Review
Pathophysiology of ARDS
Acute respiratory distress syndrome is een aandoening die resulteert in pulmonale deficiëntie en bij ernstige symptomen ontstaat een noodzaak tot mechanische beademing. Het is een acuut en progressief begin van hypoxemie die wordt vastgesteld door de aanwezigheid van bilaterale infiltraten op de röntgenfoto van de borstkas of een computertomografie-scan (CT). ARDS wordt gekenmerkt door een duidelijke toename van de vasculaire permeabiliteit van de capillairen in de alveoli. Deze verhoogde permeabiliteit is te wijten aan de beschadiging van de endotheliale lagen van de capillairen, waardoor meer vloeistof in het alveolaire lumen terechtkomt. Afgezien van de beschadiging van het vaatweefsel is er het overmatige vrijkomen van factoren zoals sfingosine-1-fosfaat (s1P) dat zich bindt aan zijn receptor, S1P1, die de vasculaire permeabiliteit regelt. Wat de basisfysiologie van de vasculaire stabiliteit betreft, hecht angiopoëtine-1 (Ang-1) zich aan zijn receptor, tie-2, en stabiliseert de vasculaire structuur terwijl het bloed door het capillaire bed stroomt door de activering van Syx en Rho A. Angiopoëtine-2 (Ang-2) concurreert met Ang-1 om zich te binden aan de receptorplaatsen op tie-2 en bevordert de destabilisatie van de vasculaire structuur. Vandaar dat factoren zoals s1P en Ang-2 indicatoren zijn van ARDS.
De natuurlijke ontstekingsreactie van het lichaam en de cellen die verantwoordelijk zijn voor aangeboren immuniteit zoals neutrofielen zijn ook verantwoordelijk voor het escaleren van de aandoening in ARDS. Bij activering geven neutrofielen moleculen af die cytotoxisch van aard zijn, zoals enzymen, bioactieve lipiden, cytokinen en reactieve zuurstofspecies. Wanneer deze moleculen in overmaat vrijkomen, zijn ze verantwoordelijk voor celnecrose en weefselschade. Deze beschadigde weefsels induceren autofagie en apoptose, die klassieke markers van ARDS zijn. Tabel 1 geeft een overzicht van de biomarkers van ARDS die in serum kunnen worden geïdentificeerd .
Tabel 1
ARDS: acuut respiratoir distress syndroom
Biomarkers van ARDS
1. Sphingosine-1-fosfaat (S1P)
2. Rho GTPasen (RhoA/ROCKs)
3. Proinflammatoire cytokinen zoals TNFα, IL-1β, en IL-8
4. Angiopoëtine-2
5. Angiotensine-converting enzyme 2 (ACE II)
6. Bioactieve lipiden
7. Receptor voor geavanceerde glycatie-eindproducten (RAGE)
8. Surfactant proteïne D (SP-D)
Alle bovengenoemde gevallen resulteren in een snelle toename van vochtophoping in de thoracale ruimte rondom het longweefsel, en het vocht drukt tegen de longblaasjes. De vorm van de longen in het menselijk lichaam bevordert een zware perfusie naar de rug- of dorsale zijde van het lichaam. Naar de voorkant of de ventrale zijde van het lichaam is de perfusie relatief geringer. Wanneer bij een patiënt een longontsteking of ARDS wordt vastgesteld, zet de vloeistof die zich in de thoraxruimte verzamelt extra druk op de kwetsbare alveoli, wat tot alveolaire collaps kan leiden. Naast een toename van de druk over de alveoli, belemmert vloeistof ook een efficiënte gasuitwisseling om aan de behoefte van het lichaam te voldoen. Samen veroorzaken deze factoren een verminderde beschikbaarheid van zuurstof voor de weefsels en resulteert in hypoxemie. Daarom vertonen patiënten met pneumonie of ARDS vaak atelectase (inzakking van de longen) in het dorsale gebied. Deze toestand ontstaat doordat de patiënt, in rugligging, vocht accumuleert in de dorsale alveoli, d.w.z. de regio met hogere perfusie.
Hoe werkt awake proning?
In ARDS is er een overmatige accumulatie van secretie in het perifere longparenchym, die druk uitoefent op de fragiele alveolaire wanden en de gasuitwisseling belemmert. Een methode om deze overmatige vloeistof weg te leiden van het dorsale longparenchym is het beheersen ervan via awake proning, dat vooral gericht is op het behoud van de alveolaire structuur van de longen. De procedure is gericht op het beperken van de ineenstorting van de alveoli en het verminderen van de vochtophoping in de gebieden met een hogere perfusiesnelheid, d.w.z. de dorsale regio. De buikligging wordt bereikt wanneer de patiënt op zijn buik of op zijn buik ligt; dit helpt bij het recruteren van de alveoli die eerder in het dorsale oppervlak van de borstholte waren samengevouwen.
