Yazdır

ARDS Tedavisinde Mekanik Ventilasyon Yöntemleri ve Diğer Yardımcı Gaz Değişim Teknikleri

Gül GÜRSEL

Gazi Üniversitesi Tıp Fakültesi Göğüs Hastalıkları Anabilim Dalı, ANKARA

Akut solunum sıkıntısı sendromu (ARDS) çeşitli lokal ve sistemik olaylara bağlı olarak akciğerin gaz değişim fonksiyonunun belirgin olarak bozulmasıdır. Amerika Birleşik Devletleri rakamlarına göre ARDS insidansı yılda 150000 vaka olup mortalite oranları %10 ile 90 arasında değişmektedir (1). 1994 yılında yayınlanan Amerikan ve Avrupa Ortak Konsensus raporu ile öncelikle yalnızca erişkinlerde görülmemesi nedeniyle sendromun ismi “adult respiratory distress syndrome'' yerine “acute respiratory distress syndrome'' olarak değiştirilmiş ve daha sonra sendrom ve birlikte olduğu klinik tablolar tanımlanmıştır (2). ARDS arter kan gazlarında ve akciğer grafisinde kötüleşmeyle seyreden bir klinik tablo spektrumunun sonunda yer alır. Akut akciğer hasarı (acute lung injury, ALI) ve ARDS bu spektrumun çeşitli noktalarındaki klinik tablolardır. ALI, ARDS’yi kapsamakla beraber ARDS ALI’i kapsamaz (Tablo 1). ALI inflamasyon ve permeabilite artışının eşlik ettiği bir grup klinik radyolojik ve fizyolojik anormalliğin oluşturduğu bir sendrom olup, sol atrial ve pulmoner kapiller hipertansiyon bu tabloya eşlik edebilir, fakat nedeni olamaz. En sık eşlik ettiği klinik tablolar sepsis sendromu, aspirasyon, pnömoni, veya multiple travmalardır. Daha az sıklıkla kardiyopulmoner bypass, multiple transfüzyonlar, yağ embolisi, pankreatit ve diğer nedenlerle olmaktadır. ALI ve ARDS akut başlangıçlıdır ve persistandır, günler veya haftalar sürebilir, bir veya daha fazla risk faktörü ile birlikte olabilir, diffüz radyolojik infiltratlar ve yalnızca oksijen tedavisine dirençli arteriyel hipoksemi ile karakterizedir. Bu durum direk olarak akciğer hücrelerinin lezyonu ile veya indirek olarak akut sistemik inflamatuvar reaksiyon sonucu (hücresel ve humoral etkiler) olmak üzere iki farklı yolla ortaya çıkabilir.

Bütün bunlara bağlı olarak bilateral pulmoner interstisyel ve intraalveoler (nonkardiyojenik) ödem oluşur. Sonuçta, alveoller komprese olur ve sıvı ile dolar, pulmoner gaz değişim yüzeyi atelektazilere bağlı olarak belirgin şekilde azalır. Bu yolla, venöz karışım ve intrapulmoner şant perfüzyonu artarak oksijenizasyon ileri derecede bozulur. Pulmoner komplians belirgin olarak azalır. Ödemin dağılımı her iki akciğerde homojen olmayıp daha çok dependent bölgelerde olmaktadır (3). Sıvı ile dolu akciğer dokusunun gravite etkisi altında özellikle dependent bölgelerdeki alveoller komprese olurken nondependent bölgelerdeki alveoller havalanmaya devam eder. Ağır vakalarda alveollerin 1/3’den fazlası bütünlüğünü koruyamaz. Sonuç olarak ARDS’li hastalarda akciğerlerde fonksiyonel olarak hasarlı, kollabe fakat ventilasyona katılamayan bölgeler, hasarlı, kollabe fakat ventilasyona katılabilen bölgeler ve normal bölgeler olmak üzere farklı 3 zon vardır.

ARDS’de halen havalanan ve ventile olan akciğer alanlarında pulmoner gaz değişim fonksiyonu nisbeten korunur ve alveoler hiperenflasyona neden olarak bozulmadığı sürece devam edebilir. ARDS’li hastalarda yüksek tidal volüm ve/veya yüksek alveoler basınçlar bölgesel alveoler hiperenflasyona neden olarak kapiller perfüzyonu bozar ve ölü boşluk ventilasyonunda artmaya ve ventilasyon perfüzyon orantısızlığında artmaya neden olur. İnterstisyel fibrozis gelişmediği sürece, komprese olmuş veya sıvı ile dolmuş alveoller yeniden havalanma ve ventile olma potansiyeline sahiptir (recruitment). ARDS’li hastaların bilgisayarlı tomografi (CT) analizlerinde hastalar supin pozisyondan prone pozisyona getirildikleri zaman bu açıkça gösterilmiştir. Böylece daha önce dependent akciğer bölgelerini oluşturan alveoller havalanırken daha önce havalanan alveollerde dependent bölge konumuna geçmekte ve kollabe olmaktadır. Ancak bu alveollerin kollabe olmasının tek nedeni pozisyon olmayıp, surfaktan fonksiyonundaki bozukluğun da bunda önemli etkisi vardır.

Akciğer dokusunun yukarıda sayılan nedenlerle bu kadar frajil olması sonucu tedavi amacıyla uygulanan mekanik ventilasyonun (MV) kendisi de akciğerlerde hasara neden olabilir. ARDS’de ventilatöre bağlı akciğer hasarı birçok farklı mekanizma ile meydana gelmektedir. Havayollarındaki yüksek alveoler basınç veya yüksek tidal volüm (VT) uygulamasının neden olduğu bölgesel alveoler havalanma fazlalığı ve havalanma artışının mikrovasküler permeabiliteyi artırması ve ödeme neden olması bunlardan ikisidir (4). Alveoler havalanma artışının neden olduğu en önemli komplikasyonlardan biri de barotravmadır. Barotravmada alveolün rüptüre olması ile alveol dışına çıkan hava bronkovasküler yatak boyunca mediastene doğru yayılır ve buradan çeşitli interstisyel alanlara ilerleyerek pulmoner interstisyel amfizem, pulmoner hava kistleri, pnömomediastinum, pnömotoraks, subkutan amfizem, pnömoperiton ve pnömoperikarda neden olabilir.

