Vurdering af regional lungeventilationsdistribution under supraglottisk og subglottisk jetventilation af EIT.

Kirurgiske indgreb i strubehovedet og luftrøret giver særlige udfordringer for kirurger og anæstesiologer. For at muliggøre et ubegrænset udsyn over operationsfeltet udføres ventilation af patienten ikke over en endotracheal tube, men i stedet over et laryngoskop i stål eller et tyndt kateter med Jet ventilation (JV). Dette muliggør præcisionskirurgisk arbejde, god synlighed af operationsområdet og sikker brug af forskellige lasertyper. I løbet af de sidste årtier er der udviklet forskellige modaliteter af JV til laryngo-tracheal kirurgi. De tidligere teknikker i den supraglottiske tilgang blev forbedret med samtidig påført lavfrekvent jetventilation ud over den højfrekvente jetventilation, kaldet overlejret højfrekvent jetventilation (SHFJV). SHFJV blev udviklet i 1990 og blev anvendt i adskillige kliniske forsøg [1-4] I de senere år er en række nye katetre blevet udviklet til JV's translaryngeale subglottiske tilgang, såsom det translaryngeale Hunsaker MonJet Ventilationskateter og dets efterfølger, LaserJet kateteret. Disse katetre kan dog kun bruges med HFJV. De giver mindre stemmebåndsbevægelse og præcis kirurgisk manipulation er mulig på den ene side, men på den anden side kan risikoen for barotraume resultere i tilfælde af proksimal obstruktion af kateteret.

[5, 6] Selvom jetventilation er en etableret metode til at erstatte patienters vejrtrækning under otorhinolaryngeal kirurgi, er der stadig behov for forskning i effektiv lungebeskyttende ventilation for at give tilstrækkelig kuldioxid (CO2)-eliminering, tilstrækkelig iltning og for at forhindre ventilatorinduceret lungeskade . Jetventilationsteknikker og adgangsveje TwinStream jetventilatoren (C. Reiner Corp, Wien, Østrig) bruges rutinemæssigt til højfrekvent jetventilation (HFJV) eller SHFJV i tilfælde af tubeless jet laryngoskopi (laryngeal mikro- og laserkirurgi) og trakeoskopi. Apparatet består af to samtidigt fungerende ventilationsaggregater, som kan indstilles separat. Enhedens drivtryk er 1,5-3 bar, og der kan opnås åndedrætshastigheder på 10-900 pr. min. Supraglottisk jet laryngoskop I SHFJV udføres jetventilation med normal frekvens og høj frekvens samtidigt og muliggør ventilation ved to forskellige trykniveauer gennem ståljet laryngoskopet. Den er udstyret med to jetdyser, som er placeret i den distale ende af jet-laryngoskopet, hvor den lavfrekvente jetstrøm passerer den distale kanyle, og den højfrekvente jetstrøm ved den proksimale kanyle. En tredje kanyle i spidsen af ​​laryngoskopet muliggør overvågning af ventilationstryk. Jet-laryngoskopet introduceres af kirurgen til at undersøge og operere strukturer i laryngotrachealsystemet. Supraglottic JV forårsager mere larynxbevægelse induceret af forstyrrelser gennem den højfrekvente indåndingsluft, der passerer operationsfeltet sammenlignet med den subglottiske jetventilation. [9] Desuden fører det til større tørhed af stemmebåndene. Under supraglottisk SHFJV ventilerer de undslippende udåndede gasser blod og sekret udad, hvilket reducerer risikoen for væskeaspiration og for at fortrænge celler af enhver enhed ned til tracheobronchial træet.

Fordele ved SHFJV med det supraglottiske indsatte laryngoskop i stål:

• Ubegrænset kirurgisk adgang og udsyn til operationsfeltet
• Laser resistent
• Beskyttelse af luftvejene gennem den iboende 'auto-PEEP (positive endexpiratory pressure)'-effekt
• Forebyggelse af CO2-retention, lungealveolær kollaps og forbedring af oxygenindekset. Subglottisk LaserJet-kateter Gennem LaserJet-kateteret udføres ventilation kun med HFJV. Det er kendetegnet ved levering af små tidevandsvolumener fra en højtryksstråle ved meget høje frekvenser (100-400) efterfulgt af passiv udløb i en meget kort periode, før den næste stråle leveres, hvilket skaber et "auto-PEEP".

LaserJet kateteret (C. Reiner Corp, Wien, Østrig) er lavet af polyterafluorethylen og er ikke brandfarlig og giver et godt mikroanatomisk overblik over operationsstrukturerne [7,8,9] LaserJet-kateteret er dog ikke laserresistent med hensyn til deformationsskader (perforering) under direkte eksponering for en kontinuerlig laserstråle. Brugen af ​​den nye 445 nm bølgelængdelaser, den 'blå laser' letter den kirurgiske ydeevne ved at sikre vigtig larynxfunktionalitet selv ved fremskreden sygdom [3,4,10] Mens eksponeringen af ​​den komplette patologi visualiseres og behandles, vil det omgivende væv er ikke forskudt eller deformeret.

