Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

"Emergency medicine" Том 16, №6, 2020

Back to issue

Diaphragmatic dysfunction in mechanically ventilated children: a prospective observational cohort study

Authors: Філик О.В.
Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького, м. Львів, Україна

Categories: Medicine of emergency

Sections: Clinical researches

print version


Summary

Актуальність. Штучна вентиляція легень (ШВЛ) може призводити до ушкодження діафрагми, що називають вентилятор-індукованою діафрагмальною дисфункцією та пов’язують з несприятливими результатами лікування, тривалим відлученням від респіраторної терапії і тривалим перебуванням у відділенні інтенсивної терапії. Метою нашого дослідження було встановити поширеність діафрагмальної дисфункції серед дітей залежно від стратегії проведення ШВЛ. Робочою була гіпотеза, що виникнення діафрагмальної дисфункції не залежить від стратегії проведення ШВЛ. Матеріали та методи. Нами проведено проспективне когортне одноцентрове дослідження у відділенні анестезіології з ліжками інтенсивної терапії КНП «Львівська обласна дитяча клінічна лікарня «ОХМАТДИТ». До дослідження включали пацієнтів із гострою дихальною недостатністю, які потребували ШВЛ понад 3 доби. Критеріями виключення з дослідження були: відмова законних представників пацієнта від участі у дослідженні на будь-якому з його етапів, агональний стан пацієнта при надходженні на лікування. До дослідження було включено 89 пацієнтів віком від 1 міс. до 18 років. Усіх пацієнтів було розподілено випадковим чином на 2 групи (за допомогою сервісу random.org). До І групи ввійшли пацієнти, у яких застосовували легенево-протективну стратегію ШВЛ, до ІІ групи — пацієнти, у яких застосовували легенево-протективну та діафрагм-протективну стратегії ШВЛ. До аналізу даних включені 82 пацієнти. Для оцінювання показників, що залежали від віку, пацієнтів було розподілено на вікові підгрупи: 1-ша підгрупа — діти віком 1 міс. — 1 рік; 2-га підгрупа — діти 1–3 років; 3-тя підгрупа — діти 3–6 років; 4-та підгрупа — діти 6–13 років; 5-та підгрупа — діти 13–18 років. Етапи дослідження: 1-ша доба (d1), 3-тя доба (d3), 5-та доба (d5), 7-ма доба (d7), 9-та доба (d9), 14-та доба (d14), 28-ма доба (d28). В обох групах пацієнтів вивчали: зміни амплітуди рухів діафрагми впродовж дослідження; конт­рактильні властивості діафрагми за допомогою визначення фракції її стоншення та динаміку впродовж дослідження; розглядали зниження даного показника менше 15 % як маркер діафрагмальної слабкості; підвищення його понад 35 % як маркер високої роботи дихання та потенційно ушкоджуючий чинник для діафрагми; час вдиху за ультразвуковими даними; моніторували показники кислотно-лужної рівноваги крові та параметри штучної вентиляції легень. Результати. Нами виявлено специфічні вікові особливості: серед пацієн­тів 1-ї вікової підгрупи в І групі реєстрували слабкість для правого купола діафрагми з компенсаторним надмірним рівнем скорочень лівого купола на початку відлучення та на етапі d9, тоді як у ІІ групі епізод надмірної роботи діафрагми був зареєстрований лише на етапі d5. Серед пацієнтів 2-ї вікової групи І групи зміни були діаметрально протилежними порівняно з 1-ю віковою підгрупою щодо куполів діафрагми — переважала надмірна робота правого з низькими показниками скорочення лівого купола на всіх етапах дослідження, тоді як у ІІ групі — епізод діафрагмальної слабкості на етапі d3. У 3-й віковій підгрупі вірогідно пізніше відновлювалася належна діафрагмальна активність у І групі пацієнтів порівняно з ІІ групою. У 4-й віковій підгрупі серед пацієнтів І групи відмічено епізод високої роботи діафрагми на етапі d5, тоді як у ІІ групі всі показники були в рекомендованих діафрагм-протективною стратегією межах. У 5-й віковій підгрупі в І групі вірогідно частіше реєстрували надмірну роботу як правого, так і лівого купола діафрагми, у ІІ групі були епізоди як діафрагмальної слабкості, так і надмірної її роботи. Використання в комплексній інтенсивній терапії діафрагм-протективної стратегії дозволило знизити тривалість відлучення від ШВЛ: у пацієнтів 1-ї вікової підгрупи — в 1,5 раза (p = 0,08); у пацієнтів 2-ї вікової підгрупи — у 2,4 раза (p = 0,18); у 4-й віковій підгрупі — в 1,75 раза (p = 0,1); у 5-й віковій підгрупі — у 4,25 раза (p = 0,009). У пацієнтів 3-ї вікової підгрупи тривалість ШВЛ зросла в 1,1 раза (p = 0,68). Висновки. Поширеність та різноманітність проявів діафрагмальної дисфункції залежить від стратегії проведення механічної вентиляції легень. Комплексний підхід на етапі відлучення від респіраторної терапії, що включає проведення діафрагм-протективної стратегії ШВЛ, дозволяє зменшити інцидентність виникнення дисфункції діафрагми та знизити тривалість відлучення від ШВЛ.

