Effekter af ikke-invasiv ventilation (NIV) på cerebral iltning.

Nær infrarød spektroskopi (NIRS), er en ikke-invasiv metode til måling af blodgennemstrømning i væv, første gang brugt til cerebralt vævsiltning i 1977. NIRS er en spektroskopisk teknik, som bruger elektromagnetiske bølger (700-950nm), en emitter og en detektor. I de sidste 20 år har der været en enorm udvikling i instrumenteringen og anvendelsen af ​​NIRS. Denne teknik gør det nu muligt at måle iltningen af ​​hjernevævet. INVOS Brain oximeter er en pålidelig trendmonitor for ændringer i regional cerebral iltning (rSO2) og korrelerer med hæmoglobinmætningen i venøst, kapillært og arterielt blod ved hjælp af en algoritme baseret på Beer-Lambert-loven. INVOS Cerebral oximeter-systemet bruger lys, med bølgelængder mellem 730-810 nm, der trænger ind i lag af den menneskelige krop, blandt dem huden, kraniet og hjernen. Det er enten spredt i vævet eller absorberet af nuværende kromoforer. I det ret transparente nær-infrarøde område er der mange absorberende lyskromoforer, men kun tre er vigtige for iltningen, nemlig hæmoglobin (HbO2), deoxyhæmoglobin (Hb) og cytochromoxidase (CtOx). Oxygeneret og deoxygeneret hæmoglobin absorberer lys ved forskellige bølgelængder, hvilket muliggør en differentiering af disse to former for hæmoglobin. Sensorerne ("SomaSensors") påføres patientens pande med et integreret klæbemiddel af medicinsk kvalitet. Metoden anvendes ved at bruge to kilde-detektor afstande i sensoren: en "nær" (lavvandet), 3 cm fra kilden og en "fjern" (dyb), 4 cm fra kilden. Begge prøver trænger lige godt ind i vævet under lyskilden, med den forskel, at kildedetektoren på 4 cm måler signaler dybere i hjernen eller andre dele af kroppen. Subtraktionen af ​​den nære prøve fra den fjerne bør efterlade et signal, der overvejende stammer fra hjernebarken.

Korrekt styring af hjerneiltning er en væsentlig komponent i alle anæstesiologiske og intensive procedurer. Ikke desto mindre forbliver hjernen et af de mindst overvågede organer i den perioperative fase og intensivbehandling. Indtil nu er den anæstesiologiske anvendelse af NIRS som en metode til måling af cerebral iltning kun blevet undersøgt i en sundhedspopulation, patienter, der gennemgår hjertekirurgi eller cerebrovaskulær kirurgi, ældre patienter, der gennemgår større abdominal operation og neonatale spædbørn. Hvis NIRS registrerer et fald i rSO2 i disse felter, er der specifikke retningslinjer for interventioner for at genvinde en tilstrækkelig iltforsyning i hjernen.

Derfor er den allerede stærkt involveret i patientplejen i det perioperative miljø. En rutinemæssig brug af NIRS på intensive afdelinger er endnu ikke etableret. Af denne grund blev de fleste undersøgelser af rSO2 udført under operationen. Disse undersøgelser indikerer, at den målte cerebrale iltning påvirkes af den relative andel af blod i den arterielle eller venøse del af kapillærlejet, hæmoglobinkoncentrationen og den systemiske mætning.

De præcise konsekvenser af ændringer i den systemiske mætning (SaO2) på den cerebrale iltning (rSO2) forbliver ukendte. Det er en aktuel antagelse, at rSO2 er direkte korreleret til Sa02, således at en stigning i SaO2 også fører til en stigning i rSO2.

Mængden af ​​ilt i det arterielle blod afhænger af den indåndede ilt og pulmonal gasudveksling. Disse to udgangspunkter er primært påvirket af den enkeltes respirationsventilation. Patienter med kronisk respirationssvigt, eller blot en midlertidig (akut) vejrtrækningsmangel (f.eks. efter generel anæstesi), behandles rutinemæssigt med kontinuerlig positivt luftvejstryk (CPAP), en ikke-invasiv form for ventilation. Det er også almindeligt anvendt til behandling af søvnapnø og hos nyfødte (især for tidligt fødte). Hos disse patienter kan CPAP-ventilation forhindre behovet for tracheal (gen-) intubation eller muliggøre tidligere ekstubation. Terapien blev udviklet af Dr. George Gregory og kolleger på neonatal intensivafdelingen ved University of California, San Francisco i 1971, og derefter modificeret af professor Colin Sullivan på Royal Prince Alfred Hospital i Sydney, Australien, i 1981. Oprindeligt blev CPAP-terapien hovedsageligt brugt af patienter til behandling af obstruktiv søvnapnø i hjemmet. I dag bruges det almindeligvis på intensivafdelinger som en form for ikke-invasiv mekanisk ventilation. Der er det normalt forbeholdt undergrupper af patienter, hvor iltbehandlingen via en ansigtsmaske er utilstrækkelig. Patienter i CPAP-behandling overvåges nøje i intensivafdelingen. Behandlingen understøtter patientens spontane vejrtrækning ved at opbygge et positivt endeekspiratorisk tryk (PEEP). Typisk er CPAP en diskontinuerlig terapi på intensivafdelingen, der betyder, at patienter tager det af under måltider, eller bare bruger det, hvis de har brug for midlertidig respiratorisk lindring. Trykket påført af de fleste patienter ligger mellem 5 og 12 cmH2O. Patienten kan individuelt bestemme sin egen respirationsfrekvens samt respirationsdybden.

