Oxygenationsmål hos hjertekirurgiske patienter - en før-og-efter undersøgelse

Baggrund Ilt er afgørende for livet, og supplerende oxygenbehandling administreres rutinemæssigt under operationen for at undgå livstruende hypoxæmi. Supplerende iltbehandling gives ofte som en høj og fast fraktion af indåndet ilt (FiO2) i området fra 0,60 til 1,00. Som følge heraf overstiger partialtrykket af arteriel oxygen (PaO2) ofte normale niveauer. Der er stigende beviser for potentiel skade med liberal administreret iltbehandling. Derfor skal standardregimerne for iltbehandling under operationen undersøges yderligere.

Formålet med undersøgelsen er at evaluere, om et regime for iltbehandling rettet mod normale niveauer af PaO2 under elektiv hjertekirurgi med brug af kardiopulmonal bypass (CPB) og i den første postoperative dag på intensivafdelingen (ICU) er mulig. Derudover vil metaboliske ændringer i udåndet åndedrætskondensat og i arterielt blod opsamlet før operation, før og efter CPB, den første postoperative dag på intensivafdelingen og den tredje postoperative dag på kirurgisk afdeling blive evalueret.

Undersøgelsesdesign Undersøgelsesdesignet er et før-og-efter-studie med patienter, der er planlagt til elektiv hjertekirurgi, som er koronararterie-bypass-transplantation eller klapudskiftning eller en kombination af begge. De første 25 patienter vil følge vores institutions standardregimet for supplerende iltbehandling; dvs. et minimum FiO2 på 0,60 under mekanisk ventilation og mindst 3 liter ilt i minuttet efter fravænning fra ventilatoren på intensivafdelingen. Herefter vil yderligere 25 patienter modtage supplerende iltbehandling for at opnå en normal PaO2 defineret som 10-12 kPa (75-120 mmHg) under operationen og på intensivafdelingen.

Udåndet åndedrætskondensat vil blive opsamlet via et mundstykke under spontan vejrtrækning forud for operationen, første og tredje postoperative dag, mens kondensatene vil blive opsamlet via luftrøret under mekanisk ventilation. Arterielle blodprøver vil blive indsamlet samtidigt. Udåndede kondensater og serumprøver vil blive opdelt i portioner og opbevaret i en -80 grader Celsius fryser indtil endelige analyser, efter at alle patienter er inkluderet.

Metaboliske ændringer i udåndede kondensater og i serumprøver vil blive analyseret ved hjælp af kernemagnetisk resonans (NMR) spektroskopi og massespektrometri (MS). Spektra'erne vil give et øjebliksbillede af alle metabolitter i en given prøve og belyse ændringer i de metaboliske profiler som reaktion på ilteksponering.

Hypotese Hypotesen er, at iltningsmålretning er mulig, og at ændring af den supplerende iltbehandling til iltningsmålretning inden for normalområdet vil reducere FiO2 og dermed PaO2/FiO2-forholdet.

Resultater Primært resultat er PaO2/FiO2-forholdet på den tredje postoperative dag. Sekundære udfald vil være ændringer i metaboliske profiler i udåndede kondensater og serumprøver, ændringer i iltningsparametre, PaO2 og iltmætning, ændringer i tid til fravænning fra ventilatoren på intensivafdelingen, ændringer i FiO2 og i supplerende iltbehandling efter fravænning fra ventilator og ændringer i postoperative komplikationer defineret som lungebetændelse, arytmier, re-operation og genindlæggelse på ICU.

Statistiske analyser Dette er en pilotundersøgelse, der er en for- og efterundersøgelse. Baseret på institutionelle data udføres en effektberegning, der estimerer en stigning i PaO2/FiO2-forholdet fra 30 ± 7 kPa med standardregimet for iltbehandling til 36 ± 7 kPa med en oxygeneringsmålretningstilgang og med en alfa på 0,05 og en effekt på 80 % (1-beta), er der behov for 23 patienter i hver gruppe. For at dække frafald på i alt 50 patienter, rekrutteres 25 patienter i hver gruppe.

Data vil blive vurderet for normalitet. Kontinuerlige normalfordelte variabler vil blive sammenlignet ved hjælp af Student t-test og rapporteret som middelværdi og standardafvigelse, mens ikke-normalfordelte data vil blive sammenlignet ved hjælp af Wilcoxon rangsum-test og rapporteret som median og interkvartilområde. Alle analyser vil blive udført ved hjælp af Stata (Metrika Consulting AB, Stockholm, Sverige), Matlab.

Sammensætningen af ​​metabolomics vil blive sammenlignet ved multivariabel analyse. Til multivariat analyse vil forskellige uovervågede og overvågede analyser blive udført i Matlab (The MathWorks Inc., Natick, USA) og Python (Python Software Foundation, Delaware, USA) software med interne scripts. Principal komponentanalyse vil blive brugt til at opnå en foreløbig udsigt over dataene, til at screene for outliers og detektere klynger. Til sidst vil partielle mindste kvadraters diskriminant (PLS-DA) analyser koblet til forskellige vv rs selektionsalgoritmer blive anvendt til at udføre datareduktion og klassificering af behandlinger. Til valideringsformål vil venetian-blinds krydsvalideringsmetoden blive anvendt.

Etik Patienter vil blive inkluderet, efter at et informeret underskrevet indhold er opnået. FiO2 på 0,60 gives rutinemæssigt til patienter i hjerteoperation med CPB på Aalborg Universitetshospital. Målretning af et fysiologisk PaO2-niveau mellem 10 og 12 kPa anses for at være sikkert. Patienter, der gennemgår hjertekirurgi, overvåges rutinemæssigt maksimalt under operationen og på intensivafdelingen. Den ansvarlige hjerteanæstesilæge kan til enhver tid oplade PaO2-målet.

Opsamlingen af ​​udåndingskondensat er smertefri og uden gener for patienten. Den arterielle blodprøve på den tredje postoperative dag vil blive udført af en hjerteanæstesilæge med erfaring i denne procedure, som vil anvende en subkutan analgesi med Lidocain 1 % før punkteringen og dermed undgå smerter under proceduren. Derefter udføres en manuel kompression i 2 minutter for at minimere risikoen for et hæmatom. I alt er der indsamlet fire ekstra blodprøver til metabonomics og én ekstra blodgas analyser. Den samlede mængde blod ekstraheret i undersøgelsen er 12,5 ml.

Alle andre procedurer og behandlinger følger standardregimerne.