Interaktion mellem cobalaminstatus og dinitrogenoxid i relation til postoperative kognitive ændringer hos ældre

Studere design:

• Dobbeltblind, randomiseret undersøgelse af ældre patienter planlagt til elektiv kirurgi under generel anæstesi.
• Medicinsk, cobalamin-relateret og demografisk information;
• Blodprøver af cobalamin-relateret metabolisk status og genotypebestemmelse for 4 relevante mutationer;
• Psykoneurologisk evaluering før operation;
• Randomisering for at modtage et standardbedøvelsesregime med dinitrogenoxid (N2O) eller samme regime uden N2O;
• Intraoperative og perioperative data indsamles;
• Test for delirium 2-3 timer efter operationen.
• Alle præoperative undersøgelser gentages efter 2 uger og 4 uger.
• Patienter med unormal kognitiv status, der varer ved efter 4 uger, får cobalamin og testes igen efter 3 måneder.

Inklusionskriterier:

• Alder >60 år;
• Forventet varighed af generel anæstesi >1 time;
• God engelsk forståelse.

Eksklusionskriterier:

• Kirurgi, der involverer hjernen, blodforsyning til hoved og hals eller hjerte;
• Demens, psykose eller hjernesygdom;
• Kontraindikation til brug af N2O;
• anden klinisk status end ASA klasse 1 eller 2;
• Bronkospastisk eller obstruktiv lungesygdom;
• N2O eksponering i de seneste 6 måneder;
• Cobalamininjektion inden for de seneste 6 måneder;
• RBC middel korpuskulært volumen >95 fl;
• Kreatinin >1,8 mg/dl.
• Anamnese eller tegn på paræstesier, følelsesløshed i fødder eller hænder, gang- og balanceproblemer, hukommelses- og tankeproblemer.

Hvis den præoperative kognitive test giver et mistænkeligt resultat (to eller flere ikke-relaterede testresultater >1,5 x standardafvigelse under normalgennemsnittet), foretages der øjeblikkelig gennemgang for at beslutte om udelukkelse af patienten fra undersøgelsen.

Alle efterforskere og testere er blindet for N2O-eksponeringen (undtagen anæstesiologen) og cobalaminstatus.

Emnetal: Statistisk styrkeanalyse af vores statistiker fremskrev behovet for 386 forsøgspersoner for at opnå en styrke på 80 % med type I fejl på 0,05. Baseret på en mulig tabsrate på 15 % er 444 forsøgspersoner planlagt.

Patientinformationsspørgeskemaet omfatter:

• Demografisk information;
• Relevant sygehistorie;
• Cobalamin-relateret historie;
• Eksklusionsfaktorer.

Randomisering:

• Computergenereret talsystem;
• Kun gjort kendt lige før operationen for anæstesilægen.

Anæstesiprotokol:

• En af to effektive, almindeligt anvendte anæstesiregimer protokoller;
• Standard ASA-monitorer, en iltanalysator og kuldioxidkapnograf anvendes.
• Generel anæstesi induceres i både N2O- og ikke-N2O-grupperne med fentanyl (2-5 µg/kg) og propofol (1-3 mg/kg), hvilket giver mulighed for passende titrering til det ønskede slutpunkt uden bivirkninger. Cisatracurium (0,15 mg/kg) gives til muskelafspænding.
• Anæstesi opretholdes derefter med enten 40% oxygen/60% N2O (N2O-undersøgelsesarm) eller 40% oxygen i luft (ikke-N2O-arm), med desfluran for begge undersøgelsesgrupper, titreret til dybden af ​​anæstesi. Fentanyl anvendes i begge grupper (1 µg/kg/time) som det primære narkotikum indtil lige før afslutningen af ​​operationen;
• Efter intubation opretholder overvåget ventilation normokapnø og tilstrækkelig iltning. Temperatur, blodtryk og hjertefrekvens opretholdes ved foreskrevne standardmetoder.
• Ved afslutningen af ​​operationen stoppes desfluran og N2O (eller, i den anden undersøgelsesarm, desfluran og O2/rumluft), resterende neuromuskulær blokering antagoniseres farmakologisk, dolasetron gives som profylakse mod kvalme og opkastning, og postoperativ analgesi gives. med opioider efter behov.
• Protokollerne tillader klinisk indikerede modifikationer til enhver tid.
• Alt ovenstående sikrer, at bedøvelsesbehandlingen ikke kompromitteres, tillader inklusion af N2O (vs. rumluft) at være den eneste forskel mellem de to arme, og bruger ingen midler, der vides at påvirke cobalamin ud over N2O.

