksji i hiperkapnii towarzyszących ARDS [6, 7, 8, 9]. Mniej jeszcze rozpowszechnione PECLA to urządzenie, które w przeciwieństwie do ECMO nie stosuje żadnej zewnętrznej pompy, a przepływ krwi przezeń zależy od średniego ciśnienia tętniczego chorego, w związku z czym mały rzut serca oraz wstrząs są tu przeciwwskazaniem [10]. Przy niewielkim przepływie krwi, 1-2 L min-1, co odpowiada około 1/3 rzutu serca, następuje eliminacja do 95% produkowanego w organizmie CO2 [11]. Dotychczasowe badania dowodzą, że poprawa utlenowania krwi za pomocą tej metody nie jest spektakularna [12]. Z tego względu wielu autorów sugeruje konieczność stosowania łącznego HFOV i PECLA w ciężkim ARDS [11, 13, 14].

Przedmiotem doniesienia jest przypadek pionierskiego skojarzonego zastosowania HFOV, ECMO i PECLA w leczeniu młodego chorego z ciężkim ARDS.

OPIS PRZYPADKU

Mężczyzna lat 35, był hospitalizowany w OIT miejskiego szpitala z powodu ostrej niewydolności oddechowej wywołanej zapaleniem płuc – dolnego płata prawego płuca. Wywiad wskazywał na wieloletnie uzależnienie od nikotyny oraz możliwą ekspozycję zawodową na pył. W ciągu 13 dni pobytu w oddziale, mimo szerokospektralnej empirycznej antybiotykoterapii (meropenem, wankomycyna, amoksycylina, fluorochinolony), u chorego doszło do rozwoju klinicznego i radiologicznego obrazu ARDS (ryc. 1) oraz niestabilności układu krążenia. Mimo zwiększania wartości parametrów wentylacji mechanicznej w trybie BIPAP (PEEP 20 cm H2O/1.96 kPa, P insp do 40 cm H2O/3.92 kPa, f 40 min-1, I:E 1,5:1, FIO2 0,8-1) przy całkowitym zwiotczeniu mięśni przez ostatnie 3 dni – hipoksja nasilała się. W 13. dobie leczenia, z powodu niemożności poprawy utlenowania krwi (PaO2 60 mm Hg/ 8 kPa, PaO2/FIO2 70 mm Hg/9,33 kPa) i zmniejszenia wskaźnika utlenowania <38 przez kolejne 6 h, podjęto decyzję o zainstalowaniu żylno-żylnego ECMO przez prawą i lewą żyłę udową i przeniesieniu chorego do OIT kliniki uniwersyteckiej.

Przy przyjęciu do OIT wentylacja płuc prowadzona była przez tracheostomię w trybie BIPAP a ciśnienie tętnicze podtrzymywane wlewem noradrenaliny 0,2 µg kg-1 min-1, co zapewniało stabilność układu krążenia. Prawa opłucna była drenowana z powodu odmy i podejrzenia ropniaka opłucnej. Natychmiast po przyjęciu rozpoczęto ECMO, jednocześnie – ciągły wlew heparyny celem uzyskania i utrzymywania zalecanego ACT (Activated Clotting Time) 130-160 s. Równolegle rozpoczęto kinezyterapię ułożeniową z zastosowaniem łóżka obrotowego RotoRest. Pomiar CO metodą termodylucji w 1. dobie wykazał wartość 12.8 L min-1 CI – 6,1 L min-1 m-2. Wskaźnik płucnej wody pozanaczyniowej (EVLWI – Extravascular Lung Water Index) był znacznie podwyższony i wynosił 30 mL kg-1.

Po włączeniu do leczenia dobutaminy i furosemidu w ciągłym wlewie uzyskano w kolejnych dniach leczenia stopniową normalizację EVLWI (tab. 1). Wskaźniki reakcji zapalnej, z wyjątkiem prokalcytoniny (0,17 ng mL-1), były podwyższone (CRP 88 mg L-1, WBC 15,5 G L-1, Il-6 24 pg mL-1). Wobec nie rozpoznania czynnika zapalnego i nieskuteczności antybiotykoterapii włączono do leczenia gentamycynę i worikonazol, pozostawiając wcześniej podawaną lewofloksacynę.

