Ventilazione meccanica durante circolazione extracorporea in cardiochirurgia

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1 RIASSUNTO DEL PROTOCOLLO DI SPERIMENTAZIONE CLINICA per la richiesta di parere al Comitato Etico dell Ospedale San Raffaele pag 1 di 7 Versione n Versione n Versione n Ventilazione meccanica durante circolazione extracorporea in cardiochirurgia Abbreviazione: CPBVENT ILLUSTRAZIONE DEL PROTOCOLLO L insufficienza polmonare post-operatoria rimane una complicanza frequente della chirurgia cardiaca. Il danno polmonare si osserva fin dall inizio della circolazione extracorporea (CEC), soprattutto se prolungata. La fisiopatologia dell insufficienza polmonare da CEC è complessa e fino ad oggi non completamente compresa. All interno delle strategie di ventilazione protettiva, la ventilazione durante la CEC rimane ancora un ambito poco indagato e approfondito. Pertanto potrebbe essere utile indagare i possibili effetti delle sopracitate strategie ventilatorie non solo in termini di ossigenazione e di quantità di shunt o di indici infiammatori, ma anche per quanto riguarda la durata della ventilazione, la necessità di reintubazione o di ventilazione non invasiva. L Obiettivo Primario dello studio sarà: - la riduzione dell insufficienza respiratoria postoperatoria in cardiochirurgia, definita come rapporto PaO 2 /FiO 2 <200 (pressione parziale di ossigeno/frazione dell ossigeno inspirato) in pazienti ventilati meccanicamente durante la circolazione extra-corporea (CEC) alla dimissione dalla Terapia Intensiva. L Obiettivo Secondario dello studio sarà: - la riduzione dell incidenza di complicanze post-operatorie polmonari in pazienti trattati con ventilazione meccanica durante la CEC. 2. PROCEDURA SPERIMENTALE DSAN 028/3

2 Verranno arruolati 870 pazienti (290 per gruppo) sottoposti a interventi di cardiochirurgia delle seguenti tipologie: chirurgia valvolare, aortica, coronarica e combinata. I pazienti verranno assegnati casualmente a tre gruppi: Nel gruppo A i pazienti durante la CEC saranno deconnessi dal circuito, con ventilatore spento. Nel gruppo B i pazienti durante la CEC riceveranno una ventilazione con modalità Continuous Positive Air Pressure (CPAP) a 5 mmhg e frazione inspirata di ossigeno (FiO2) <80%. Nel gruppo C i pazienti durante la CEC verranno ventilati con un volume corrente (TV) di 2-3 ml/kg + una Positive End-Expiratory PEEP 3-5 cmh 2 O. L anestesia consisterà nell induzione dell anestesia generale seguita dall intubazione oro tracheale. La ventilazione nel periodo precedente la CEC verrà effettuata in modalità volumetrica, Intermittent positive pressure ventilation (IPPV), con i seguenti parametri: Tidal Volume (TV) = 6-8 ml/kg; PEEP = 5 cmh 2 O; FiO2 <80% e rapporto tempo di inspirio/tempo di espirio, I:E = 1:2 La frequenza respiratoria sarà impostata per mantenere la PaCO 2 a valori vicino alla eucapnia. Sarà utilizzata la ventilazione a pressione controllata (Pinsp 35 cmh 2 O) solo se con la ventilazione controllata si raggiungono e si superano le pressioni massime delle vie aeree: la pressione verrà impostata per erogare i volumi correnti richiesti dal gruppo di studio di appartenenza. In questo caso sarà necessario controllare che il volume erogato dal ventilatore sia realmente, per tutto il periodo, quello impostato. La miscela inspiratoria sarà costituita da O 2 :Aria ed eventualmente l anestetico alogenato: all induzione con un rapporto di 80:20 e poi 50:50. La concentrazione di O 2 verrà aumentata progressivamente in caso di desaturazione fino a mantenere una SpO 2 di 93-95% cercando di non superare la FiO 2 di 0.8 se non strettamente necessario. (I casi in cui sarà necessario raggiungere FiO 2 > 0.8, saranno registrati e sottoposti ad analisi separata). In relazione al tipo di ventilazione applicato durante la CEC i pazienti verranno divisi nei tre gruppi sopra descritti. Lo svezzamento dalla CEC includerà una singola manovra di reclutamento alveolare, in cui la pressione delle vie aeree verrà portata a 40 cm H 2 0 per 7 secondi. La ventilazione nel periodo successivo alla CEC sarà impostata con i seguenti parametri, sempre in modalità IPPV: TV 6-8 ml/kg; PEEP= 5cmH 2 O; FiO 2 <80%; Monitoraggio SatO 2; Rapporto inspirio:espirio (I:E) = 1:2.