Intraoperativ dataindsamling:

• Varighed af N2O eksponering;
• Doser af alle anæstetika;
• Operation faktisk udført;
• Iltmætning, som overvåges kontinuerligt;
• End-tidal CO2;
• End-tidal desfluran;
• Blodtab og transfusioner;
• Temperatur ved fremkomst fra anæstesi og minimal temperatur;
• Vifte af perioperativt blodtryk;
• Tilstedeværelse af emergens delirium;
• Uønskede postoperative hændelser;
• Medicin påkrævet postoperativt.

Blodprøver af cobalaminstatus og relaterede tests:

• Serum cobalamin og folat niveauer;
• Homocystein ved immunoassay af EDTA-antikoaguleret plasma adskilt inden for 1 time i PI's laboratorium;
• Serummethylmalonsyre (MMA) ved gaskromatografi-massespektrometri;
• Plasmametabolitter (methionin, glutathion, S-adenosylmethionin, S-adenosylhomocystein, cystein og cysteinylglycin; se senere);
• Serumkreatinin, fuldstændig blodtælling og blodudstrygning.

Diagnosen subklinisk cobalaminmangel stilles, hvis BEGGE af følgende kriterier er opfyldt:

• To eller flere af følgende 3 abnormiteter: lavt cobalamin-, højt homocystein- eller højt MMA-niveau. Alle efterforskere forbliver blinde over for disse resultater, som ikke kræver handling.
• Klinisk tilsyneladende cobalaminmangel er udelukket. Dette er altid kendt af efterforskerne før operationen, hvilket tillader øjeblikkelig udelukkelse af patienten fra undersøgelsen, hvis den er positiv.

Assay af metabolitter af homocystein og methionin:

• Plasma adskilles inden for 15 minutter efter venepunktur, holdes på is indtil centrifugering og opbevares i alikvoter ved -80C.
• Uoptøede alikvoter sendes på tøris til University of Arkansas til analyse ved hjælp af HPLC med coulometrisk detektion.
• Fordi nogle metabolitter påvirkes af nyrestatus, justeres for kreatinin.
• Analyser fokuserer på metabolitresultater i forhold til (a) hinanden; b) oprindelig cobalaminstatus; (c) folatniveauer; (d) N2O-eksponering, både i forhold til oprindelig cobalaminstatus og genpolymorfismer; (e) tilstedeværelse af genpolymorfismer (herunder kombinationer); og (f) udseende af kognitiv dysfunktion vs. ingen. Longitudinelle metaboliske ændringer over hele opfølgningsperioden undersøges.

Genpolymorfianalyser:

• DNA ekstraheres fra præoperative blodprøver, og oprenset DNA opbevares ved -80C.
• 677C-T og 1298A-C mutationerne af MTHFR bestemmes ved standardteknikker;
• Methioninsyntase 2756A-G (D919G) mutationen identificeres ved hjælp af HaeIII, og MTRR 66A-G (I22M) mutationen ved hjælp af NdeI.
• Analyse vil overveje homozygote mutationstilstande og kombineret heterozygositet, der producerer nedsat enzymaktivitet, kombinerede mutationer af de forskellige enzymer, samt allelfrekvenser.
• Undersøgelsesanalyser fokuserer på disse spørgsmål: (a) Varierer metabolisk eller klinisk N2O-effekt med genotype? (b) Påvirker polymorfismerne forekomsten af ​​subklinisk cobalaminmangel? (c) Hvordan påvirkes metabolitændringer af hver mutation?

Kognitiv funktions- og depressionstest:

• Udført af en uddannet tester på et stille kontor uden forstyrrelser;
• Et fokuseret batteri af neuropsykologiske tests, der kræver 1,5 time, administreres.

• Testene vurderer:

  • Opmærksomhed/koncentration: (a) Paced Serial Addition Test, som kræver aktiv opmærksomhed og hurtig informationsbehandling; (b) California Computerized Assessment Package måler ydeevne, der er følsom over for opmærksomhed og beslutningstagning.
  • Kognitiv fleksibilitet testes af Letter-Number Sequencing, en deltest fra Wechsler Adult Intelligence Scale-III.
  • Hukommelse og indlæring testes med California Verbal Learning Test-2.
  • Depression vurderes med Beck Depression Inventory.