Актуальность. Искусственная вентиляция легких (ИВЛ) может приводить к повреждению диафрагмы, которое называют вентилятор-индуцированной диафрагмальной дисфункцией и связывают с неблагоприятными результатами лечения, длительным отлучением от респираторной терапии и длительным пребыванием в отделении интенсивной терапии. Целью нашего исследования было установить распространенность диафрагмальной дисфункции среди детей в зависимости от стратегии ИВЛ. Рабочей была гипотеза, что возникновение диафрагмальной дисфункции не зависит от стратегии проведения ИВЛ. Материалы и методы. Нами проведено проспективное когортное одноцентровое исследование в отделении анестезиологии с койками интенсивной терапии КНП «Львовская областная детская клиническая больница «ОХМАТДЕТ». В исследование включали пациентов с острой дыхательной недостаточностью, требующих ИВЛ более 3 суток. Критериями исключения из исследования были: отказ законных представителей пациента от участия в исследовании на любом из его этапов, агональное состояние пациента при поступлении на лечение. В исследование были включены 89 пациентов в возрасте от 1 мес. до 18 лет. Все пациенты были разделены случайным образом на 2 группы (с помощью сервиса random.org). В I группу вошли пациенты, у которых применяли легочно-протективную стратегию ИВЛ, во II группу — пациенты, у которых применяли легочно-протективную и диафрагм-протективную стратегии ИВЛ. В анализ данных включены 82 пациента. Для оценки показателей, зависящих от возраста, пациенты были разделены на возрастные подгруппы: 1-я подгруппа — дети в возрасте 1 мес. — 1 год; 2-я подгруппа — дети 1–3 лет; 3-я подгруппа — дети 3–6 лет; 4-я подгруппа — дети 6–13 лет; 5-я подгруппа — дети 13–18 лет. Этапы исследования: 1-е сутки (d1), 3-и сутки (d3), 5-е сутки (d5), 7-е сутки (d7), 9-е сутки (d9), 14-е сутки (d14), 28-е сутки (d28). В обеих группах пациентов изучали: изменения амплитуды движений диафрагмы в ходе исследования; контрактильные свойства диафрагмы с помощью определения фракции ее истончения и динамику в ходе исследования; рассматривали снижение данного показателя менее 15 % как маркер диафрагмальной слабости; повышение его более 35 % как маркер высокой работы дыхания и потенциально повреждающий фактор для диафрагмы; время вдоха по ультразвуковым данным; мониторировали показатели кислотно-щелочного равновесия крови и параметры искусственной вентиляции легких. Результаты. Нами выявлены специфические возрастные особенности: среди пациентов 1-й возрастной подгруппы в І группе мы регистрировали слабость правого купола диафрагмы с компенсаторным чрезмерным сокращением левого купола в начале отлучения и на этапе d9, тогда как во II группе эпизод чрезмерной работы диафрагмы был зарегистрирован только на этапе d5. Среди пациентов 2-й возрастной подгруппы I группы изменения были диаметрально противоположными по сравнению с 1-й возрастной подгруппой — преобладала чрезмерная работа правого купола с низкими показателями сокращения левого купола на всех этапах исследования, тогда как во II группе был зарегистрирован эпизод диафрагмальной слабости на этапе d3. В 3-й возрастной подгруппе достоверно позже восстанавливалась надлежащая диафрагмальная активность в І группе пациентов по сравнению со II группой. В 4-й возрастной подгруппе среди пациентов I группы отмечен эпизод высокой работы диафрагмы на этапе d5, тогда как во II группе все показатели были в пределах, рекомендованных диафрагм-протективной стратегией. В 5-й возрастной подгруппе в І группе достоверно чаще регистрировали чрезмерную работу как правого, так и левого куполов диафрагмы, во II группе были эпизоды как диафрагмальной слабости, так и чрезмерной ее работы. Использование в комплексе интенсивной терапии диафрагм-протективной стратегии при проведении отлучения от ИВЛ позволило снизить продолжительность ИВЛ: у пациентов 1-й возрастной подгруппы — в 1,5 раза (p = 0,08); у пациентов 2-й возрастной подгруппы — в 2,4 раза (p = 0,18); в 4-й возрастной подгруппе — в 1,75 раза (p = 0,1); в 5-й возрастной подгруппе — в 4,25 раза (p = 0,009). У пациентов 3-й возрастной подгруппы продолжительность ИВЛ возросла в 1,1 раза (p = 0,68). Выводы. Распространенность и разнообразие проявлений диафрагмальной дисфункции зависят от стратегии проведения механической вентиляции легких. Комплексный подход на этапе отлучения от респираторной терапии, включающей проведение диафрагм-протективной стратегии ИВЛ, позволяет уменьшить инцидентность возникновения дисфункции диафрагмы и снизить продолжительность отлучения от ИВЛ.

