Stram ende-tidal gaskontrol under anæstesi for at reducere postoperativ delirium anæstetisk behandling

A. Baggrund og begrundelse:

Selvom respiratorisk end-tidal gaskontrol er et grundlæggende princip for bedøvelsesbehandling, kan intervallet af end-tidal (ET) O2 og CO2, der typisk ses under udførelsen af ​​anæstesi, afvige væsentligt fra den vågne baseline-tilstand, men er ikke blevet betragtet som en potentiel bidragyder til POD i tidligere undersøgelser. Perioder med både hypokapni under mekanisk ventilation og hyperkapni under genetablering af spontan ventilation er almindelige. Anvendelsen af ​​100 % oxygen under anæstesi-induktion og fremkomst og vedligeholdelse af anæstesi med O2-koncentrationer på 50 % er typiske. Virkningerne af disse ændringer i luftvejsgasser har betydelige virkninger på cerebral blodgennemstrømning og iltning, hvilket kan være impliceret i kognitiv dysfunktion. Efterforskerne planlægger at undersøge virkningerne af kontrollerede ændringer i ET O2 og CO2 under anæstesi og kirurgi på forekomsten af ​​POD.

B. Hypotese og undersøgelsesmål:

Forskerne fremfører hypotesen om, at ET-respiratorisk gaskontrol er en kritisk behandlingsovervejelse under anæstesi; en meget vigtigere overvejelse end hidtil antaget. Ældre patienter ser ud til at have større risiko for 'intrakraniel stjæling' af regional CBF med ændringer i CO2 og O2. Efterforskernes tidligere undersøgelse bekræfter en sammenhæng mellem CO2-håndtering og POD. Tidligere MR-billeddannelse tyder på, at en kombination af hyperoksi og hypocapni kan være særligt bekymrende, en meget almindelig situation under anæstesi. Efterforskerne foreslår, at anæstesibehandling kan optimeres til cerebral sundhed ved at forsøge at opretholde respiratoriske gasser ved eller nær patientens basislinjeværdier for at stabilisere CBF under udførelsen af ​​anæstesi. En undtagelse forekommer under neurokirurgiske procedurer, hvor bevidste ændringer til lavere ET CO2 kan være påkrævet. De markante CBF-udsving, som ses med kontrolleret ET-gasmanipulation i vores tidligere arbejde, indebærer, at sådanne CBF-ændringer kan forekomme under anæstesi, hvor lignende ændringer i ET-gasser rutinemæssigt forekommer. Efterforskerne foreslår, at så store ændringer i CBF og iltning kan være en medvirkende faktor til udviklingen af ​​POD hos modtagelige individer. Her foreslås et gennemførlighedsforsøg med streng vedligeholdelse af ET-gasser ved en patients egen baseline for at undersøge, om en sådan behandling har indflydelse på forekomsten af ​​POD.

C. Metode: Opsummer undersøgelsens placering (facilitet), berettigelseskriterier, detaljer vedrørende rekruttering, samtykke og randomisering, intervention(er), kovariater, datakilder som relevant.

Tolv patienter, der gennemgår højrisikooperationer, der kræver et postoperativt ophold, vil blive kontaktet for at deltage i undersøgelsen gennem Pre-Anesthesia Clinic (PAC) på HSC. Bevidnet informeret samtykke vil blive indhentet fra hver patient. Eksklusionskriterier vil omfatte samtidig planlagt carotis-endarterektomi, carotisstenose - hvis det tidligere er dokumenteret, planlagte neurokirurgiske indgreb, kontraindikationer til MR inklusive klaustrofobi, forventet en-lunge-bedøvelse og kendt kronisk obstruktiv lungesygdom med CO2-retention. Patienter vil blive set præoperativt i ugen før operationen til omfattende neuropsykologisk test efterfulgt af MRI BOLD CO2 og O2 stresstest. En uddannet psykometrisk vil administrere et batteri af neuropsykologiske tests i løbet af cirka 1 time. Efterfølgende vil MR BOLD stresstesten blive gennemført. Patienterne vil gennemgå deres operation uden ændringer i deres anæstesibehandling undtagen ET CO2 ved ±2,5 mm Hg af baseline og FiO2 ved 0,3, efter induktion. Dette vil blive korreleret til arterielle blodgasser for at opretholde arteriel O2 ved 125±25 mm Hg. Efter operation vil uddannet personale, der er blindet for præoperativ præstation på alle vurderinger, udføre daglige POD-vurderinger i op til 5 postoperative dage inklusive dag 0 (operationsdag). Patienterne vil blive kontaktet via telefon mindst 1 måned efter operationen og spurgt om deres kognition siden deres operation.

