Regionální cerebrální okysličení a objem krve v mozku během kardiochirurgie pomocí systému NeurOS (COBBV-CS)

1. Název výzkumného projektu: Studie regionálního okysličení mozku a změn objemu krve v mozku během kardiochirurgie pomocí systému NeurOS (COBBV-CS Trial)
2. Souvislosti/problémové prohlášení: Používání monitorování regionální cerebrální oxygenace (rSO2) klinicky vzrostlo a v některých institucích se dokonce stalo standardem péče. Monitorování okysličení intrakraniální tkáně je v zásadě možné, protože světlo v blízkém infračerveném spektru (700-900 nm) proniká do kostí, svalů a dalších tkání. Oxyhemoglobin a deoxyhemoglobin mají odlišná špičková absorpční spektra, ale existuje izobestická vlnová délka (tj. vlnová délka, pro kterou je vrchol absorpce světla podobný pro oxyhemoglobin a deoxyhemoglobin, přibližně 810 nm) pro absorpci celkovým hemoglobinem. Stanovení rScO2 je tedy možné s přenosem pouhých 2 vlnových délek blízké infračervené spektroskopie (NIRS) pro stanovení relativních koncentrací oxyhemoglobinu oproti celkovému hemoglobinu. Pokles rSO2 z výchozí hodnoty > 20 % nebo absolutní hodnota rSO2 < 50 % je v klinických studiích často uváděn jako klinicky významné snížení nebo "desaturace".

Údaje jsou kontroverzní ohledně přínosů NIRS k prevenci nebo snížení mrtvice nebo deliria po operaci srdce. Je však třeba si uvědomit přirozená omezení samotných monitorů, aby mohly ovlivnit klinické výsledky bez standardizovaného intervenčního algoritmu. Přestože je ve Spojených státech a dalších zemích schváleno více monitorů NIRS především pro hodnocení adekvátnosti mozkové oxygenace během operace, jejich schválení není založeno na indikaci detekce a/nebo snížení frekvence neurologických komplikací. Pokud jde o posledně uvedené, mrtvice jsou široce považovány za důsledek primárně mozkové embolie a/nebo mozkové hypoperfuze. Důležité je, že obě etiologie mohou přispívat k poškození mozku u stejného pacienta, pokud hypoperfuze může zpomalit vymývání mikroembolie a/nebo ohrozit kolaterální perfuzi do ischemické penumbry. K mnoha cévním mozkovým příhodám však dochází v podkorových oblastech mozku nebo v místech vzdálených od oblasti monitorování NIRS a mnoho z nich se vyskytuje v pooperačním období po ukončení monitorování NIRS.

Kromě toho pokračoval technologický pokrok v oblasti monitorování NIRS a nyní zahrnuje možnost provádět monitorování autoregulace mozku u lůžka. Regionální cerebrální oxygenace poskytuje klinicky přijatelnou náhradu průtoku krve mozkem (CBF) pro klinické monitorování autoregulace. Monitorování autoregulace CBF pomocí rSO2 má mnoho klinicky atraktivních vlastností, včetně následujících: Je neinvazivní, monitorování vyžaduje malou intervenci pečovatele a má dostatečné rozlišení k rozlišení spodního autoregulačního prahu, aby se zabránilo ischemii mozku. Na druhou stranu, pouhé zvýšení cílových hodnot středního krevního tlaku během CPB však nemusí být nutně přínosné, protože u některých jedinců to může vést k krevnímu tlaku nad horní hranici autoregulace, což by potenciálně mohlo vést k mozkové hyperperfuzi, zvýšení mozkové embolické zátěže. a/nebo zvýšení cerebrálního edému při systémové zánětlivé odpovědi na srdeční chirurgii. Individualizace krevního tlaku během CPB na základě fyziologických koncových bodů, jako je monitorování rSO2, spíše než empirické cíle, může poskytnout prostředky pro úpravu rizika poškození ledvin a morbidity hlavních orgánů a možná i mortality.

