Wat zijn normaal waarden van de dikte en de verdikkingsfractie tussen in- en uitademing van het middenrif bij kinderen van 0-8 jaar?

Mechanische beademing is nodig om een tijd van ziekte te overbruggen. Er zijn
echter ook nadelen aan mechanische beademing zoals ventilator associated
pneumonia, atelectasen en complicaties gerelateerd aan sedatie. (1-3) Zo is er
bij volwassenen bekend dat beademing verlies aan kracht van het diafragma door
spieratrofie kan veroorzaken. Dit wordt ook wel ventilator induced diafragma
dysfunctie (VIDD) genoemd. Diafragma contractiliteit kan gemeten worden door
diafragma verdikking te meten, middels echografie, gedurende de inspiratie en
expiratie en dit wordt uitgedrukt als verdikkingsfractie (VF). (4) Bij
verhoogde Pressure Support waarden aan de beademing werd een parallelle
vermindering van VF gezien (R=0,7; p< 0,0001). (5) Goligher et al. toonde aan
dat een lage diafragma contractiliteit geassocieerd was met snelle afname in
diafragma dikte en hoge contractiliteit met toename van diafragma dikte
(p=0,002). Contractiliteit van het diafragma nam af met toegenomen driving
pressure (p=0,01) op de beademing en gecontroleerde modes (p=0,02). Maximale
verdikkingsfractie was zowel lager bij patiënten met toegenomen als afgenomen
diafragma dikte (p=0,002). Het titreren van beademingssupport om normale
ademarbeid te verkrijgen zou deze veranderingen in diafragma configuratie
geassocieerd met mechanische beademing kunnen voorkomen. (6) Diafragma
dysfunctie is significant geassocieerd met moeilijke en langere weaningsduur en
met meer falen van weanen (43% van de 76 patiënten) en hogere mortaliteit (8%
vs 0%). Dres et al. zagen een groot verschil in VF van het diafragma tussen
patiënten met of zonder diafragma dysfunctie (een mean VF van 19 ± 9 % vs. 35 ±
12 %) onder dezelfde Pressure Support waarden. (7) Dit suggereerde een veel
lagere contributie van het diafragma gereflecteerd door een lager teugvolume
bij VIDD. Zij zagen weinig correlatie tussen spierzwakte door de IC opname en
VIDD en speculeerden dat het diafragma gekarakteriseerd wordt door continue
contractiliteit gedurende het leven en daarom gevoeliger is voor korte perioden
van niets doen. Uit meerdere studies is gebleken dat als het diafragma
onvoldoende kan verdikken er vaker reintubaties plaats vinden. (4-15)
Uit de studie van Levine et al.(16) blijkt dat bij volwassenen aan de beademing
met name atrofie optreedt van de langzame en snelle vezels. Diafragma atrofie
kan al binnen 18 uur beademing ontstaan en neemt toe met 4 tot 7% per dag
beademing (17-19) en is geassocieerd met mislukken van extubatie en toegenomen
mortaliteit. (8, 20) Progressie van atrofie wordt verergerd door langere
beademingsduur, weinig spontane ademhaling aan de beademing, het gebruik van
spierverslapping en corticosteroïden.(21)
De veronderstelling is dat VIDD niet alleen bij volwassen maar ook bij
kinderen ontstaat, echter er is weinig onderzoek gedaan bij kinderen naar het
optreden van VIDD in relatie tot respiratoir falen. Een recente studie laat bij
beademde kinderen zien dat er atrofie optreedt bij beademing en dat diafragma
contractiliteit, gemeten als verdikkingsfractie, lineair geassocieerd is aan
spontaan ademen tijdens de beademing (beta coefficiënt 9,4; 95% CI,
4,2-14,7;p=0,001). (10)
Omdat diafragma atrofie en verminderde VF geassocieerd zijn met
toegenomen beademingsduur door langere weaningsduur (13) bij volwassenen lijkt
diafragma atrofie en daarmee dysfunctie van het diafragma mogelijk ook een
