Strenge endtidale Gaskontrolle während der Anästhesie zur Verringerung des postoperativen Delirium-Anästhesiemanagements

A. Hintergrund und Begründung:

Obwohl die endtidale Atemgaskontrolle ein grundlegendes Prinzip des Anästhesiemanagements ist, kann der Bereich des endtidalen (ET) O2 und CO2, der typischerweise während der Durchführung der Anästhesie beobachtet wird, erheblich vom wachen Ausgangszustand abweichen, wurde jedoch nicht als a angesehen potenzieller Mitwirkender an POD in früheren Untersuchungen. Phasen sowohl von Hypokapnie während der mechanischen Beatmung als auch von Hyperkapnie während der Wiederherstellung der Spontanatmung sind häufig. Typisch ist die Verwendung von 100 % Sauerstoff während der Narkoseeinleitung und -entstehung und Aufrechterhaltung der Narkose mit O2-Konzentrationen von 50 %. Die Auswirkungen dieser Veränderungen der Atemgase haben erhebliche Auswirkungen auf den zerebralen Blutfluss und die Sauerstoffversorgung, was mit kognitiver Dysfunktion in Verbindung gebracht werden kann. Die Forscher planen, die Wirkungen kontrollierter Änderungen von ET O2 und CO2 während Anästhesie und Operation auf das Auftreten von POD zu untersuchen.

B. Hypothese und Studienziele:

Die Forscher stellen die Hypothese auf, dass die ET-Atemgaskontrolle eine kritische Managementüberlegung während der Anästhesie ist; eine viel wichtigere Überlegung als bisher angenommen. Ältere Patienten scheinen einem größeren Risiko eines „intrakraniellen Diebstahls“ regionaler CBF mit Veränderungen von CO2 und O2 ausgesetzt zu sein. Die vorherige Studie der Forscher bestätigt eine Verbindung zwischen CO2-Management und POD. Frühere MR-Bildgebung deutet darauf hin, dass eine Kombination aus Hyperoxie und Hypokapnie besonders besorgniserregend sein kann, eine sehr häufige Situation während der Anästhesie. Die Forscher schlagen vor, dass das Anästhesiemanagement für die zerebrale Gesundheit optimiert werden kann, indem versucht wird, die Atemgase auf oder in der Nähe der Ausgangswerte des Patienten zu halten, um CBF während der Durchführung der Anästhesie zu stabilisieren. Eine Ausnahme tritt bei neurochirurgischen Eingriffen auf, bei denen absichtliche Änderungen zur Senkung des ET-CO2 erforderlich sein können. Die ausgeprägten CBF-Schwankungen, die bei kontrollierter ET-Gasmanipulation in unserer früheren Arbeit beobachtet wurden, implizieren, dass solche CBF-Änderungen unter Anästhesie auftreten können, wo ähnliche Änderungen bei ET-Gasen routinemäßig auftreten. Die Forscher schlagen vor, dass solch große Veränderungen in CBF und Oxygenierung ein beitragender Faktor zur Entwicklung von POD bei anfälligen Personen sein könnten. Hier wird eine Machbarkeitsstudie zur rigorosen Beibehaltung von ET-Gasen auf der Basislinie eines Patienten vorgeschlagen, um zu untersuchen, ob eine solche Behandlung einen Einfluss auf das Auftreten von POD hat.

C. Methodik: Fassen Sie Studienort (Einrichtung), Zulassungskriterien, Details zu Rekrutierung, Einwilligung und Randomisierung, Intervention(en), Kovariaten, Datenquellen, sofern zutreffend, zusammen.

Zwölf Patienten, die sich Operationen mit hohem Risiko unterziehen, die einen postoperativen Aufenthalt erfordern, werden über die Präanästhesie-Klinik (PAC) des HSC für die Teilnahme an der Studie angesprochen. Von jedem Patienten wird eine bezeugte Einverständniserklärung eingeholt. Zu den Ausschlusskriterien gehören gleichzeitig geplante Halsschlagader-Endarteriektomie, Halsschlagaderstenose – falls zuvor dokumentiert, geplante neurochirurgische Eingriffe, Kontraindikationen für MRT einschließlich Klaustrophobie, erwartete Einlungenanästhesie und bekannte chronisch obstruktive Lungenerkrankung mit CO2-Retention. Die Patienten werden in der Woche vor der Operation präoperativ für umfassende neuropsychologische Tests untersucht, unmittelbar gefolgt von einem MRI BOLD CO2- und O2-Belastungstest. Ein ausgebildeter Psychometriker führt über einen Zeitraum von etwa 1 Stunde eine Reihe neuropsychologischer Tests durch. Anschließend wird der MRI BOLD Stresstest durchgeführt. Die Patienten werden ihrer Operation ohne Änderungen an ihrem Anästhesiemanagement unterzogen, außer ET CO2 bei ±2,5 mm Hg der Grundlinie und FiO2 bei 0,3 nach der Induktion. Dies wird mit arteriellen Blutgasen korreliert, um arterielles O2 bei 125 ± 25 mm Hg zu halten. Nach der Operation führt geschultes Personal, das bei allen Bewertungen für die präoperative Leistung verblindet ist, tägliche POD-Bewertungen für bis zu 5 postoperative Tage einschließlich Tag 0 (Tag der Operation) durch. Die Patienten werden mindestens 1 Monat nach der Operation telefonisch kontaktiert und nach ihrer Kognition seit der Operation befragt.

