Eur J Pediatr Surg 2001; 11(1): 3-7
DOI: 10.1055/s-2001-12204
Original Article

Georg Thieme Verlag Stuttart, New York · Masson Editeur Paris

High-Frequency Oscillatory Ventilation versus Conventional Mechanical Ventilation in Congenital Diaphragmatic Hernia

A. Cacciari1 , G. Ruggeri1 , M. Mordenti1 , P. L. Ceccarelli1 , E. Baccarini1 , A. Pigna2 , A. Gentili2
  • 1 Department of Paediatric Surgery, University of Bologna, Italy
  • 2 Paediatric Intensive Care Unit, S. Orsola-Malpighi Hospital, Bologna, Italy
Further Information

Publication History

Publication Date:
31 December 2001 (online)

Summary

Aims: Newborns affected by congenital diaphragmatic hernia (CDH) are high-risk patients: today the mortality is still elevated and is essentially due to severe pulmonary hypoplasia, pulmonary hypertension and the absence of surfactant. High-Frequency Oscillatory Ventilation (HFOV) seems to be a good pre- and postoperative technique in cases of CDH. Patients and Methods: We report our experience in the treatment of CDH; since 1987 we have followed 44 patients. We divided them into two different groups in accordance with the ventilation technique used: Group I (1987 - 1994): 25 patients treated with conventional mechanical ventilation (CMV); Group II (1994 - 1997): 19 patients treated with HFOV used since the first day of life until clinical stabilisation and also prolonged during surgery and in the postoperative period. Results: 37 patients (84 %) underwent surgery with closure of the diaphragmatic defect. We had a very good improvement in survival, rising from 67 % (CMV) to 94 % (HFOV) of the patients operated on, reaching an overall survival of 56 % vs 79 %. Conclusions: The use of HFOV for the treatment of CDH has proved to be a valuable technique for pre-operative stabilisation and for intra- and postoperative respiratory treatment, above all for newborns with CDH.

Résumé

But: Les nouveau-nés porteurs d'une hernie diaphragmatique congénitale (CDH) sont à haut risque: aujourd'hui la mortalité est toujours élevée et est essentiellement due à une hypoplasie pulmonaire sévère, à une hypertension pulmonaire et à l'absence de surfactant.

La ventilation à haute fréquence (HFOV) semble être une bonne technique pré et post-opératoire.

Patients et méthodes: Nous rapportons notre expérience dans le traitement de CDH; depuis 1987 nous avons suivi 44 patients. Nous les divisons en deux groupes en fonction de la technique ventilatoire utilisée:

Groupe I (1987 - 1994): 25 patients traités avec une ventilation conventionnelle (CMV);

Groupe II (1994 - 1997): 19 patients traités par HFOV utilisée depuis le premier jour de vie jusqu'à la stabilisation clinique et prolongée durant la chirurgie et la période post-opératoire.

Résultats: 37 patients (84 %) ont été opérés avec fermeture du défect diaphragmatique. Nous avons une bonne amélioration de la survie qui passe de 67 % (CMV) à 94 % (HFOV) des patients opérés, atteignant un taux de survie de 56 % à 79 %.

Conclusions: L'utilisation de HFOV pour le traitement de CDH a démontré être une technique valable pour la stabilisation préopératoire et pour le traitement pré et post-opératoire, surtout pour les nouveau-nés présentant une CDH.

Resumen

Objetivo: Los recién nacidos con hernia diafragmática congénica (HDC) son de alto riesgo: la mortalidad es aún muy elevada y se debe esencialmente a hipoplasia pulmonar severa, hipertensión pulmonar y ausencia de surfactante. La ventilación oscilatoria de alta frecuencia (VOAF) parece ser una buena técnica peroperatoria en casos de HDC.

Pacientes y métodos: Recogemos nuestra experiencia en el tratamiento de la HDC desde 1987. Hemos tratado 44 pacientes que hemos dividido en dos grupos según la técnica ventilatoria usada:

Grupo I (1987 - 1994): 25 pacientes tratados con ventilación mecánica convencional (VMC).

