1

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

The work of breathing in preterm

infants

2

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).

3

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?

4

The work of breathing (WOB)

= respirasjonsarbeid

Respirasjonsmusklenes arbeid for å overvinne forandringer i lungevolum

og trykk når man puster

5

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

6

2. Nerveceller i respirasjonssentret sender

nerveimpulser via nervus phrenicus

til diafragma.

3. Aksjonspotensialet (Edi

peak = maksimal elektrisk

aktivitet ved et innpust, Edi

min = baseline mellom

inspirasjonene).

1. Komplekse

feedbackmekanismer

gir neural respons ved

hvert pust

Fig.1

Fig.2

Fig.3

7

8

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

9

Inklusjonskriterier

Stabile barn på nCPAP som har innfridd kriterier for

oppstart av nCPAP avvenning:

• > 28 u PMA

• Vekt> 1 kg

• FiO2< 30%

• Apnoer/bradycardier med stimulering < 3 siste 3 døgn

• pCO2< 9 kPa

10

Barna og foreldrene

• Minimum 1 time «hud mot hud» ved hver intervensjon

• Normal daglig aktivitet for barnet

• Foreldre blir en naturlig del av studien

11

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

12

Forsøksdesign

• 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

13

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

nCPAP

2-3 cm H2O

4timer

14

Modifisert Silverman-Anderson retraction

score

Bevegelse

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)

15

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.

16

Outcome HFNC NCPAP diff - mean p - value

Edi peak µV mean 11,84 12,09 - 0,25 0,646

(Signals/30 sec)

Edi min µV mean 1,93 2,01 - 0,07 0,308

(Signals/30 sec)

Resultater n = 10 Edi peak og Edi min

17

95 % CI

Outcome HFNC NCPAP lower upper p - value

Respiratory rate mean 49,24 56,92 -14,59 -0,77 0,033

(Breaths /30 sec)

Heart rate mean 160,25 162,82 -7,76 2,61 0,291

(Beats /30 sec)

Resultater n = 10 kardio-

respiratoriske parametre

18

19

20

21

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

22

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