Breakpoints in ventilation, cerebral and muscle oxygenation, and muscle activity during an incremental cycling exercise.

The aim of this study was to locate the breakpoints of cerebral and muscle oxygenation and muscle electrical activity during a ramp exercise in reference to the first and second ventilatory thresholds. Twenty-five cyclists completed a maximal ramp test on an electromagnetically braked cycle-ergometer with a rate of increment of 25 W/min. Expired gazes (breath-by-breath), prefrontal cortex and vastus lateralis (VL) oxygenation [Near-infrared spectroscopy (NIRS)] together with electromyographic (EMG) Root Mean Square (RMS) activity for the VL, rectus femoris (RF), and biceps femoris (BF) muscles were continuously assessed. There was a non-linear increase in both cerebral deoxyhemoglobin (at 56 ± 13% of the exercise) and oxyhemoglobin (56 ± 8% of exercise) concomitantly to the first ventilatory threshold (57 ± 6% of exercise, p > 0.86, Cohen's d < 0.1). Cerebral deoxyhemoglobin further increased (87 ± 10% of exercise) while oxyhemoglobin reached a plateau/decreased (86 ± 8% of exercise) after the second ventilatory threshold (81 ± 6% of exercise, p < 0.05, d > 0.8). We identified one threshold only for muscle parameters with a non-linear decrease in muscle oxyhemoglobin (78 ± 9% of exercise), attenuation in muscle deoxyhemoglobin (80 ± 8% of exercise), and increase in EMG activity of VL (89 ± 5% of exercise), RF (82 ± 14% of exercise), and BF (85 ± 9% of exercise). The thresholds in BF and VL EMG activity occurred after the second ventilatory threshold (p < 0.05, d > 0.6). Our results suggest that the metabolic and ventilatory events characterizing this latter cardiopulmonary threshold may affect both cerebral and muscle oxygenation levels, and in turn, muscle recruitment responses.

L'arthroplastie totale de genou: évolution et résultats actuels

Avec 95% de bons résultats à 10 ans, on peut considérer aujourd'hui que l'arthroplastie totale du genou est un traitement fiable des gonarthroses chez des patients âgés à demande fonctionnelle raisonnable. Les quatre complications potentielles principales après la mise en place d'une prothèse totale du genou sont le descellement aseptique, l'infection, le manque de flexion et les douleurs persistantes. En cas de problème avec une prothèse totale du genou, il faut toujours exclure la présence d'une infection avant d'envisager une autre raison. Les innovations actuelles en arthroplastie du genou doivent viser à améliorer les résultats chez les patients jeunes et actifs i.e. tant au niveau de la conception des nouveaux implants, voire des matériaux plus résistants, que des techniques chirurgicales elles-mêmes. Total knee arthroplasty: current advances and results With a 95% success rate at 10 years, total knee arthroplasty can be regarded today as a reliable way of treating knee osteoarthritis in elderly patients with reasonable functional demands. The four main potential complications after placing of a total knee prosthesis are aseptic loosening, infection, lack of flexion and persistent pain. If a problem arises with a total knee prosthesis, infection must always be ruled out before considering other causes. Current innovations in knee arthroplasty should be aimed at improving results in young and active patients, i.e. in regard to both the design of new implants, or tougher materials, and to the surgical techniques themselves.

Safety of combined heat and moisture exchanger filters in long-term mechanical ventilation.

STUDY OBJECTIVE: To evaluate the safety of a combined heat and moisture exchanger filter (HMEF) for the conditioning of inspired gas in long-term mechanical ventilation (MV). DESIGN: Randomized controlled trial. SETTING: Medical ICU in a large teaching hospital. PATIENTS: One hundred fifteen consecutive patients who required > or = 48 h of MV. INTERVENTIONS: Patients were randomized at intubation time (day 1) to receive inspired gas conditioned either by a water-bath humidifier heated at 32 degrees C (HWBH) or by an HMEF (Hygroster; DAR; Mirandola, Italy). MEASUREMENTS AND MAIN RESULTS: The two study groups were comparable in terms of primary pathologic condition at the time of hospital admission, disease severity as measured by the Simplified Acute Physiology Score, and ICU mortality. They did not differ with respect to ventilator days per patient (mean +/- SD: HMEF, 7.6 +/- 6.5; HWBH, 7.8 +/- 5.8), incidence of endotracheal tube obstruction (HMEF, 0/59; HWBH, 1/56), and incidence of hypothermic episodes (HMEF, five; HWBH, two). In 41 patients receiving MV for > or = 5 days, the morphologic integrity of respiratory epithelium was evaluated on day 1 and day 5, using a cytologic examination of tracheal aspirate smears. The state of ciliated epithelium was scored on a scale from 0 (poorest integrity) to 1,200 (maximum integrity), according to a well-described method. In both patient groups, the scores slightly but significantly decreased from day 1 to day 5 (mean +/- SD: HWBH, from 787 +/- 104 to 745 +/- 88; HMEF, from 813 +/- 79 to 739 +/- 62; p < 0.01 for both groups); there were no statistically significant differences between groups. CONCLUSIONS: These data indicate acceptable safety of HMEFs of the type used in the present study for long-term mechanical ventilation.