risico factor te zijn in de uitkomsten van kinderen met acuut respiratoir falen
zoals moeilijk weanen en extubatie falen. (16) Bij kinderen is er geen gouden
standaard voor het weanen van de beademing. (22-24) Er zijn geen gevalideerde
extubatiecriteria. Een spontaneous breathing trial (SBT) is een methode om te
controleren of het kind gereed is voor extubatie. Echter er zijn nadelen aan,
zo zegt een SBT met pressure support onvoldoende over de ademarbeid die na
extubatie verricht moet worden. (22, 23, 25-27) Teveel sedatie kan hier ook nog
een invloed op hebben. (26)
Een VF zou een voorspeller voor succesvol extuberen kunnen zijn. Dit wordt tot
nu toe door één studie, bevestigd. Lee et al. vond bij 31 beademde kinderen
een afname van VF en diafragma dikte in de eerste 24 uur van beademing. (11) Na
extubatie was VF significant anders tussen succesvolle extubatie (28 van de 31
kinderen) en mislukte extubatie (3 van de 31 kinderen). Een VF kleiner dan 17%
was geassocieerd met extubatie falen. Bij Lee et al. werd dagelijks middels
echografie de dikte van het diafragma en VF bepaald, tot aan ontslag van de
PICU. Glau et al. deden een eerste echo binnen 36 uur beademing en een laatste
echo vond plaats vlak voor extubatie. Er werd niet dagelijks atrofie gemeten
voor verschillende niveaus van respiratoire ondersteuning voor extubatie en er
waren maar 2 kinderen die gereïntubeerd moesten worden. De klinische impact van
atrofie van het diafragma op extubatie succes is daarom nog onvoldoende
aangetoond.
Er zijn nog weinig referentiewaarden van diafragmadikte bij kinderen in
verschillende leeftijden vastgesteld in tegenstelling tot volwassenen.(28) Er
is voor kinderen één studie die referentiewaarden van 8-20 jaar heeft
meegenomen (N=48). (30) en er is een studie die de dikte van het diafragma van
15 gezonde neonaten heeft gemeten. (31)
Het doel van deze studie is het bepalen van waarden van de normale dikte van
het diafragma en de TF bij kinderen van 0-8 jaar oud door middel van
echografie. Deze leeftijdsgroep vertegenwoordigt de grootste patiëntengroep die
in de PICU behandeld wordt. Zodra deze waarden bekend zijn, kan de klinische
relevantie van het meten van de membraandikte van geventileerde kinderen door
middel van echografie verder worden bestudeerd.



1. Kollef MH, Levy NT, Ahrens TS, Schaiff R, Prentice D, Sherman G. The use of
continuous i.v. sedation is associated with prolongation of mechanical
ventilation. Chest. 1998;114(2):541-8. Epub 1998/09/03.
2. Morinec J, Iacaboni J, McNett M. Risk factors and interventions for
ventilator-associated pneumonia in pediatric patients. J Pediatr Nurs.
2012;27(5):435-42. Epub 2012/03/28.
3. Woodruff DW. How to ward off complications of mechanical ventilation.
Nursing. 1999;29(11):34-9; quiz 40. Epub 2000/01/14.
4. Dube BP, Dres M. Diaphragm Dysfunction: Diagnostic Approaches and Management
Strategies. Journal of clinical medicine. 2016;5(12). Epub 2016/12/09.
5. Umbrello M, Formenti P, Longhi D, Galimberti A, Piva I, Pezzi A, et al.
Diaphragm ultrasound as indicator of respiratory effort in critically ill
patients undergoing assisted mechanical ventilation: a pilot clinical study.
Crit Care. 2015;19:161. Epub 2015/04/19.
6. Goligher EC, Fan E, Herridge MS, Murray A, Vorona S, Brace D, et al.
Evolution of Diaphragm Thickness during Mechanical Ventilation. Impact of
Inspiratory Effort. American journal of respiratory and critical care medicine.
2015;192(9):1080-8. Epub 2015/07/15.