3 Al termine dell intervento i pazienti verranno trasferiti in Unità di Terapia Intensiva Cardiochirurgica (TICCH) per il monitoraggio post-operatorio. Durante il trasferimento saranno supportati con ventilazione meccanica eseguita manualmente dall Anestesista Rianimatore. L estubazione verrà eseguita in TICCH, secondo la prassi del centro. Si potrà utilizzare qualsiasi analgesia postoperatoria purché garantisca NRS a riposo 3 e NRS dinamico (colpo di tosse) 4 e che permetta una FKT respiratoria attiva. Verranno raccolte le seguenti informazioni: Nella sezione dedicata al preoperatorio si inseriranno i dati del paziente relativi a: - età, peso, altezza, sesso; - patologie concomitanti - anamnesi respiratoria positiva per: precedenti malattie pleuro-parenchimali nei 30 giorni precedenti all intervento, pregressi interventi su torace, pleura o polmone, presenza di versamento pleurico; - storia di fumo di sigarette: fumatore attivo (numero di sigarette), ex-fumatore o non fumatore; - SpO 2, PaO 2, PaO 2 /FiO 2, PaCO 2 (se disponibili); - conta dei globuli bianchi, emoglobina e creatininemia preoperatoria; - trasfusione di emoderivati nel preoperatorio - altre informazioni anamnestiche rilevanti ai fini dello studio Nella scheda dedicata all'intraoperatorio andranno raccolti i seguenti dati: - tipologia di intervento chirurgico; - tipo di anestesia (totalmente endovenosa, bilanciata); - tempo di CEC, clampaggio, cardioplegia, tipo di circuito e ossigenatore - trasfusione di emoderivati; - infusione di fluidi intraoperatori (cristalloidi/colloidi in ml/kg/h); - eventuale somministrazione di farmaci cardio /vasoattivi; - durata della chirurgia; - altre informazioni relative all intraoperatorio rilevanti ai fini dello studio Nella scheda relativa al postoperatorio andranno registrati i seguenti dati: - Tempo di ventilazione meccanica post-operatoria

4 - complicanze respiratorie postoperatorie; - complicanze postoperatorie di tipo non respiratorio (cardiovascolari, infettive, renali, chirurgiche); - necessità di re-intubazione nel postoperatorio; - necessità di supporto ventilatorio (ventilazione non invasiva, ventilazione invasiva) nel postoperatorio; - necessità di ricovero in terapia intensiva (previsto, imprevisto, causa del ricovero, durata della degenza); - durata della degenza ospedaliera; - mortalità a 30, 60 giorni e 1 anno (specificare la causa) - altre informazioni relative al postoperatorio rilevanti ai fini dello studio 3. CONFRONTI TRA LA TERAPIA/PROCEDURA STANDARD E QUELLA IN SPERIMENTAZIONE Dai trial clinici disponibili fino ad oggi in letteratura non emerge una differenza significativa tra le diverse metodiche di ventilazione; in particolare, in questi studi non sono raccolti dati su end-point clinicamente rilevanti, come l incidenza dell insufficienza respiratoria e la mortalità. Infine, questi studi hanno coinvolto un numero esiguo di pazienti. Quindi al momento non è possibile raccomandare una specifica modalità di ventilazione polmonare durante la circolazione extra-corporea come strategia, per migliorare la funzione polmonare postoperatoria. 4. EFFETTI COLLATERALI PREVISTI (compreso il dolore e il disagio psicofisico) e POSSIBILI CONTROINDICAZIONI Non sono previsti effetti collaterali imputabili allo studio. 5. MODALITA DI RECLUTAMENTO DEI SOGGETTI I criteri di inclusione sono: - Età >18 anni - Capacità di fornire un Consenso Informato - Chirurgia cardiaca in elezione