Alle tests scores inden for 48 timer og gennemgås med neuropsykologen, som begge er blindet for patienternes status. Alle tiltag forventes at vise en vis "praksis(familiarisering) effekt" over de 3 forvaltninger, og der foretages passende justeringer og analyser.

Hvis resultaterne i en test i to af de fire testkategorier er >1,5 SD under normalmiddelværdien i den præoperative vurdering, foretages der øjeblikkelig gennemgang for mulig udelukkelse fra undersøgelsen. Et fald i postoperative testresultater med >1,5 x SD af normalgennemsnittet fra det tidligere resultat i 2 individuelle tests gøres også opmærksom på PI og sikkerhedsmonitoren med henblik på en beslutning vedrørende cobalaminbehandling.

Vurdering for delirium foretages 2-3 timer postoperativt med Mini-Mental State Examination og CAM-ICU testen. Potentielle konfoundere såsom lægemidler, hypoxi og infektion tages i betragtning i analysen.

Langtidsopfølgning ud over 4 uger udføres hos de patienter med en hvilken som helst kognitiv funktion (inklusive depressionstest) betydeligt dårligere ved 4 ugers testen end præoperativt. Et fald i enhver test svarende til 1 SD af den normale middelværdi for den pågældende test bruges som beslutningsbenchmark.

Dataanalyse:

• Det primære spørgsmål er, om patienter med subklinisk mangel viser neuropsykologisk svækkelse efter N2O-eksponering, der er større end hos patienter uden mangel. Analyse af disse forskelle omfatter sammenligning mellem deficiente og ikke-deficiente patienter tildelt non-N2O-armen. Konfoundere adresseres ved at justere for relevante variabler.
• Statistikeren udfører alle analyser og konsulterer løbende gennem hele undersøgelsen. Før analyse udsættes kontinuerte variabler for logaritmisk transformation. Univariate analyser, efterfulgt af udvalgte multivariate analyser, inkluderer varigheden af ​​anæstesieksponering, niveauet af præoperative og postoperative metaboliske underskud samt sameksisterende lidelser. Bonferroni-justering bruges til flere sammenligninger, hvor det er relevant. Multipel logisk regression bruges til at evaluere signifikante uafhængige forudsigere for unormale resultater.
• En foreløbig analyse vil blive udført efter 3,5 år, med en alfa på 0,005.
• Analyser af metaboliske og genetiske fund vil blive udført ved univariate analyser, efterfulgt af multivariate analyser for at bestemme mutationernes virkninger.

Risici for emner:

• Alle forsøgspersoner gennemgår klinisk indiceret, elektiv kirurgi under generel anæstesi. Intet aspekt af deres kirurgiske behandling vil blive påvirket af deres deltagelse. Den eneste undersøgelsesrelaterede ændring i deres kliniske ledelse vil være den tilfældige tildeling af udeladelse eller inklusion af N2O fra næsten identiske standardbedøvelsesregimer.
• De eneste andre manipulationer er blodprøvetagning og neuropsykologisk test flere dage før operationen og 3-4 gange postoperativt (undtagen genetiske tests, som kun udføres én gang).
• Indsamling af medicinsk information, der er relevant for undersøgelsen, er underlagt fortrolighedsbeskyttelse i alle HIPAA-manderede henseender.
• Cobalamin/N2O-relaterede risici er faktisk mindre hos deltagere end hos ikke-deltagere. Adskillige lag af beskyttelse mod de små risici, der er forbundet med undersøgelsen, omfatter den cobalamin-relaterede evaluering, der ellers ikke udføres rutinemæssigt før N2O-bedøvelse for at identificere patienter, der er i kendt risiko for N2O; fortsat postoperativ overvågning for ændringer i cobalaminstatus og signifikant kognitiv tilbagegang; intervention med cobalaminbehandling hos muligvis ramte patienter; oprettelse af en plan for datasikkerhedsovervågning med en uafhængig sikkerhedsmonitor; og foreløbig analyse af undersøgelsesresultater.

Sikkerhedsovervågning:

• Præoperativ opdagelse af kognitiv testdysfunktion udelukker patienter fra undersøgelsen før nogen udsættelse for risiko.
• Et postoperativt fald, der overstiger det, der svarer til 1,5 x SD af det normale middelværdi i to ikke-relaterede mål for kognitiv funktion, bringes til PI, den samarbejdende neuropsykolog og en uafhængig videnskabsmand-kliniker, som ikke er en del af vores undersøgelse, med det samme.