Mất đồng bộ Bệnh nhân - máy thở ở bệnh nhân chấn thương não cấp tính

Mất đồng bộ Bệnh nhân - máy thở ở bệnh nhân chấn thương não cấp tính: một nghiên cứu quan sát tiền cứu

Patient–ventilator asynchrony in acute brain-injured patients: a prospective observational study

Xu-Ying Luo, Xuan He, Yi-Min Zhou, Yu-Mei Wang, Jing-Ran Chen, Guang-Qiang Chen, Hong-Liang Li, YanLin Yang, Linlin Zhang & Jian-Xin Zhou 

Annals of Intensive Care volume 10, Article number: 144 (2020)

Dịch bài: BS. Đặng Thanh Tuấn – BV Nhi Đồng 1

Tóm tắt

Bối cảnh

Sự không đồng bộ giữa bệnh nhân và máy thở (patient–ventilator asynchrony) thường gặp ở những bệnh nhân thở máy và có thể liên quan đến các kết cục bất lợi. Rất ít nghiên cứu đã báo cáo về sự xuất hiện của không đồng bộ ở những bệnh nhân bị chấn thương não. Chúng tôi nhằm mục đích điều tra tỷ lệ phổ biến, loại và mức độ nghiêm trọng của tình trạng không đồng bộ máy thở ở bệnh nhân thở máy bị chấn thương sọ não.

Phương pháp

Nghiên cứu quan sát tiền cứu này đã thu nhận những bệnh nhân bị chấn thương não cấp tính đang thở máy. Theo dõi áp lực thực quản được thiết lập sau khi nhập viện. Các dạng sóng lưu lượng, áp lực đường thở và áp lực thực quản theo thời gian được ghi lại trong khoảng thời gian 15 phút, bốn lần mỗi ngày trong 3 ngày, để phát hiện sự không đồng bộ trực quan bằng phân tích ngoại tuyến. Vào cuối mỗi lần ghi tập dữ liệu, trung khu điều hòa hô hấp được xác định bằng thủ thuật tắc đường thở. Chỉ số không đồng bộ được tính toán để thể hiện mức độ nghiêm trọng. Mối quan hệ giữa tỷ lệ hiện mắc và mức độ nghiêm trọng của tình trạng không đồng bộ với các chế độ và cài đặt thông khí, trung khu điều hòa hô hấp, giảm đau và an thần đã được xác định. Không đồng bộ máy thở - bệnh nhân nặng, được định nghĩa là chỉ số không đồng bộ ≥ 10%, với các kết cục lâm sàng đã được phân tích.

Kết quả

Trong 100 bệnh nhân đăng ký, tổng số 1076 bộ dữ liệu dạng sóng 15 phút bao gồm 330.292 nhịp thở đã được thu thập, trong đó 70.156 (38%) nhịp thở không đồng bộ được phát hiện. Không đồng bộ xảy ra ở 96% bệnh nhân có chỉ số không đồng bộ trung bình (dải phân vị) là 12,4% (4,3% –26,4%). Loại phổ biến nhất là kích hoạt không hiệu quả. Không có sự khác biệt có ý nghĩa về tỷ lệ hiện mắc hoặc chỉ số không đồng bộ giữa các phân loại chấn thương sọ não khác nhau (p> 0,05). Tỷ lệ không đồng bộ thấp hơn đáng kể trong chế độ thông khí hỗ trợ/kiểm soát áp lực so với các chế độ thở máy khác (p <0,05). So với bộ dữ liệu không có sự đồng bộ, áp lực tắc đường thở thấp hơn đáng kể trong bộ dữ liệu có kích hoạt không hiệu quả (p <0,001). Chỉ số không đồng bộ cao hơn đáng kể khi sử dụng kết hợp opioid và thuốc an thần (p <0,001). Thời gian thở máy dài hơn đáng kể và thời gian nằm viện sau khi dưa vào nghiên cứu được tìm thấy ở những bệnh nhân kích hoạt không hiệu quả nghiêm trọng (p <0,05).

Kết luận

Sự không đồng bộ giữa máy thở và bệnh nhân thường gặp ở những bệnh nhân bị chấn thương sọ não. Loại phổ biến nhất là kích hoạt không hiệu quả và mức độ nghiêm trọng của nó có thể liên quan đến thời gian thở máy và thời gian nằm viện dài. Tỷ lệ và mức độ nghiêm trọng của bệnh không đồng bộ có liên quan đến chế độ thở máy, trung khu điều hòa hô hấp và chiến lược giảm đau/an thần, gợi ý điều chỉnh điều trị ở nhóm dân số cụ thể này.

Bối cảnh

Không đồng bộ bệnh nhân - máy thở đề cập đến sự không phù hợp giữa nhu cầu của bệnh nhân và hỗ trợ thông khí, có thể xảy ra khi trung khu điều hòa hô hấp của bệnh nhân tương đối cao hoặc thấp [1, 2]. Bệnh nhân thở máy không đồng bộ thường gặp ở bệnh nhân thở máy và tình trạng rối loạn đồng bộ nặng có thể liên quan đến các kết cục bất lợi, bao gồm thời gian thở máy kéo dài, tỷ lệ cai máy thất bại cao hơn và thậm chí tử vong tại bệnh viện cao hơn [3].