İşte bütün bu riskler ve yan etkiler nedeniyle son yıllarda araştırmalar bir yandan akciğerleri koruyucu MV stratejileri üzerinde yoğunlaşırken, diğer yandan MV dışı yöntemler üzerindeki çalışmalar hız kazanmıştır.

Akciğerleri Korumaya Yönelik Mekanik    Ventilasyon Stratejileri

Ashbaugh ve ark. 1967 yılında ARDS’nin orjinal tanımını yapıp PEEP’e fizyolojik olarak olumlu yanıt verdiğini belirttikten sonra ARDS tedavisi günümüze kadar minimal değişikliklerle gelmiştir. ALI ve ARDS’de MV tedavisinin amacı son yıllarda geleneksel görüşün aksine bazı değişiklikler göstermiştir (Tablo 2). Bu değişikliğin amacı hastayı gerektiği kadar ventile ederken MV’un yan etki ve komplikasyonlarından korumaktır (5).

1- PEEP ve Tidal Volüm

ARDS’de kollabe alveolleri açmak için gerekli olan basınç her zaman onların açık olarak kalması için gereken basınçtan daha fazladır. Yapılan çalışmalarda kollabe olma eğilimindeki alveollerin yetersiz PEEP düzeyleri ile siklik olarak sürekli açılıp kapanmasının akciğer hasarını artırabileceği görülmüştür (6). Burada rol oynadığı düşünülen mekanizma sürfaktan inaktivasyonudur. Alveollerin her açılıp kapanışı sürfaktanı terminal bronşiyollere doğru ilerleterek inaktive olmasına ve lezyon bölgesinden uzaklaşmasına neden olacak ve bu alveollerden salınan serum proteinleri ve mediatörler nisbeten daha az hasar görmüş bölgelere doğru ilerleyerek buralardaki sürfaktanı da inaktive edecektir. Bu nedenle alveolleri ventilasyona açmak ve bu durumun devamlılığını sağlamak MV tedavisinin amacı olmalıdır. Bunun bilinen yolu eksternal PEEP uygulayarak akciğer volümünü artırmaktır. Gerek gravitenin etkisine bağlı akciğer ödemi gerekse akciğer hasarının dağılımının homojen olmaması akciğerlerde kompliansın bölgesel farklılıklar göstermesine ve sonuç olarak dışardan uygulanan basınç ve volümün etkisinin dağılımının bölgesel farklılıklar göstermesine neden olur. Farklı akciğer bölgelerinde kompliansın farklılıklar göstermesi nedeniyle tüm akciğer için geçerli optimal PEEP düzeyini bulmak hemen hemen imkansızdır. Sıklıkla düşük komplianslı bölgeler için uygun olan PEEP düzeyi kompliansı daha iyi olan bölgeler için çok yüksek olmakta ve bu bölgelerin overdistansiyonuna neden olmaktadır. Gerçekte ARDS’de eksternal PEEP ile akciğer volümündeki artış yalnızca intrapulmoner şantı azaltmakla kalmaz normal akciğer bölgelerinin hiperenflasyonuna neden olarak iyi ventile olan alveolleri perfüze olmayan ölüboşluğa çevirir (7). Sonuç olarak ARDS’de düşük komplianslı bölgeleri açık tutacak fakat normal komplianslı bölgeleri aşırı havalandırmayacak VT ve PEEP düzeyinin bulunması çok önemlidir. Bu nedenle önerilen en uygun PEEP düzeyi 15 cm H2O’ dur (4). Yine bu amaca yönelik olarak transalveoler basınç (alveolo-plevral basınç farkı) normal akciğer dokusunu maksimal akciğer kapasitesinde tutacak şekilde ayarlanmalıdır. Bu genellikle 35-40 cm H2O maksimum havayolu plato basıncına denk gelir. ARDS’de volüm kontrollü MV uygulanırken ortaya çıkacak basınç değişiklikleri tamamen komplians ve VT’e bağlı olduğu için rutinde uygulanan 12-15 mL.kg-1 VT ventile olan alveollerin overdistansiyonuna neden olabilir. Bu nedenle VT maksimal havayolu plato basıncı 35-40 cm H2O’yu aşmayacak şekilde ayarlamalıdır. İdeal koşullarda en uygun PEEP basınç düzeyi VT artırılarak çizdirilen basınç volüm eğrilerinden tahmin edilir (Şekil 1). Çizdirilen basınç volüm eğrisi üzerinde lower inflection point (LIP) ve upper inflection pointler (UIP) görmek mümkün olabilir (8). LIP, küçükhavayolları ve alveollerin tekrar açıldığı closing volüme eşdeğer bir noktaya denk gelirken, UIP ise total akciğer kapasitesinin aşıldığı, hiperenflasyona bağlı akciğer hasarı olma riskinin arttığı noktadır. PEEP düzeyi LIP’ın hemen üzerinde olacak ancak PEEP ile inspiryum basıncı toplamı 35 cm H2O’yu geçmeyecek şekilde ayarlanmalıdır (9). VT ayarlanırken de aynı eğriden yararlanmak mümkündür. Bunun için uygulanan VT’le oluşan plato basıncının UIP’ı aşmaması gerekir. Bunun üzerindeki basınçlar overdistansiyona neden olacaktır.

ARDS tedavisi sırasında göz önünde bulundurulması gerekli bir diğer önemli nokta akciğer hasarının oluştuğu ilk birkaç gün akciğerin kollajen yapısının nisbeten intakt kalırken daha sonra inflamasyon ilerledikçe yapısal proteinlerin harab olup akciğer dokusunun daha frajil hale gelmesidir. Bu nedenle önceleri hasta için en uygun olan ve gaz değişimini sağlamaya yeterli olan basınç birkaç gün sonra hastada barotravmaya neden olabilir.

