PMC

Review

Pathophysiology of ARDS

Akuutti hengitysvaikeusoireyhtymä on tila, joka johtaa keuhkojen vajaatoimintaan, ja vakavissa oireissa syntyy mekaanisen hengityksen tarve. Kyseessä on akuutti ja etenevä alkava hypoksemia, joka havaitaan molemminpuolisista infiltraateista rintakehän röntgenkuvassa tai tietokonetomografiassa (TT). ARDS:ssä keuhkorakkuloiden kapillaarien verisuonten läpäisevyys on selvästi lisääntynyt. Tämä lisääntynyt läpäisevyys johtuu kapillaarien endoteelikerroksille aiheutuneista vaurioista, jotka johtavat nesteen lisääntyneeseen kulkeutumiseen alveolien luumeniin. Verisuonikudosvaurioiden lisäksi verisuonten läpäisevyyttä säätelevään S1P1-reseptoriinsa sitoutuvien tekijöiden, kuten sfingosiini-1-fosfaatin (s1P), liiallinen vapautuminen. Verisuonten vakauden perusfysiologian osalta angiopoietiini-1 (Ang-1) kiinnittyy reseptoriinsa, tie-2:een, ja vakauttaa verisuonirakennetta veren virratessa kapillaaripohjan läpi aktivoimalla Syxin ja Rho A:n. Angiopoietiini-2 (Ang-2) kilpailee Ang-1:n kanssa sitoutumisesta tie-2:n reseptoripaikkoihin ja edistää verisuonirakenteen epävakautta. Näin ollen s1P:n ja Ang-2:n kaltaiset tekijät ovat ARDS:n indikaattoreita.

Kehon luonnollinen tulehdusreaktio ja synnynnäisestä immuniteetista vastaavat solut, kuten neutrofiilit, ovat myös vastuussa siitä, että tila kehittyy ARDS:ksi. Aktivoituessaan neutrofiilit vapauttavat luonteeltaan sytotoksisia molekyylejä, kuten entsyymejä, bioaktiivisia lipidejä, sytokiinejä ja reaktiivisia happilajeja. Kun näitä molekyylejä vapautuu liikaa, ne aiheuttavat solukuoliota ja kudosvaurioita. Nämä vaurioituneet kudokset indusoivat autofagiaa ja apoptoosia, jotka ovat ARDS:n klassisia merkkejä. Taulukossa 1 luetellaan seerumista tunnistettavat ARDS:n biomarkkerit .

Kaikki edellä mainitut tapaukset johtavat nesteen nopeaan kertymiseen keuhkokudosta ympäröivän rintakehän sisälle, ja neste painaa keuhkorakkuloita. Keuhkojen muoto ihmiskehon sisällä suosii voimakasta perfuusiota kehon taka- tai selkäpuolelle. Kehon etu- tai vatsapuolella perfuusio on verrattain vähäisempää. Kun potilaalla diagnosoidaan keuhkokuume tai ARDS, rintakehän tilaan kertynyt neste aiheuttaa lisäpainetta herkkiin keuhkorakkuloihin, mikä voi johtaa keuhkorakkuloiden romahtamiseen.

Sen lisäksi, että keuhkorakkuloihin kohdistuva paine kasvaa, neste estää myös tehokkaan kaasujenvaihdon elimistön tarpeiden täyttämiseksi. Yhdessä nämä tekijät aiheuttavat hapen heikentyneen saatavuuden kudoksille ja johtavat hypoksemiaan. Näin ollen keuhkokuume- tai ARDS-diagnoosin saaneilla potilailla esiintyy usein atelektaasia (keuhkojen romahtaminen) selkäalueella. Tämä tila johtuu siitä, että selällään makaava potilas kerää nestettä dorsaalialveoleihin eli alueelle, jossa perfuusio on parempi.

Miten hereillä makuuasentoon asettaminen toimii?

ARDS:ssä keuhkojen perifeeriseen parenkyymiin kerääntyy liikaa eritettä, joka aiheuttaa painetta hauraita keuhkorakkuloiden seinämiä vasten ja vaikeuttaa kaasujen vaihtoa. Menetelmä, jolla tämä liiallinen neste ohjataan pois keuhkojen dorsaalisesta parenkyymista, on sen hallinta hereilläolon avulla, joka kohdistuu pääasiassa keuhkojen alveolirakenteen säilyttämiseen. Toimenpiteessä keskitytään rajoittamaan alveolien romahtamista ja vähentämään nesteen kertymistä alueille, joilla perfuusionopeus on korkeampi, eli selkäalueelle. Makuuasento saavutetaan, kun potilas makaa vatsallaan tai selällään, mikä auttaa aiemmin romahtaneiden keuhkorakkuloiden rekrytoinnissa rintaontelon dorsaalipinnalle .

