Gaskinetik und Metabolismus in der Anästhesie im Non-Steady-State

Während der klinischen Anästhesie ist es erstaunlich, dass die CO2-Überwachung hauptsächlich aus endtidalem PCO2 besteht, um die endotracheale Intubation zu bestätigen und die Beatmung abzuschätzen, und die O2-Überwachung aus einer einzigen PO2-Messung besteht, um ein hypoxisches Gasgemisch zu erkennen. Ein besseres Verständnis dafür, wie die Überwachung der O2- und CO2-Kinetik die Systempathophysiologie definieren kann, wird die Sicherheit in der Anästhesie erheblich verbessern, indem kritische Ereignisse erkannt werden, wie z. steigender O2-Gewebeverbrauch (V.O2) während leichter Anästhesie und Beginn des anaeroben Stoffwechsels (V.CO2 ist unverhältnismäßig höher als V.O2).

In der vorangegangenen Förderperiode offenbarten Entdeckungen der CO2-Kinetik im instationären Zustand erhebliche Lücken im Verständnis der O2-Kinetik. Zu diesem Zweck wurde ein 5-Kompartiment-Lungenmodell der Gaskinetik im Körper während des instationären Zustands entwickelt, das komplexe Wechselwirkungen zwischen O2 und CO2 in der Lunge, im Blut und im Gewebe berücksichtigt. Dieses Computermodell wurde verwendet, um die folgenden Hypothesen zu formulieren und wird die Mechanismen aufklären, die den anschließend gemessenen Daten bei anästhesierten Patienten zugrunde liegen.

Die Forscher haben bereits zwei innovative Geräte entwickelt, die für die V.O2-Messung unerlässlich sind: Einen schnell ansprechenden Temperatur- und Feuchtigkeitssensor und ein Mischgerät (einen Bymixer) für die Messung des Mischgasanteils, das speziell für Anästhesiesysteme entwickelt wurde. Die Forscher haben auch ein ausgeklügeltes Laborsystem für die Validierung beider Geräte entworfen, das die hohe Genauigkeit und Leistungsfähigkeit unserer Messungen zeigte.

Zu den Hypothesen, die in unserem übergeordneten Forschungsthema getestet werden, gehören:

• Die pulmonale O2-Aufnahme (V.O2) bei anästhesierten Patienten ist viel niedriger als der in der Literatur angegebene Wert.
• Diese Inhalationsanästhesie beeinflusst die V.O2 anders als die totale intravenöse Anästhesie (TIVA).
• Dass eine akute Abnahme des Herzzeitvolumens (Q.T) (durch Positionsänderung des Patienten) die V.O2 vorübergehend verringert, die Abnahme der CO2-Eliminierung (V.CO2) jedoch aufrechterhalten wird, da die Gewebe-CO2-Speicher hundertmal größer sind als die O2 (siehe oben). genehmigtes IRB-Protokoll, HS# 2000-1325).
• Dieser positive endexspiratorische Druck (PEEP) senkt V.O2 und V.CO2 aufgrund von Abnahmen von Q.T und alveolärer Ventilation (V.A) und dem Auftreten von hohen Ventilation-to-Perfusion (V.A/Q.)-Einheiten (siehe zuvor genehmigte IRB-Protokoll, HS# 2000-1325).
• Diese Trendelenburg-Position (Kopf nach unten) erhöht V.O2 und V.CO2 aufgrund der Erhöhung von Q.T.
• Diese V.O2 kann helfen, die Notwendigkeit einer Bluttransfusion festzustellen.
• Dass die kontinuierliche Messung des respiratorischen Quotienten (RQ=V.CO2/V.O2) den Übergang zum anaeroben Stoffwechsel erkennen kann.
• Dass die kontinuierliche Messung des respiratorischen RQ eine gute Alternative zur arteriellen Blutgasentnahme sein kann.
• Dass die kontinuierliche Messung des respiratorischen RQ die Notwendigkeit einer Ernährungsunterstützung während langer Operationen bestimmen kann.

In diesem Protokoll werden die Forscher die klinischen Auswirkungen dieser Messungen untersuchen, da sie glauben, dass sie die fehlenden Glieder in der Anästhesieüberwachung sind. Die Aufklärung der Mechanismen, die dieser akuten Pathophysiologie zugrunde liegen, wird das Verständnis der O2- und CO2-Kinetik während des instationären Zustands voranbringen und die nicht-invasive Diagnose kritischer Ereignisse während der klinischen Anästhesie ermöglichen, was zu einer erhöhten Sicherheit führt, insbesondere für die Mehrheit der gesunden Patienten, die nur Non erhalten -invasive Überwachung.

Ein separater Teil der Studie, der die metabolische Gasaustauschstudie mit dem bymixer flow System ergänzt, ist die Untersuchung von Atemgas mit einem tragbaren Massenspektrometer zum Nachweis flüchtiger organischer Verbindungen während des anaeroben Stoffwechsels. Das experimentelle anaerobe Modell sind erwachsene Patienten, die sich einer Operation unterziehen, die ein Tourniquet erfordert. Der anaerobe Stoffwechsel wird durch den Säure-Basen-Gleichgewichts-Bluttest, die Durchflussmessung am Mischer und das Massenspektrometer erfasst. Die Anästhesie wird durch totale intravenöse Anästhesie (TIVA) aufrechterhalten und jeder Patient erhält einen arteriellen Zugang. Es würden keine weiteren Eingriffe vorgenommen. Es handelt sich um eine Beobachtungsstudie.