Oxygenering af skeletmuskler hos kritisk syge

Introduktion

Varigheden og sværhedsgraden af ​​vævshypoksi har været relateret til øget dødelighed. Vedligeholdelse af tilstrækkelig ilttilførsel (DO2) er afgørende for at bevare organfunktionen, da en vedvarende lav DO2 er en vej til organsvigt og død. DO2 har ikke indflydelse på iltforbruget (VO2), før det når kritisk lave værdier (DO2crit), når VO2 begynder at falde. Lave hjerteoutputtilstande (kardiogene, hypovolæmiske og obstruktive typer af shock), anæmisk og hypoxisk hypoxæmi er kendetegnet ved et nedsat DO2, men bevaret oxygenekstraktionsforhold (OER=forholdet mellem DO2 og VO2, VO2/DO2), således at DO2crit forbliver normal. Ved fordelingschok ændres oxygenekstraktionsevnen, så det kritiske oxygenekstraktionsforhold typisk reduceres. Disse situationer er typisk forbundet med en øget DO2crit, og VO2 kan blive afhængig af DO2, selv når sidstnævnte er normal eller forhøjet. Disse observationer hjælper med at karakterisere de fire hovedtyper af kredsløbschok, men denne klassificering er noget forenklet, da flere typer af vekslen kan eksistere side om side, især i kardiogent shock. Rhodes et al. rapporterede, at resultatet var mere gunstigt hos septiske patienter, hvis VO2 steg efter dobutaminadministration. DO2 steg også hos overlevende. På den anden side steg DO2 ikke hos patienter, hvis VO2 ikke steg. I dobutamintest foreslået af Rhodes et al. det hæmodynamiske respons var påvirket af kardiovaskulær reserve og graden af ​​stimulering af adrenoreceptorer ved baseline. Desværre er globale målinger af DO2 og VO2 muligvis ikke følsomme nok til at være klinisk relevante. De kan muligvis ikke opdage regionale perfusionsabnormiteter som i splanchnic cirkulation.

Måling af blandet venøs iltmætning (SvO2) fra lungearterien bruges til beregninger af VO2 og er blevet anbefalet som et indirekte indeks for vævsiltning og prognostisk prædiktor hos kritisk syge patienter. Kateterisering af lungearterien er dyr, har iboende risici, og dens nytte er fortsat under debat. Ikke overraskende blev overvågningen af ​​central venøs iltmætning (ScvO2) foreslået som en enklere og chipper vurdering af det globale DO2 til VO2-forhold.

Nær-infrarød spektroskopi (NIRS) er en teknik til kontinuerlig, ikke-invasiv, sengekantsovervågning af vævsiltmætning (StO2). Ligesom pulsoximetri bruger NIRS principperne for lystransmission og absorption til non-invasivt at måle koncentrationerne af oxygeneret hæmoglobin og reduceret hæmoglobin i væv. NIRS tilbyder større vævsgennemtrængning og skelner ikke mellem rum. Derfor giver det en global vurdering af iltning i alle vaskulære rum (arteriel, venøs og kapillær) i prøvevolumen af ​​underliggende væv. Vi har tidligere vist, at thenar muskelvævs iltmætning under stagnerende iskæmi falder langsommere hos patienter med septisk shock sammenlignet med patienter med svær sepsis, lokaliseret infektion og raske frivillige. Dette kan skyldes mikrocirkulatoriske eller metaboliske ændringer og korrelerer sandsynligvis med muskelvævs iltforbrug. Hastigheden af ​​StO2-fald korrelerede med SOFA-score, noradrenalinbehov og plasmalaktatkoncentration. Som for nyligt beskrevet afhænger StO2 i prøvevolumen af ​​understregningsvæv in vivo af 3 hoveddeterminanter: koncentrationen i oxy-hæmoglobin, kapillær rekruttering og den vaskulære størrelse (vasodilatation eller konstriktion). StO2 under stagnerende iskæmi skal så ses i lyset af disse determinanter. Det gradvise fald (hældning) af StO2 efter manchet inflation-induceret vaskulær okklusion afhænger hovedsageligt af forøgelsen af ​​koncentrationen af ​​deoxy-hæmoglobin og estimerer vævs iltforbrug og i mindre grad på kar de-rekruttering. StO2-hældningen under reperfusion (manchetdeflation) kan analyseres i lyset af flowpapirer under iskæmi/reperfusionstest. Vasodilatation efter iskæmi fører til rekruttering af flere kar og stigning i den lokale blodgennemstrømning, hvilket igen resulterer i en StO2-stigning. Det er stadig uklart, hvilke af de beskrevne ændringer der er mere indflydelsesrige, men denne StO2-stigning afspejler den maksimale lokale DO2 på måletidspunktet. Udviklingen på NIRS-signalbehandling kan muligvis give et klinisk vigtigt vævshæmoglobinkoncentrationsindeks og lokalt iltforbrug som vist af De Blasi et al., et sådant indeks kan hjælpe med at afklare den eller de mekanismer, hvormed StO2-signalet varierer.