Makuuasennossa vatsaontelon sisäiset elimet liikkuvat vetovoiman vaikutuksesta alaspäin (gravitaatiovoiman vaikutuksesta) ja eteenpäin (kohti rintakehää), mikä kohdistaa ylimääräisen keuhkopussin paineen ventraaliseen alueeseen keuhkorakkuloiden kohdalla toisin kuin selkäalueella, kun potilas makaa selinmakuulla . Paineen uudelleenjakautuminen ventraalialueelle auttaa myös estämään dorsaalialveolien puristumista ja parantaa hengitystä. Kuva Kuva11 havainnollistaa hereilläolon vaiheet.

Awake proningin hyödyt

Awake proning liittyy parantuneeseen kuolleisuuteen ARDS-tapauksen tai vakavan keuhkokuumeen jälkeen. Toimenpide on noninvasiivinen ja tuottaa välittömiä tuloksia. Hätätilanteissa, joissa potilaan elintoiminnot heikkenevät jatkuvasti, makuuasennon soveltaminen auttaa parantamaan happisaturaatiota välittömästi. Useat tutkimukset osoittavat, että hereillä oleva makuuasento parantaa happisaturaatiota jo viidessä minuutissa.

1. Se ylläpitää optimaalisen hengitystaajuuden ja parantaa kaasujen vaihtoa suotuisalla alueella .

2. Ventilaatio pysyy homogeenisena koko keuhkoparenkyymin alueella, ja verenkierron uudelleenjakautuminen paranee suuremmalla teholla, mikä puolestaan parantaa ventilaatio/perfuusiosuhdetta (V/Q-suhde).

3. Keuhkojen sisäinen shuntti estää veren asianmukaisen hapenoton keuhkoissa. Shuntatut alueet ovat alttiita hypoksiaan ja voivat aiheuttaa kudosvaurioita. Makuuasennossa tämä shuntti pienenee ja keuhkojen puristus vähenee. Näin ollen happipitoisuus paranee .

4. Valveasento auttaa myös vähentämään ylimääräisen interstitiaalisen nesteen kertymistä keuhkojen selkäosaan. Vatsallaan makaaminen ohjaa nesteen kerääntymään ventraalialueelle, jossa perfuusio on verrattain vähäisempää .

5. Toimenpiteeseen ei tarvita erikoisvälineitä, ja se voidaan tehdä helposti hätätilanteissa .

Todisteet kuolleisuuden vähenemisestä hereillä proningin ansiosta

New Yorkissa hiljattain tehdyssä tutkimuksessa, joka koski itseproningin tehokkuutta, saatiin lupaavia tuloksia. Tutkimus perustui sellaisten potilaiden nopeaan pronaatioon, joilla oli keskivaikea tai vaikea ARDS COVID-19-tapauksen jälkeen. Potilaat asetettiin makuuasentoon noin 18 tunniksi vuorokaudessa, ja hengityssyklit alkoivat parantua viiden minuutin kuluttua siitä, kun he olivat ottaneet hereillä olevan makuuasennon. Tässä tutkimuksessa keskityttiin 50 potilaaseen, joilla oli vahvistettu hypoksia, ja heidän veren happikyllästeisyytensä mediaani oli 80 prosenttia, joka nousi 84 prosenttiin lisähapen antamisen jälkeen. Viiden minuutin makuuasennossa makaamisen jälkeen happisaturaatio nousi 94 prosenttiin, ja potilaille annettiin myös lisähappea. Tässä tutkimuksessa intubaatiota ei tarvittu lähes kahdella kolmasosalla otetuista potilaista. Näille potilaille siirryttiin ei-invasiivisiin hapenantomenetelmiin, kuten bi-tason positiiviseen hengitystiepaineeseen (BiPAP) ja hereillä olevaan makuuasentoon.

Toisessa tutkimuksessa keskityttiin 15 potilaaseen, joita ei intuboitu. Näille potilaille tehtiin makuuasento 43 kertaa hoidon aikana. Potilailla oli ARDS ja hengitysvaikeuksia. Hengitystaajuus ja veren happipitoisuus paranivat huomattavasti pronaatiokierron aikana ja sen jälkeen, ja oli potilaita, joiden hengitys parani pronaation jälkeen. Myös veren happipitoisuus parani makuuasentosyklien jälkeen, ja ARDS-potilailla vältettiin endotrakeaalinen intubaatio, joka olisi ollut ainoa vaihtoehto, jos hereillä olevaa pronaatiota ei olisi annettu.