2- Permissive Hypercapnia (PH)

ARDS’de MV stratejisini tayin ederken en önemli amaç mutlaka normal değerlerin yakalanması olmamalıdır. Bunun maliyeti barotravma ve akciğer hasarında artma olabilir. Günümüzde ARDS’li hastalarda PH bu amaçla konsensusda önerilip deneyimli yoğun bakım ünitelerinde başarı ile uygulanmakta ve güzel sonuçlar alınmaktadır. ARDS’de PH’yı ilk uygulayan ve oldukça başarılı sonuçlar alan Hickling ve ark.’ dır (10). Burada VT azaltılıp, frekans artırılırken alveol ventilasyonunun azalmasına ve CO2’in artmasına izin verilir ve böylece peak inspiryum basıncının çok yükselmesinin önüne geçilmiş olur. Akut hiperkapni sempatik aktiviteyi, kardiak outputu, pulmoner vasküler resistansı artırır, bronkomotor tonüsü değiştirir, serebral damarları dilate eder ve santral sinir sistemi fonksiyonlarını bozar. Buna karşın PaCO2’de yavaş olarak artma genellikle iyi tolere edilir ve çok daha az yan etkileri vardır. Kafa travması, beyin ödemi, belirgin kardiyovasküler fonksiyon bozukluğu PH için kontrendikasyonlardır. İdeal olanı CO2’in saatte 5 mm Hg’dan daha az artmasına izin verecek şekilde PaCO2’i 70-80 mm Hg nın altında tutmaktır. Bu arada frekansın 25/dk 'yı geçmemesine de özen göstermek gerekir.

3- Basınç Kontrollü Ventilasyon (PCV)

ARDS’de akciğeri koruyan MV modlarından biridir. Alveoler overdistansiyonun oluşmasını engellemek ve transpulmoner basınç gradientini azaltmak için inspiryum basıncı, peak inspiryum basıncı mümkün olduğunca 35 cm H2O’un altında ama daima 40 cm H2O’nun altında olacak şekilde ayarlanmalıdır (yani PEEP + inspiryum basıncı <35 cm H2O olmalıdır). 20 cm H2O düzeyinde bir basınç, inspiryum basıncı için iyi bir başlangıç noktasıdır. Bunların dışında, arteriyel pH 7.2’nin, arteriyel oksijen saturasyonu %85’in üzerinde olacak şekilde, auto PEEP’i 0 düzeyinde tutmaya özen göstererek, inspiryum zamanının tam bir inspiryuma olanak tanıyacak kadar yeterli olmasına dikkat ederek, FIO2 %90’da olacak şekilde ventilatörün ayarları yapılır. Başlangıçta solunum sayısı 20/dakika iken bu sıklık ekspiryum sonu akım 0’a düşecek şekilde titre edilir (9).

4- Inverse-Ratio Ventilation (IRV)

ARDS tedavisinin amacı kollabe olma eğilimindeki alveollerin açık tutulmasıdır ve eksternal PEEP uygulaması ile olduğu kadar intrensek PEEP (PEEPi) oluşturularak da bu amaca ulaşılabilir. Total PEEP yani eksternal PEEP + PEEPi tekrar kollabe olma riski taşıyan alveolleri açık tutmak için yeterli olmalıdır. PEEPi bölgesel olarak veya genelde, ekspirasyon zamanı ekspiryumun bitmesi için yeterli değilse ortaya çıkar. Yani PEEPi oluşması için ya yüksek VT kısa ekspiryum zamanı veya yüksek ventilasyon zaman sabitleri (t) olmalıdır. t = resistans (R) x komplians (C) olduğu için R ve/veya C’nin arttığı durumlarda artacaktır. Ağır ARDS’de hızlı ve yavaş alveoler kompartmanlar vardır. Hızlı kompartmanlar kısa bir ekspiryum süresinde tama yakın ekspiryum yapabilirler fakat sürfaktan fonksiyonundaki bozukluk nedeniyle kollabe olma eğilimindedirler ve eksternal PEEP uygulaması ile bunun önüne geçilebilir. Diğer yandan ARDS’de hızlı kompartmanları açmak ve öyle tutmak için uygulanan eksternal PEEP’e ilaveten yavaş kompartmanları açık tutmak için oluşturulan PEEPi ortalama havayolu basıncını tutturmak ve ventilasyonun distribisyonunu düzeltmek için iyi bir yöntemdir. PEEPi ekspiryum zamanını kısaltarak ayaryanabilir. Bu özellik IRV modunun PEEPi aracılığı ile yavaş alveol kompartmanlarını açık tuttuğu ve böylece bölgesel air-trapping ile alveol kollapsını engellediği özel etkisidir (11). Normalde inspiryum ekspiryum oranı 1:2 ile 1:4 arasında ayarlanır. IRV’da bu oran 1:1 gibi daha yüksek düzeylere ulaştırılıp inspiryum zamanı uzatılmaya çalışılır. IRV volüm kontrollü ve basınç kontrollü olarak yapılabilir. Son zamanlarda tercih edileni ise basınç kontrollü IRV’dur. Bu mod obstrüktif akciğer hastalıklarında kontrendikedir.

Buraya kadar söz edilen kontrollü modların dışında ARDS’li hastalarda spontan solunuma destek veren diğer bazı basınç destekli modlar da kullanılabilir. Bunlar pressure support ventilation (PSV) , proportional assist ventilation (PAV) , airway pressure release ventilation (APRV), BiPAP ve trakeal gas insufflation (TGI)’dur. ARDS’li hastalarda hastaların iyi senkronize olamamaları nedeniyle PSV pek kullanışlı değildir. Teorik olarak yararlı olması beklenebilse de PAV’un ARDS’de kullanımı ile ilgili çalışmalar yoktur. APRV 1987 yılında tanımlanmıştır ve 20-30 cm H2O gibi orta derecede yüksek CPAP düzeylerinde spontan solunum yapılıyorken havayolu basıncında 1-1.5 s’lik düşmelerle karakterizedir. Akut solunum yetmezlikli hastalarda başarılı sonuçlar bildirilmiştir. Maksimum havayolu basınçlarının mümkün olduğunca düşük tutulmasının istendiği hastalarda yararlı olabilir. Bu moda oldukça yakın olan bir diğer mod BiPAP’ dır ve teorik olarak yararlı olabilir.