Phần lớn các nghiên cứu điều tra mối quan hệ giữa sự không đồng bộ giữa bệnh nhân và máy thở với các chế độ và cài đặt máy thở [4]. Ngoài ra, tần suất và loại không đồng bộ cũng có thể liên quan đến đặc điểm của bệnh nhân [3]. Ví dụ, bệnh nhân mắc các bệnh tắc nghẽn có tỷ lệ cao do kích hoạt không hiệu quả (ineffective triggering) [5], một phần là do siêu bơm phồng phổi động (dynamic hyperinflation) và áp lực dương cuối kỳ thở ra nội tại (auto-PEEP) [6]; trong khi, ở những bệnh nhân có hội chứng nguy kịch hô hấp cấp tính với độ giãn nở cực kỳ thấp, chu kỳ sớm (premature cycling) là loại thường gặp nhất [7]. Sự điều hòa trung khu hô hấp được kiểm soát bởi các tế bào thần kinh trong thân não, các tế bào thần kinh này cũng có thể bị ảnh hưởng bởi các đầu vào của vỏ não [8]. Do đó, những bệnh nhân bị chấn thương não có thể có nguy cơ cao mắc không đồng bộ bệnh nhân - máy thở. Tuy nhiên, cho đến nay, không có nghiên cứu nào tập trung vào tỷ lệ phổ biến và loại bệnh không đồng bộ, cũng như mức độ nghiêm trọng và các yếu tố liên quan ở bệnh nhân chấn thương sọ não.

Tỷ lệ bệnh nhân không đồng bộ máy thở cũng bị ảnh hưởng bởi phương pháp phát hiện. Các dạng sóng của máy thở, bao gồm lưu lượng và áp lực đường thở, thường được sử dụng để xác định sự không đồng bộ, nhưng độ chính xác tương đối thấp trong một số loại không đồng bộ nhất định [9, 10]. Thay thế cho áp lực màng phổi, theo dõi áp lực thực quản, kết hợp với phân tích dạng sóng áp lực đường thở và lưu lượng, có thể giúp phát hiện và phân loại sự không đồng bộ chính xác hơn [11, 12].

Trong nghiên cứu quan sát tiền cứu này, những bệnh nhân chấn thương sọ não cấp tính đang thở máy xâm lấn đã được đưa vào, và theo dõi áp lực thực quản được thiết lập để tạo điều kiện cho việc chẩn đoán không đồng bộ. Mục đích chính của chúng tôi là điều tra toàn diện loại, tỷ lệ phổ biến và mức độ nghiêm trọng của bệnh không đồng bộ trong quần thể này. Mối liên hệ của sự không đồng bộ với trung khu điều hòa hô hấp, chế độ thở và thiết lập, và phân loại chấn thương não cũng được xác định.

Phương pháp

Cơ sở nghiên cứu và dân số

Nghiên cứu quan sát tiềm năng này được thực hiện tại đơn vị chăm sóc đặc biệt (ICU) của Bệnh viện Tiantan Bắc Kinh, Đại học Y khoa Thủ đô. Chúng tôi đưa vào những bệnh nhân được thở máy với chấn thương sọ não cấp tính, được định nghĩa trước là chấn thương sọ não, đột quỵ (đột quỵ do thiếu máu cục bộ, xuất huyết trong não tự phát và xuất huyết dưới nhện) và sau phẫu thuật sọ não vì u não [13, 14]. Tiêu chí loại trừ như sau: (1) dưới 18 tuổi; (2) thời gian thở máy dự kiến ít hơn 24 giờ; (3) có biểu hiện động kinh; (4) nhập viện với tình trạng kích động; (5) chống chỉ định đặt ống thông bằng bóng thực quản bao gồm bằng chứng về rối loạn đông máu nặng, giãn tĩnh mạch thực quản được chẩn đoán hoặc nghi ngờ, và tiền sử phẫu thuật thực quản, dạ dày hoặc phổi; (6) bằng chứng về rò rỉ khí đang hoạt động từ phổi, bao gồm lỗ rò phế quản, tràn khí màng phổi, tràn khí trung thất, và một ống ngực hiện có; (7) tình trạng cận tử với khả năng sống sót thấp trong hơn 24 giờ; và (8) từ chối tham gia.

Đề cương nghiên cứu đã được phê duyệt bởi hội đồng đánh giá thể chế của Bệnh viện Tiantan Bắc Kinh, Đại học Y khoa Thủ đô (KY 2017-028-02) và đã được đăng ký tại ClinicalTrials.gov vào ngày 4 tháng 7 năm 2017 (NCT03212482). Bệnh nhân hoặc những người ra quyết định thay thế thích hợp đã nhận được sự đồng ý bằng văn bản được thông báo.

Theo dõi áp lực thực quản

Sau khi bệnh nhân nhập viện, một máy thở AVEA (CareFusion Co., USA) đã được áp dụng. Ống thông mũi dạ dày được thay thế bằng một ống thông bóng thực quản (ống thông SmartCath-G: LOT 7003300, CareFusion Co., San Diego, CA, USA) có thể theo dõi áp lực thực quản và cho ăn bằng ống đồng thời.

Trước khi đặt ống thông, một thử nghiệm rò rỉ bóng được thực hiện bằng chức năng “Esophageal Maneuver” trên máy thở. Để phản ánh chính xác áp lực màng phổi, bóng thực quản được đặt vào 2/3 dưới của thực quản trong lồng ngực. Thể tích bóng được xác định tự động bằng máy thở. Sau đó, vị trí bóng tối ưu được điều chỉnh bằng thử nghiệm tắc Baydur ở bệnh nhân thở tự phát [15] hoặc thử nghiệm tắc bóng áp lực dương ở bệnh nhân trong quá trình thở máy thụ động [16].

Lựa chọn và cài đặt chế độ máy thở trong thực hành lâm sàng thông thường

Các nhà điều tra không liên quan đến việc điều trị cho bệnh nhân. Việc lựa chọn các chế độ và cài đặt máy thở do các bác sĩ ICU chịu trách nhiệm quyết định và không thay đổi trong quá trình thu thập dữ liệu dạng sóng.

