Noninvasive ventilation outside the intensive care unit for respiratory rehabilitation after on-pump cardiac surgery: a prospective randomized controlled trial

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: Сardiac surgery with cardiopulmonary bypass is associated with a high risk of postoperative respiratory complications. Perioperative damage to the lungs caused by ischemia and reperfusion, mechanical ventilation, trauma, etc., is a trigger for aseptic inflammation in the lungs, and it makes compromised lungs an easy target for infection. Actively developed methods of protecting the lungs, such as lung-protective ventilation, are limited to the perioperative and resuscitation stages and do not exhaust the entire range of respiratory support required in the later stages of postoperative hospitalization. This indicates the need for methods of respiratory rehabilitation following transfer from the intensive care unit.

AIM: To evaluate the effectiveness of respiratory rehabilitation using noninvasive mask lung ventilation performed outside the intensive care unit in cardiosurgical patients compared to standard breathing exercises.

MATERIALS AND METHODS: This prospective, randomized, single-center study included 60 patients aged 62±12 years who underwent cardiac surgery with cardiopulmonary bypass (86±17 min) with bypass grafting of 2±1 coronary arteries and required mechanical lung ventilation for more than 6 hours following surgery. After transfer from the intensive care unit, patients in the control group (n=30) underwent standard respiratory rehabilitation, and those in the main group (n=30) additionally received four sessions of noninvasive mask lung ventilation.

RESULTS: The patients in the main group had a more rapid respiratory function recovery and, thus, reduced postoperative hospitalization time (10 [8; 15]) compared to those in the standard group (14 [13; 20]).

CONCLUSION: The use of noninvasive mask lung ventilation outside the intensive care unit along with the standard respiratory activation protocol is safe and speeds up respiratory rehabilitation and reduces postoperative hospitalization of patients after coronary bypass surgery.

About the authors

Artem A. Dvoryadkin

Moscow City Hospital named after S.S. Yudin

Author for correspondence.
Email: artyom_dvoryadkin@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1595-8663
SPIN-code: 3886-5065
Russian Federation, 4 Kolomensky proezd, 115446 Moscow

Dmitry A. Polyakov

Moscow City Hospital named after S.S. Yudin

Email: Dmitri_polyakov@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-0334-4138
Russian Federation, 4 Kolomensky proezd, 115446 Moscow

Ekaterina V. Belyakova

Moscow City Hospital named after S.S. Yudin

Email: dr.belyakova.e.v@gmail.com
ORCID iD: 0009-0003-7196-0535
Russian Federation, 4 Kolomensky proezd, 115446 Moscow

Denis N. Protsenko

Moscow Multidisciplinary Clinical Center "Kommunarka"; The Russian National Research Medical University named after N.I. Pirogov

Email: drprotsenko@me.com
ORCID iD: 0000-0002-5166-3280
SPIN-code: 1019-8216

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, 8/3, Sosensky Stan st., 142770 Moscow; 1 street Ostrovityanova, 117997 Moscow

Lev A. Krichevskiy

Moscow City Hospital named after S.S. Yudin; Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Email: levkrich72@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8886-7175
SPIN-code: 7835-0136

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, 4 Kolomensky proezd, 115446 Moscow; 2/1, building 1, Barrikadnaya st., 123242 Moscow