Bazı ARDS hastalarında akciğerleri korumaya yönelik MV taktiklerinin uygulanması belirgin hiperkapni ve hatta hipoksemiye neden olabilmektedir. Bu gibi hastalarda yardımcı ventilasyon tekniklerinin uygulanması kardiyopulmoner fonksiyonun daha iyi düzeyde sürdürülmesine yardımcı olabilir. MV’a yardımcı bu teknikler akciğerleri koruyucu MV taktiklerine paralel olarak gelişmeye başlamıştır. Bu yardımcı tekniklerden extracorporeal carbondioxide removal (ECCO2R) , TGI ve intravena-caval oxygen exchanger (IVOX) esasen CO2 eliminasyonuna yardımcı olurken, extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) , nitrik oksit, sürfaktan replasman tedavisi, partial liquid ventilation (PLV) ve pozisyon tedavisi oksijenizasyonu desteklemektedir (Tablo 3).

AKCİĞERİ KORUYUCU MV YÖNTEMLERİNE YARDIMCI TEKNİKLER

1. Karbondioksit Eliminasyonunu Artıran Teknikler

ECCO2R

Ekstrapulmoner gaz değişim teknikleri, akciğerlerin bozulmuş gaz değişim fonksiyonuna yardımcı olmak amacıyla bir miktar kanın yarı geçirgen bir membran aracılığı ile CO2’den arındırılıp oksijenlendirilmesi esasına dayanır. Kan, hastayı büyük santral bir vene yerleştirilmiş kanül aracılığı ile terkeder, yarı geçirgen membrandan geçer ve ekstrakorporeal desteğin uygulama biçimine bağlı olarak sağ atriyum (veno-venöz-VV) veya aortaya (veno-arteriyel VA) döner. Primer amaç oksijenizasyona yardımcı olmaksa bağlantı VA olarak yapılır ve yöntemin adı ECMO’dur. Eğer amaç CO2 eliminasyonuna yardımcı olmaksa devre VV’dür ve işlemin adı ECCO2R’dir (12). ARDS’li hastaların ECMO ile başarılı olarak tedavi edildiklerine dair ilk çalışma 1972 yılında yayınlandı (13). 1974 ve 1977 yılları arasında National Heart, Lung and Blood Institute’un (NHLBI) desteklediği, 90 hastada yapılan çok merkezli bir çalışmada ECMO uygulanan hastalarla kontrol grubunun sağkalım oranları arasında belirgin bir fark bulunmadı (%9). Ancak bu sonuçlar erişkinlerdeki çalışmaları cesaretlendirdi (14). Günümüzde halen ARDS’li hastalarda ECMO ile alınan sonuçlar yenidoğanın solunum sıkıntısı sendromunda olduğu gibi başarılı değildir. Bunun nedeni pediatristlerin bu konudaki deneyimlerinin çok fazla olması da olabilir. ECMO işlemi sırasında kardiak outputun ancak %10’u akciğerlerden geçer. Bazı araştırmacılar kontrollü MV ile birlikte bu bypass’ın akciğerleri iyileşme sürecinde koruduğuna inanırlar.

Avrupa ülkelerinde ARDS’li erişkin hastaların tedavisinde ECCO2R yaygın olarak kullanılmaktadır. Yöntem alveoler ventilasyonu azaltarak akciğerlerin MV gereksinimini azaltır ve kardiak output’un yaklaşık %30’u ekstrakorporeal devreye pompalanır. Bu uygulama ile peak havayolu basıncını 35 cm H2O’nun altında tutmak ve dakika solunum sayısını 5’in altına indirmek mümkün olabilmektedir (15,16). Aslında düşük frekanslı pozitif basınçlı ventilasyonun amacı burada CO2 eliminasyonu veya oksijenizasyon değil atelektazilerin önüne geçilmesidir. Oksijenizasyon için intratrakeal bir kateter aracılığı ile 2-4L/dk’dan O2 verilir. Bu çalışmalarda bildirilen %40-60 civarındaki yaşam oranları başlangıçtaki %9’luk oranlara göre oldukça iyidir. En önemli yan etkisi sürekli antikoagülasyon gerektirmesi nedeniyle kanama eğilimi yaratmasıdır. Yapılan çalışmalar konvansiyonel yöntemlerle veya akciğeri koruyan MV yöntemleri ile ECCO2R’nin karşılaştırılmasında, yaşam oranı açısından arada anlamlı farklılık olmadığını bildirmekle beraber bu yöntemlere yardımcı olarak kullanıldığında faydalı olabileceğini göstermektedir (17).

IVOX

Veno-venöz IVOX son yıllarda ALI’de denenmeye başlanmıştır. IVOX venöz yerleşime izin verecek şekilde sıkıştırılmış, çok sayıda küçük çaplı, yarı geçirgen içi boş liflerden oluşur. Kateter vena kava inferiora yerleştirildiği zaman bu sıkıştırılmış paket açılır ve ince lifler venöz kanla temasa geçer. Böylece venöz kanla IVOX membranı boyunca akan oksijen arasında gaz değişimi gerçekleşir. Kateter boyunca gaz transportu diffüzyon sınırlamalıdır ve gazın akışına, kanın hemoglobin konsantrasyonuna, membranın gaz transfer özelliklerine, kardiak output ve membran boyunca O2 ve CO2’in basınç gradientine bağlıdır. PH sırasında venöz kanda PCO2 arttığı için bu yöntemle CO2 eliminasyonunun artırılmasına yardımcı olunabilir. Kandaki CO2 konsantrasyonu ne kadar fazla ise IVOX’la CO2 alımı o kadar fazladır (18). Kan akımının olumsuz etkilendiği splanknik kan akımı gibi klinik durumlar IVOX etkinliğini azaltabilir.