Diatesevurderinger - præoperative psykiatriske og neuropsykologiske vurderinger: Ved indledende rekruttering i PAC vil patienter udfylde det validerede Patient Health Questionnaire (PHQ-9) for at vurdere depressive symptomer og Generalized Anxiety Disorder Scale (GAD-7) for at vurdere angstsymptomer, og selvrapportering om psykiatriske lidelsesdiagnoser tidligere stillet af sundhedsprofessionelle. Til neuropsykologisk testning vil opmærksomhed blive vurderet ved hjælp af Trails A og Weschler Adult Intelligence Scale (WAIS)-IV Digit Span; informationsbehandlingshastighed ved hjælp af WAIS-IV ciffersymbolkodning; verbal hukommelse ved hjælp af Hopkins Verbal Learning Test-revideret; visuel konstruktion, planlægning og organisering ved hjælp af Reys komplekse figur (kopiforsøg); visuel hukommelse ved hjælp af Reys komplekse figur (umiddelbar genkaldelsesforsøg); eksekutiv funktions-/behandlingshastighed ved hjælp af Trails B og Delis-Kaplan Executive Function System (DKEFS) Farveordinterferens; verbal og semantisk flydende ved hjælp af F-A-S og Animal Fluency; rumlige færdigheder ved hjælp af CLOX I (fri draw) og II (kopi); og global kognitiv og mental status ved hjælp af Mini-Mental Status Examination (MMSE).

Præoperativ neuroimaging og CO2- og O2-stresstest: CO2- og O2-stresstesten vil blive udført under neuroimaging, hvor alle deltagere havde modelbaseret prospektiv end-tidal (MPET) CO2-målretning opnået ved præcis levering af CO2 og O2 i en fast koncentration ved hjælp af et sekventielt åndedrætskredsløb reguleret af en computerstyret gasblender (RespirAct™, Thornhill Research Inc., Toronto, ON). Denne enhed tillader præcis manipulation af sluttidal CO2-niveauer og bestemmer patientens baseline ET CO2-værdier under isoksiske forhold og præcise sluttidal-O2 under isokapniske forhold. Alle MR-billeder vil blive erhvervet ved hjælp af en Siemens Verio 3.0T MR-scanner med en 12-kanals phased-array headcoil.

Stressfaktorvurderinger - Intraoperative vurderinger: En arteriel kanyle vil blive indsat for at overvåge blodtryk og til seriel ABG-bestemmelse. En baseline ABG vil blive tegnet for at bestemme hvilende arteriel CO2 og O2 på rumluft. Disse mål vil bestemme målpunkterne for endetidsgasværdier for varigheden af ​​anæstesien. Alle patienter vil modtage en generel bedøvelse - enten sevofluran eller desfluran som flygtigt middel i luft:O2. Umiddelbart efter induktion vil FiO2 blive sat til 0,3, og endetidal CO2 bestemmes baseret på værdien af ​​den arterielle CO2 og den registrerede forskel i A-a CO2 gradienten målt fra samtidig endetidal CO2. Under bedøvelsens varighed, inklusive fremkomst, vil sluttidal-CO2 ikke blive justeret til mere end ±2,5 mmHg fra den bestemte værdi. Hvis sluttidal O2 er tilfredsstillende, og pulsoximetri er over 98 %, vil FiO2 være uændret. Hvis FiO2 er større end 0,5 i mere end 15 minutter på et hvilket som helst tidspunkt, vil undersøgelsen blive afsluttet med patientbehandling efter den behandlende anæstesiologs skøn. Hæmodynamik, ende-tidegasspændinger (O2, CO2 og anæstesidamp) vil blive registreret ved 1 Hz ved hjælp af et dataopsamlingssystem og lagret på en bærbar computer. Ved afslutningen af ​​deres kirurgiske indgreb vil alle patienter indledningsvis blive overvåget på opvågningsrummet og derefter overført enten til den kirurgiske intensivafdeling eller de kirurgiske sengeafdelinger. Datastrømmen vil blive behandlet, sammenstillet med Excel og overført til SPSS til analyse.