Negative impact of hypocaloric feeding and energy balance on clinical outcome in ICU patients

Résumé Introduction : Les patients nécessitant une prise en charge prolongée en milieu de soins intensifs et présentant une évolution compliquée, développent une réponse métabolique intense caractérisée généralement par un hypermétabolisme et un catabolisme protéique. La sévérité de leur atteinte pathologique expose ces patients à la malnutrition, due principalement à un apport nutritionnel insuffisant, et entraînant une balance énergétique déficitaire. Dans un nombre important d'unités de soins intensifs la nutrition des patients n'apparaît pas comme un objectif prioritaire de la prise en charge. En menant une étude prospective d'observation afin d'analyser la relation entre la balance énergétique et le pronostic clinique des patients avec séjours prolongés en soins intensifs, nous souhaitions changer cette attitude et démonter l'effet délétère de la malnutrition chez ce type de patient. Méthodes : Sur une période de 2 ans, tous les patients, dont le séjour en soins intensifs fut de 5 jours ou plus, ont été enrôlés. Les besoins en énergie pour chaque patient ont été déterminés soit par calorimétrie indirecte, soit au moyen d'une formule prenant en compte le poids du patient (30 kcal/kg/jour). Les patients ayant bénéficié d'une calorimétrie indirecte ont par ailleurs vérifié la justesse de la formule appliquée. L'âge, le sexe le poids préopératoire, la taille, et le « Body mass index » index de masse corporelle reconnu en milieu clinique ont été relevés. L'énergie délivrée l'était soit sous forme nutritionnelle (administration de nutrition entérale, parentérale ou mixte) soit sous forme non-nutritionnelle (perfusions : soluté glucosé, apport lipidique non nutritionnel). Les données de nutrition (cible théorique, cible prescrite, énergie nutritionnelle, énergie non-nutritionnelle, énergie totale, balance énergétique nutritionnelle, balance énergétique totale), et d'évolution clinique (nombre des jours de ventilation mécanique, nombre d'infections, utilisation des antibiotiques, durée du séjour, complications neurologiques, respiratoires gastro-intestinales, cardiovasculaires, rénales et hépatiques, scores de gravité pour patients en soins intensifs, valeurs hématologiques, sériques, microbiologiques) ont été analysées pour chacun des 669 jours de soins intensifs vécus par un total de 48 patients. Résultats : 48 patients de 57±16 ans dont le séjour a varié entre 5 et 49 jours (motif d'admission : polytraumatisés 10; chirurgie cardiaque 13; insuffisance respiratoire 7; pathologie gastro-intestinale 3; sepsis 3; transplantation 4; autre 8) ont été retenus. Si nous n'avons pu démontrer une relation entre la balance énergétique et plus particulièrement, le déficit énergétique, et la mortalité, il existe une relation hautement significative entre le déficit énergétique et la morbidité, à savoir les complications et les infections, qui prolongent naturellement la durée du séjour. De plus, bien que l'étude ne comporte aucune intervention et que nous ne puissions avancer qu'il existe une relation de cause à effet, l'analyse par régression multiple montre que le facteur pronostic le plus fiable est justement la balance énergétique, au détriment des scores habituellement utilisés en soins intensifs. L'évolution est indépendante tant de l'âge et du sexe, que du status nutritionnel préopératoire. L'étude ne prévoyait pas de récolter des données économiques : nous ne pouvons pas, dès lors, affirmer que l'augmentation des coûts engendrée par un séjour prolongé en unité de soins intensifs est induite par un déficit énergétique, même si le bon sens nous laisse penser qu'un séjour plus court engendre un coût moindre. Cette étude attire aussi l'attention sur l'origine du déficit énergétique : il se creuse au cours de la première semaine en soins intensifs, et pourrait donc être prévenu par une intervention nutritionnelle précoce, alors que les recommandations actuelles préconisent un apport énergétique, sous forme de nutrition artificielle, qu'à partir de 48 heures de séjour aux soins intensifs. Conclusions : L'étude montre que pour les patients de soins intensifs les plus graves, la balance énergétique devrait être considérée comme un objectif important de la prise en charge, nécessitant l'application d'un protocole de nutrition précoce. Enfin comme l'évolution à l'admission des patients est souvent imprévisible, et que le déficit s'installe dès la première semaine, il est légitime de s'interroger sur la nécessité d'appliquer ce protocole à tous les patients de soins intensifs et ceci dès leur admission. Summary Background and aims: Critically ill patients with complicated evolution are frequently hypermetabolic, catabolic, and at risk of underfeeding. The study aimed at assessing the relationship between energy balance and outcome in critically ill patients. Methods: Prospective observational study conducted in consecutive patients staying 5 days in the surgical ICU of a University hospital. Demographic data, time to feeding, route, energy delivery, and outcome were recorded. Energy balance was calculated as energy delivery minus target. Data in means+ SD, linear regressions between energy balance and outcome variables. Results: Forty eight patients aged 57±16 years were investigated; complete data are available in 669 days. Mechanical ventilation lasted 11±8 days, ICU stay 15+9 was days, and 30-days mortality was 38%. Time to feeding was 3.1 ±2.2 days. Enteral nutrition was the most frequent route with 433 days. Mean daily energy delivery was 1090±930 kcal. Combining enteral and parenteral nutrition achieved highest energy delivery. Cumulated energy balance was between -12,600+ 10,520 kcal, and correlated with complications (P<0.001), already after 1 week. Conclusion: Negative energy balances were correlated with increasing number of complications, particularly infections. Energy debt appears as a promising tool for nutritional follow-up, which should be further tested. Delaying initiation of nutritional support exposes the patients to energy deficits that cannot be compensated later on.