Formålet med vores undersøgelse var at studere skeletmuskulaturens iltkinetik i lav flowtilstand på grund af kombineret kardiogent og septisk kredsløbssvigt, relatere det til centrale hæmodynamiske variabler og udfald. Vi antog, at basal StO2 kunne relateres til ScvO2, fordi blod, der strømmer gennem musklerne i de øvre lemmer, bidrager væsentligt til at strømme gennem vena cava superior. Den anden hypotese var, at fald i skeletmuskel-OER og lavere muskeliltforbrug er mere udtalt hos patienter med septisk komponent af kredsløbssvigt på grund af mikrocirkulatoriske og metaboliske ændringer set i sepsis, hvilket resulterer i højere dødelighed.

MATERIALER OG METODER

Patientundersøgelsesprotokol blev godkendt af Sloveniens nationale etiske komité, informeret samtykke blev opnået fra alle patienter eller deres pårørende. Undersøgelsen blev udført i oktober 2004 og januar 2006. Efter indledende hæmodynamisk genoplivning blev der udført transthorax ultralydshjerteundersøgelse hos alle patienter indlagt på vores ICU. Hos patienter med primær hjertesygdom, lavt hjertevolumen og ingen tegn på hypovolæmi blev der udført en højre hjertekateterisering med et flydende kateter i lungearterien (PAFC) (Swan-Ganz CCOmboV CCO/SvO2/CEDV, Edwars Life Sciences, USA) efter behandlende læges beslutning. Indføringsstedet blev bekræftet af transducerens bølgeform, længden af ​​kateterindsættelse og røntgen af ​​thorax. Hos alle patienter blev det systemiske arterielle tryk målt invasivt ved hjælp af radial eller femoral arteriel kateterisation. Patienter med indsat PAFC og tegn på lav flowtilstand (hjerteindeks mindre end 3,0 l/min/m2) blev inkluderet i vores undersøgelse. PAFC-data blev beregnet ved hjælp af standardformel.

Lokaliseret infektion, svær sepsis og septisk shock blev defineret i henhold til ACCP/SCCM konsensuskonferencedefinitioner (1992). Alle patienter modtog standardbehandling af lokaliseret infektion, svær sepsis og septisk shock inklusive: kildekontrol, væskeinfusion, katekolamininfusion, organsvigtserstatning og/eller støttebehandling, intensiv kontrol af blodsukker og kortikosteroidsubstitutionsterapi. Mekanisk ventilerede patienter blev bedøvet med midazolam og/eller propofol-infusion, og der blev ikke brugt paralytiske midler.

Målinger

Oxygenkinetik i skeletmuskulaturen

Thenar muskel StO2 blev målt non-invasivt af NIRS (15 mm Probe, InSpectra™, Hutchinson Technology Inc., USA). Værdierne blev kontinuerligt overvåget og gemt i en computer ved hjælp af InSpectra™-software. StO2 blev overvåget før, under og efter overarms iskæmi-reperfusionstest (UIRT), som var standardiseret som følger: en hurtig manchetoppustning over albuen mod 260 mmHg for at stoppe flowet og for at inducere et fald i StO2 i 90 sekunder, manchetdeflation med kontinuerlig måling af StO2-stigning, overskridelse og stabilisering. Målinger blev udført umiddelbart efter PAFC indsættelse (i de første 24 til 72 timer efter indlæggelsen), den anden måling blev udført 12-24 timer efter den første måling, den tredje måling blev udført (kun hvis patienten stadig var i live og stadig havde PAFC indsat) 48 timer efter den første måling. Hos spontant vejrtrækningspatienter og raske frivillige blev målinger udført efter 15 minutters sengeleje for at undgå muskelsammentrækninger.