Trong đơn vị của chúng tôi, các chế độ hỗ trợ/kiểm soát, hoặc thông khí hỗ trợ/kiểm soát áp lực (PACV) hoặc thông khí hỗ trợ/kiểm soát thể tích (VACV), thường được bắt đầu ở những bệnh nhân bị suy hô hấp cấp giảm oxy máu. Chế độ máy thở được chuyển sang chế độ thông khí hỗ trợ áp lực (PSV) khi bệnh nhân kích hoạt tất cả các nhịp thở của máy thở trong quá trình thông khí hỗ trợ/kiểm soát. Nếu thông khí dự phòng được tạo ra trong quá trình PSV, thì thông khí bắt buộc ngắt quãng đồng bộ được cài sẵn áp lực cộng với hỗ trợ áp lực (SIMV + PS) sẽ được sử dụng. Thể tích khí lưu thông được đặt là 6–8 ml/kg trọng lượng cơ thể dự đoán, có được bằng cách điều chỉnh áp lực hít vào trong quá trình thông khí áp lực đặt trước. Tần số hô hấp thường được thiết lập để duy trì áp lực riêng phần khí cacbonic trong động mạch là 35-40 mmHg càng lâu càng tốt. Độ nhạy của bộ kích hoạt hít vào thường được đặt là 1–2 L/phút đối với bộ kích hoạt lưu lượng và 1,5–3 cmH₂O đối với bộ kích hoạt áp lực. Trong suốt quá trình VACV, dòng giảm tốc với lưu lượng đỉnh từ 45 đến 60 L/phút được thiết lập để có được tỷ lệ hít vào - thở ra là 1:1,5–2. Trong PSV, một chu kỳ lưu lượng thường được đặt là 25% của lưu lượng đỉnh hít vào. Nồng độ oxy hít vào và PEEP được đặt tùy theo tình trạng oxygen hóa của bệnh nhân.

Thu thập dữ liệu

Dữ liệu lâm sàng được thu thập tại mục nghiên cứu, bao gồm dữ liệu nhân khẩu học, điểm số Đánh giá sức khỏe mãn tính và sinh lý cấp tính (APACHE) II khi nhập viện ICU, phân loại chấn thương não, tỷ lệ giữa áp lực riêng phần động mạch và phần oxy được hít vào và Trình tự Điểm Đánh giá Thất bại Nội tạng (SOFA) khi đưa vào và thời gian thở máy trước khi đưa vào.

Các dạng sóng thời gian, áp lực đường thở và áp lực thực quản - thời gian được thu thập bằng máy tính xách tay thông qua hệ thống thu thập chuyên dụng (VOXP Research Data Collector 3.2, Applied Biosignals GmbH, Weener, Germany) ở 100 Hz để phân tích ngoại tuyến. Các tín hiệu được ghi lại bốn lần hàng ngày (lúc 03:00 sáng, 09:00 sáng, 15:00 chiều và 21:00 tối), mỗi tín hiệu trong 15 phút và được lưu thành một tập dữ liệu dạng sóng. Chúng tôi đã thu thập các chế độ và cài đặt thông khí, các biến số sinh lý, việc sử dụng thuốc an thần, thuốc giảm đau và chất ngăn chặn thần kinh cơ khi bắt đầu ghi dạng sóng. Sau khi thu thập tập dữ liệu, Thang điểm Hôn mê Glasgow (GCS) và Thang điểm An thần-Kích động (SAS) đã được đánh giá. Phân tích khí máu động mạch cũng được thu thập ít nhất một lần mỗi ngày cho mỗi bệnh nhân sau khi ghi hình. Các nhà điều tra không tham gia vào việc điều trị cho bệnh nhân. Các chế độ và cài đặt thông khí, cũng như an thần và giảm đau, do các bác sĩ ICU chịu trách nhiệm quyết định và không thay đổi trong quá trình thu thập dữ liệu dạng sóng. Tại thời điểm 30 phút trước khi ghi dạng sóng, đường thở đã được hút sạch. Trong suốt quá trình ghi hình, tránh việc hút không cần thiết và vật lý trị liệu. Việc thu thập bộ dữ liệu dạng sóng được tiến hành trong 3 ngày miễn là bệnh nhân không cai máy thở.

Vào cuối mỗi bản ghi tập dữ liệu dạng sóng, thủ thuật tắc cuối kỳ thở ra được thực hiện. Đối với những bệnh nhân thở tự phát, áp lực tắc đường thở (P0.1) được đo và lấy trung bình cho năm lần tắc để đại diện cho trung khu điều hòa hô hấp [17].

Bệnh nhân được theo dõi cho đến 60 ngày sau khi nhập viện, xuất viện hoặc tử vong, tùy điều kiện nào xảy ra trước. Thời gian thở máy sau khi được đưa vào, thời gian lưu lại ICU và bệnh viện sau khi được đưa vào, Thang điểm kết quả Glasgow (GOS), và tỷ lệ tử vong do mọi nguyên nhân đều được ghi lại.

Định nghĩa về sự không đồng bộ giữa bệnh nhân và máy thở

Bảy mô hình không đồng bộ được xác định thông qua định nghĩa tiên nghiệm, bao gồm kích hoạt không hiệu quả, kích hoạt kép, kích hoạt tự động, đói lưu lượng, chu kỳ sớm, chu kỳ trễ và kích hoạt ngược [1, 2, 18,19,20]. Mô tả chi tiết và các dạng sóng ví dụ được hiển thị trong tệp Bổ sung 1.