Prohlášení o problému: Jednorázové senzory rSO2 jsou nákladné a stávají se faktorem omezujícím rychlost, který brání jejich širokému klinickému použití. Opakovaně použitelné senzory, jako je cerebrální oxymetrie NeurOS, jsou jen zlomkem nákladů s podobnými výkony u zdravých dobrovolníků. Vyšetřovatelé budou používat NeurOS v souladu se schváleným značením a indikacemi FDA. Kardiochirurgie má významné variace a velký klinický význam okysličení mozku v různých fázích operace. Změny krevního objemu před, během a po kardiopulmonálním bypassu nebyly dosud studovány a mohly by poskytnout kritické informace pro prevenci pooperačních kognitivních změn. Systém NeurOS vypočítává součet útlumu dvou vlnových délek, aby nepřetržitě poskytoval index objemu krve v mozku (BVI).

3. Cíle:

1. Porovnat výkon NeurOS se systémem INVOS během kardiochirurgické operace
2. Studovat změny objemu krve v mozku během kardiochirurgie, což nebylo nikdy předtím studováno.

4. Návrh studie/Metodika: Všichni kardiochirurgickí pacienti jsou již během operace v Židovské nemocnici sledováni pomocí INVOS cerebrální oxymetrie. Obě podložky INVOS i NeurOS budou umístěny na stejného pacienta. Nepřetržité monitorování obou dat mozkové oxymetrie po celou dobu kardiochirurgické operace bude zaznamenáno a uloženo na USB disk pro vyhledání a analýzu. Klíčová data cerebrální oxymetrie na levé a pravé straně zahrnují: základní stav, indukci anestezie, incizi, iniciační kardiopulmonální bypass (CPB), sevření aorty, sestup CPB a uzavření kůže. Tato klíčová data budou extrahována pro srovnání mezi NeurOS a INVOS z hlediska procentuální změny od výchozí hodnoty. Kromě toho bude pro každého pacienta vykreslen graf čas-rSO2 vedle sebe s cerebrální oxygenací NeurOS a INVOS pro srovnání trendů.

1. . Výběr vzorku a velikost: 100 po sobě jdoucích pacientů po kardiochirurgické operaci v židovské nemocnici, Louisville, KY (2 měsíce na nábor)
2. . Popište navrhovanou intervenci: Aplikujte jednorázové lepidlo pro senzor mozkového oxymetru NeurOS na čelo pacientů, kteří mají podstoupit kardiochirurgický zákrok na operačním sále před zahájením anestezie.
3. . Postupy sběru dat, používané nástroje a metody kontroly kvality dat: Poskytovatelé anestezie (ošetřující anesteziologové, rezidenti a CRNA) poskytují běžnou anesteziologickou péči pro kardiochirurgii. Hodnoty NeurOS a INVOS rSO2 se automaticky zaznamenávají v monitoru mozkové oxymetrie VO200-NeurOS a monitoru INOVS. Významné události (základní stav, indukce anestezie, incize, iniciační kardiopulmonální bypass (CPB), sevření aorty, výstup z CPB a uzavření kůže) budou poskytovateli anestezie v jednotlivých systémech označovat ručně. Index objemu krve v mozku bude automaticky zaznamenán a stažen ze systému NeurOS, jakmile operace skončí. Všechna data budou stažena ze systému na šifrovaný USB disk pro uložení a analýzu. Kontrola kvality dat bude zajištěna pomocí jednotlivých systémových alarmů pro špatné signály a bude korigována poskytovateli anestezie.
4. . Jednotka analýzy a pozorování: Cerebrální okysličení v procentech oxyhemoglobinu. Index objemu krve v mozku v součtu útlumu dvou vlnových délek.

5. Způsoby náboru subjektů: Všichni pacienti dostavující se do Židovské nemocnice na kardiochirurgii budou kontaktováni pro případný nábor v den operace v předoperační oblasti.