7. Dres M, Dube BP, Mayaux J, Delemazure J, Reuter D, Brochard L, et al.
Coexistence and Impact of Limb Muscle and Diaphragm Weakness at Time of
Liberation from Mechanical Ventilation in Medical Intensive Care Unit Patients.
American journal of respiratory and critical care medicine. 2017;195(1):57-66.
Epub 2016/06/17.
8. DiNino E, Gartman EJ, Sethi JM, McCool FD. Diaphragm ultrasound as a
predictor of successful extubation from mechanical ventilation. Thorax.
2014;69(5):423-7. Epub 2013/12/25.
9. Blumhof S, Wheeler D, Thomas K, McCool FD, Mora J. Change in Diaphragmatic
Thickness During the Respiratory Cycle Predicts Extubation Success at Various
Levels of Pressure Support Ventilation. Lung. 2016;194(4):519-25. Epub
2016/07/17.
10. Glau CL, Conlon TW, Himebauch AS, Yehya N, Weiss SL, Berg RA, et al.
Progressive Diaphragm Atrophy in Pediatric Acute Respiratory Failure. Pediatric
critical care medicine : a journal of the Society of Critical Care Medicine and
the World Federation of Pediatric Intensive and Critical Care Societies.
2018;19(5):406-11. Epub 2018/02/07.
11. Lee EP, Hsia SH, Hsiao HF, Chen MC, Lin JJ, Chan OW, et al. Evaluation of
diaphragmatic function in mechanically ventilated children: An ultrasound
study. PloS one. 2017;12(8):e0183560. Epub 2017/08/23.
12. Dres M, Goligher EC, Dube BP, Morawiec E, Dangers L, Reuter D, et al.
Diaphragm function and weaning from mechanical ventilation: an ultrasound and
phrenic nerve stimulation clinical study. Annals of intensive care.
2018;8(1):53. Epub 2018/04/25.
13. Goligher EC, Dres M, Fan E, Rubenfeld GD, Scales DC, Herridge MS, et al.
Mechanical Ventilation-induced Diaphragm Atrophy Strongly Impacts Clinical
Outcomes. American journal of respiratory and critical care medicine.
2018;197(2):204-13. Epub 2017/09/21.
14. Goligher EC, Laghi F, Detsky ME, Farias P, Murray A, Brace D, et al.
Measuring diaphragm thickness with ultrasound in mechanically ventilated
patients: feasibility, reproducibility and validity. Intensive care medicine.
2015;41(4):734. Epub 2015/03/10.
15. Hellyer NJ, Andreas NM, Bernstetter AS, Cieslak KR, Donahue GF, Steiner EA,
et al. Comparison of Diaphragm Thickness Measurements Among Postures Via
Ultrasound Imaging. PM & R : the journal of injury, function, and
rehabilitation. 2017;9(1):21-5. Epub 2016/06/15.
16. Levine S, Nguyen T, Taylor N, Friscia ME, Budak MT, Rothenberg P, et al.
Rapid disuse atrophy of diaphragm fibers in mechanically ventilated humans. N
Engl J Med. 2008;358(13):1327-35. Epub 2008/03/28.
17. Grosu HB, Lee YI, Lee J, Eden E, Eikermann M, Rose KM. Diaphragm muscle
thinning in patients who are mechanically ventilated. Chest.
2012;142(6):1455-60. Epub 2013/02/01.
18. Francis CA, Hoffer JA, Reynolds S. Ultrasonographic Evaluation of Diaphragm
Thickness During Mechanical Ventilation in Intensive Care Patients. American
journal of critical care : an official publication, American Association of
Critical-Care Nurses. 2016;25(1):e1-8. Epub 2016/01/03.
19. Vivier E, Mekontso Dessap A, Dimassi S, Vargas F, Lyazidi A, Thille AW, et
al. Diaphragm ultrasonography to estimate the work of breathing during
non-invasive ventilation. Intensive care medicine. 2012;38(5):796-803. Epub
2012/04/06.