Các bộ dữ liệu dạng sóng thu thập được đã được hai nhà điều tra (XYL và XH) phân tích ngoại tuyến một cách độc lập. Tất cả các nhịp thở đều được kiểm tra và dán nhãn là không đồng bộ máy thở - bệnh nhân hoặc một trong bảy loại không đồng bộ được xác định ở trên. Chẩn đoán không đồng bộ máy thở - bệnh nhân đã được xác nhận khi hai nhà điều tra đưa ra quyết định giống nhau. Khi hai kết quả đọc có sự khác biệt, quyết định cuối cùng được đưa ra dựa trên thảo luận nhóm (HLL, YLY và JXZ). Các nhà điều tra tham gia chẩn đoán không đồng bộ đã bị mù dữ liệu lâm sàng và dữ liệu kết quả của bệnh nhân.

Tính tổng thể và từng loại hơi thở không đồng bộ. Tỷ lệ không đồng bộ giữa bệnh nhân và máy thở được tính toán trên cơ sở tất cả các nhịp thở đã thu thập và các bệnh nhân đăng ký. Mức độ nghiêm trọng của tình trạng không đồng bộ giữa bệnh nhân và máy thở được biểu thị bằng chỉ số không đồng bộ, bằng số lần thở không đồng bộ chia cho tổng số nhịp thở thu được và nhân với 100% [21]. Chỉ số không đồng bộ được tính toán trong mỗi tập dữ liệu dạng sóng 15 phút và ở mỗi bệnh nhân sau khi hợp nhất các tập dữ liệu đã thu thập thành một phiên ghi duy nhất. Không đồng bộ máy thở - bệnh nhân nặng được định nghĩa là chỉ số không đồng bộ ≥ 10% trong phân tích dựa trên tập dữ liệu hoặc dựa trên bệnh nhân [22, 23].

Phân tích thống kê

Độ tin cậy giữa các quan sát viên để phát hiện sự không đồng bộ được đánh giá bằng cách sử dụng thống kê kappa có trọng số và khoảng tin cậy (CI) 95%. Tỷ lệ hiện mắc và KTC 95% của bệnh nhân thở không đồng bộ được tính toán trong tất cả các nhịp thở được thu thập và phân tích dựa trên bệnh nhân. Nghiên cứu hiện tại là một nghiên cứu khám phá mô tả; do đó, không có phép tính cỡ mẫu chính thức nào được thực hiện. Chúng tôi đã lên kế hoạch thu nhận 100 bệnh nhân với dự đoán 1000 bộ dữ liệu dạng sóng 15 phút thu thập.

Các biến liên tục được trình bày dưới dạng phạm vi trung bình và khoảng liên phần (IQR) và các biến phân loại dưới dạng số và tỷ lệ phần trăm. Tỷ lệ không đồng bộ được so sánh giữa các phân loại chấn thương não khác nhau bằng phép thử Chi bình phương. Chỉ số không đồng bộ được so sánh giữa các phương thức thở máy khác nhau và các chiến lược giảm đau và an thần khác nhau bằng thử nghiệm Kruskal – Wallis. P0.1 cũng được so sánh giữa các loại không đồng bộ khác nhau bằng thử nghiệm

Kruskal – Wallis. Tất cả các so sánh theo cặp đều được thực hiện với hiệu chỉnh Bonferroni. Chỉ số không đồng bộ giữa tập dữ liệu có SAS ≤ 2 và ≥ 3, cũng như giữa các tập dữ liệu có GCS ≤ 8 và ≥ 9, được so sánh bằng Mann – Whitney U-test.

Các yếu tố liên quan đến việc kích hoạt không hiệu quả nghiêm trọng đã được phân tích bằng kiểm định Mann – Whitney U cho các biến liên tục và kiểm định Chi bình phương hoặc kiểm định chính xác của Fisher cho các biến phân loại.

Tất cả các phân tích được thực hiện bằng gói phần mềm thống kê SPSS 21 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA). Giá trị p nhỏ hơn 0,05 được coi là có ý nghĩa.

Kết quả

Từ tháng 6 năm 2017 đến tháng 7 năm 2019, 100 bệnh nhân được chẩn đoán chính là đột quỵ (44%), sau phẫu thuật mổ u não (37%) và chấn thương sọ não (19%) đã được thu nhận (Hình 1). Bảng 1 cho thấy các đặc điểm của bệnh nhân. Phân tích dữ liệu ngoại tuyến được hoàn thành vào tháng 2 năm 2020. Việc đánh giá độ tin cậy giữa các quan sát viên để phát hiện sự không đồng bộ cho thấy kappa có trọng số (95% CI) nằm trong khoảng từ 0,930 (0,927–0,933) đến 0,991 (0,987–0,994) cho bảy loại sự không đồng bộ giữa bệnh nhân và máy thở (Tập tin bổ sung 1: Bảng S1).

Hình 1 Lưu đồ bệnh nhân (xem bản gốc)

Bảng 1 Đặc điểm của bệnh nhân

Characteristics	N = 100
Male sex n (%)	67 (67)
Age (years)	53 (39–64)
Body mass index (kg/m2)	24.2 (21.3–26.4)
Classification of brain injury, n (%)
Stroke	44 (44)
Post-craniotomy for brain tumors	37 (37)
Traumatic brain injury	19 (19)
Acute hypoxemic respiratory failure, n (%)	76 (76)
History of chronic obstructive pulmonary diseases, n (%)	2 (2)
APACHE II at ICU admission	18 (14–21)
SOFA at inclusion	6 (4–7)
GCS at inclusion	10 (5–11)
PaO2/FiO2 ratio at inclusion (mmHg)	231 (176–308)
Duration of mechanical ventilation before inclusion (hours)	19 (15–22)
Duration of mechanical ventilation after inclusion (days)	7 (5–15)
Length of ICU stay after inclusion (days)	16 (10–27)
Length of hospital stay after inclusion (days)	31 (24–42)
GOS at the end of follow-up	3 (2–3)
All-cause mortality, n (%)	16 (16)