Det primære studiemål er evaluering af effekten af ​​ventilation med forskellige FiO2-indstillinger anvendt via NIV på rSO2 i forhold til de vitale parametre, hæmoglobin, SaO2 (analyseret ved BGA) og SpO2. Disse kombinerede målinger kan bruges til yderligere at beskrive effekten af ​​NIV på rSO2. Indtil videre er denne form for undersøgelse ikke blevet udført på patienter på intensivafdelingen. Derfor sigter dette projekt på at få ny indsigt i NIVs indflydelse på cerebral iltning.

Denne undersøgelse vil blive udført på patienter med god adgang til panden. NIRS-målingen (IBO) vil blive udført på den temporoparietale cortex på begge sider af hovedet og som kontrol på begge skuldre/overarme. Under hele undersøgelsen vil SaO2, blodtrykket (kontinuerligt invasivt eller ikke-invasivt i 3 minutters intervaller), hjertefrekvens og EKG blive registreret. Disse vitale tegn er en del af den rutinemæssige ICU-overvågning.

NIRS-måling vil blive udført CPAP-terapi (FIO2: 21% - 50% - 100%) for hver 10 minutter. Patienterne vil blive randomiseret i to grupper med ændrede FIO2 ansøgningsordrer.

Tilstand 1: CPAP 6 mbar PEEP, 0 ASB, FIO2: 21 %

Tilstand 2: CPAP 6 mbar PEEP, 0 ASB, FIO2: 50 %

Tilstand 3: CPAP 6 mbar PEEP, 0 ASB, FIO2: 100 %

Rækkefølgen af ​​betingelse 1 og 3 vil blive randomiseret.

Gruppe 1: 21 % -> 50 % -> 100 %

Gruppe 2: 100 % -> 50 % -> 21 %

Som standardindstilling af NIV med CPAP 6 mbar trykstøtte foretrækkes, hvis en anden opsætning er påkrævet, vil det blive noteret i CRF. Efter hver 10 minutters periode vil der blive udtaget en arteriel og central venøs blodprøve for at udføre en blodgasanalyse (BGA). CPAP- og NIRS-målinger er begge ikke-invasive. ABP på den anden side er en invasiv procedure, som kun vil blive udført, hvis en arteriel adgang allerede er tilgængelig. Det vil også blive brugt til at tage en blodprøve (hver på 2 ml) for BGA. Ingen yderligere invasiv iv. ledning vil blive installeret til undersøgelsen.

Indtil videre er der kun få data om virkningerne af NIV-behandling på rSO2 hos patienter med respirationssvigt på intensivafdeling.

Der er dog pilotundersøgelser af andre vejrtrækningsmangler som obstruktiv søvnapnøsyndrom. De undersøgte NIV hos OSAS-patienter ved hjælp af NIRS. Et periodisk fald i HbO2, blodvolumen (BV) og vævsiltningsindekset (TOI), som praktisk talt er det samme som rSO2, kunne påvises. Disse undersøgelser viser, at det nævnte periodiske fald kan elimineres gennem CPAP-terapi.

En række andre undersøgelser undersøgte en anden parameter, nemlig den cerebrale blodgennemstrømning. Til dette brugte de transkraniel Doppler-ultralyd hos patienter med OSAS såvel som raske frivillige under CPAP-terapi. Resultaterne af disse undersøgelser er ikke konsistente, da de viser både de- og stigninger i den cerebrale blodgennemstrømning under CPAP-behandling. Inkonsistensen af ​​cerebral blodgennemstrømning er ikke helt forstået. En mulig forklaring er den relative ændring i PaCO2, som allerede er højere hos OSAS-patienter sammenlignet med raske personer. Det ville også betyde, at det kan være skadeligt at anvende CPAP-terapi hos raske frivillige, da sænkningen af ​​PaCO2 kan forårsage en vasokonstriktiv reaktion i hjernens forsyningskar, hvilket sænker den cerebrale iltning. OSAS-patienter er mere tilpassede til høje niveauer af PaCO2. Derfor kan det vaskulære respons (vasokonstriktion eller vasodilatation) på en ændring i PaCO2 variere mellem patienter med lungesygdomme sammenlignet med raske personer. 30-33

Vi ønsker at undersøge forskelle i rSO2 hos patienter, der gennemgår CPAP-behandling med forskellige FiO2-indstillinger hver i 10 minutter, for at evaluere den umiddelbare effekt af NIV på cerebral iltning hos ICU-patienter med åndedrætsmangel for at konkludere om NIRS'ens nøjagtighed og ansvar. teknik.

Primært studiemål:

Indflydelse af NIV på rSO2

Følgende parametre vil blive målt, beregnet og noteret i CRF:

• Blodtryk (BP)
• Puls (HR)
• SpO2 (FingerClip- perifer iltmætning)
• rSO2 (venstre og højre hemisfære og skulder)
• BGA: pO2, pCO2, pH, Hæmoglobin (Hb), Hk, SO2, pCO2, BE, SBC
• Ventilation: PEEP, Minutvolumen, Tidalvolumen, Respirationsfrekvens, FiO2
• ASA-klassificering (1-4)

Derudover vil forekomsten af ​​opkastning og kvalme, hovedpine og uro under CPAP-behandlingen blive registreret med ja og nej. Indikationen af ​​CPAP hos hver patient vil blive dokumenteret.

Derudover vil andre bivirkninger blive registreret (i henhold til CRF):

-bivirkninger under CPAP

I vores tidligere undersøgelse (Doerr et al., 2018) blev der observeret en gennemsnitlig forskel på 5,9 mellem COT vs. CPAP med en standardafvigelse på 4,2. Baseret på det resultat forventer vi halvdelen af ​​forskellen (2,95) mellem både FIO2 21% vs 50% og FIO2 50% vs 100%. Baseret på en parret t-test med en samlet stikprøvestørrelse på 25 (+ 5 udgjorde frafald) resulterer dette i en potens på 0,8.