I figur 1 er skematisk StO2-måling præsenteret linjetegning under UIRT. Følgende parametre blev opnået: basal StO2 (%): basal StO2 før manchetoppustning (maksimal thenarmuskel StO2 blev fundet ved at bevæge sonden over thenar prominens); StO2-nedadgående hældning under cuffing (∆downStO2)%/sek; StO2-ophældning (∆upStO2)%/sek) efter manchetfrigivelse; overskydStO2 (%): maksimal StO2 efter manchetudløsning. Inspectra måler indholdet af hæmoglobin i prøvevolumen af ​​underliggende væv - Tissue Hæmoglobin Index (THI). Gennemsnit af muskel-THI før og ved slutningen af ​​manchet-inflation blev rapporteret. Disse data blev automatisk opnået ved hjælp af Inspectra Analysis Program V2.0 (Hutchinson Technology Inc., USA), der kører i MatLab 7.0 (MathWorks Inc., USA). Estimering af muskeliltforbrug (mVO2Nirs) og muskeliltekstraktionsforhold (mOER) blev beregnet ved hjælp af følgende formler:

mVO2Nirs= ΔdownStO2 * THI* (-1), mOER(%)= (1- basalStO2/overshootStO2)* 100.

Sygdommens sværhedsgrad Sepsis-relateret organsvigtvurdering (SOFA-score) blev beregnet på tidspunktet for hver måling for at vurdere niveauet af organdysfunktion. Dobutamin, noradrenalinbehov repræsenterede dosis af lægemiddel under Sto2-målingen. Brug af levosimendan er rapporteret, hvis patienten modtog lægemidlet mindre end en uge før optagelse i undersøgelsen. Brug af intra-aorta ballonpumpe under intensivophold er rapporteret.

Laboratorieanalyse Blod blev udtaget fra vena cava superior ca. 2 cm over højre atrium, og pulmonal arterie blev udført på tidspunktet for hver StO2-måling for at bestemme henholdsvis ScvO2 (%) og SvO2(%). I lyset af de kendte problemer, der opstår under prøvetagning fra lungearterien, herunder muligheden for at kontaminere arterieblod med pulmonært kapillært blod, blev alle prøver fra dette sted udtaget over 30'erne ved hjælp af en teknik med lavt negativt tryk og aldrig med ballonen oppustet. Et standardvolumen på 1 ml blod blev opnået fra hver side efter udtagning af dødrumsblod og skyllevæske. Alle målinger blev foretaget ved hjælp af et cooximeter (RapidLab 1265, Bayer HealthCare, Tyskland).

Plasmalaktatkoncentration blev målt ved hjælp af enzymatisk kolorimetrisk metode (Lactate, Roche Diagnostics, Tyskland) på tidspunktet for hver StO2-måling.

Dataanalyse StO2-kurver blev analyseret af Inspectra Analysis Program V2.0. Lineær regression blev brugt til at ekstrapolere hastigheden af ​​Δdown- og Δup-StO2 under UIRT. Data blev udtrykt som median ± standardafvigelse (SD). Ikke-parametrisk test: Kolmogorov-Smirnov, Wilcoxon og Fisher eksakte test blev brugt (SPSS 10.0 for Windows™, SPSS Inc., USA). Spearman korrelationstest blev brugt til at bestemme korrelation. For at sammenligne muskelvævs StO2-variabler under UIRT, ScvO2 og SvO2: bias, systemisk uenighed mellem målingerne (middelforskel mellem to målinger) og præcision, blev den tilfældige fejl i måling (standardafvigelse af bias) beregnet. Grænserne for enighed var vilkårligt fastsat af Bland og Altman som bias± 2 SD. For at bestemme variablerne uafhængigt forbundet med overlevelse blev uni- og multivariat logistisk regression (Forward Stepwise (Likelihood Ratio)) brugt. p-værdien på <0,05 (2-halet) blev betragtet som statistisk signifikant.