Tỷ lệ phổ biến, loại và mức độ nghiêm trọng của không đồng bộ giữa bệnh nhân và máy thở

Trong số những bệnh nhân được thu nhận, tổng số 1076 bộ dữ liệu dạng sóng 15 phút bao gồm 330.292 nhịp thở đã được thu thập và phân tích, trong đó 70.156 nhịp thở không đồng bộ (38%, 95% CI 35% –40%) đã được phát hiện. Kích hoạt không hiệu quả (50%) và chu kỳ sớm (28%) là các loại không đồng bộ thường gặp nhất (Hình 2).

Hình 2 Tỷ lệ các loại không đồng bộ giữa bệnh nhân và máy thở 

Hình 3 Không tìm thấy sự khác biệt đáng kể về chỉ số không đồng bộ giữa ba phân loại chấn thương sọ não (p = 0,128). Dữ liệu riêng lẻ, phạm vi trung bình và khoảng cách phần tư được hiển thị. Chỉ số không đồng bộ trung vị (khoảng giữa các phần) là 13,5% (3,3% –35,3%), 9,5% (3,5% – 20,6%) và 16,8% (11,7% –39,5%) ở bệnh nhân đột quỵ, sau phẫu thuật sọ não do u não, và chấn thương sọ não, tương ứng

Sau khi hợp nhất các bộ dữ liệu thành một phiên duy nhất ở mỗi bệnh nhân, sự không đồng bộ xảy ra ở 96 bệnh nhân (96%, 95% CI 92% – 100%), với loại kích hoạt không hiệu quả phổ biến nhất, tiếp theo là kích hoạt kép, chu kỳ sớm, chu kỳ chậm, và sự thiếu hụt lưu lượng (Bảng 2). Chỉ số không đồng bộ trung vị (IQR) là 12,4% (4,3% –26,4%) (Tập tin bổ sung 1: Bảng S2). Không có sự khác biệt đáng kể nào về tỷ lệ hoặc chỉ số không đồng bộ giữa ba phân loại chấn thương sọ não (Bảng 2 và Hình 3).

Bảng 2 Tỷ lệ không đồng bộ ở bệnh nhân nghiên cứu và giữa các phân loại chấn thương não khác nhau

Type of asynchrony	All patients (n = 100)	Types of brain injury			P*
		Stroke (n = 44)	Post-craniotomy (n = 37)	Traumatic brain injury (n = 19)
All types	96 (96%, 92%–100%)	43 (98%, 93%–100%)	35 (95%, 87%–100%)	18 (95%, 84%-100%)	0.670
Ineffective triggering	95 (95%, 91%–99%)	42 (96%, 89%–100%)	35 (95%, 87%–100%)	18 (95%, 84%–100%)	>0.999
Doubletriggering	79 (79%, 71%– 87%)	33 (75%, 62%– 88%)	30 (81%, 68%–94%)	16 (84%, 66%–100%)	0.690
Auto-triggering	6 (6%, 1%–11%)	3 (7%, 0%– 15%)	2 (5%, 0%–13%)	1 (5%, 0%–16%)	>0.999
Flow insufficiency	12 (12%, 6%–19%)	7 (16%, 5%–27%)	1 (3%, 0%–8%)	4 (12%, 1%–41%)	0.085
Premature cycling	42 (42%, 32%–52%)	15 (34%, 20%-49%)	16 (43%, 27%-60%)	11 (58%, 33%-82%)	0.221
Delayed cycling	31 (31%, 22%–40%)	13 (30%, 16%–44%)	13 (35%, 19%–51%)	5 (26%, 5%–48%)	0.782
Reverse triggering	5 (5%, 1%–9%)	3 (7%, 0%–15%)	0 (0)	2 (11%, 0%–26%)	0.221

Kết hợp không đồng bộ với chế độ thông khí, trung khu hô hấp và giảm đau/an thần

Trong quá trình ghi tập dữ liệu dạng sóng, bốn chế độ thông khí đã được sử dụng, bao gồm PSV (65%), PACV (19%), SIMV + PS (10%) và VACV (6%). Tỷ lệ của chế độ thông khí trong từng loại không đồng bộ được trình bày trong (Hình bổ sung 1: Hình S1). Đối với 503 bộ dữ liệu có một loại không đồng bộ duy nhất, kích hoạt (không hiệu quả, kích hoạt kép và tự động) và không đồng bộ theo chu kỳ chủ yếu được phát hiện trong PSV (70% đến 100%). Tất cả các đói dòng xảy ra đơn lẻ được phát hiện trong VACV, trong khi tất cả các kích hoạt ngược xảy ra đơn lẻ được phát hiện trong các chế độ hỗ trợ/kiểm soát (PACV 53% và VACV 47%). Tỷ lệ các chế độ trong tập dữ liệu có nhiều kiểu không đồng bộ (n = 403) lần lượt là 62%, 17%, 16% và 5% trong PSV, PACV, SIMV + PS và VACV.

Sự không đồng bộ của bệnh nhân - máy thở được phát hiện trong bộ dữ liệu với PACV (65%) ít hơn đáng kể so với những người có PSV (89%), VACV (86%) và SIMV + PS (89%) (giá trị p dao động từ <0,001 đến 0,003), nhưng không có sự khác biệt đáng kể nào được tìm thấy giữa ba chế độ sau (giá trị p nằm trong khoảng từ 0,538 đến> 0,999) (Hình 4a).