Yüzey alanı 2200-5200 cm2 arasında olmak üzere 4 erişkin boyutu vardır. Boyut arttıkça yüzey alanı artacağı için gaz değişim oranı da artar. Boyut çok artarsa kateter vena kava’yı tam olarak tıkayıp kan akımının azygos ve hemazygos venlere kaymasına neden olabilir. Kan gazları çok kötü olup vena kavası küçük olan hastalar IVOX’dan yeterince yararlanamayabilirler. Bu yöntemle kana 150 mL/dk O2 transferi ve kandan katetere 120 mL/dk CO2 transferi sağlanabilir. Böylece yaklaşık olarak hastanın gereksiniminin %15-30’u karşılanır. Mira ve ark. ARDS’li 6 hastada yaptıkları uygulama ile PaCO2’i 60.15 mm Hg’den 52.11 mm Hg’ya indirmişler, oksijenizasyon üzerine etkiyi ise anlamlı bulmamışlardır (19).

Sistemik antikoagülasyon, cerrahi olarak yerleştirilmesinin gerekmesi, vena kavayı daraltarak kardiak outputu düşürmesi ve bu nedenle sıvı ve kan replasmanına ihtiyaç göstermesi uygulamanın güçlükleridir.

TGI

TGI alveoler ventilasyonun etkinliğini artırmak veya ventilasyon basınçlarını düşürebilmek amacıyla bir kateter aracılığı ile santral havayollarına devamlı veya fazik (inspiryum veya ekspiryumda) olarak taze hava insuflasyonudur (20,21). MV ile hastaya verilen VT’nin etkinliği bu yöntemle iki yolla artırılır. Bunlardan birincisi; ekspiryum sırasında kataterle verilen taze hava kateterin ucunun distalinde kalan ölü boşluklardaki CO2’i kısmen veya tamamen proksimal havayollarına doğru yönlendirir veya ikinci olarak, kateter uçlarında yüksek akım hızları meydana getirildiğinde meydana gelen türbülansla kateterin distalindeki bölgelerde gazların karışımı artar ve bu da CO2 eliminasyonuna yardımcı olur.

Uygun bir şekilde uygulanmazsa mukozal hasar, sekresyonların atılamaması ve barotravma gibi riskleri vardır. Dikkatli bir uygulama ile bunların önüne geçilebilir. Bunların dışında aslında MV’ye yardımcı en az invaziv CO2 eliminayon yöntemidir.

2. Oksijenizasyonu Artıran Teknikler

Partial Liquid Ventilation (PLV) - Perfluorocarbon Associated Gas Exchange (PAGE)

Perfluorokarbonlar (PFC) ilk kez 1966 yılında Clark ve Gollan tarafından likit ventilasyon amacıyla kullanılmıştır (22). PFC’lerin fiziksel özellikleri gaz değişimini ideal olarak desteklemeye uygundur. PFC’lerin bir ticari şekli olan perflubron’un (perfluorooctyl bromide) dansitesi 1.918 g/cm3, yüzey gerilimi 18.1 dynes/cm, 37˚C’de buharlaşma basıncı 10.5 mmHg, O2 solubilitesi 0.53 mL O2/mL PFC, CO2 solubuilitesi 2.1 mL CO2/mL PFC’ dur. PFC’lar inert bileşiklerdir, çok az miktarlarda absorbe edilip akciğerlerden evaporasyon yoluyla atılırlar (23).

İlk geliştirildiği yıllarda total liquid ventilation (TLV) olarak yapılıyordu ve özel bir ventilatöre gereksinim vardı. Ancak son yıllarda likit ve gaz ventilasyon tekniklerinin geliştirilmesi ile işlem son derece basitleştirilmiştir. Bu uygulama ile akciğerlere fonksiyonel rezidüel kapasite (FRC)’ye (9-12 mL/kg) kadar PFC doldurulmakta ve daha sonra akciğerler konvansiyonel ventilatörlerle ventile edilmektedir. PLV sırasında gaz değişimi hem havalanan alveollerde hem de PFC’la dolu alveollerde olur. MV ile verilen VT’le PFC karşılaşması PFC’u oksijene edip CO2’i alır ve TLV’la ekstrakorporeal olarak yapılan bu işlem PLV’la çok daha kolay bir şekilde in-situ olarak gerçekleşir. PLV akciğer mekaniğini iki mekanizma ile düzeltir. Tablo 4 PLV’un teorik avantajlarını göstermektedir (24).

Tütüncü ve ark. hayvan deneyleri şeklinde yaptıkları çalışmalarında kompliansı düşürücü ve oksijenizasyonu artırıcı etkilerin farklı mekanizmalarla ve farklı dozlarda ortaya çıktığını göstermişlerdir. Düşük dozlarda PFC kompliansı düşürürken oksijenizasyonun düzelmesi için daha yüksek dozlarda PFC’ye gerek vardır (24, 25). Aynı araştırmacılar diğer çalışmalarında 6 saatlik gaz değişim fonksiyonu için 9-12 mL/kg PFC’ye gerek olduğunu ve etkinin 4. saatten sonra giderek azaldığını ve bunun da PFC’nin havayollarından evaporasyonuna bağlı olduğunu göstermişlerdir (26).

Hirschl ve ark. ECCO2R uygulanmakta olan 10 ARDS’li hastada PLV’da uygulamışlar ve 72 saatlik uygulama sonunda intrapulmoner şant fraksiyonunun 0.72’den 0.46’ya düştüğünü göstermişlerdir (27). İşlemin yegane komplikasyonları mukus plak oluşumu ve pnömotoraks olmuştur.