Podczas terapii ECMO (przepływ krwi – 4 L min-1, O2 – 6 L min-1, FIO2 – 0,8) i oszczędzającej sztucznej wentylacji uszkodzonych płuc (PEEP – 15 cm H2O/1,47 kPa, ciśnienie wdechowe – 20 cm H2O/1,96 kPa, FIO2 – 0,4, I:E – 1:2) miała miejsce początkowo poprawa stanu chorego, w związku z czym zmniejszono wspomaganie ECMO (przepływ krwi – 2 L min-1, O2 – 2 L min-1, FIO2 – 0,3) i rozważano zakończenie tej terapii. Jednak w 7. dniu leczenia ECMO pojawiła się ponownie hipoksja i hiperkapnia (tab. I). CT klatki piersiowej wykazała – obok typowego dla ARDS obrazu z obustronnymi naciekami miąższu płucnego, śródmiąższowym wysiękiem i niedodmą w obszarze tylno-podstawnym – obustronną odmę opłucnową oraz obustronną zatorowość płucną (ryc. 2). Z tych powodów wykonano 2 drenaże lewostronne i 1 drenaż prawostronny klatki piersiowej. W ciągu 24 h doszło do masywnego krwawienia w miejscu założenia prawostronnego drenażu, które wymagało mini torakotomii i jego chirurgicznego zaopatrzenia oraz transfuzji KKCz i FFP. W 9. dniu terapii ECMO rozwinęły się objawy krwawienia z przewodu pokarmowego. W tych okolicznościach w 10. dniu terapii ECMO zdecydowano ostatecznie o jej zakończeniu i rozpoczęciu HFOV (średnie ciśnienie w drogach oddechowych – 30 cm H2O/2,94 kPa, częstość oscylacji – 7 Hz, FIO2 – 0,7).

Ze względu na zatorowość płucną nadal prowadzono heparynizację krwi utrzymując czas częściowej tromboplastyny (PTT – Partial Thromboplastin Time) w granicach 50-60 s.

W ramach poszukiwania przyczyny zatorowości, mimo podaży heparyny, wykryto u chorego niedobór białka S.

Powtarzane badanie mikrobiologiczne wydzieliny oskrzelowej i płynu opłucnowego wykluczyły przyczyny zapalne ARDS (Legionella, różne typy wirusa grypy, mykoplazmy, brucelloza, pneumocystoza, ornitozy, Acinetobacter, gruźlica). Zmniejszeniu uległy wartości parametrów zapalnych, utrzymując się jednak stale na nieznacznie podwyższonym poziomie (CRP 20-60 mg L-1,
WBC 8-12 G L-1).

W kolejnych dniach, pod wpływem HFOV i kinezyterapii, hipoksja stopniowo ustępowała umożliwiając zmniejszenie FIO2 do 0,45, utrzymywała się natomiast hiperkapnia 82 mm Hg (11 kPa) (tab. I). Celem eliminacji CO2 rozpoczęto terapię PECLA przy pomocy cewników naczyniowych umieszczonych w żyłach udowych, osiągając obniżenie PaCO2.

Po 8 dniach stosowania HFO powrócono do sztucznej wentylacji płuc w trybie BIPAP. Zakończono równocześnie kinezyterapię. Utrzymując PECLA przez 6 dni, rozpoczęto odzwyczajanie od respiratora. W związku z utrzymującymi się obustronnie odmami opłucnowymi konieczne były wielokrotne korekcje położenia drenów oraz 2 torakotomie: prawostronna, a 7 dni później lewostronna z pleurodezą fibrynową. Prawostronną torakotomię wykonano jako zabieg ze wskazań życiowych w związku z wystąpieniem odmy prężnej (ryc. 3). Z powodu stwierdzonego śródoperacyjnie włóknienia płuc oraz pęcherzy rozedmowych z rozrzedzeniem i zniszczeniem przegród międzypęcherzykowych (co zostało następnie potwierdzone badaniem histopatologicznym) przy ujemnych wynikach badań mikrobiologicznych, włączono do leczenia prednizolon w dawce początkowej 1 mg kg-1, którą zredukowano po 10 dniach do 0,5 mg kg-1.

W 5. tygodniu leczenia w trakcie odzwyczajania od respiratora u chorego stwierdzono zapalenie płuc, z podwyższonymi wartościami CRP 290 mg L-1, WBC 13 G L-1, Il-6 47 pg mL-1 i ciepłotą ciała 39,7o C. Badanie mikrobiologiczne wydzieliny oskrzelowej wykazało obecność Pseudomonas aeruginosa. Po włączeniu do leczenia, zgodnie z antybiogramem, doripenemu i fosfomycyny oraz codziennej bronchoskopowej toalecie drzewa oskrzelowego objawy zapalenia ustąpiły.