Hình 4 Một sự khác biệt đáng kể về tỷ lệ không đồng bộ được tìm thấy giữa các chế độ thở máy khác nhau (p <0,001, bảng a). Phần trăm và khoảng tin cậy 95% được hiển thị. Tỷ lệ không đồng bộ trong thông khí hỗ trợ/kiểm soát áp lực (PACV) thấp hơn đáng kể so với trong thông khí hỗ trợ áp lực (PSV), thông khí hỗ trợ/kiểm soát thể tích (VACV) và thông khí bắt buộc ngắt quãng đồng bộ áp lực đặt trước cộng với hỗ trợ áp lực (SIMV + PS). Không có sự khác biệt đáng kể nào được tìm thấy giữa PSV, VACV và SIMV + PS (bảng b). Dữ liệu riêng lẻ, phạm vi trung bình và khoảng cách phần tư được hiển thị. Một sự khác biệt đáng kể về chỉ số không đồng bộ cũng được tìm thấy giữa các chế độ thở máy khác nhau (p <0,001, bảng b). Chỉ số không đồng bộ trong PACV và PSV thấp hơn đáng kể so với trong VACV và SIMV + PS

Một sự khác biệt đáng kể về chỉ số không đồng bộ cũng được tìm thấy giữa bốn chế độ thở máy (p <0,001), với các chỉ số thấp hơn đáng kể trong PACV và PSV so với các chỉ số trong VACV và SIMV + PS (giá trị p dao động từ <0,001 đến 0,011) (Hình 4b).

Hơi thở tự phát được lưu giữ trong 1037 (96%) bộ dữ liệu trong quá trình ghi. Giá trị P0.1 trong tập dữ liệu có một loại không đồng bộ được thể hiện trong Hình 5. So với tập dữ liệu không có không đồng bộ (n = 141, 1,7 [1.2–3.1] cmH2O), P0.1 thấp hơn đáng kể trong tập dữ liệu có kích hoạt không hiệu quả (n = 430, 1,2 [0,9– 2,0] cmH2O, p <0,001). Mặc dù có xu hướng tăng giá trị P0,1 trong bộ dữ liệu với chu kỳ sớm (n = 31, 3,0 [1,5–3,3] cmH₂O) và đói dòng (n = 9, 4,5 [1,4–4,9] cmH2O), không có ý nghĩa thống kê. tìm thấy (p> 0,999).

Chỉ số không đồng bộ trong bộ dữ liệu với việc sử dụng kết hợp opioid và thuốc an thần cao hơn đáng kể so với những người chỉ sử dụng một loại và không sử dụng hai loại thuốc này (Hình 6). Để phân tích các loại thuốc cụ thể, chỉ số không đồng bộ cao hơn đáng kể khi sử dụng kết hợp fentanyl và midazolam, so với khi sử dụng đơn lẻ midazolam (p <0,001) hoặc Remfentanil (p = 0,025) cũng như khi không dùng opioid và thuốc an thần (p = 0,016) (Tập bổ sung 1: Hình S2). Không có sự khác biệt đáng kể nào được tìm thấy trong chỉ số không đồng bộ giữa các tập dữ liệu có SAS ≤ 2 và ≥ 3 (trung vị [IQR] là 5,2% [0,4% –36,8%] so với 4,8% [0,7% –26,0%], p = 0,827) hoặc giữa các tập dữ liệu có GCS ≤ 8 và ≥ 9 (trung vị [IQR] là 4,0% [0,4% –31,1%] so với 5,9% [1,0% –27,0%], p = 0,124).

Hình 5 Áp lực tắc đường thở (P0.1) với các dạng không đồng bộ khác nhau. Dữ liệu riêng lẻ, phạm vi trung bình và khoảng cách phần tư được hiển thị. So với tập dữ liệu không có mất đồng bộ, P0.1 thấp hơn đáng kể trong tập dữ liệu có kích hoạt không hiệu quả (p <0,001). Mặc dù có xu hướng tăng giá trị P0.1 trong bộ dữ liệu với chu kỳ sớm và đói dòng, không có ý nghĩa thống kê nào được tìm thấy (p> 0,999)

Hình 6 Một sự khác biệt đáng kể về chỉ số không đồng bộ được tìm thấy giữa các chiến lược giảm đau/an thần khác nhau (p <0,001). Dữ liệu riêng lẻ, phạm vi trung bình và khoảng cách phần tư được hiển thị. Chỉ số không đồng bộ khi sử dụng kết hợp opioid và thuốc an thần cao hơn đáng kể so với khi sử dụng một loại opioid hoặc thuốc an thần, cũng như không sử dụng hai loại thuốc này. Không có sự khác biệt đáng kể nào được tìm thấy trong chỉ số không đồng bộ giữa ba điều kiện sau

Các yếu tố liên quan với việc kích hoạt không hiệu quả nghiêm trọng

Trong phân tích dựa trên tập dữ liệu, 275 (26%) tập dữ liệu được xác định là kích hoạt không hiệu quả nghiêm trọng (chỉ số không đồng bộ ≥ 10%), và các yếu tố liên quan bao gồm chế độ SIMV + PS so với chế độ PSV, tần số hô hấp thấp hơn, thể tích khí lưu thông cao hơn, thông khí phút thấp hơn, sử dụng bộ kích hoạt lưu lượng với cài đặt độ nhạy hơn, P0.1 thấp hơn, GCS cao hơn, và áp lực riêng phần động mạch của carbon dioxide và nồng độ bicarbonate cao hơn (Tập tin bổ sung 1: Bảng S3).

