Vliv inspirační pauzy na ventilační účinnost v robotické chirurgii. Prospektivní párová studie.

Úvod

Mechanická ventilace (MV) během celkové anestezie s sebou nese některé nežádoucí účinky, kterým nelze zcela zabránit. V posledních letech se do popředí zájmu pacientů v chirurgické a intenzivní péči dostávají strategie plicní ochranné ventilace (PPV), založené na použití nízkého dechového objemu (TV) se záměrem snížit biologické trauma spojené s MV. Jako jedna z těchto PPV strategií se nedávno objevil přizpůsobený přístup otevřených plic (tOLA). Kombinuje použití alveolárních náborových manévrů (ARM), jejichž cílem je „otevření“ zhroucených oblastí plic, s aplikací individualizovaného pozitivního koncového výdechového tlaku (PEEP) s cílem zabránit opětovnému kolapsu těchto oblastí během výdechu. Zdůvodnění, které podporuje strategie OLA, předpokládá, že dosažení homogennější alveolární ventilace prevencí atelektázy při současném zamezení alveolární nadměrné distenze vede k efektivnější distribuci a výměně plynu. To umožňuje méně traumatickou ventilaci a snižuje zánětlivou odpověď. Použití tOLA ukázalo slibné výsledky ve smyslu zlepšení oxygenace a snížení rizika závažných pooperačních plicních komplikací.

Spolu s výše uvedeným prokázalo prodloužení koncové inspirační pauzy (EIP) při zachování adekvátní exspirační doby výhody ve smyslu zlepšení účinné alveolární ventilace a zlepšení výměny plynů. Výzkumníci nedávno prokázali účinky zvýšení EIP při ventilaci pacientů pomocí strategie tOLA. V této práci vyšetřovatelé zkoumali účinky dvou EIP (10 a 30 % inspiračního času) na respirační mechaniku pacientů podstupujících velkou operaci. Výzkumníci studovali účinek EIP na hnací tlak (Pdriv), tlak v plató (Pplat), poddajnost dýchacího systému (Crs) a PEEP. Vyšetřovatelé také hodnotili dynamickou distribuci TV během ventilačního cyklu pomocí elektrické impedanční tomografie (EIT) a studovali vliv EIP na výměnu plynů pomocí arteriální gasometrie. V této studii byly přínosy delší EIP vidět jak u standardní PPV (TV 7 ml předpokládané tělesné hmotnosti (PBW) a PEEP 5 cmH2O), tak u tOLA. Strategie tOLA byla spojena s významným zvýšením PEEP, Pplat, arteriálního tlaku kyslíku (PaO2) a Crs, s významným poklesem Pdriv a arteriálního tlaku oxidu uhličitého (PaCO2) a s homogennější distribucí plynů ve srovnání s standardní PPV. Na druhé straně použití delší EIP ukázalo významně nižší PEEP, Pdriv a střední tlak v dýchacích cestách (Pmean) spolu s vyšším Crs u pacientů ventilovaných podle strategie tOLA. Nebylo však cílem této práce studovat účinky modifikace EIP na účinnost ventilace, měřenou jako vztah mezi VDphys a TV (VDphys/TV), čím se budou řešitelé v této práci zabývat.

Vyšetřovatelé předpokládají, že zvýšení EIP v kontextu tOLA může zlepšit alveolární ventilaci snížením poměru VDphys/TV; jinými slovy, snížením mrtvého objemu. K ověření této hypotézy budou vyšetřovatelé studovat pacienty podrobené břišní robotické operaci. Záměrem vyšetřovatelů je ověřit, zda jsou potenciální přínosy spojené s kombinovaným použitím tOLA a delší EIP pozorovány u tohoto typu operace, kde je známo, že plyn insuflovaný do břicha spolu s chirurgickou polohou (nucený trendelenburg) ohrozit podmínky větrání.

Metody

Prospektivní, párová studie s následným náborem účastníků, která bude provedena ve fakultní nemocnici terciární péče (Hospital Universitario Virgen del Rocío). Schválení této studie bude požadováno od místní etické komise. Nábor bude proveden podle dostupnosti vyšetřovatelů.