Ventilation-induced pulmonary vasodilatation in lambs with congenital diaphragmatic hernia is modulated by nitric oxide.

Endogenous nitric oxide (NO) mediates pulmonary vasodilatation at birth, but inhaled NO fails to reduce pulmonary vascular resistance (PVR) in newborns with congenital diaphragmatic hernia (CDH). This study was designed to investigate the effects of ventilation, and the nature of its endogenous mediator, in fetal lambs with experimental CDH. Investigations at 138 days of gestation showed that ventilation markedly decreased PVR. Inhibition of NO synthesis reduced ventilation-induced pulmonary vasodilatation in vivo and increased in vitro isometric tension of vascular rings. Ventilation therefore reduces PVR at birth in lambs with CDH, and endogenous NO seems to contribute to this reduction.

Use of combined suspension laryngoscopy and jet ventilation for Y-shaped airway stents delivery.

Airway stenting is a common endoscopic procedure that is used to treat a variety of central airway lesions. Obstructions or fistulas involving the carina or nearby tracheobronchial structures require the use of specially designed stents, commonly referred to as Y-stents. Conventional methods of endobronchial Y-stent delivery are all characterized by a blind and apneic period during the procedure that carries the risk of stent misplacement or ventilation/oxygenation problems or both. Using combined suspension laryngoscopy, flexible bronchoscopy, and jet ventilation, we describe a technique that makes challenging bronchoscopic interventions--such as self-expandable Y-shaped airway stent delivery--easy, precise, and safe.

Feasibility of non-invasive pressure support ventilation in infants with respiratory failure after extubation: a pilot study.

OBJECTIVE: To evaluate the feasibility and effects of non-invasive pressure support ventilation (NIV) on the breathing pattern in infants developing respiratory failure after extubation. DESIGN: Prospective pilot clinical study; each patient served as their own control. SETTING: A nine-bed paediatric intensive care unit of a tertiary university hospital. PATIENTS: Six patients (median age 5 months, range 0.5-7 months; median weight 4.2 kg, range 3.8-5.1 kg) who developed respiratory failure after extubation. INTERVENTIONS: After a period of spontaneous breathing (SB), children who developed respiratory failure were treated with NIV. MEASUREMENTS AND RESULTS: Measurements included clinical dyspnoea score (DS), blood gases and oesophageal pressure recordings, which were analysed for respiratory rate (RR), oesophageal inspiratory pressure swing (dPes) and oesophageal pressure-time product (PTPes). All data were collected during both periods (SB and NIV). When comparing NIV with SB, DS was reduced by 44% (P < 0.001), RR by 32% (P < 0.001), dPes by 45% (P < 0.01) and PTPes by 57% (P < 0.001). A non-significant trend for decrease in PaCO(2) was observed. CONCLUSION: In these infants, non-invasive pressure support ventilation with turbine flow generator induced a reduction of breathing frequency, dPes and PTPes, indicating reduced load of the inspiratory muscles. NIV can be used with some benefits in infants with respiratory failure after extubation.

Intérêt du monitorage du CO2 expiré pour évaluer la PaCO2 lors d'insuffisance respiratoire aiguë hypercapnique traitée par ventilation non invasive.