Bir diğer kombine deneysel çalışmada surfaktan tedavisinden sonra uygulanan PLV’nin oksijenizasyonu solunum sistemi mekaniğini ve akciğer patolojisini çok daha iyi düzelttiği gösterilmiştir (28).

Perflubron erişkin ve pediatrik ARDS’li hastalarda faz II çalışmalarla değerlendirilmektedir. Bu çalışmaların sonuçları hangi grup hastada ne şekilde uygulamanın en yararlı olduğunu ortaya çıkardıktan sonra PLV klinik kullanıma girebilecektir.

Nitrik Oksit (NO)

ARDS intrapulmoner şantla karakterizedir ve bu da hipoksemiye neden olur. Hipoksemik vazokonstriksiyona bağlı pulmoner arteriyel hipertansiyon ve pulmoner vasküler yatağın diffüz oklüzyonu sendromun diğer özellikleridir. Pulmoner vasküler resistansın azaltılması pulmoner arter basıncını azaltacak ve sağ ventrikül performansını düzeltecektir. Ancak ARDS’de pulmoner arter vazodilatörlerin kullanılması sistemik vazodilatasyon ve hipotansiyona neden olarak başarısız sonuçlar vermektedir. Bütün bunlara ilaveten diffüz pulmoner vazodilatasyon iyi ventile olmayan alveollere de kan akımını artırarak ventilasyon perfüzyon dengesini bozacaktır.

NO guanilat siklazı aktive ederek hücre içi siklik GMP’yi artırır ve arter ve venlerin düz kaslarının gevşemesine neden olur. İnhaler yolla alınan NO yalnızca ventile olan alveolleri kanlandıran vasküler yatakta vazodilatasyona neden olduğu için ventilasyon perfüzyon dengesizliğine neden olmaz. Bunun yanında pulmoner arter basıncını azaltarak intravasküler alandan akciğer interstisyumuna sıvı geçişini sağlayan basınç gradientini azaltır ve zaten permeabilitenin de artmasıyla artan ödemin azalmasına yardımcı olur (29).

Yapılan hayvan ve insan çalışmalarında NO’nun çok düşük dozlarda oksijenizasyonu artırıp pulmoner arter basıncını düşürdüğü gösterilmiştir. Oksijenizasyonda düzelme 0.1 ppm gibi çok düşük dozlarda ortaya çıkıp yaklaşık 2 ppm’de plato çizer. Pulmoner arter basıncındaki düşme ise yine aynı düşük dozlarda başlamakla beraber 10-20 ppm gibi daha yüksek dozlarda plato çizer. Sepsis ve şok tablosu yoksa NO’nun PAP üzerine etkisi 5 ppm ve daha düşük dozlarda maksimumdur. Bu iki durum sözkonusu ise daha yüksek dozlar söz konusudur. İnhaler NO’nun PaO2 üzerine etkisi 10 sn’de ortaya çıkar ve 15 sn’de stabilleşir (30). İnhaler NO kullanımı uzun süre devam ettikten sonra birden kesilirse oksijenizasyon aniden bozulup pulmoner vasküler resistans artabilir. Bu inhaler NO’nun endotelial NO sentetazı inhibe etmesiyle açıklanmaktadır. NO hiperkapnik hastalarda oksijenizasyonu normokapnik olanlara göre daha az düzeltir, almitrinle birlikte verildiğinde oksijenizasyonu daha da artırır.

ARDS’li hastalarda MV tedavisine ilave olarak NO kullanımının etkisi tam olarak bilinmemektedir. Seçilmiş hastalarda NO, FIO2 konsantrasyonunu azaltmaya ve uygulanan basınçları azaltmaya yardımcı olabilir. Ancak bu uygulamaların hastanın sürvisini etkileyip etkileyemeyeceği henüz bilinmemektedir.

Kan dolaşımında NO hemoglobinle reaksiyona girip methemoglobin, oksijenle etkileşip NO2 oluşumuna neden olur. Bu bileşikler NO’un toksik etkilerinden sorumludurlar. Sekiz saatlik ortalama güvenli doz NO2 için 25, NO için 5 ppm’dir.

Surfaktan

Doğal pulmoner surfaktan tip-2 alveoler hücreler tarafından yapılan kompleks lipid-protein karışımıdır. Esas olarak alveollerde ve küçük havayollarında hava-likit yüzeyinde yüzey gerilimini azaltarak akciğer kompliansını düzeltir, düşük volümlerde atelektazi eğilimini azaltır ve böylece alveol stabilitesini sağlar. Surfaktan aynı zamanda akciğerlerin sıvı dengesini sağlamakta da önemli role sahiptir. Doğal pulmoner surfaktanın %85 gibi büyük bir bölümünü fosfolipidler oluşturur ve onun yüzey aktif özelliklerinden sorumludurlarlar. Doğal surfaktan aynı zamanda özel proteinler de içerir (%15). Dört ayrı surfaktan proteini vardır (SP-A, SP-B, SP-C, SP-D). Bu proteinler surfaktanın hava likid yüzeyinden adsorbsiyonuna yardımcı oldukları gibi sürfaktan metabolizması ve akciğer savunma mekanizmalarında önemli roller oynarlar. Surfaktan yenidoğanın solunum sıkıntısı sendromunda oldukça yararlı bulunup rutin olarak kullanılmaktadır. ARDS’de de benzer mekanizmaların geçerli olması nedeniyle yararlı olması beklenmekte ve üzerinde yoğun olarak çalışılmaktadır. ALI’de surfaktan fonksiyonu surfaktan miktarının azalması, kompozisyonunun değişmesi (SP-A ve SP-B’de azalma) veya inaktive olması (proteinden zengin alveoler ödem sıvısı ile karışan surfaktanın inaktive olduğu gösterilmiş) nedeniyle değişir. Normal kişilerde surfaktan miktarı 3-15 mL/kg’ dır.