6. Proces informovaného souhlasu/proces úplného zřeknutí se práv: Informovaný souhlas bude poskytnut všem účastníkům.

7. Postupy výzkumu:

U všech schválených pacientů bude základní cerebrální oxygenace a index objemu krve v mozku získány na úrovni pokojového vzduchu nebo základní úrovně potřeby kyslíku v systémech NeurOS a INVOS. NeurOS i INVOS rSO2 a indexy objemu krve v mozku budou průběžně zaznamenávány a ukládány do příslušného systému po celou dobu kardiochirurgie. Celková anestezie bude vyvolána použitím O2 podávaného přes obličejovou masku a IV fentanylu 1 μg/kg, propofolu 2-3 mg/kg a rokuronia 1 mg/kg. Udržování anestezie bylo dosaženo inhalací isofluranu ve směsi vzduch/kyslík a svalovou relaxací pomocí přerušovaných bolusů rokuronia. Fentanyl bude použit jako doplňková analgezie. Normokapnická ventilace byla zachována. Po dokončení operace a odstavení od kardiopulmonálního bypassu budou podávány titrované dávky protaminu ke zvrácení antikoagulačního účinku heparinu s cílem dosáhnout základní předoperační aktivované doby srážení.

Po operaci jsou všechna data rSO2 a indexu objemu krve v mozku stažena na šifrovaný USB disk pro analýzu a uložení.

8. Minimalizace rizik:

1. Všechny informace související s HIPPA budou uloženy v soukromém počítači v počítači chráněném heslem.
2. Čištění kabelů, monitorů a opakovaně použitelného vybavení se provádí po každém použití.
3. Budou dodržována standardní elektrická opatření, aby se zabránilo úrazu elektrickým proudem pro poskytovatele a pacienty.

9. Plán analýzy výsledků:

• Trendové grafy INVOS a NeurOS cerebrální oxymetrie budou vyneseny společně pro porovnání, zda sledují podobný trend. Odchylka mozkové oxygenace od výchozí hodnoty bude porovnána prostřednictvím statistické analýzy, aby se zjistilo, zda NeurOS funguje stejně dobře jako INVOS v těchto kritických okamžicích během srdeční operace.
• Trendové grafy objemu krve v mozku NeurOS, arteriálního krevního tlaku, centrálního venózního tlaku a cerebrální oxygenace budou vyneseny společně, aby se identifikovaly korelace mezi těmito parametry. Každý klíčový bod odchylky indexu objemu krve v mozku od základní linie bude analyzován, aby se zjistilo, zda výše uvedené kritické momenty během srdeční operace ovlivní objem krve v mozku. Údaje o klinických výsledcích budou shromažďovány o 30denní úmrtnosti a mrtvicích, aby se zjistilo, zda index objemu krve v mozku přímo ovlivňuje klinické výsledky.

• Programy pro analýzu dat: Software R

  10. Výzkumné materiály, záznamy a soukromí: Identifikujte zdroje výzkumného materiálu získaného od individuálně identifikovatelných živých lidských subjektů: Prospektivní neinvazivní údaje o okysličení mozku a objemu krve v mozku během srdeční chirurgie. Viz formulář pro sběr dat.

Uveďte, jaké informace (záznamy, data atd.) budou zaznamenávány a zda budou využity existující záznamy nebo údaje: Okysličení mozku a objem krve v mozku. Budou zaznamenány do lékařských tabulek.

Vysvětlete, proč jsou tyto informace potřebné k provedení studie: Tyto údaje jsou nezbytné k identifikaci výsledků pro tyto pacienty.

Upřesněte, jak budou data deidentifikována (pokud je to možné), kdo má k datům přístup, kde budou data uložena a jak bude výzkumník data chránit s ohledem na soukromí a důvěrnost. Řešit opatření fyzického zabezpečení (např. uzamčené zařízení, omezený přístup); zabezpečení dat (např. ochrana heslem, šifrování dat); záruky na ochranu identifikovatelných výzkumných informací (např. kódování nebo odkazy): Jakmile budou požadované informace shromážděny, budou informace HIPPA vymazány. Všechny informace související s HIPPA budou uloženy v soukromém počítači v počítači chráněném heslem. Veřejnosti nebudou poskytovány žádné odkazy.

11. Reference

1. Lewis C, Parulkar SD, Bebawy J, Sherwani S, Hogue CW. Mozkové neuromonitoring během kardiochirurgie: kritické hodnocení s důrazem na blízkou infračervenou spektroskopii. Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia. 2018;32:2313-2322