Introduction: L'efficacité d'une séance de VNI est habituellement évaluée selon la réponse clinique, l'amélioration de l'acidose respiratoire et de l'hypercapnie. Le but de cette étude était d'évaluer l'intérêt de la mesure du CO2 en fin d'expiration (PETCO2) pour estimer la PaCO2 et son évolution dans le temps. Patients et Méthodes: Des patients de réanimation souffrant d'une insuffisance respiratoire aiguë hypercapnique (PaCO2 >45 mmHg) ont été inclus dans cette étude prospective. La PETCO2était mesurée à l'aide d'un capteur nasobuccal (SmartLine®, Oridion) au cours d'une séance de VNI de 60 minutes. Une gazométrie artérielle et la valeur de PETCO2 étaient enregistrées au début de la séance puis chaque 15 minutes. Des manoeuvres d'expiration complète passives et actives étaient effectuées à 30 et 60 minutes. Le gradient de CO2 (PaCO2- PETCO2) a été calculé pour l'ensemble des mesures, spécifiquement pour chaque manoeuvre d'expiration complète, ainsi qu'individuellement pour chaque patient. Ces grandeurs sont exprimées en moyenne et écart-type pour évaluer le biais et la dispersion observés entre PaCO2 et PETCO2. La différence entre chaque valeurs consécutives de gradient de CO2 (delta gradient de CO2) a été calculées par patient. Cette mesure quantifie la variation au cours du temps du gradient de CO2 pour un patient donné. Résultats: 11 patients ont été inclus (7 BPCO, 1 restrictif et 1 syndrome d'apnée du sommeil). Sur l'ensemble des mesures, le gradient de CO2 était de 14.7 + 10.6 mmHg, lors des manoeuvres d'expiration complètes active il était de 8.1 + 13.0 mmHg, et de 8.8 + 11.9 mmHg lors des expirations passives. Conclusion: Chez les patients présentant une insuffisance respiratoire aiguë hypercanique traitée par VNI, la mesure de la PETCO2 par capteur nasobuccal ne permet de prédire ni la valeur de PaCO2, ni son évolution dans le temps. Les manoeuvres d'expiration complète n'apportent aucune plus value.

Automatic selection of tidal volume, respiratory frequency and minute ventilation in intubated ICU patients as start up procedure for closed-loop controlled ventilation.

OBJECTIVE: Before a patient can be connected to a mechanical ventilator, the controls of the apparatus need to be set up appropriately. Today, this is done by the intensive care professional. With the advent of closed loop controlled mechanical ventilation, methods will be needed to select appropriate start up settings automatically. The objective of our study was to test such a computerized method which could eventually be used as a start-up procedure (first 5-10 minutes of ventilation) for closed-loop controlled ventilation. DESIGN: Prospective Study. SETTINGS: ICU's in two adult and one children's hospital. PATIENTS: 25 critically ill adult patients (age > or = 15 y) and 17 critically ill children selected at random were studied. INTERVENTIONS: To stimulate 'initial connection', the patients were disconnected from their ventilator and transiently connected to a modified Hamilton AMADEUS ventilator for maximally one minute. During that time they were ventilated with a fixed and standardized breath pattern (Test Breaths) based on pressure controlled synchronized intermittent mandatory ventilation (PCSIMV). MEASUREMENTS AND MAIN RESULTS: Measurements of airway flow, airway pressure and instantaneous CO2 concentration using a mainstream CO2 analyzer were made at the mouth during application of the Test-Breaths. Test-Breaths were analyzed in terms of tidal volume, expiratory time constant and series dead space. Using this data an initial ventilation pattern consisting of respiratory frequency and tidal volume was calculated. This ventilation pattern was compared to the one measured prior to the onset of the study using a two-tailed paired t-test. Additionally, it was compared to a conventional method for setting up ventilators. The computer-proposed ventilation pattern did not differ significantly from the actual pattern (p > 0.05), while the conventional method did. However the scatter was large and in 6 cases deviations in the minute ventilation of more than 50% were observed. CONCLUSIONS: The analysis of standardized Test Breaths allows automatic determination of an initial ventilation pattern for intubated ICU patients. While this pattern does not seem to be superior to the one chosen by the conventional method, it is derived fully automatically and without need for manual patient data entry such as weight or height. This makes the method potentially useful as a start up procedure for closed-loop controlled ventilation.

Mechanical ventilation in the newborn; a simplified approach. Part 1: Intermittent positive pressure ventilation.

Positive pressure ventilation (PPV) is a frequent intervention in the neonatal intensive care unit. This article is directed towards paediatricians in training and attempts to cover the basics of PPV without being too technical. To do so we have employed an extensive use of graphics to illustrate the underlying principles.