Trong bộ dữ liệu được thu thập trong các chế độ thở có áp lực đặt trước (PACV, PSV và SMIV + PS), áp lực hít vào được đặt ở nhóm kích hoạt không hiệu quả nặng cao hơn đáng kể so với nhóm không nghiêm trọng (trung bình [IQR] là 10 [8-12] so với 10 [10-12] cmH₂O, p <0,001). Trong bộ dữ liệu trải qua VCAV, thể tích khí lưu thông có khả năng được đặt trước cao hơn ở nhóm kích hoạt không hiệu quả nghiêm trọng ([IQR] trung bình là 7,3 [6,8–8,0] so với 7,5 [7,3– 8,2] ml/kg IPW), nhưng không có ý nghĩa thống kê ( p = 0,095).

Kích hoạt không hiệu quả nghiêm trọng được chẩn đoán ở 31 (31%) bệnh nhân. Chỉ có thời gian thở máy lâu hơn trước khi đưa vào nghiên cứu ở nhóm kích hoạt không hiệu quả nghiêm trọng (trung bình [IQR]: 20 [16-23] so với 19 [15-21] giờ, p = 0,050). Thời gian thở máy sau khi đưa vào viện và thời gian nằm viện dài hơn đáng kể ở những bệnh nhân bị kích hoạt không hiệu quả nghiêm trọng (Hồ sơ bổ sung 1: Bảng S4).

Thảo luận

Các phát hiện chính của nghiên cứu này là: (1) không đồng bộ được phát hiện ở hầu hết tất cả các bệnh nhân chấn thương não được ghi danh với tỷ lệ phổ biến dựa trên hơi thở là 38%; (2) loại không đồng bộ phổ biến nhất là kích hoạt không hiệu quả; (3) chế độ thở máy, trung khu điều hòa hô hấp và chiến lược giảm đau/an thần có liên quan đến sự không đồng bộ; và (4) kích hoạt không hiệu quả nghiêm trọng liên quan đến thời gian thở máy và thời gian nằm viện kéo dài. Theo hiểu biết tốt nhất của chúng tôi, đây là nghiên cứu đầu tiên điều tra toàn diện sự không đồng bộ giữa bệnh nhân với máy thở ở những bệnh nhân chấn thương não được thở máy.

Một số thông số đã được sử dụng để báo cáo mức độ phổ biến và mức độ nghiêm trọng của chứng không đồng bộ, bao gồm tỷ lệ nhịp thở không đồng bộ trong tất cả các nhịp thở được thu thập [24], chỉ số không đồng bộ dựa trên bệnh nhân với một bộ dữ liệu ghi âm duy nhất [20, 21] hoặc hợp nhất nhiều bộ dữ liệu ghi âm [9], và chỉ số không đồng bộ trong dữ liệu thu thập dài hạn [25, 26]. Tỷ lệ nhịp thở không đồng bộ ở bệnh nhân chấn thương não của chúng tôi (38% trong tổng số lần thở được kiểm tra là 330,292) cao hơn so với tỷ lệ được báo cáo ở 27 bệnh nhân ICU không bị chấn thương sọ não (23% trong 43,758 lần thở) [24]. Bởi vì các chế độ và cài đặt thông khí, cũng như tình trạng của bệnh nhân và phương pháp điều trị bằng thuốc, thay đổi trong toàn bộ quá trình thở máy, sự không đồng bộ thường xảy ra theo kiểu cụm [27, 28]. Do đó, mức độ phổ biến và mức độ nghiêm trọng dựa trên bệnh nhân thu được từ một tập dữ liệu ngắn hạn có thể không đại diện cho tình hình thực tế. Mặc dù một số thuật toán đã được thiết kế để phát hiện sự không đồng bộ giữa bệnh nhân và máy thở trong cơ sở dữ liệu lớn một cách tự động, phần mềm chuyên dụng được ưu tiên hơn [29]. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã giới thiệu việc thu thập bộ dữ liệu định kỳ để tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân tích mối quan hệ của tỷ lệ phổ biến và mức độ nghiêm trọng của bệnh không đồng bộ với các yếu tố thông khí và hô hấp.

Cùng với các báo cáo trước đó, kích hoạt không hiệu quả cũng được coi là loại không đồng bộ phổ biến nhất trong nhóm bệnh nhân bị chấn thương não của chúng tôi. Việc kích hoạt không hiệu quả tương đối dễ phát hiện bằng cách phân tích đường cong lưu lượng và áp lực đường thở [1, 2]. Tuy nhiên, do mức độ phổ biến cao của nó, các dụng cụ nhạy cảm, chẳng hạn như màn hình hoặc phần mềm có chức năng phát hiện liên tục, được bảo hành để sàng lọc bệnh nhân thở máy [28, 29]. Mặt khác, rất khó để xác nhận các bất thường về kích hoạt ngược, suy giảm lưu lượng và chu kỳ bằng cách chỉ quan sát các dạng sóng của lưu lượng và áp lực đường thở. Việc phát hiện chính xác các loại không đồng bộ này hầu hết phụ thuộc vào việc sử dụng phương pháp theo dõi đặc biệt, chẳng hạn như áp lực thực quản [11, 12]. Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng tất cả các loại không đồng bộ này xảy ra ở nhóm bệnh nhân bị chấn thương não của chúng tôi, cho thấy việc sử dụng theo dõi bổ sung được lựa chọn ở các nhóm dân số có nguy cơ cao.