Grupo II (1995 - 1997): 19 pacientes tratados con ventilación oscilatoria de alta frecuencia (VOAF) desde el primer día de vida hasta la estabilización clínica y durante y después de la operación.

Resultados: Se llegaron a operar 37 pacientes (84 %) cerrándose el defecto diafragmático. Mejoramos mucho la sobrevivencia de los pacientes operados desde 67 % (VMC) a 94 % (VOAF) y totales de 56 % vs 79 % respectivamente.

Conclusiones: El uso de VOAF para el tratamiento de la HDC ha demostrado ser un aporte valioso para la estbilización preoperatoria y para el tratamiento per y postoperatorio de recién nacidos con HDC

Zusammenfassung

Patienten mit einer angeborenen Zwerchfellhernie gehören zu den Hochrisiko-Patienten. Die Mortalität ist auch heute noch deutlich erhöht, insbesondere, wenn eine schwere Lungenhypoplasie, eine pulmonale Hypertension und das Fehlen von Surfactant vorliegen. Die Hochfrequenz-oszillatorische Ventilation scheint hier Vorteile gegenüber den üblichen Beatmungsmethoden zu bringen.

Patienten und Methoden: Die Ergebnisse von 44 Patienten mit angeborener Zwerchfellhernie, die seit 1987 in Bologna operiert wurden, werden vorgestellt. Die Kinder wurden in 2 Gruppen unterteilt: Gruppe I (1987 - 1994): 25 Patienten wurden konventionell beatmet. Die Patienten der Gruppe II (1994 - 1997): 19 Patienten, wurden mit Hochfrequenz-oszillatorischer Beatmung seit dem ersten Lebenstag bis zur klinischen Stabilisierung und darüber hinaus postoperativ behandelt.

Ergebnisse: 37 Patienten (84 %) konnten operiert werden. Die Überlebensrate stieg von 67 % bei der konventionelle Beatmung auf 94 % bei der Hochfrequenzbeatmung bei den operierten Patienten, was zu einer durchschnittlichen Steigerung der Überlebensrate von 56 % auf 79 % führte.

Schlussfolgerungen: Die Anwendung der Hochfrequenz-oszillatorischen Beatmung scheint eine wertvolle Technik in der Behandlung von Zwerchfellhernien zu sein, und zwar sowohl im Hinblick auf die präoperative Stabilisierung der Patienten wie für die intra- und postoperative Behandlung der Ateminsuffizienz. Sie sollte bei allen Neugeborenen mit kongenitaler Zwerchfellhernie angewandt werden.