Postoperativ vurdering for delirium: En trænet blindet interviewer vil udføre CAM-S, et struktureret 10-15 min klinisk interview, for at vurdere tilstedeværelsen og sværhedsgraden af ​​POD. Den samlede alvorlighedsscore vil være baseret på en sumscore, der kan variere fra 0 til 19. Efterforskerne vil rapportere den højeste postoperative sværhedsgrad for hver patient under hele deres indlæggelsesophold og den gennemsnitlige sværhedsgrad op til 5 postoperative dage (medmindre udskrevet før 5 dage). Subthreshold delirium (ST-POD) vil blive defineret som dem, der ikke opfylder de fulde kriterier, men viser forhøjede sværhedsgradsscore (≥5) på POD-sværhedsgraden lang form på mindst 1 postoperativ dag.

Statistiske analyser: BOLD-billeddannelse vil blive behandlet som analyse på 1. og 2. niveau af SPM. Analyse på andet niveau har defineret cut-points for unormale billedmønstre for voxel-tal baseret på et voksenatlas over normale kontroller udviklet på denne institution. Perioperative data vil blive analyseret ved hjælp af SPSS. Bivariate korrelationer vil undersøge forholdet mellem kognitive summariske scores og psykiatriske sværhedsgradsscores som angivet af PHQ-9 og GAD-7 med kontinuerlige sværhedsgrads-POD-mål. Hvis signifikante resultater er indiceret, vil en bivariat lineær regressionsmodel blive udført efterfulgt af en model, der kontrollerer alder, uddannelse, køn og præoperativ baseline POD sværhedsgrad. Efterforskerne vil også udføre variansanalyser for at undersøge gennemsnitlige scoreforskelle på tværs af primær diatese og stressfaktorer blandt dem, der er klassificeret som ikke-POD, ST-POD og fuld POD.

D. Primært resultat:

Gennemførlighedsundersøgelse af let endetidsgaskontrol af CO2 og O2 til definerede mål intraoperativt.

E. Sekundære resultater:

Korrelationer af POD ved hjælp af denne ledelsestilgang med andre resultatmarkører i vores stress-diatese-model. Nem vedligeholdelse af denne bedøvelsesmetode. Vurdering af uønskede resultater.

F. Gennemførlighed: Begrund prøvestørrelsen med en effektanalyse. Hvis der ikke blev lavet en effektanalyse, angiv hvorfor. For prospektive undersøgelser diskuteres forventet varighed af studiet med vilkår for forventet antal kvalificerede deltagere, rekrutteringsrate og nedslidningsrate. For retrospektive undersøgelser skal stikprøvestørrelsen relateres til de tilgængelige data.

Alle tekniske aspekter af denne foreslåede undersøgelse er blevet etableret, inklusive den omfattende psykometriske test, MR-billeddannelse og high fidelity dataindsamling på operationsstuen. Et kyndigt team, der er i stand til at udføre denne forundersøgelse, er på plads på HSC. Denne foreslåede undersøgelse er underbemyndiget til endeligt at foretage en vurdering af fordelene ved kontrolleret ende-tidevandsgaskontrol. Denne undersøgelse vil undersøge gennemførligheden af ​​tilgangen hos 12 patienter. Baseret på en 50 % reduktion af POD (måske optimistisk, ved en α på 0,05 og en β på 0,80 forestiller efterforskerne at kræve 136 patienter til virkelig at vurdere fordelene ved tilgangen sammenlignet med en standardbehandlingsgruppe. Dette er inden for gennemførligheden af ​​et enkelt center, men et sådant skøn kan være alt for nidkært.

G. Angiv de forventede resultater:

Efterforskerne forventer at påvise et fald i forekomsten af ​​POD i denne gennemførlighedsundersøgelse på 50 % af det, der er set i vores tidligere undersøgelse (25 % forekomst for fuld POD). Resultatdata fra denne undersøgelse vil blive brugt til at etablere en formel styrkeanalyse af POD-forekomst for at tillade en mere formel og omfattende RCT baseret på PACT-deltagelse.