Bu çalışmalarda 2 tip surfaktan kullanılmaktadır. Bunlardan ilki doğal inek veya domuz surfaktan ekstreleri (Survanta, Curosurf, Infasurf, Alveofact) ikincisi ise sentetik surfaktanlardır (Exosurf veya ALEC). Bunlarda fosfolipid içeriği 13.5 ile 100 mg/mL arasında değişir. Doz fosfolipid içeriğine göre değiştiği için (50-200 mg fosfolipid/kg) düşük fosfolipid içerikli surfaktanlar daha yüksek dozda uygulanmalıdır. Doğal surfaktan sentetik olanında bulunmayan ve surfaktanın yüzey ve fizyolojik aktivitesini artıran SP-B ve SP-C içerir. Yapılan çalışmalarda doğal surfaktanın komplians, oksijenizasyon ve surviyi sentetik surfaktana göre daha iyi düzelttiği gösterilmiştir. Surfaktan endotrakeal tüpten bolus şeklinde veya inhalasyonla verilebilir, bronkoskop aracılığı ile verenler de vardır (31).

ARDS’de surfaktan anormalliklerinin olduğunun ve deneysel akciğer hasarı modellerinde surfaktan replasman tedavisinin yararının gösterilmesine rağmen klinik çalışmalar ARDS’de surfaktanın rutin kullanımını desteklememektedir (32,33) ARDS’de destek tedavisi olarak kullanımının araştırılabilmesi için optimal preparatı, dozu ve uygulama yolunu belirleyecek çalışmalara ihtiyaç vardır.

Pozisyon Tedavisi

Hipoksemik solunum yetmezliği olan hastalarda oksijenizasyonu düzeltmek için pozisyon tedavisinin yararı oldukça uzun süreden beri bilinmektedir. Tek taraflı akciğer lezyonlarında hastaların sağlıklı taraf dependent olacak şekilde yatırılması bu tarafta ventilasyon ve perfüzyonu artırarak oksijenizasyonun düzelmesine yardımcı olacaktır. Langer ve ark. orta ve ağır ARDS’li hastalarda yaptıkları çalışmada 13 hastada prone pozisyonun etkisini araştırmışlar ve 8 hastada, hasta prone pozisyona geldikten 30 dakika sonra oksijenizasyonun anlamlı olarak düzeldiğini göstermişlerdir (pron: 90 mm Hg; supin: 70 mm Hg) (34). Benzer bir çalışmada 12 ARDS’li hastadan 8’inde hastalar supin’den prone pozisyona geçirilince PaO2’in 96 mmHg’dan 163 mmHg’ya çıktığı gösterilmiştir (35). Multiple inert gaz eliminasyon tekniği kullanılarak oksijenizasyondaki düzelmenin intrapulmoner şantta azalmaya bağlı olduğu gösterilmiştir. Her ne kadar çok sayıda hastada yapılmış kontrollü çalışmalar olmasa da yapılan çalışmaların çoğunda hastaların %50’den fazlasında pozisyonla oksijenizasyonun düzeldiği gösterilmiştir. Yine bu çalışmalarda prone tedavisinin ARDS’nin ödem ve atelektazinin yaygın olduğu erken safhasında yararlı olduğu ve pozisyon tedavisine cevap verecek hastalarda ilk 30 dakikada alınacak cevabın olumlu gelişmelere işaret ettiği gösterilmiştir (33).

Tedavinin en önemli güçlüğü pozisyon değiştirilirken ortaya çıkan komplikasyonlardır. Bunlar entübasyon tüpü veya santral venöz kateterlerin elde olmaksızın çıkması, sekresyonlarda artma, geçici hemodinamik instabilite, hipoksemi, yüzde ve göz kapaklarında ödem ve basıya bağlı yaralardır.

Bütün bu yararlarına rağmen tedaviye cevap veren hastalarda bu tedavinin ne kadar sürdürülmesi gerektiğine dair görüş birliği yoktur ve halen araştırmacılar bu tedavi süresinin 8-12 saati geçemediğini bildirmektedirler. Prone pozisyonun ARDS’deki etkisini tam olarak ortaya koyabilmek için daha fazla klinik ve deneysel çalışmalara ihtiyaç vardır.

Şimdiye kadar anlatılan ve MV’a yardımcı olarak kullanılan yöntemlerden hiçbirisi çok sayıda hastayı kapsayan kontrollü klinik çalışmalarda değerlendirilmemiş ve ARDS’de hangi durumlarda ne kadar yararlı olabilecekleri henüz tam olarak belirlenememiştir.

ECCO2R, ECMO, IVOX gibi ekstrapulmoner gaz değişim teknikleri son derece pahalı, yüksek teknoloji ve büyük ekip deneyimi gerektiren yöntemler olup ARDS’de yararlı oldukları kesin olarak gösterilememiştir ve halen araştırma aşamasındadırlar. Ancak özellikle akciğerleri korumaya yönelik MV taktikleri ile birlikte kullanıldıkları zaman cesaret verici sonuçlar alan gruplar vardır. Surfaktan, NO ve TGI yöntemleri ise henüz klinik pratikte rutin olarak kullanılabilecek aşamaya gelmemiştir. Bu yöntemlerin geliştirilmesine yönelik araştırmalara hız verilmesi ileride ARDS’li hastaların yoğun bakımda kalma sürelerini kısaltıp mortalitelerini azaltabilecektir.