Badanie CT wykonane po usunięciu drenów z klatki piersiowej, w 48. dniu leczenia, ujawniło ustępujące resztkowe odmy opłucnowe leżące brzusznie (prawostronna szersza, do 2 cm) oraz utrzymujące się w tej okolicy uszkodzenia miąższu płuca ze zmianami zwłóknieniowymi (ryc. 4). Konsultacja torakochirurgiczna nie przewidywała dalszego leczenia operacyjnego.

Do czasu wypisania z OIT chory oddychał 7 dni spontanicznie przez tracheotomię, przy utrzymującej się tendencji do niewielkiej retencji CO2 (tab. 1). Był uruchamiany do pozycji stojącej włącznie wykazując przy tym znaczne osłabienie siły mięśniowej. Doustną terapię przeciwbólową prowadzono przy pomocy hydromorfonu. Po 54 dniach leczenia w OIT chory został przeniesiony do kliniki rehabilitacji w stanie ogólnym dość dobrym.

DYSKUSJA

Zespół ostrej niewydolności oddechowej dorosłych – z uwagi na wysoką śmiertelność, również w młodej populacji – jest nadal bardzo poważnym problemem terapeutycznym. Priorytetowym celem leczenia w ostrej fazie choroby jest utrzymanie dostatecznej wymiany gazowej z jednoczesnym zapobieganiem dalszemu uszkodzeniu płuc. 

Wielu autorów opisuje zastosowanie z powodzeniem ECMO w leczeniu ARDS jako metody ratującej życie, kładąc nacisk na konieczność jak najwcześniejszego rozpoczęcia tej terapii [6, 7, 9]. Wśród zalet ECMO wymienia się unieruchomienie płuc oraz możliwość ograniczenia dużych wdechowych stężeń tlenu. Zdrowienie płuc wynika z odwrócenia hipoksycznego nadciśnienia płucnego i ponownej perfuzji płucnego łożyska naczyniowego [6]. Wykazano, że zastosowanie ECMO w przypadku ciężkiej ale potencjalnie odwracalnej niewydolności oddechowej znacznie podnosi długoterminową przeżywalność chorych bez dużego stopnia niepełnosprawności [15].

W przedstawianym przypadku włączenie ECMO do leczenia ARDS umożliwiło szybkie uzyskanie dostatecznej wymiany gazowej oraz stosowanie sztucznej wentylacji oszczędzającej chore płuca. Pomimo takiego postępowania doszło do obustronnej odmy opłucnowej, której przyczyną mogła być zbyt długo trwająca agresywna wentylacja płuc chorego w początkowej fazie choroby. Obserwowano również masywne krwawienie, które wymusiło zakończenie terapii ECMO. W świetle dostępnej literatury masywne krwawienia przy regularnej kontroli parametrów krzepnięcia krwi są rzadkim powikłaniem. Nie występowały one podczas stosowania metody ECMO u 3 chorych z ARDS, wtórnym do ostrego zapalenia trzustki [8], co więcej opisano też przypadek ARDS u chorego po pneumonektomii, u którego podczas terapii ECMO wykonano nawet torako- i laparotomię [6].

Inną terapią oszczędzającą płuca w ARDS jest HFO i PECLA. HFO zapewnia dobre utlenowanie krwi przy mniejszych wahaniach ciśnień w drogach oddechowych. Udowodniono również, że podczas stosowania HFO stężenia mediatorów zapalnych we krwi są mniejsze niż podczas wentylacji konwencjonalnej [3]. Eliminacja CO2 może jednak być niewystarczająca. Obserwacja 150 chorych z ARDS leczonych konwencjonalną wentylacją lub HFO dowiodła niewielkiej ale jednak znamiennie większej retencji CO2 u osób, u których stosowano HFO [3].

W opisanym przypadku wystąpiła duża retencja CO2, wskutek której rozwinęła się kwasica oddechowa z niedostateczną kompensacją metaboliczną (tab. 1), być może spowodowana odmą opłucnową. Dopiero po wdrożeniu PECLA stan chorego uległ poprawie. Obserwacje te są zgodne z innymi doniesieniami sugerującymi konieczność stosowania HFO i PECLA równocześnie, celem zapewnienia dostatecznego utlenowania krwi i eliminacji CO2 [11, 13, 14].

Przedstawiony przypadek ukazuje skuteczność zastosowania skojarzonej terapii złożonej z ECMO, HFO i PECLA w utrzymaniu wymiany gazowej i leczeniu ciężkiego ARDS. Takie postępowanie wspomagały: kinezyterapia ułożeniowa, wielokrotna bronchoskopowa toaleta drzewa oskrzelowego i antybiotykoterapia, jak również terapia powikłań, które wystąpiły w trakcie leczenia.

..............................................................................................................................................................