Studijní protokol. Po standardním sledování při příjezdu na operační sál budou účastníci mírně sedováni intravenózním midazolamem 1-2 mg a infuzí remifentanilu 0,03-0,05 µg/kg/min Levá radiální tepna bude katetrizována v lokální anestezii. Pro monitorování EIT bude použit systém PulmoVista 500 (Dräger, Lübeck, Německo). Čtyři oblasti zájmu (ROI) budou definovány jako kvadranty jedna až čtyři, odpovídající levému a pravému hornímu rohu (jedna, dva) a levému a pravému dolnímu rohu (tři, čtyři). Průběhy globální a regionální impedance se budou zobrazovat nepřetržitě. Distribuce ventilace podle ROI bude vyjádřena jako regionální podíl distribuce plynu vzhledem k celkové plicní ventilaci. Základní údaje budou zaznamenávány při plném vědomí s 0,21 frakcí vdechovaného kyslíku (FiO2). Vyšetřovatelé poté předoxygenují účastníky obličejovou maskou po dobu 5 minut při spontánní ventilaci s FIO2 0,8 a průtokem čerstvého plynu 6 l/min. Indukce anestezie bude provedena propofolem (1-1,5 mg/kg PBW) a rokuroniem 0,8 mg/kg PBW, přičemž bude pokračovat tracheální intubace. Pacienti budou ventilováni přes anesteziologickou pracovní stanici Primus (Drager, Telford, PA, USA) pomocí TV 7 ml/kg PBW. Použitým ventilačním režimem bude řízení objemu, které bude zahrnovat poměr inspirace:výdech 1:2 a dechovou frekvenci 12–15 dechů/min, aby se CO2 na konci výdechu udrželo mezi 35 a 40 mmHg a počáteční PEEP 5 cm H2O. Pro všechny účastníky bude naplánováno 10% EIP. Během celého postupu bude použit průtok čerstvého plynu 0,5 až 1 l/min. s FIO2 0,5. Anestezie bude udržována pomocí remifentanilu 0,03 až 0,05 µg/kg/min a sevofluranu, s minimální alveolární koncentrací 0,6 až 0,8, která bude upravena podle věku pacienta, aby byl zajištěn bispektrální index (BIS Quatro; Covidien Ilc, Mansfield, MA , USA) mezi 40-60. Rokuronium bude podáváno k zajištění hluboké neuromuskulární blokády během studie, která bude monitorována sledem čtyř neuromuskulárních relaxací (TOF-watch®, Organon Ltd., Swords, Co. Dublin, Irsko). Všechny ventilační parametry zůstanou po celou dobu studie stabilní s výjimkou PEEP, který bude titrován podle zásad tOLA, a EIP, který bude upraven podle protokolu studie (viz část Paže a intervence). Tlak v dýchacích cestách (Paw), tlak v jícnu (Pes) a průtok plynu budou měřeny pomocí monitoru Fluxmed® (MBMED, Buenos Aires, Argentina). Data budou stažena do notebooku po řádné kalibraci snímačů průtoku a tlaku. Počítač prostřednictvím softwaru FluxView (MBMED, Buenos Aires, Argentina) automaticky vypočítá následující parametry: alveolární, dýchací a fyziologické mrtvý objem (VDalv, VDaw a VDphys, v tomto pořadí) a jejich hodnoty související s TV. Zaznamená se také odpor dýchacích cest (Raw = Ppeak-Pplat/inspirační průtok), kde Ppeak je špičkový tlak. Katetr pro měření Pes (MBMED, Buenos Aires, Argentina) bude umístěn do střední polohy jícnu. Jeho poloha bude kontrolována okluzní metodou popsanou u pacientů s mechanickou ventilací35. Přijatelná poloha katétru bude nalezena, když se poměr ΔPes/ΔPaw blíží 1. Transpulmonální tlak (PTP) bude vypočítán jako rozdíl mezi Paw a Pes. Transpulmonální hnací tlak (PTPdriv) bude vypočítán jako end-inspirační transpulmonální tlak (PTPei) mínus end-exspirační transpulmonální tlak (PTPee). Stres plic bude definován jako PTPei. Elastanance dýchacího systému (Ers= Pplat-PEEP/TV) bude rozdělena na složky plic (El = Plei-Plee / TV) a hrudní stěny (Ecw = Pesei-Pesee/TV). Anesteziologické pracoviště bude sloužit pro kontinuální monitorování Ppeak, Pplat, PEEP, Crs, FiO2 a CO2 na konci výdechu. Pro analýzu plynů bude použit přístroj ABL90 FLEX PLUS (Radiometer Medical, Kodaň, Dánsko).

Pořadí studie (podrobně v sekci Zbraně a intervence):

Fáze 1) Vyšetřovatelé vyhodnotí dopad modifikace EIP (10 až 40 %) u pacientů ventilovaných podle strategie tOLA před zavedením chirurgického pneumoperitonea.

Fáze 2) Vyšetřovatelé vyhodnotí dopad robotických podmínek (pneumoperitoneum + nucený trendelenburg) při aplikaci různých EIP (10 až 40 %).

Statistickou analýzu provede hlavní řešitel. Pro analýzu dat bude použit statistický software IBM SPSS Statistics for Windows, verze 24 (IBM Corp., Armonk, NY, USA). Vyšetřovatelé provedou průzkumnou analýzu dat s použitím průměru ± standardní odchylka nebo mediánu s interkvartilním rozmezím pro kvantitativní proměnné a za použití procent pro analýzu kvalitativních proměnných. Normalita distribuce dat bude kontrolována Kolmogorovovým-Smirnovovým testem nebo Shapiro-Wilkovým testem pro proměnné s méně než 50 záznamy. Ke studiu chování kvantitativních proměnných v různých časech (vnitroskupinová srovnání) bude použit Studentův t test pro párové vzorky.

Výpočet velikosti vzorku provedl hlavní řešitel s použitím verze 4.2 statistického programu EPIDAT (Generální ředitelství pro inovace a řízení veřejného zdraví Rady pro zdraví vlády Galicie). Velikost vzorku byla vypočtena na základě dat z předchozí práce výzkumníků, ve kterých výzkumníci studovali vliv EIP na respirační mechaniku a distribuci TV u chirurgických pacientů ventilovaných podle strategie tOLA (REF). Velikost vzorku byla odhadnuta za předpokladu rozdílů v Crs při přechodu z EIP 10 % na 30 % (párový vzorek). Výzkumníci stanovili průměrný rozdíl 17 ml/cm H2O mezi oběma intervencemi. Velikost vzorku byla vypočtena tak, aby byla získána síla 80 % pro detekci rozdílů v kontrastu nulové hypotézy h₀: μ₁ = μ₂ pomocí oboustranného Studentova t-testu pro dva související vzorky, přičemž byla uvažována hladina významnosti 5 % a za předpokladu příslušnou směrodatnou odchylku v každé skupině. Vezmeme-li v úvahu očekávané procento předčasných odchodů ve výši 20 %, velikost vzorku byla odhadnuta na 17 párů studovaných experimentálních jednotek (17 účastníků s párovou léčbou ve vzorku).