Vliv teploty na transkutánní difúzi krevních plynů: Projekt CAPNOS (CAPNOS)

Z klinického hlediska je arteriální tlak oxidu uhličitého (CO2) - paCO2 - zvláště zajímavým fyziologickým údajem, protože podává informaci o správném fungování kardiorespiračního systému. Současné měření tohoto paCO2 podle „zlatého standardu“ však vyžaduje arteriální punkci, operaci, která vyžaduje kvalifikovaný personál, rychlou analýzu odebraných vzorků krve a přináší pro pacienta rizika a nepohodlí. Ve skutečnosti se transkutánní parciální tlak CO2 – tcpCO2 – často používá jako nepřímá míra pro paCO2, a to kvůli jeho dobré korelaci s paCO2. Současné monitory tcpCO2 jsou však objemné, drahé (10–20 000 EUR) a mají značný posun, což vede k nutnosti rekalibrovat měřicí elektrodu každých 4–8 hodin. Tyto monitory navíc zahřívají pokožku na teploty mezi 41 a 44 °C, což může vést k popáleninám, zejména při použití u kojenců.

Alternativa k současným monitorům tcpCO2 se skutečně zdá být velmi žádoucí. Zejména tváří v tvář vzestupu nositelné elektroniky by řešení blížící se pulzním oxymetrům nošeným na zápěstí, ale pro měření CO2, bylo nepopiratelným přínosem, kterého nelze dosáhnout bez přepracování technologie měření tcpCO2.

Právě v tomto globálním kontextu je současný výzkum zasazen; k vývoji přenosného senzoru tcpCO2 je třeba prozkoumat dvě hlavní cesty. Na jedné straně je nutné znát modality difúze CO2 přes podkoží a kůži do vnějšího prostředí (okolní vzduch nebo senzor). Na druhou stranu je nutné vyvinout spolehlivou techniku ​​měření CO2 pomocí senzoru umístěného na kůži a to s minimálním posunem.

Současný výzkum se zaměřuje výhradně na první z těchto dvou stop, tedy na fenomén difúze CO2 kůží. Literatura na toto téma je skutečně stará a neúplná. Zejména není známa rychlost difúze CO2 kůží jako funkce teploty kůže. Tato variace má však zásadní význam pro dimenzování senzoru tcpCO2 z hlediska autonomie. Rychlost difúze CO2 kůží má totiž přímý vliv na dobu odezvy takového senzoru.

Současný výzkum je tedy čistě explorativní s cílem získat nové poznatky ve fyziologii. Jeho cílem je zaplnit mezery v literatuře o změnách rychlosti transkutánní difúze CO2 v závislosti na teplotě s dlouhodobým cílem vyvinout nový typ senzoru tcpCO2, který obejde omezení současných monitorů. Cílem není vyvinout nový typ senzoru tcpCO2, ale charakterizovat rychlost difúze CO2 kůží pomocí systému vyvinutého speciálně pro tuto studii. Použitý měřicí systém je experimentální zařízení, které není určeno k prodeji jako zdravotnický prostředek. Ve skutečnosti měří průtok CO2 a ne parciální tlak – parciální tlak, který je pro připomenutí veličinou klinického zájmu.