In buikligging bewegen de intra-abdominale organen onder invloed van de zwaartekracht in een neerwaartse (gravitationele) en voorwaartse (in de richting van de thorax) richting, waardoor de overtollige pleurale druk op de ventrale regio van de alveoli wordt gericht in tegenstelling tot de dorsale regio in het geval van liggen in rugligging. Herverdeling van de druk naar de ventrale regio helpt ook bij het voorkomen van de compressie van dorsale alveoli en helpt bij een betere ademhaling. Figuur 11 illustreert de stappen van wakker poneren.
Notitie: Beoordeel de ademhalingsfrequentie en saturatie opnieuw na 10 minuten van het herpositioneren van de patiënt en later na elke 10 tot 20 minuten.
Voordelen van awake proning
Awake proning wordt geassocieerd met een verbeterd sterftecijfer na een incident van ARDS of ernstige pneumonie. Deze procedure is niet-invasief en geeft onmiddellijk resultaat. In noodsituaties waar de vitale functies van de patiënt blijven verslechteren, helpt het toepassen van buikligging bij het onmiddellijk verbeteren van de zuurstofsaturatie. Verschillende studies tonen aan dat wakkere buikligging de zuurstofsaturatie verbetert in slechts vijf minuten. Het handhaaft een optimale ademhalingsfrequentie en verbetert de gasuitwisseling in een gunstig bereik.
2. De ventilatie blijft homogeen in het longparenchym, en de herverdeling van de bloedstroom wordt verbeterd met een hogere doeltreffendheid, die op zijn beurt de ventilatie/perfusie verhouding (V/Q ratio) verbetert.
3. Een intrapulmonaire shunt verhindert de juiste oxygenatie van het bloed in de longen. De gerangeerde gebieden zijn vatbaar voor hypoxie en kunnen weefselschade veroorzaken. Door buikligging wordt deze shunt verminderd en wordt de longcompressie verminderd. Daardoor verbetert het zuurstofgehalte.
4. Wakker liggen helpt ook de ophoping van overtollig interstitieel vocht in het dorsale deel van de longen te verminderen. Liggen op de maag leidt de vloeistof te verzamelen in de ventrale regio waar er is relatief minder perfusie .
5. Er zijn geen gespecialiseerde instrumenten nodig voor de procedure, en het kan gemakkelijk worden gedaan in noodsituaties.
Er zijn bewijzen voor een lager sterftecijfer als gevolg van wakker proneren
Een recente studie uitgevoerd in New York met betrekking tot de doeltreffendheid van zelfproneren kwam met veelbelovende resultaten. De studie was gebaseerd op het snel in buikligging brengen van patiënten die zich presenteerden met matige tot ernstige ARDS na een incident met COVID-19. De patiënten werden gedurende ongeveer 18 uur per dag in buikligging gelegd, terwijl de ademhalingscycli al na vijf minuten verbeteringen begonnen te vertonen na het aannemen van de wakkere buikligging. Vijftig patiënten met bevestigde hypoxie werden onder de loep genomen voor deze studie en hun mediane zuurstofverzadiging in het bloed was 80%, wat werd verhoogd tot 84% na het toedienen van extra zuurstof. Na vijf minuten liggen in buikligging werd de zuurstofverzadiging verhoogd tot 94%, en kregen de patiënten ook extra zuurstof toegediend. In deze studie was intubatie niet nodig bij bijna tweederde van de opgenomen patiënten. Deze patiënten werden overgeschakeld op de niet-invasieve procedures van zuurstofvoorziening zoals bi-level positieve luchtwegdruk (BiPAP) en wakker liggen.
Een andere studie richtte zich op 15 patiënten die niet werden geïntubeerd. Deze patiënten werden in de loop van de behandeling 43 keer in buikligging gebracht. De patiënten presenteerden zich met ARDS en ademhalingsmoeilijkheden. De ademhalingsfrequentie en de bloedoxygenatie waren aanzienlijk verbeterd, tijdens en na de pronatiecyclus en er waren patiënten bij wie de ademhaling verbeterde na de pronatie. De bloedzuurstofniveaus verbeterden ook na de cycli van buikligging, en endotracheale intubatie werd vermeden bij patiënten met ARDS, wat de enige optie zou zijn geweest indien geen wakkere pronatie werd toegediend .
