Beatmung mit inversem Verhältnis bei neonataler offener Reparatur von tracheoösophagealen Fisteln.

EINFÜHRUNG:

Die Aufrechterhaltung einer angemessenen Sauerstoffversorgung nach Lungenretraktion und Ein-Lungen-Beatmung (OLV) bei offener Thorakotomie während der neonatalen Reparatur einer Ösophagusatresie/tracheoösophagealen Fistel ist äußerst schwierig und erfordert normalerweise das Stoppen des Verfahrens und das erneute Aufblasen der zurückgezogenen Lunge, was die Operationszeit verlängert und das Verfahren währenddessen unterbricht kritischen Situationen und gefährden das fragile Neugeborene durch Hypoxämie.

Inverse Ratio-Beatmung wurde ursprünglich lange Zeit bei Patienten mit akutem Atemnotsyndrom (ARDS) zur Verbesserung der Oxygenierung und Lungenfunktion eingesetzt. Der Mechanismus bei der Beatmung mit umgekehrtem Verhältnis besteht darin, die Inspirationszeit durch Verringerung des Atemwegsdrucks zu verlängern und den mittleren Atemwegsdruck zu erhöhen, wodurch ein Kollabieren der Alveolen verhindert wird. Auch Inverse Ratio Ventilation (IRV) wurde in vielen Studien an Erwachsenen während OLV mit besserer Oxygenierung und Lungenmechanik verwendet.

Trotz der standardmäßigen Beatmung ist das Sitzen in der Neonatalanästhesie die Inspirationszeit anzupassen, um ein inspiratorisches zu exspiratorisches (I:E)-Verhältnis von 1:2 bis 1:3 zu erreichen, aber ein umgekehrtes I:E-Verhältnis (mit einer längeren Inspirationszeit als einer exspiratorischen Zeit) nach oben bis 4:1 in der neonatalen mechanischen Beatmung hat sich bei der Verbesserung der Oxygenierung, des PaO2 und der Gasverteilung in atelektatischen Lungen als wirksam erwiesen. Das umgekehrte I:E-Verhältnis sollte bei der mechanischen Beatmung von Neugeborenen mit Vorsicht und für kurze Zeit verwendet werden, um mögliche Komplikationen wie Air Trapping/Auto-PEEP, Volutrauma, Luftlecks, Verringerung des venösen Rückstroms und Erhöhung des pulmonalen Gefäßwiderstands zu vermeiden.

ZIEL/ ZIELE:

1. Vergleich der Inzidenz von Entsättigungsepisoden, die den Eingriff stoppen müssen, und Wiederaufblähung der Lunge unter Verwendung der inversen Ratio-Beatmung im Vergleich zur konventionellen Ratio-Beatmung während einer Lungenbeatmung bei der offenen Reparation von Ösophagusatresie/tracheoösophagealen Fisteln bei Neugeborenen.
2. Bestimmung der Auswirkung der Beatmung mit inversem Verhältnis auf hämodynamische Parameter, Auftreten von Komplikationen und Dauer des chirurgischen Eingriffs im Vergleich zur Beatmung mit konventionellem Verhältnis.

METHODIK:

Die Studie wird an den Universitätskrankenhäusern von Ain Shams nach Genehmigung durch die Ethikkommission und Einholen einer schriftlichen Zustimmung der Eltern oder Erziehungsberechtigten der Patienten durchgeführt.

• Art der Studie Prospektive randomisierte kontrollierte klinische Studie.
• Studienumfeld Kinderchirurgischer Operationssaal im Universitätskrankenhaus Ain Shams, Kairo, Ägypten.
• Studienzeitraum Die Studie wird unmittelbar nach der Genehmigung durch die Ethikkommission ab Oktober 2021 begonnen und soll innerhalb von 6 Monaten abgeschlossen werden.