Diathese-Assessments – Präoperative psychiatrische und neuropsychologische Assessments: Bei der ersten Rekrutierung in PAC füllen die Patienten den validierten Patienten-Gesundheitsfragebogen (PHQ-9) aus, um depressive Symptome zu beurteilen, und die Generalized Anxiety Disorder Scale (GAD-7), um Angstsymptome zu beurteilen. und Selbstauskunft über psychiatrische Störungsdiagnosen, die zuvor von Angehörigen der Gesundheitsberufe gestellt wurden. Bei neuropsychologischen Tests wird die Aufmerksamkeit anhand von Trails A und Weschler Adult Intelligence Scale (WAIS)-IV Digit Span bewertet; Informationsverarbeitungsgeschwindigkeit mit WAIS-IV Digit Symbol Coding; verbales Gedächtnis mit Hopkins Verbal Learning Test-Revised; visuelle Konstruktion, Planung und Organisation mit Rey's Complex Figure (Kopierversuch); visuelles Gedächtnis unter Verwendung von Rey's Complex Figure (sofortiger Erinnerungsversuch); exekutive Funktion/Verarbeitungsgeschwindigkeit unter Verwendung von Trails B und Delis-Kaplan Executive Function System (DKEFS) Color Word Interference; verbale und semantische Geläufigkeit mit F-A-S und Animal Fluency; räumliche Fähigkeiten mit CLOX I (freies Zeichnen) und II (Kopie); und globaler kognitiver und mentaler Status mit der Mini-Mental Status Examination (MMSE).

Präoperative Neuroimaging und CO2- und O2-Belastungstest: Der CO2- und O2-Belastungstest wird während der Neuroimaging durchgeführt, wobei bei allen Teilnehmern ein modellbasiertes prospektives endtidales (MPET) CO2-Targeting durch präzise Abgabe von CO2 und O2 in einer festen Konzentration erreicht wurde unter Verwendung eines sequentiellen Atmungskreislaufs, der durch einen computergesteuerten Gasmischer (RespirAct TM , Thornhill Research Inc., Toronto, ON) reguliert wird. Dieses Gerät ermöglicht eine präzise Manipulation der endtidalen CO2-Werte und bestimmt die ET-CO2-Ausgangswerte des Patienten unter isoxischen Bedingungen und präzise endtidale O2-Werte unter isokapnischen Bedingungen. Alle MR-Bilder werden mit einem Siemens Verio 3.0T MR-Scanner mit einer 12-Kanal-Phased-Array-Kopfspule erfasst.

Stressor Assessments - Intraoperative Assessments: Eine arterielle Kanüle wird zur Überwachung des Blutdrucks und zur seriellen ABG-Bestimmung eingeführt. Zur Bestimmung des arteriellen Ruhe-CO2 und -O2 in der Raumluft wird ein ABG-Basiswert erstellt. Diese Maßnahmen bestimmen die Zielpunkte für endtidale Gaswerte für die Dauer der Anästhesie. Alle Patienten erhalten eine Vollnarkose – entweder Sevofluran oder Desfluran als flüchtiges Mittel in Luft:O2. Unmittelbar nach der Induktion wird FiO2 auf 0,3 eingestellt und das endexspiratorische CO2 auf der Grundlage des Werts des arteriellen CO2 und der aufgezeichneten Differenz im A-a-CO2-Gradienten, gemessen am gleichzeitigen endexspiratorischen CO2, bestimmt. Für die Dauer der Anästhesie, einschließlich des Auftauchens, wird das endexspiratorische CO2 auf nicht mehr als ±2,5 mmHg vom ermittelten Wert angepasst. Wenn der endtidale O2 zufriedenstellend ist und die Pulsoximetrie über 98 % liegt, bleibt der FiO2 unverändert. Wenn FiO2 zu irgendeinem Zeitpunkt für mehr als 15 Minuten größer als 0,5 ist, wird die Studie nach Ermessen des behandelnden Anästhesisten mit Patientenmanagement beendet. Hämodynamik, endtidale Gasspannungen (O2, CO2 und Narkosemitteldampf) werden mit einem Datenerfassungssystem bei 1 Hz aufgezeichnet und auf einem Laptop-Computer gespeichert. Am Ende des chirurgischen Eingriffs werden alle Patienten zunächst im Aufwachraum überwacht und dann entweder auf die chirurgische Intensivstation oder die stationären chirurgischen Stationen verlegt. Der Datenstrom wird verarbeitet, mit Excel zusammengeführt und zur Analyse an SPSS übergeben.