Daarnaast had een studie 50 proefpersonen met COVID-19 en ernstige ARDS. De mediane bloedzuurstofniveaus werden vastgesteld op 80% en na de hulp van aanvullende zuurstof, verbeterden deze niveaus tot 85%. De buikligging werd gehandhaafd en de bloedzuurstof voor en na het poneren werd genoteerd. Na vijf minuten proneren steeg het zuurstofgehalte tot 94%. In deze studie reageerden echter 13 patiënten niet op de behandeling met poneren en moesten zij een endotracheale intubatie ondergaan. Voor noodhulp suggereren de cijfers dat proning verbeterde niveaus van zuurstofsaturatie opleverde bij de patiënten die zouden zijn behandeld met endotracheale intubatie en mechanische beademing .
Indicaties van awake proning
Een van de indicaties voor awake proning is de behoefte aan snelle verlichting van de dyspneische toestand. COVID-19 patiënten in kritieke toestand escaleren naar matige, ernstige of kritisch ernstige ARDS. Dit vraagt om een snelle oplossing totdat hun toestand stabiliseert.
De twee soorten awake proning zijn geïndiceerd voor verschillende situaties:
A. Short-term awake proning:
Het kan een beperkt gebruik hebben, maar er zijn gevallen waarin korte termijn wakker proning de beste optie is om de toestand van de patiënt te behandelen. De duur van kortdurende pronatie varieert van drie uur tot acht uur.
1. Het is geïndiceerd voor de behandeling van milde tot matige hypoxemie.
2. Het helpt bij de luchtwegdrainage en verbetert refractaire manoeuvres in verband met atelectase.
3. Lagerkwab atelectase wordt het meest effectief behandeld met kortdurende buikligging.
4. Verbeterde ademhalingssnelheid en verminderd gekraak tijdens elke ademhalingscyclus kunnen worden waargenomen.
B. Long-term awake proning:
Het is de meest gebruikte manoeuvre om awake proning toe te passen en heeft de meest significante resultaten laten zien. De tijdspanne van langdurige awake proning omvat meer dan acht uur.
1. Het is geïndiceerd voor de behandeling van ernstige hypoxemie.
2. Ernstige ARDS wordt het meest effectief behandeld met langdurige awake proning. De aandoening wordt gekenmerkt door een sterke daling van de bloedoxygenatie en ernstige dyspneu die wijst op een verlies van efficiënte ademhaling. Het is het laatste stadium in de ontwikkeling van COVID-19 infectie .
Contra-indicaties
Wake proning is gecontra-indiceerd in de volgende situaties :
1. Een voorgeschiedenis met wervelkolominstabiliteit zoals spondylolisthesis, scoliose, letsel of trauma aan de wervelkolom
2. Verhoogde intracraniële druk
3. Zwangerschap
4. Hemodynamisch instabiele aandoeningen zoals hypertensie en cardiopulmonaire aandoeningen
5. Abdominale open wonden
De aanwezigheid van deze contra-indicaties moet echter worden afgewogen tegen de noodzaak van de behandeling. De risico’s verbonden aan het wakker poneren moeten worden afgewogen tegen de noodzaak van de procedure op het moment van de behandeling, waardoor het een noodzakelijk kwaad wordt.
Complicaties geassocieerd met awake proning
De arts kan een paar complicaties tegenkomen die geassocieerd zijn met awake proning, zoals geïllustreerd in Tabel22 :
Tabel 2
ECG: electrocardiogram
Tabel 2: Complicaties geassocieerd met awake proning
1. Afname van de levering van enterale voeding
2. Losraken van de thoraxslang
3. Toename van de intra-abdominale druk
4. Moeilijkheden bij de bewaking, bv. ECG-bewaking
5. Gezichtsoedeem
6. Drukletsel op neusbrug, mentum, humeruskop, knieën en mannelijke geslachtsorganen
7.Verhoogde intracraniële druk (ICP) met blindheid als gevolg
Waarom niet “slapen” in buikligging
Een nadeel van langdurig buikliggen is dat het pijn veroorzaakt in de rug, nek en onderste ledematen. Deze pijn wordt veroorzaakt doordat het gewicht van het lichaam op de wervelkolom wordt geprojecteerd. Slapen in buikligging belemmert de wervelkolom om zich nauwkeurig te positioneren en leidt tot een veelheid van problemen. Als de wervelkolom instabiel blijft, kunnen de zenuwen die het ruggenmergsegment verlaten, bekneld raken en pijn veroorzaken in het gebied dat ze voedt. Dit kan aanvoelen als tintelingen of gevoelloosheid en, in extreme gevallen, ernstige pijn veroorzaken. In zeldzame gevallen kan de luchtweg geblokkeerd raken en zich presenteren als obstructieve slaapapneu. Patiënten die lijden aan ARDS wordt aangeraden een buikligging aan te nemen terwijl ze bij bewustzijn zijn, maar tijdens het inslapen moet een neutrale houding worden geadviseerd.