Background. Mechanical ventilation (MV) can cause diaphragmatic injury, which is called ventilator-induced diaphragmatic dysfunction and is associated with adverse treatment outcomes, prolonged weaning from respiratory therapy, and prolonged stay in the intensive care unit. The purpose of the study was to determine the prevalence of diaphragmatic dysfunction in children depending on the strategy of mechanical ventilation. The study hypothesis was that the occurrence of diaphragmatic dysfunction does not depend on the strategy of mechanical ventilation. Materials and methods. We conducted a prospective cohort single-center study at the Department of Anesthesiology and Intensive Care at Lviv Regional Children’s Clinical Hospital “OHMATDYT”. We included patients with acute respiratory failure who were mechanically ventilated for more than 3 days. Exclusion criteria for the study were: the refusal of the patient’s legal representatives to participate in the study at any of its stages, the patient’s agonizing state upon admission, and the onset of MV less than 48 h after prior weaning. The study included 89 indivi­duals aged 1 month — 18 years. All patients were randomly divided into 2 groups (using random.org). Group I included people who received lung-protective ventilation strategy, group II — patients who received diaphragm-protective in addition to lung-protective ventilation strategy. Eighty-two patients were included in the data analysis. We studied indicators of diaphragmatic function (amplitude of diaphragm movement, thicke­ning fraction, and it was considered that decrease of this indicator for less than 15 % was a marker of diaphragmatic weakness; its increase up to more than 35 % was a marker of high respiratory function and a potentially damaging factor for diaphragm; and inspiration time), parameters of acid-base balance and mechanical ventilation. To assess age-dependent data, patients were divided into age subgroups: subgroup 1— children aged 1 month — 1 year; subgroup 2 — children aged 1–3 years; subgroup 3 — children aged 3–6 years; subgroup 4 — children 6–13 years; subgroup 5 — children aged 13–18 years. Stages of the study: days 1 (d1), 3 (d3), 5 (d5), 7 (d7), 9 (d9), 14 (d14), 28 (d28). Results. Thus, we identified age-specific features of diaphragmatic dysfunction during MV: in patients of the first age subgroup in group I, there were found weakness for the right hemidiaphragm with compensatory excessive level of work for the left dome at the beginning of weaning and at stage d9, while in group II diaphragmatic overload was registered only at stage d5. In patients of the second age subgroup in group I, changes were the opposite to those described previously: we found excessive work of the right hemidiaphragm with low contractions of left dome at all stages of study in group I, while in group II the only episode of diaphragmatic weakness was in stage d3. In the third age subgroup, the proper diaphragmatic activity in group I of patients was restored later than in II group. In the fourth age subgroup in group I, there was an episode of high work of the diaphragm at stage d5, whereas in group II all data of diaphragmatic function were within the recommended parameters for diaphragm-protective strategy of MV at all stages of our study. In the fifth age subgroup in group I, an excessive work of both right and left domes of the diaphragm was significantly more often registered during weaning than in group II; however, in group II episodes of both types of changes — diaphragmatic weakness and excessive work — were detected. It was found that adding diaphragm-protective strategy of weaning from mechanical ventilation in comprehensive intensive care allowed us to reduce the duration of mechanical ventilation: in patients of the first age subgroup — by 1.5 times (p = 0.08); in patients of the second subgroup — by 2.4 times (p = 0.18); in the fourth age subgroup — by 1.75 times (p = 0.1); in fifth age subgroup — by 4.25 times (p = 0.009). In patients of the third age subgroup, duration of mechanical ventilation increased by 1.1 times (p = 0.68). The frequency of complications (reintubations) was reduced in the first age subgroup by 4.3 times (p = 0.02); in the second age subgroup — by 3.4 times (p = 0.04). Conclusions. The prevalence and variety of manifestations of diaphragmatic dysfunction depend on the strategy of mechanical ventilation. Comprehensive approach during weaning from respiratory therapy, which includes diaphragm-protective strategy of ventilation, reduces the incidence of diaphragmatic dysfunction and the duration of weaning from MV.