Postoperative Beurteilung für Delirium: Ein geschulter verblindeter Interviewer führt das CAM-S durch, ein strukturiertes 10-15-minütiges klinisches Interview, um das Vorhandensein und den Schweregrad von POD zu beurteilen. Die Gesamtbewertung des Schweregrads basiert auf einer Gesamtpunktzahl, die zwischen 0 und 19 liegen kann. Die Ermittler melden für jeden Patienten während seines stationären Aufenthalts den maximalen postoperativen Schweregrad und den durchschnittlichen Schweregrad bis zu 5 postoperative Tage (sofern er nicht vor 5 Tagen entlassen wird). Unterschwelliges Delirium (ST-POD) wird definiert als Delirium, das nicht alle Kriterien erfüllt, aber an mindestens einem postoperativen Tag einen erhöhten Schweregrad (≥5) in der POD-Schwere-Langform aufweist.

Statistische Analysen: BOLD-Bildgebung wird als 1st- und 2nd-Level-Analyse von SPM verarbeitet. Die Second-Level-Analyse hat Schnittpunkte für abnormale Bildmuster für Voxelzählungen basierend auf einem Erwachsenenatlas normaler Kontrollen definiert, der an dieser Institution entwickelt wurde. Perioperative Daten werden mit SPSS analysiert. Bivariate Korrelationen untersuchen die Beziehung zwischen kognitiven Gesamtwerten und psychiatrischen Schweregradwerten, wie durch PHQ-9 und GAD-7 angegeben, mit kontinuierlichen Schweregrad-POD-Maßnahmen. Wenn signifikante Ergebnisse angezeigt werden, wird ein bivariates lineares Regressionsmodell durchgeführt, gefolgt von einem Modell, das Alter, Bildung, Geschlecht und präoperativen Ausgangswert der POD berücksichtigt. Die Ermittler werden auch Varianzanalysen durchführen, um Unterschiede in der mittleren Punktzahl zwischen primärer Diathese und Stressfaktoren unter denjenigen zu untersuchen, die als Nicht-POD, ST-POD und vollständige POD klassifiziert wurden.

D. Primäres Ergebnis:

Machbarkeitsstudie zur Leichtigkeit der endtidalen Gaskontrolle von CO2 und O2 auf definierte Ziele intraoperativ.

E. Sekundäre Ergebnisse:

Korrelationen von POD unter Verwendung dieses Managementansatzes mit anderen Ergebnismarkern in unserem Stress-Diathese-Modell. Wartungsfreundlichkeit dieses anästhetischen Ansatzes. Bewertung nachteiliger Folgen.

F. Machbarkeit: Begründen Sie die Stichprobengröße mit einer Power-Analyse. Falls keine Leistungsanalyse durchgeführt wurde, geben Sie den Grund dafür an. Erörtern Sie bei prospektiven Studien die erwartete Studiendauer in Bezug auf die erwartete Anzahl geeigneter Teilnehmer, die Rekrutierungsrate und die Fluktuationsrate. Beziehen Sie bei retrospektiven Studien die Stichprobengröße auf die verfügbaren Daten.

Alle technischen Aspekte dieser vorgeschlagenen Studie wurden festgelegt, einschließlich der umfassenden psychometrischen Tests, der MR-Bildgebung und der High-Fidelity-Datenerfassung im Operationssaal. Bei HSC gibt es ein sachkundiges Team, das in der Lage ist, diese Machbarkeitsstudie durchzuführen. Diese vorgeschlagene Studie ist zu schwach, um eine endgültige Bewertung der Vorzüge einer kontrollierten endtidalen Gaskontrolle vorzunehmen. Diese Studie wird die Durchführbarkeit des Ansatzes bei 12 Patienten untersuchen. Basierend auf einer 50-prozentigen Reduzierung der POD (vielleicht optimistisch, bei einem α von 0,05 und einem β von 0,80 stellen sich die Forscher vor, dass 136 Patienten benötigt werden, um die Vorzüge des Ansatzes im Vergleich zu einer Standard-Managementgruppe wirklich zu bewerten. Dies liegt innerhalb der Machbarkeit eines einzelnen Zentrums, aber eine solche Schätzung kann übermäßig eifrig sein.

G. Geben Sie die erwarteten Ergebnisse an:

Die Forscher gehen davon aus, dass sie in dieser Machbarkeitsstudie eine Verringerung der POD-Inzidenz um 50 % gegenüber unserer vorherigen Studie nachweisen können (25 % Inzidenz für vollständige POD). Die Ergebnisdaten aus dieser Studie werden verwendet, um eine formelle Power-Analyse der POD-Inzidenz zu erstellen, um eine formellere und umfassendere RCT auf der Grundlage der PACT-Teilnahme zu ermöglichen.