References

  1. Rybka MM. Ischemia/reperfusion and microcirculation disorder in lungs. Russ J Thoracic Cardiovascular Surg. 2016;58(3):130–135. EDN: UFUPJK
  2. Naveed A, Azam H, Murtaza HG, et al. Incidence and risk factors of pulmonary complications after cardiopulmonary bypass. Pak J Med Sci. 2017;33(4):993–996. doi: 10.12669/pjms.334.12846
  3. Kozlov IA, Romanov AA. Respiratory biomechanics, intrapulmonary water, and pulmonary oxygenizing function during uncomplicated operations under extracorporeal circulation. General Reanimatol. 2007;3(3):17. EDN: IBZICZ doi: 10.15360/1813-9779-2007-3-17
  4. Kamenskaya OV, Loginova IY, Klinkova AS, et al. Chronic obstructive pulmonary disease and miocardial revascularisation outcomes: Relationship with self-reported quality of life. Pulmonologiya. 2022;32(6):854–861. EDN: WFDSSZ doi: 10.18093/0869-0189-2022-32-6-854-861
  5. Gabriel EA, Locali FR, Matsuoka KP, et al. Lung perfusion during cardiac surgery with cardiopulmonary bypass: Is it necessary? Interact Cardiovasc Thorac Surg. 2008;7(6):1089–1095. doi: 10.1510/icvts.2008.184275
  6. Lugovskaya NM, Panfilov DS, Maksimov AI, et al. Comprehensive lung protection during circulatory arrest in aortic arch surgery. Siberian J Clin Exp Med. 2021;36(1):109–117. EDN: UBLLRV doi: 10.29001/2073-8552-2021-36-1-108-116
  7. Buggeskov KB, Wetterslev J, Secher NH, et al. Pulmonary perfusion with oxygenated blood or Custodiol HTK solution during cardiac surgery for postoperative pulmonary function in COPD patients: A trial protocol for the randomized, clinical, parallel group, assessor and data analyst blinded pulmonary protection trial. Trials. 2013;14:30. doi: 10.1186/1745-6215-14-30
  8. Maltesen RG, Buggeskov KB, Andersen CB, et al. Lung protection strategies during cardiopulmonary bypass affect the composition of bronchoalveolar fluid and lung tissue in cardiac surgery patients. Metabolites. 2018;8(4):54. doi: 10.3390/metabo8040054
  9. Rong LQ, di Franco A, Gaudino M. Acute respiratory distress syndrome after cardiac surgery. J Thorac Dis. 2016;8(10):1177–1186. doi: 10.21037/jtd.2016.10.74
  10. Krichevsky LA, Rybakov VYu, Dvoryadkin AA, Protsenko DN. Systemic inflammatory response in cardiac surgery. Russ J Anesthesiol Reanimatol. 2021;(3):94-102. EDN: YGITBG doi: 10.17116/anaesthesiology202103194
  11. Karpun NA, Moroz VV, Afonin AP, et al. Acute transfusion-associated lung injury in cardiosurgical patients. General Reanimatol. 2008;(3):23–29. EDN: JTZVFP doi: 10.15360/1813-9779-2008-3-23
  12. Pshenichniy TA, Akselrod BA, Titova IV, et al. Use of protective lung ventilation regimen in cardiac surgery patients. Russ J Anesthesiol Reanimatol. 2016;61(3):189–195. EDN: WBKTBB doi: 10.18821/0201-7563-2016-3-189-195
  13. Kozlov IA, Romanov AA. Alveolar opening maneuver (mobilization) in intraoperative pulmonary oxygenizing dysfunction in cardiosurgical patients. Russ J Anesthesiol Reanimatol. 2007;(2): 27–31. EDN: IATWTL
  14. Pelosi P, Rocco PR, Gama de Abreu M. Close down the lungs and keep them resting to minimize ventilator-induced lung injury. Crit Care. 2018;22(1):72–80. EDN: OVRDAE doi: 10.1186/s13054-018-1991-3
  15. Oravec N, King MA, Spencer T, et al. Barriers to successful discharge after cardiac surgery: A focus group study and cross-sectional survey. Seminars Thoracic Cardiovascular Surg. 2023;35(4):675–684. EDN: ZTQUJO doi: 10.1053/j.semtcvs.2022.07.003
  16. Zagorodnyaya TV, Korniyenko AN, Ketskalo MV. Respiratory therapy for acute respiratory distress syndrome in cardiosurgical patients. General Reanimatol. 2005;1(5):65–68. EDN: IFAHXL doi: 10.15360/1813-9779-2005-5-65-68
  17. Yaroshetskiy AI, Vlasenko AV, Gritsan AI, et al. Non-invasive respiratory support (the second edition). Clinical guidelines of the federation of anesthesiologists and reanimatologists of Russia. Russ J Anаеsthesiol Reanimatol. 2019;(6):5–19. EDN: QCGIRZ doi: 10.17116/anaesthesiology20190615
  18. Yeremenko AA, Levikov DI, Yegorov VM, et al. Use of lung opening maneuver in patients with acute respiratory failure after cardiosurgical operations. General Reanimatol. 2006;2(1):23–28. EDN: ICIMSL doi: 10.15360/1813-9779-2006-1-23-28
  19. Bellani G, Grasselli G, Cecconi M, et al. Noninvasive ventilatory support of patients with COVID-19 outside the Intensive Care Units (WARd-COVID). Ann Am Thorac Soc. 2021;18(6):1020–1026. doi: 10.1513/AnnalsATS.202008-1080OC
  20. Zabolotskikh IB, Kirov MY, Lebedinskii KM, et al. Anesthesia and intensive care for patients with COVID-19. Russian Federation of anesthesiologists and reanimatologists guidelines. Annals of critical care. Alexander Saltanov Intensive Care Herald. 2022;(1):9–143. EDN: BVMRHN doi: 10.21320/1818-474X-2021-S1-9-143
  21. Goeddel LA, Hollander KN, Evans AS. Early extubation after cardiac surgery: A better predictor of outcome than metric of quality? J Cardiothoracic Vascular Anesthesia. 2018;32(2):745–747. doi: 10.1053/j.jvca.2017.12.037
  22. Olper L, Cabrini L, Landoni G, et al. Non-invasive ventilation after cardiac surgery outside the intensive care unit. Minerva Anestesiol. 2011;77(1):40–45.
  23. Jaber S, Jung B. Postoperative non-invasive ventilation outside the ICU: Do not go too far! Minerva Anestesiol. 2011;77(1):9–10.
  24. Cabrini L, Moizo E, Nicelli E, et al. Noninvasive ventilation outside the intensive care unit from the patient point of view: A pilot study. Respir Care. 2012;57(5):704–709. doi: 10.4187/respcare.01474

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Noninvasive mask lung ventilation session with self-monitoring of breathing parameters.

Download (852KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Dynamics of mask ventilation parameters during a respiratory rehabilitation course, consisting of four sessions (compared to the first session, taken as 100%).

Download (464KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».