Keywords

дисфункція діафрагми; штучна вентиляція легень; діти

дисфункция диафрагмы; искусственная вентиляция легких; дети

diaphragmatic dysfunction; mechanical ventilation; children


For the full article you need to subscribe to the magazine.


Bibliography

  1. Schepens T., Verbrugghe W., Dams K., Corthouts B., Parizel P.M., Jorens P.G. The course of diaphragm atrophy in ventilated patients assessed with ultrasound: a longitudinal cohort study. Crit. Care. 2015. 19. 422. Published 2015 Dec 7. doi: 10.1186/s13054-015-1141-0.
  2. Jaber S., Petrof B.J., Jung B., Chanques G., Berthet J.-P., Rabuel C. et al. Rapidly progressive diaphragmatic weakness and injury during mechanical ventilation in humans. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2011. 183. 364-71. doi: 10.1164/rccm.201004-0670OC.
  3. Gruther W., Benesch T., Zorn C., Paternostro-Sluga T., Quittan M., Fialka-Moser V. et al. Muscle wasting in intensive care patients: ultrasound observation of the M. quadriceps femoris muscle layer. Acta Derm. Venereol. 2008. 40. 185-9. doi: 10.2340/16501977-0139.
  4. Demoule A., Jung B., Prodanovic H., Molinari N., Chanques G., Coirault C. et al. Diaphragm dysfunction on admission to ICU: prevalence, risk factors and prognostic impact — a prospective study. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2013. 188. 213-9. doi: 10.1164/rccm.201209-1668OC.

Similar articles

Diaphragm-protective mechanical ventilation in children during weaning from respiratory support
Authors: Філик О.В.
Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького, м. Львів, Україна

"Emergency medicine" Том 16, №5, 2020
Date: 2020.10.06
Categories: Medicine of emergency
Sections: Clinical researches
Diaphragm Dysfunction in Children with Acute Respiratory Failure
Authors: Філик О.В.
Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького, м. Львів, Україна

"Emergency medicine" 8 (79) 2016
Date: 2017.01.27
Categories: Medicine of emergency
Sections: Clinical researches
Duration of mechanical ventilation and diaphragm functioning in children with acute respiratory failure
Authors: Філик О.В.
Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького, м. Львів, Україна

"Emergency medicine" №3(90), 2018
Date: 2018.05.03
Categories: Medicine of emergency
Sections: Clinical researches
Diaphragm ultrasound, transthyretin and phosphorus serum levels as a method to predict treatment outcomes in children requiring mechanical ventilation: a prospective, observational, cohort study
Authors: Філик О.В.
Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького, м. Львів, Україна

"Emergency medicine" Том 16, №3, 2020
Date: 2020.06.08
Categories: Medicine of emergency
Sections: Clinical researches

Back to issue