• Studienpopulation

  • Einschlusskriterien: Die Patienten befinden sich im körperlichen ASA-Status II-III, Neugeborene im Alter von weniger als 28 Tagen und unterziehen sich einer offenen Operation einer Ösophagusatresie/tracheoösophagealen Fistel mit rechter Thorakotomie. Alle Patientinnen werden voll ausgetragen mit einem Gestationsalter von ≥ 36 Wochen und einem Gewicht von ≥ 2,5 Kilogramm.
  • Ausschlusskriterien: Signifikante angeborene Herzfehler einschließlich zyanotischer Herzkrankheit, Einzelventrikelpathologie, großer intrakardialer Defekt mit signifikantem Links-Rechts-Shunt und schwerer pulmonaler Hypertonie von mehr als 50 mmHg. Andere Ausschlusskriterien waren Frühgeburtlichkeit, Lungenentzündung oder schwere Brustinfektion vor der Operation und Ablehnung durch die Eltern oder Erziehungsberechtigten.
• Stichprobenverfahren Basierend auf dem Verhältnis von Inspiration zu Exspiration (I:E), das bei der Überdruckbeatmung verwendet wird, werden die Patienten nach dem Zufallsprinzip und gleichmäßig einer von zwei Gruppen (jeweils 20 Patienten) unter Verwendung einer computergenerierten Liste zugeordnet: Versuchsgruppe IRV (Inverse Ratio Ventilation ) und Kontrollgruppe CRV (konventionelle Ratio-Ventilation).

Gruppe IRV: Das I:E-Verhältnis in dieser Gruppe beträgt 2:1 bei einer maximalen Inspirationszeit (Ti) von 1,3 Sekunden.

Gruppe CRV: Das I:E-Verhältnis in dieser Gruppe beträgt 1:2 bei einer minimalen Inspirationszeit (Ti) von 0,4 Sekunden.

• Stichprobengröße Die Stichprobengröße wurde mit PASS 11.0 berechnet und basiert auf einer Studie von Son et al., 2020. Eine Gruppenstichprobengröße von 20 Patienten in Gruppe eins und 20 Patienten in Gruppe zwei erreicht eine Trennschärfe von 82 %, um einen Unterschied zwischen den Gruppenanteilen von 0,4000 zu erkennen. Der Anteil in Gruppe eins (der Behandlungsgruppe) wird unter der Nullhypothese mit 0,1000 und unter der Alternativhypothese mit 0,5000 angenommen. Der Anteil in Gruppe zwei (der Kontrollgruppe) beträgt 0,1000. Als Teststatistik wird der zweiseitige Z-Test mit gepoolter Varianz verwendet. Das Signifikanzniveau des Tests wurde auf 0,0500 angestrebt. Das durch dieses Design tatsächlich erreichte Signifikanzniveau beträgt 0,0361. Die Stichprobengröße wurde um 10 % erhöht, um das Abnutzungsproblem in prospektiven Studien zu berücksichtigen.
• Ethische Erwägungen Nach Einholung der Genehmigung der örtlichen medizinischen Ethikkommission und der schriftlichen Zustimmung der Eltern oder Erziehungsberechtigten werden die Prüfärzte 40 Patienten in diese Studie einschreiben.
• Studienwerkzeuge UND/ODER Studienverfahren UND/ODER Studieninterventionen Alle eingeschlossenen Patienten werden auf die Neugeborenen-Intensivstation (NICU) eingeliefert und behalten Nil Per Os (NPO), nachdem die Diagnose Ösophagusatresie/tracheoösophageale Fistel gestellt wurde, hatte einen gesicherten venösen Zugang und erhielt dextrosehaltige intravenöse Flüssigkeit gemäß den Anweisungen des Neonatologen. Ein Nabelarterienkatheter wird vom Neonatologen vor der Operation eingeführt, außerdem wird eine orogastrische Sonde (OGT) in den proximalen Ösophagusbeutel eingeführt und ein niedriger Unterdruck wird angelegt, um alle Sekrete in der Speiseröhre abzusaugen und das Risiko zu verringern Aspiration.

Eine weitere intravenöse (iv) Kanüle wird nach Einleitung der Anästhesie eingeführt, und bei jedem Patienten ohne Nabelarterienkatheter wird eine femorale 22-Gauge-Arterienleitung (G) eingeführt.