Các tương tác phức tạp giữa các chế độ thở, cài đặt và trung khu hô hấp có liên quan đến sự không đồng bộ giữa bệnh nhân và máy thở. Dữ liệu của chúng tôi cho thấy tỷ lệ không đồng bộ thấp hơn trong PACV và mức độ nghiêm trọng thấp hơn trong PACV và PSV, so với tỷ lệ trong VACV và SIMV + PS (Hình 4). Có thể hợp lý khi tiến hành PACV trong giai đoạn cấp tính và chuyển sang PSV để bảo vệ nhịp thở tự phát ở bệnh nhân chấn thương sọ não cấp tính. Các loại không đồng bộ mới được phân loại là sự khác biệt giữa trung khu điều hòa hô hấp của bệnh nhân và nguồn cung cấp của máy thở [1, 2]. Trong nghiên cứu hiện tại, chúng tôi đã xác định P0.1 và tìm thấy điều hòa hô hấp thấp hơn trong biểu hiện của việc kích hoạt không hiệu quả và xu hướng cao hơn trong chu kỳ sớm và suy giảm lưu lượng (Hình 5). Theo các báo cáo trước đây [23], áp lực hít vào cao hơn được thiết lập trong bộ dữ liệu với việc kích hoạt không hiệu quả. Người ta cũng nhận thấy rằng việc giảm thể tích khí lưu thông trong PSV bằng cách giảm mức hỗ trợ áp lực làm giảm rõ rệt mức độ nghiêm trọng của việc kích hoạt không hiệu quả [30]. Những phát hiện này gợi ý các chiến lược thông khí phân tầng cho những bệnh nhân có các trung khu điều hòa hô hấp khác nhau.

Giảm đau và an thần cũng có thể là một yếu tố tiềm ẩn liên quan đến chứng không đồng bộ. Các nghiên cứu trước đây cho thấy rằng các loại thuốc giảm đau và thuốc an thần khác nhau thúc đẩy các sự kiện không đồng bộ khác nhau [31, 32]. Một nghiên cứu gần đây tập trung vào ảnh hưởng của việc giảm đau cho thấy việc sử dụng opioid một mình có liên quan đến tình trạng không đồng bộ máy thở của bệnh nhân ít hơn [25]. Trong nghiên cứu này, chúng tôi phát hiện ra rằng rối loạn đồng bộ nghiêm trọng hơn khi sử dụng kết hợp opioid và thuốc an thần, trong đó đáng chú ý nhất là sự kết hợp của fentanyl và midazolam (Hình 6 và tệp bổ sung 1: Hình S2). Các nghiên cứu ban đầu cũng phát hiện ra rằng mức độ an thần sâu hơn là một yếu tố dự báo cho việc kích hoạt không hiệu quả [33] và việc tăng độ sâu thời gian an thần là không đủ khi kích hoạt kép so với việc điều chỉnh cài đặt thở máy [34]. Ở những bệnh nhân bị chấn thương não, chúng tôi không tìm thấy mối liên hệ của mức độ nghiêm trọng không đồng bộ tổng thể với ý thức hoặc độ sâu của thuốc an thần. Bởi vì các chỉ định điều trị an thần và giảm đau cũng bao gồm việc kiểm soát áp lực nội sọ và giảm chuyển hóa não ở bệnh nhân chấn thương não [14], mối liên quan của an thần với bệnh lý não cần được nghiên cứu thêm.

Trong nghiên cứu hiện tại ở những bệnh nhân bị chấn thương sọ não cấp tính, mối liên hệ giữa việc kích hoạt không hiệu quả nghiêm trọng với thời gian thở máy kéo dài và thời gian nằm viện. Điều này có thể so sánh với các nghiên cứu ban đầu ở bệnh nhân ICU nói chung với khoảng thời gian thu thập dữ liệu tương đối ngắn [23, 35]. Mặc dù thiết kế của nghiên cứu không thể đánh giá mối quan hệ nguyên nhân - kết quả, mối liên hệ tiềm ẩn giữa sự không đồng bộ và kết quả gợi ý cho các nghiên cứu chuyên sâu hơn.

Có những hạn chế đối với nghiên cứu. Đầu tiên, đây là một nghiên cứu đơn trung tâm. Bởi vì sự không đồng bộ có thể bị ảnh hưởng bởi phương thức điều trị, những phát hiện của chúng tôi có thể không được khái quát hóa cho các đơn vị khác. Thứ hai, chúng tôi chỉ thu nhận bệnh nhân chấn thương sọ não có chẩn đoán chính là đột quỵ, sau phẫu thuật sọ não vì u não và chấn thương sọ não. Các kết quả có thể không đại diện cho các tình huống trong các loại chấn thương khác. Tuy nhiên, ba loại chấn thương mà chúng tôi đưa vào tạo nên phần lớn các ca chấn thương não được đưa vào ICU. Thứ ba, sự không đồng bộ được phát hiện trực quan trong quá trình phân tích ngoại tuyến. Tuy nhiên, chúng tôi đã sử dụng theo dõi áp lực thực quản để thuận tiện cho việc chẩn đoán không đồng bộ. Ngoài ra, phân tích ngoại tuyến được thực hiện độc lập bởi hai điều tra viên và thảo luận nhóm được sử dụng vì hai kết quả đọc là khác nhau. Điều này đảm bảo độ chính xác của chẩn đoán.

Kết luận

Sự không đồng bộ giữa máy thở và bệnh nhân thường gặp ở những bệnh nhân chấn thương sọ não cấp tính đang thở máy. Loại không đồng bộ phổ biến nhất là kích hoạt không hiệu quả. Mặc dù việc phân loại chấn thương não không phải là một yếu tố liên quan đến tình trạng không đồng bộ, phương thức thở, trung khu hô hấp và các chiến lược giảm đau/an thần có liên quan đến tình trạng không đồng bộ máy thở của bệnh nhân, điều này cho thấy sự cần thiết phải điều chỉnh điều trị cho nhóm đối tượng cụ thể này.