KAYNAKLAR

  1. Thomsen GE, Morris AH, Danino D, et al. Incidence of the respiratory dystress syndrome in Utah. Am Rev Respir Dis 1993; 147 (4 part 2): A 347.
  2. The American-European Consensus Conference on ARDS. Definitions, mechanisms, relevant outcomes and clinical trial coordination. Am J Respir Crit Care Med 1994; 149: 818-824.
  3. Gattioni L, Mascheroni D. Body position changes redistribute lung computed tomographic density in patients with acute respiratory failure. Anesthesiology 1991; 74: 15-23.
  4. Burchardi H. New strategies in mechanical ventilation for acute lung injury. Eur Respir J 1996; 9: 1063-1072.
  5. Marini JJ. Evolving concepts in the ventilatory management of ARDS. Clin Chest Med 1996; 17: 555-575.
  6. Parker JC, Hernandez LA, Peevy KJ. Mechanisms of ventilation induced lung injury. Crit Care Med 1993; 21: 131-143.
  7. Dantzker DR, Brook CJ, Dehart P, et al. Ventilation-perfusion distributions in the ARDS. Am Rev Respir Dis 1979; 120: 1039-1052.
  8. Jubran A, Tobin MJ. Monitoring during mechanical ventilation. Clin Chest Med 1996; 17: 453-474.
  9. Marik PE, Krikorian J. Pressure-controlled ventilation in ARDS: A practical approach. Chest 1997; 112: 1102-1106.
  10. Hickling KG, Walsh J, Henderson S, Jackson R. Low mortality rate in ARDS using low volume, pressure limited ventilation with permissive hypercapnia: a prospective study. Crit Care Med 1994; 22: 1568-1578.
  11. Lain DJ, Di Benedetto R, Morris SL, et al. Pressure control inverse ratio ventilation as a method to reduce peak inspiratory pressure and provide adequate ventilation and oxygenation. Chest 1989; 95: 1081-1088.
  12. Nahum A, Shapiro R. Adjuncts to mechanical ventilation. Clin Chest Med 1996; 17: 491-511.
  13. Hill JD, O’Brian TG, Murray JD. Prolonged extracorporeal oxygenation for acute post-traumatic respiratory failure (Shock-lung syndrome). N Engl J Med 1972; 286: 629-634.
  14. Extracorporeal support for respiratory insufficiency: A colloborative study in response to RFP-NHLI-73-20, appendixes 1 and 2. Bethesda, MD, Department of Health, Education and Welfare, National Institutes of Health, 1979: 247-264.
  15. Gattioni L, Presenti A, Bombino M. Role of extracorporeal circulation in ARDS. New Horizons 1993; 1: 603-612.
  16. Gattioni L, Presenti A, Mascheroni D. Low frequency positive pressure ventilation with extracorporeal CO2 removal in severe ARDS. JAMA 1986; 256: 881-886.
  17. Brunet F, Mira JP, Belghith M. ECCO2R technique improves oxygenation without causing overinflation. Am J Respir Crit Care Med 1994; 149: 1557-1562.
  18. Zwischenberger JB, Cox CS, Graves D, Bidani A. Intravascular membrane oxygenation and carbondioxide removal- A new application for permissive hypercapnia? Thorac Cardiovasc Surg 1992; 40: 115-120.
  19. Mira JP, Brunet F, Belghith M. Reduction of ventilatory settings allowed by intravenous oxygenator (IVOX) in ARDS patients. Intensive Care Med 1995; 21: 11-17.
  20. Eckman DM, Gavriely N. Intra-airway CO2 distribution during airway insufflation in respiratory failure. J Appl Physiol 1995; 78: 546-554.
  21. Burke WC, Nahum A, Ravenscraft SA. Modes of tracheal insufflation: comparison of continuous and phase specific gas injection in normal dogs. Am Rev Respir Dis 1993; 148: 562-568.
  22. Clark LC, Gollan F. Survival of mammals breathing organic liquids equilibrated with oxygen at atmospheric pressure. Science 1966; 152: 1755-1756.
  23. Tütüncü AS, Faithfull NS, Lachmann B. Comparison of ventilatory support with intratracheal perfluorocarbon administration and conventional mechanical ventilation in animals with acute respiratory failure. Am Rev Respir Dis 1993; 148: 785-792.
  24. Yoxal CW, Subhedar NV, Shav NJ. Liquid ventilation in the preterm neonate. Thorax 1997; 52 (suppl 3): 3-8.
  25. Tütüncü AS, Akpir A, Mulder P. Intratracheal perflubron administration as an aid in the ventilatory management of respiratory distress syndrome. Anesthesiology 1993; 79: 1083-1093.
  26. Tütüncü AS, Faithfull NS, Lachmann B. Intratracheal perfluorocarbon administration combined with mechanical ventilation in experimental respiratory distress syndrome: Dose dependent improvement of gas exchance. Crit Care Med 1993; 21: 962-969.
  27. Hirschl RB, Pranikoff T, Wise C, et al. Initial experience with PLV in adult patients with the ARDS. JAMA 1996; 275: 383-389.
  28. Mrozek JD, Smith KM, Bing DR, et al. Exogenous surfactant and PLV. Physiologic and pathologic effects. Am J Respir Crit Care Med 1997; 156: 1058-1065.
  29. Benzing A, Brautigam P, Geiger K. Inhaled NO reduces pulmonary transvascular albumin flux in patients with acute lung injury. Anesthesiology 1995; 83: 1153- 1161.
  30. Puybasset L, Rouby JJ, Morgeon E. Inhaled NO in acute respiratory failure: Dose response curves. Intensive Care Med 1994; 20: 319-327
  31. Louis A, Roy C J, Gadek JE, Eric RP. Administration of surfactant via flexible bronchoscopy. J Bronchology 1997; 4: 329-331.
  32. Gregory TJ, Gadek JE, Weiland JE. Survanta supplementation in patients with ARDS (abstract). Am Rev Respir Dis 1994; 149: A567.
  33. Wideman H, Baughman R, de Boisblanc B. A multicenter trial in human sepsis-induced ARDS of an aerosolized surfactant (exosurf). Am J Respir Crit Care Med 1995; 149: A 567.
  34. Langer M, Mascheroni D, Marcolin R. The prone position in ARDS patients. A clinical study. Chest 1988; 94: 103-107.
  35. Pappert D, Rossaint D, Slama K. Influence of positioning on ventilation perfusion relationships in severe ARDS. Chest 1994; 106: 1511- 1516.

YAZIŞMA ADRESİ:

Dr. Gül GÜRSEL

Gazi Üniversitesi Tıp Fakültesi,

Göğüs Hastalıkları Anabilim Dalı

Beşevler, ANKARA

Yazdır