20. Mariani LF, Bedel J, Gros A, Lerolle N, Milojevic K, Laurent V, et al.
Ultrasonography for Screening and Follow-Up of Diaphragmatic Dysfunction in the
ICU: A Pilot Study. Journal of intensive care medicine. 2016;31(5):338-43. Epub
2015/05/17.
21. Vassilakopoulos T, Petrof BJ. Ventilator-induced diaphragmatic dysfunction.
American journal of respiratory and critical care medicine. 2004;169(3):336-41.
Epub 2004/01/24.
22. Newth CJ, Venkataraman S, Willson DF, Meert KL, Harrison R, Dean JM, et al.
Weaning and extubation readiness in pediatric patients. Pediatric critical care
medicine : a journal of the Society of Critical Care Medicine and the World
Federation of Pediatric Intensive and Critical Care Societies. 2009;10(1):1-11.
Epub 2008/12/06.
23. Valenzuela J, Araneda P, Cruces P. Weaning from mechanical ventilation in
paediatrics. State of the art. Arch Bronconeumol. 2014;50(3):105-12. Epub
2013/04/02.
24. Wratney AT, Benjamin DK, Jr., Slonim AD, He J, Hamel DS, Cheifetz IM. The
endotracheal tube air leak test does not predict extubation outcome in
critically ill pediatric patients. Pediatric critical care medicine : a journal
of the Society of Critical Care Medicine and the World Federation of Pediatric
Intensive and Critical Care Societies. 2008;9(5):490-6. Epub 2008/08/06.
25. Tobin MJ. Extubation and the myth of "minimal ventilator settings".
American journal of respiratory and critical care medicine. 2012;185(4):349-50.
Epub 2012/02/18.
26. Kurachek SC, Newth CJ, Quasney MW, Rice T, Sachdeva RC, Patel NR, et al.
Extubation failure in pediatric intensive care: a multiple-center study of risk
factors and outcomes. Critical care medicine. 2003;31(11):2657-64. Epub
2003/11/08.
27. Khemani RG, Conti D, Alonzo TA, Bart RD, 3rd, Newth CJ. Effect of tidal
volume in children with acute hypoxemic respiratory failure. Intensive Care
Med. 2009;35(8):1428-37. Epub 2009/06/18.
28. Boon AJ, Harper CJ, Ghahfarokhi LS, Strommen JA, Watson JC, Sorenson EJ.
Two-dimensional ultrasound imaging of the diaphragm: quantitative values in
normal subjects. Muscle & nerve. 2013;47(6):884-9. Epub 2013/04/30.
29. Wait JL, Johnson RL. Patterns of shortening and thickening of the human
diaphragm. J Appl Physiol (1985). 1997;83(4):1123-32. Epub 1997/10/24.
30. Thimmaiah V. Evaluation of thickness of normal diaphragm by B mode
ultrasound. Int Journal of Contemporary Medical Research. 2016;3(9).
31. Rehan VK, McCool FD. Diaphragm dimensions of the healthy term infant. Acta
Paediatr. 2003;92(9):1062-7. Epub 2003/11/06.

Primaire doelstelling:
De diafragma dikte en verdikkingsfractie vaststellen bij gezonde kinderen van
0-8 jaar

Secundaire doelstelling:
De interbeoordelaarsbetrouwbaarheid bepalen van de twee personen die de echo
maken

Prospectieve cohort studie

Het maken van een niet-invasieve echo brengt geen risico's met zich mee. Een
mogelijke last is dat het kind naar verwachting tien minuten stil zal moeten
liggen, maar de ouders kunnen er bij blijven en hun kind ondersteunen hierin.
De noodzaak om stil te liggen kan niet worden uitgelegd aan kinderen van 0-2
jaar; daarom zullen we proberen hen af te leiden.
Het is belangrijk om de normale dikte van het middenrif bij kinderen te kennen
en er is geen andere manier om dit te verkrijgen. Een echografie is de minst
belastende methode en geeft geen blootstelling aan straling, in tegenstelling
tot een CT-scan.