PIŚMIENNICTWO

1.    Ranieri VM, Suter PM, Tortorella C, De Tullio R, Dayer JM, Brienza A, Bruno F, Slutsky AS: Effect of mechanical ventilation on inflammatory mediators in patients with acute respiratory distress syndrome: a randomized controlled trial. JAMA 1999; 282: 54-61.

2.    Imai Y, Parodo J, Kajikawa O, de Perrot M, Fischer S, Edwards V, Cutz E, Liu M, Keshavjee S, Martin TR, Marshall JC, Ranieri VM, Slutsky AS: Injurious mechanical ventilation and end-organ epithelial cell apoptosis and organ dysfunction in an experimental model of acute respiratory distress syndrome. JAMA 2003; 289: 2104-2112.

3.    Derdak S, Mehta S, Stewart TE, Smith T, Rogers M, Buchman TG, Carlin B, Lowson S, Granton J: High-frequency oscillatory ventilation for acute respiratory distress syndrome in adults. Am J Respir Crit Care Med 2002; 166: 801-808.

4.    Marini J: Recruitment maneuvers to achieve an “open lung”: whether and how? Crit Care Med 2001; 29: 1647-1648.

5.    The Acute Respiratory Distress Syndrome Network: Ventilation with lower tidal volumes as compared with traditional tidal volumes for acute lung injury and the acute respiratory distress syndrome. N Engl J Med 2000; 342: 1301-1308.

6.    Dünser M, Hasibeder W, Rieger M, Mayr AJ: Successful therapy of severe pneumonia-associated ARDS after pneumonectomy with ECMO and steroids. Ann Thorac Surg 2004; 78: 335-337.

7.    Kuroda H, Masuda Y, Imaizumi H, Kozuka Y, Asai Y, Namiki A: Successful extracorporeal membranous oxygenation for a patient with life-threatening transfusion-related acute lung injury. J Anesth 2009; 23: 424-426.

8.    Peek GJ, White S, Scott AD, Hall AW, Moore HM, Sosnowski AW, Firmin RK: Severe acute respiratory distress syndrome, secondary to acute pancreatitis, successfully treated with extracorporeal membrane oxygenation in three patients. Ann Surg 1998; 227: 572-574.

9.    Madershahian N, Wittwer T, Strauch J, Franke UF, Wippermann J, Kaluza M, Wahlers T: Application of ECMO in multitrauma patients with ARDS as a rescue therapy. J Card Surg 2007; 22: 180-184.

10.    Matheis G: New technologies for respiratory assist. Perfusion 2003; 18: 171-177.

11.    Muellenbach RM, Wunder C, Nuechter DC, Smul T, Trautner H, Kredel M, Roewer N, Brederlau J: Early treatment with arteriovenous extracorporeal lung assist and high-frequency oscillatory ventilation in a case of severe acute respiratory distress syndrome. Acta Anaesthesiol Scand 2007; 51: 766-769.

12.    Zick G, Frerichs I, Schädler D, Schmitz G, Pulletz S, Cavus E, Wachtler F, Scholz J, Weiler N: Oxygenation effect of interventional lung assist in the model of acute lung injury: a prospective experiment. Crit Care 2006; 10: R56.

13.    Muellenbach RM, Kuestermann J, Kredel M, Johannes A, Wolfsteiner U, Schuster F, Wunder C, Kranke P, Roewer N, Brederlau J: Arteriovenous extracorporeal lung assist allows for maximization of oscillatory frequencies: a large-animal model of respiratory distress. BMC Anesthesiol 2008; 8:7.

14.    Brederlau J, Muellenbach R, Kredel M, Kuestermann J, Anetseder M, Greim C, Roewer N: Combination of arteriovenous extracorporeal lung assist and high-frequency oscillatory ventilation in a porcine model of lavage-induced acute lung injury: a randomized controlled trial. J Trauma 2007; 62: 336-346.

15.    Peek GJ, Mugford M, Tiruvoipati R, Wilson A, Allen E, Thalanany MM, Hibbert CL, Truesdale A, Clemens F, Cooper N, Firmin RK, Elbourne D: Efficacy and economic assessment of conventional ventilator support versus extracorporeal membrane oxygenation for severe adult respiratory failure (CESAR): a multicentre randomized controlled trial. Lancet 2009; 374: 1351-1363.

..............................................................................................................................................................

adres/address:

*Marta Banach

Klinik für Anästhesiologie und Operative Intensivmedizin
der Martin-Luther-Universität,
Ernst-Grube Str. 40
06120 Halle

otrzymano/received: 06.04.2010
zaakceptowano/accepted: 28.07.2010

Dodaj nowy komentarz