[11] LaserJet-kateteret har den fordel, at det minimerer bevægelser af strubehovedet og stemmebåndene og letter den præcise brug af den blå laser uden at påvirke sundt væv.

Elektrisk impedanstomografi (EIT) Ved evaluering af forskellige JV-enheder og -teknikker er tidalvolumen og minutventilation svære at vurdere, fordi SHFJV og HFJV anvendes i et åbent luftvejssystem. Luftindtrængning forekommer i varierende omfang afhængigt af ruten for JV-administration, anatomiske faktorer og jetjustering med luftvejen. [13] En standard intraoperativ monitorering giver ikke nøjagtige forudsigelser om ændringer i regional lungeventilation. Brugen af ​​elektrisk impedanstomografi (EIT) (SentecTom BB2, Landquart, Schweiz) gør det muligt for efterforskerne at opnå en visuel og kvantitativ repræsentation af områderne med ventilation og beluftning af lungen. Det grundlæggende princip for lunge-EIT er afhængig af anvendelsen af ​​små elektriske vekslende strømme i thorax og spændingsmålinger ved hjælp af elektroder på hudoverfladen, der genererer tværsnitsbilleder, der repræsenterer impedansændring i et stykke af thorax. Det er en strålingsfri billeddannelsesmetode, som har den fordel at afsløre realtidsinformation.

Et array af elektroder (tekstilbælte med 32 integrerede elektrokardiografiske elektroder) skal placeres rundt om thoraxen for at injicere strømme og måle de resulterende spændinger på thoraxoverfladen. Analyse af EIT-målinger under igangværende mekanisk JV er et nyttigt værktøj til at detektere ubalancer i regional lungeventilation og gør det i yderligere konsekvens muligt at optimere ventilatorindstillingen under operationen. Forskerne vil vurdere ændringer i regional lungeventilationsfordeling under supra- og subglottisk JV sammenlignet med kontrolleret maskeventilation. EIT, som en ikke-invasiv metode, kan blive et nyttigt værktøj til justering af optimal positionering af JV-enhederne og til beslutningstagning af den optimale type JV-enhed (supraglottisk laryngoskop versus subglottisk jet-kateter) ved at detektere atelektase som "stille" mellemrum" eller over udspilning. Denne yderligere informationskilde kan hjælpe med at finjustere jetventilatoren. Dets intraoperative brug kunne danne grundlag for individuel optimering af jetventilatorindstillinger, især hos patienter med risiko for ventilations-perfusionsmismatch og svækket gasudveksling. Serologiske biomarkører for lungeskade og inflammation Det er stadig et åbent spørgsmål, om typen af ​​specifik mekanisk ventilation som HFJV og SHFJV har indflydelse på ændringer i serologiske biomarkører for lungeskader og inflammation som Surfactant Proteins (SP)-D [14-16] , Krebs van den Lungen (KL)-6 [17, 18], Clara-celleprotein (CC16) [19, 20], Adrenomedullin (ADM) [21] eller Interleukin 6 (IL-6) og 8 (IL-8) . Undersøgelser viste, at hos patienter med normale lunger inducerer relativt korte perioder med mekanisk ventilation lungebetændelse, og at disse ændringer afhænger af de anvendte ventilatoriske parametre. [22-25] Forskerne vil studere indflydelsen af ​​JV på disse serumniveauer hos patienter, der gennemgår elektiv laryngotracheal kirurgi. Specifikke mål og hypoteser Formålet med denne undersøgelse er at sammenligne regional ventilationsfordeling, iltning af blodgas, CO2-eliminering og serumbiomarkører med forskellige jetventilationsteknikker og adgangsveje.

Vores primære mål er at bestemme, om supraglottisk JV med jet-laryngoskopet fører til en forskydning af Center of Ventilation (COV) mod de ventrale lunger sammenlignet med maskeventilation.

Det sekundære formål med undersøgelsen er at undersøge ændringer i ventro-dorsal ventilationsfordeling, målt som ventro-dorsal COV-forskydning, under subglottisk JV sammenlignet med standardiseret, kontrolleret maskeventilation. Yderligere undersøgelsesmål er sammenligningen af ​​ventilationsfordelingsparametre mellem de to JV-teknikker, supra- og subglottisk JV, og analysen af ​​oxygenering og CO2-eliminering under disse to ventilationstilstande over tid. Endvidere bestemmes specielle serumbiomarkører for lungeskade efter JV-påføring. Primær hypotese Den primære hypotese er, at under brugen af ​​supraglottisk jetventilation forskydes COV til mere ventralt placerede (ikke-afhængige) lungeafsnit sammenlignet med kontrolleret maskeventilation.

Sekundær hypotese Den sekundære hypotese er, at subglottisk JV-ventilation fører til en ventral forskydning af COV sammenlignet med kontrolleret maskeventilation, og at dette sker i højere grad end ved supraglottisk JV. Nulhypotese Der er ingen signifikant forskydning af COV til ventralt placerede lungesektioner under supraglottisk jetventilation sammenlignet med kontrolleret maskeventilation.