5 - Intervento chirurgico condotto con CEC, con clampaggio aortico e somministrazione di cardioplegia - Chirurgia cardiaca valvolare, coronarica, dell aorta ascendente e/o - Chirurgia cardiaca pianificata con sternotomia mediana e ventilazione bi polmonare I Criteri di esclusione sono: - Rifiuto del paziente - Pazienti sottoposti a chirurgia d'urgenza o emergenza - Pregressa chirurgia cardiaca - Pazienti sottoposti a chirurgia cardiaca con previsione di arresto di circolo, endoprotesi dell arco aortico o dell aorta discendente, Transcatheter Aortic Valve Implant (TAVI)/mitraclip - Pazienti in cui è pianificato l approccio toracotomico e la ventilazione monopolmonare - Pazienti con Body Mass Index (BMI) >30 - Pazienti con insufficienza renale cronica (definita come paziente in terapia dialitica) - Pazienti con note patologie respiratorie (infezione respiratoria in atto, asma bronchiale, broncopneumopatia cronica, sindrome delle apnee notturne) - Pazienti già intubati nel preoperatorio - Pazienti con polmonite nei 30 giorni precedenti dalla data dell intervento - Pregressa chirurgia toracica (resezione polmonare) - Pazienti che alla valutazione preoperatoria presentino una SpO 2 (saturazione di ossigeno) inferiore al 90%, una PaO 2 <60 mmhg in aria ambiente, oppure un rapporto PaO 2 /FiO 2 inferiore a 300, od una PaCO 2 maggiore di 45 mmhg. - Pazienti con epatopatia, definita come aspartato aminotrasferasi (AST) o alanina aminotrasferasi (ALT) aumentate di almeno due volte il limite superiore di riferimento - Frazione di Eiezione <40% - Intervento di Coronary Artery Bypass Graft (CABG) in cui si preveda anastomosi sull arteria mammaria interna

6 - Ipertensione polmonare con documentazione ecografica, definita come Pressione Arteriosa Polmonare media (PAPm) >30 mmhg 6. RISULTATI DEI PIU IMPORTANTI STUDI PRECLINICI Non compete 7. PRECEDENTI ESPERIENZE (PROPRIE O ALTRUI) DI IMPIEGO NELL UOMO È stata studiata un ampia gamma di strategie preventive, quali l ultrafiltrazione allo scopo di eliminare i neutrofili dal circolo, l emodiluizione, l utilizzo di steroidi e diverse tecniche ventilatorie durante la CEC, come l uso della Positive End-Expiratory Pressure (PEEP) a 5-15 cmh 2 O, la high frequency low volume ventilation (100 atti/min), l uso di una FiO 2 al 100% e l utilizzo di una CEC bilaterale (utilizzano i polmoni per ossigenare il sangue durante il by-pass). Da una recente meta-analisi condotta su 16 studi clinici, per un totale di 814 pazienti, è emerso che l applicazione di una Continous Postitive Airway Pressure (CPAP) moderata durante il bypass comporta un aumento dell ossigenazione ed una riduzione della frazione di shunt nel periodo immediatamente successivo allo svezzamento dalla CEC. Un risultato simile è stato ottenuto mediante l esecuzione di manovre di reclutamento al termine della CEC mentre il mantenimento della ventilazione durante il bypass sembra ridurre il rilascio di mediatori dell infiammazione e migliorare la severità del danno tissutale all esame istologico. Il mantenimento della ventilazione polmonare durante la CEC indurrebbe una minore risposta infiammatoria sistemica e potrebbe preservare meglio la funzione polmonare rispetto a una CEC senza ventilazione. Alcuni benefici, seppur limitati e transitori, sono stati dimostrati con l applicazione di una PEEP di 10 cmh 2 O. Nessun beneficio clinicamente significativo è stato evidenziato finora con nessuna di queste strategie. 8. VALUTAZIONE ETICA Lo studio sarà condotto in accordo ai principi etici derivanti dalla Dichiarazione di Helsinki e alla normativa vigente in materia di Studi Randomizzati. I dati saranno raccolti in forma anonima rispettando la privacy del paziente. Anonimato dei dati A ogni paziente verrà attribuito un codice identificativo. I consensi informati verranno conservati

7 presso ogni centro partecipante, inoltre lo sperimentatore principale di ogni centro sarà in grado di ricondurre il codice del paziente ai suoi dati anagrafici. I dati per le analisi, da ciascun centro, saranno forniti in forma anonima a garanzia della privacy del soggetto.