The work of breathing in preterm
infants
Is there a difference in the electrical activity in the diaphragm and
cardio-respiratory parameters during heated humidified high flow
nasal cannula vs. nasal continuous positive airway pressure?
A Randomised Crossover Pilot Study
Master Thesis in Clinical Health Research
Hilde Brenne
2014
1
Bakgrunn
• Nasal continuous positive airway pressure(nCPAP) er
regnet som en av de mest effektive medisinske
behandlingsmetoder for premature barn (Colin Morley)
• I dag en utbredt bruk av heated humidified high flow nasal
cannula (HFNC)
- HFNC kan gi et ende-ekspiratorisk trykk (Dysart m.fl 2009,
Kubicka m.fl 2008)
- HFNC ansees som komfortabel for barnet, bedrer
interaksjon med foreldre og forebygger nasalt traume
(Manley m.fl 2012, Yoder m.fl 2013, Dysart m.fl 2009, Klingenberg m.fl 2013)
• Manglende evidens for hva som er optimal noninvasiv
respirasjonsstøtte til premature barn. (Manley m.fl 2012, Yoder m.fl
2013).
2
Hensikten med studien?
Pilotstudie for å teste gjennomførbarheten av en metode for
å måle work of breathing (WOB) hos premature barn på
nCPAP vs. HFNC.
Forskningsspørsmålet:
Er det er forskjell i WOB hos premature barn målt med Edi
signaler, respirasjonsfrekvens og hjertefrekvens i sekvenser
med nCPAP og HFNC?
3
The work of breathing (WOB)
= respirasjonsarbeid
Respirasjonsmusklenes arbeid for å overvinne forandringer i lungevolum
og trykk når man puster
4
Edi signaler - diafragmatisk
elektromyografi
• Edi signal fra mellomgulvsmuskelen (diafragma)
• Aksjonspotensialet via nervus phrenicus til diafragma
• Gir «bedside», online informasjon om WOB med en
minimal invasiv metode
5
Fig.1
1. Komplekse
feedbackmekanismer
gir neural respons ved
hvert pust
6
2. Nerveceller i respirasjonssentret sender
nerveimpulser via nervus phrenicus
til diafragma.
Fig.2
3. Aksjonspotensialet (Edi
peak = maksimal elektrisk
aktivitet ved et innpust, Edi
min = baseline mellom
inspirasjonene).
Fig.3
7
Neurally Adjusted Ventilatory Assist
NAVA
• Gir synkron støtte (proposjonal faktor - NAVA nivå) til
barnets egenrespirasjon basert på Edi signaler
• Edi signaler er et vindu inn til hjernen
8
Inklusjonskriterier
Stabile barn på nCPAP som har innfridd kriterier for
oppstart av nCPAP avvenning:
•
•
•
•
•
9
> 28 u PMA
Vekt> 1 kg
FiO2< 30%
Apnoer/bradycardier med stimulering < 3 siste 3 døgn
pCO2< 9 kPa
Barna og foreldrene
• Minimum 1 time «hud mot hud» ved hver intervensjon
• Normal daglig aktivitet for barnet
• Foreldre blir en naturlig del av studien
10
Etikk
• Kan oppfattes som en studie med komplekse medisinske
tema
• Foreldre i en sårbar situasjon
• Informasjon til riktig tidspunkt
• Ingen ny metode eller måleinstrument
• Design og intervensjon setter ingen begrensning
11
Forsøksdesign
•
•
•
•
•
12
Randomisert cross-over studie
Stratifisering: GA ved fødsel ≥ 28 u og <28 u
Balansert med AB/BA sekvenser
«Wash out» periode for å forebygge «carry over» effekt
Sammenlikning mellom pasientene
nCPAP 4-5 cm H2O
Innfridd stabilitetskriterier
STRATIFISERING
< 28 GA eller ≥28 GA ved fødsel
RANDOMISERING
30 min baselinedata
nCPAP
2-3 cm H2O
4timer
HFNC
6/lmin
4 timer
«WASH OUT» periode
nCPAP 4-5 cm H2O 1 time
HFNC
6 l/min
4 timer
13
nCPAP
2-3 cm H2O
4timer
Modifisert Silverman-Anderson retraction
score
Bevegelse
14
Brystbevegelse, thorax
og abdomen
Intercostale
inndragninger
Sternale inndragninger
Lik/synkron (0)
Ingen (0)
Ingen (0)
Mild asynkroni (1)
Lett synlig (1)
Lett synlig (1)
Asynkroni (2)
Markert (2)
Markert (2)
Analyse
• Data lagret i Critical Care Manager, Picis i 30 sekunders
intervaller.
• Overføres til Microsoft Excel og deretter SPSS.
• Paired T-test for data med normal spredning.
• Nonparametric Wilcoxon signed – rank test for data uten
normal spredning.
• Signifikans nivå P-verdi< 0,05.
15
Resultater n = 10 Edi peak og Edi min
Outcome
HFNC
NCPAP
diff - mean
p - value
Edi peak µV mean
11,84
12,09
- 0,25
0,646
1,93
2,01
- 0,07
0,308
(Signals/30 sec)
Edi min µV mean
(Signals/30 sec)
16
Resultater n = 10 kardiorespiratoriske parametre
95 % CI
Outcome
Respiratory rate mean
HFNC
NCPAP
lower
upper
p - value
49,24
56,92
-14,59
-0,77
0,033
160,25
162,82
-7,76
2,61
0,291
(Breaths /30 sec)
Heart rate mean
(Beats /30 sec)
17
18
19
20
Konklusjon
• En standardisert metode for målinger av neural
respirasjonsdrive ved bruk av elektromyografi er sikker og
effektiv
• Ingen forskjell i Edi peak, Edi min og hjertefrekvens i
sekvenser med nCPAP og HFNC
• Respirasjonsraten var lavere med HFNC vs. nCPAP
21
Videre arbeid
1. Klinisk skåring av inndragninger og thoraco-abdominal
synkroni/asynkroni (modifisert Silverman- Anderson
retraction score). Blindet og ikke blindet.
2. Avslutte hovedstudie n=20
3. Videre studier av neural respirasjonsdrive ved forskjellige
typer pustestøtte
22