Lisäksi eräässä tutkimuksessa oli 50 koehenkilöä, joilla oli COVID-19-oireyhtymä ja vaikea ARDS. Veren happipitoisuuden mediaanin todettiin olevan 80 %, ja lisähapen antamisen jälkeen nämä pitoisuudet paranivat 85 %:iin. Makuuasentoa ylläpidettiin, ja veren happipitoisuus ennen ja jälkeen makuuasennon todettiin. Viiden minuutin kuluttua asennosta happipitoisuus nousi 94 prosenttiin. Tässä tutkimuksessa 13 potilasta ei kuitenkaan reagoinut pronaatiohoitoon, ja heille jouduttiin tekemään endotrakeaalinen intubaatio. Hätätuen osalta luvut viittaavat siihen, että proning paransi happisaturaatiotasoja niillä potilailla, joita olisi hoidettu endotrakeaalisella intubaatiolla ja mekaanisella ventilaatiolla.

Valvotun proningin käyttöaiheet

Valvotun proningin käyttöaiheita on muun muassa tarve nopeaan helpotukseen hengenahdistusta aiheuttavasta tilasta. COVID-19 kriittisessä tilassa olevat potilaat eskaloituvat keskivaikeaksi, vaikeaksi tai kriittisen vaikeaksi ARDS:ksi. Tällöin tarvitaan nopeaa apua, kunnes heidän tilansa vakiintuu .

Kahdentyyppiset hereilläolon pronssihoidot ovat indikoituja eri tilanteissa:

A. Lyhytaikainen hereilläoloproning:

Sitä voidaan käyttää rajoitetusti, mutta on tapauksia, joissa lyhytaikainen hereilläoloproning on paras vaihtoehto potilaan tilan hoitamiseksi. Lyhytaikaisen hereilläolon kesto ulottuu kolmesta tunnista kahdeksaan tuntiin .

1. Se on tarkoitettu lievän tai keskivaikean hypoksemian hoitoon.

2. Se auttaa hengitysteiden tyhjenemisessä ja parantaa atelektaasiin liittyviä refraktorisia manööverejä.

3. Alalohkon atelektaasia hoidetaan tehokkaimmin lyhytaikaisella makuuasennolla.

4. Hengitystaajuus paranee ja halkeilun väheneminen jokaisen hengityssyklin aikana voidaan havaita.

B. Pitkäaikainen hereilläolon aikainen makuuasento:

Se on yleisimmin käytetty manööveri hereilläolon aikaiseen makuuasentoon, ja sillä on saavutettu merkittävimmät tulokset. Pitkäaikaisen hereilläolon kesto on yli kahdeksan tuntia.

1. Se on tarkoitettu vaikean hypoksemian hoitoon.

2. Vaikeaa ARDS:ää hoidetaan tehokkaimmin pitkäaikaisella awake proningilla. Tilalle on ominaista veren happipitoisuuden jyrkkä lasku ja vaikea hengenahdistus, joka viittaa tehokkaan hengityksen menetykseen. Se on viimeinen vaihe COVID-19-infektion kehittymisessä .

Vasta-aiheet

Vawake proning on vasta-aiheinen seuraavissa tilanteissa :

1. Anamneesissa selkärangan instabiliteetti, kuten spondylolisteesi, skolioosi, vamma tai trauma selkärangalle

2. Kohonnut kallonsisäinen paine

3. Raskaus

4. Hemodynaamisesti epävakaat tilat, kuten verenpainetauti ja kardiopulmonaaliset sairaudet

5. Verenpaine. Vatsan avoimet haavat

Mutta näiden vasta-aiheiden olemassaoloa on tasapainotettava hoidon tarpeen kanssa. Heräämiseen liittyviä riskejä olisi harkittava suhteessa toimenpiteen tarpeellisuuteen hoitohetkellä, jolloin se on välttämätön paha.

Komplikaatiot, jotka liittyvät hereillä olevaan proningiin

Lääkärit voivat kohdata muutamia hereillä olevaan proningiin liittyviä komplikaatioita, kuten taulukossa Taulukko Taulukko22 on esitetty:

Miksi ei saa ”nukkua” makuuasennossa

Pitkään makuuasennossa makaamisen haittapuolena on, että se aiheuttaa kipua selässä, niskassa ja alaraajoissa. Tämä kipu johtuu siitä, että kehon paino heijastuu selkärankaan. Makuuasennossa nukkuminen vaikeuttaa selkärangan tarkkaa asentoa ja johtaa moniin ongelmiin. Jos selkäranka pysyy epävakaana, selkärangan segmentistä lähtevät hermot saattavat törmätä siihen ja aiheuttaa kipua sen syöttämällä alueella. Tämä voi tuntua pistelynä tai puutumisena ja ääritapauksissa aiheuttaa voimakasta kipua. Harvinaisissa tapauksissa hengitystiet voivat tukkeutua, ja se voi ilmetä obstruktiivisena uniapneana. On suositeltavaa, että ARDS:ää sairastavia potilaita kehotetaan hankkimaan makuuasento, kun he ovat tajuissaan, mutta nukahtaessaan on suositeltavaa ottaa neutraali asento.