References

  • 1 Azarow K, Messineo A, Pearl R. et al . Congenital diaphragmatic hernia - A tale of two cities: the Toronto experience.  J Pediatr Surg. 1997;  32 395-400
  • 2 Bohn D J, Puri P. Ventilatory management and blood gas changes in congenital diaphragmatic hernia. In: Puri P (Ed). Congenital Diaphragmatic Hernia.  Mod Probl Paediatr. 1989;  24 76-89
  • 3 Cacciari A, Ruggeri G, Ceccarelli P L. et al .High frequency oscillatory ventilation vs conventional mechanical ventilation in congenital diaphragmatic hernia. 2nd European Congress of Paediatric Surgery, Madrid, Spain, May 1997, Abstract 2. 
  • 4 Cacciari A, Ruggeri G, Ceccarelli P L. et al .Congenital diaphragmatic hernia: use of high-frequency oscillatory ventilation. 17th International Symposium on Neonatal Intensive Care, San Remo, Italy, June 1996, Abstract 56. 
  • 5 Chan V. High frequency oscillation for preterm infants with severe respiratory failure.  Arch Disease Childhood. 1994;  70 44-46
  • 6 Clark R H, Yoder B A, Sell M S. Prospective randomised comparison of high-frequency oscillation and conventional ventilation in candidates for extracorporeal membrane oxygenation.  J Pediatr. 1994;  124 447-454
  • 7 Gentili A. Neonatal CDH: the parameters in predicting survival and clinical evolution.  Minerva Anest. 1993;  59 356
  • 8 Goodwin D A, Lally K, Clark R, Null D M. Factors associated with the development of intracranial haemorrhage in patients treated with extracorporeal membrane oxygenation.  Pediatr Surg Int. 1995;  10 229-232
  • 9 Study Group H IFO. Randomised study of high-frequency oscillatory ventilation in infants with severe respiratory distress syndrome.  J Pediatr. 1993;  122 609-619
  • 10 Hoskyns E W. Dynamic lung inflation during high-frequency oscillation in neonates.  Eur J Pediatr. 1992;  151 846-850
  • 11 Keshen T H, Gursoy M, Shew S B. et al . Does extracorporeal membrane oxygenation benefit neonates with congenital diaphragmatic hernia? Application of a predictive equation.  J Pediatr Surg. 1997;  32 818-822
  • 12 Kohelet D, Perlman M, Kirpalani H. et al . High frequency oscillation in the rescue of infants with persistent pulmonary hypertension.  Crit Care Med. 1988;  16 510-516
  • 13 Lund D, Mitchell J, Kharasch V. et al . Congenital diaphragmatic hernia: the hidden morbidity.  J Pediatr Surg. 1994;  29 258-262
  • 14 Metkus A P, Filly R A, Stringer M D. et al . Sonographic predictors of survival in fetal diaphragmatic hernia.  J Pediatr Surgery. 1996;  31 148-152
  • 15 Miguet D. Preoperative stabilisation using high-frequency oscillatory ventilation in the management of congenital diaphragmatic hernia.  Critical Care Medicine. 1994;  22 77-82
  • 16 Nakayama O K, Motoyama E K, Tagge E M. Effect of preoperative stabilization on respiratory system compliance and outcome in new-born infants with congenital diaphragmatic hernia.  J Pediatr. 1991;  118 793-799
  • 17 O'Rourke P P, Lillehei C W, Crone R K. et al . The effect of extracorporeal membrane oxygenation on the survival of neonates with high risk congenital diaphragmatic hernia: 45 cases from a single institution.  J Pediatr Surg. 1991;  26 147-152
  • 18 Parenka M S, Georgeson K, Atkinson J B. et al .Factors related to mortality of CDH repair performed on ECMO. Seventh Annual Children's Hospital National Medical Center ECMO Symposium, Breckenridge, CO February 1991 (Abstr). 
  • 19 Reyes C, Chang K L, Waffarn F. et al . Delayed repair of congenital diaphragmatic hernia with early high-frequency oscillatory ventilation during preoperative stabilization.  J Pediatr Surg. 1998;  33 1010-1016
  • 20 Ssemakula N, Stewart D L, Goldsmith L J. et al . Survival of patients with congenital diaphragmatic hernia during the ECMO era: an 11-year experience.  J Pediatr Surg. 1997;  32 1683-1689
  • 21 The Congenital Diaphragmatic Hernia Study Group . Does extracorporeal membrane oxygenation improve survival in neonates with congenital diaphragmatic hernia?.  J Pediatr Surg. 1999;  34 720-725
  • 22 Vazquex W D, Cheu H W. Haemorrhagic complications and repair of congenital diaphragmatic hernias: does timing of the repair make a difference? Data from the extracorporeal life support organisation.  J Pediatr Surg. 1994;  29 1002-1005
  • 23 Vierzig A. Clinical experiences with high-frequency oscillator ventilation in new-borns with severe respiratory distress syndrome.  Critical Care Medicine. 1994;  22 583-587
  • 24 West K W, Bengston K, Grosfeld J L. et al . Delayed surgical repair and ECMO improves survival in congenital diaphragmatic hernia.  An Surg. 1992;  216 454-462
  • 25 Wilson J M, Bower L K, Lund D P. Evolution of the technique of congenital diaphragmatic hernia repair on ECMO.  J Pediatr Surg. 1994;  29 1109-1112
  • 26 Wilson J M, Lund P D, Lillehei C W, Vacanti J P. Congenital diaphragmatic hernia - A tale of two cities: the Boston experience.  J Pediatr Surg. 1997;  32 401-405

M. D. A. Cacciari

Associate Professor of Paediatric Surgery
Department of Paediatric Surgery, University of Bologna
S. Orsola-Malpighi Hospital

Via Massarenti, 11

40138 Bologna

Italy