Nach Anwendung von Standardmonitoren (nicht-invasiver Blutdruck, 5-Kanal-EKG und 2 Pulsoximetrie; eine präduktale und eine postduktale, 2 Temperatursonden; eine oropharyngeale und eine axillare) wird die Anästhesieeinleitung mit Inhalationsanästhetika Sevofluran begonnen 2 % in 100 % Sauerstoff und schrittweise ansteigend, bis endtidal Sevofluran 4–6 % erreicht, wobei die Spontanatmung beibehalten wird, um eine Magendehnung mit positiver Druckbeatmung (PPV) zu vermeiden, dann wird die tracheale Intubation mit Lidocain 10 % topischem Spray erleichtert, das mit einem Sprühstoß aufgetragen wird die Glottisöffnung kurz vor dem Einführen eines 3 oder 3,5 mm Endotrachealtubus (ETT) ohne Cuff, dann wird der ETT direkt über der Trachealkarina fixiert (bestätigt durch Auskultation – der ETT wird zunächst endobronchial geschoben und dann allmählich zurückgezogen, bis ein bilaterales Atemgeräusch zu hören ist - und Fehlen einer Magendehnung bei sanfter Überdruckbeatmung).

Nachdem sichergestellt wurde, dass der ETT korrekt über der Karina und unterhalb der tracheoösophagealen Fistel positioniert ist und der Patient hämodynamisch stabil ist, wird nach Etablierung der Muskelrelaxation mit Atracurium 0,5 mg/kg mit der Überdruckbeatmung begonnen. Die Anästhesie wird mit 1-2 % Sevofluran in einer Sauerstoff/Luft-Mischung und einer Fentanyl-Infusion von 1-2 mcg/kg/h aufrechterhalten. Der Anteil des eingeatmeten Sauerstoffs (FiO2) wird auf dem unteren Grenzwert gehalten, um die Sauerstoffsättigung (SpO2) ≥ 92 % bei einem minimalen FiO2 von 0,3 zu halten. IV-Flüssigkeiten werden beibehalten, während die präoperative Rate mit Boli normaler Kochsalzlösung verabreicht wird, um den Blutverlust und den Verlust des dritten Raums zu ersetzen. In Fällen, in denen mehr als 10 % ihres gesamten Blutvolumens verloren gegangen sind, wird eine Bluttransfusion verabreicht.

Alle Patienten werden im Modus der synchronisierten intermittierenden mandatorischen Beatmung mit druckkontrollierter Beatmung (SIMV-PCV) mit den folgenden Parametern mechanisch beatmet; Spitzeninspirationsdruck (PIP) 10–15 cmH2O über dem positiven endexspiratorischen Druck (PEEP) von 5 cmH2O, um ein ausgeatmetes Atemzugvolumen (VTE) von 7–10 ml/kg zu erreichen, Atemfrequenz (RR) von 30 bis 50 Atemzügen/ Minute, um endtidales CO2 (EtCO2) von 30 mmHg bis 50 mmHg und eine Druckunterstützung (PS) von 12 cmH2O zu erreichen.

Alle Eingriffe werden vom gleichen Kinderchirurgieteam durchgeführt. Nach Positionierung des Patienten in der rechten Seitenlage wird der rechte Hemithorax geöffnet, dann wird die rechte Lunge zurückgezogen, um die Fistel freizulegen und zu ligieren, dann wird eine End-zu-End-Ösophagusanastomose durchgeführt. Die rechte Lunge wird unter direkter Sicht wieder aufgeblasen, um eine vollständige Lungenexpansion nach Abschluss der Ösophagusanastomose sicherzustellen, dann wird der rechte Hemithorax mit einer Thoraxdrainage in situ verschlossen. Patienten in der IRV-Gruppe werden nach Wiederaufnahme der Zwei-Lungen-Beatmung mit der konventionellen Beatmung im I:E-Verhältnis wieder aufgenommen.

Hämodynamische Variablen einschließlich Herzfrequenz (HR), mittlerer arterieller Druck (MAP) und Sauerstoffsättigung (SpO2) werden aufgezeichnet: Grundlinie (vor Einleitung der Anästhesie), vor Beginn der PPV, nach Beginn der PPV, nach Beginn der OLV und alle 10 min bis zum Ende des Vorgangs.

Die Inzidenz von Hypotonie (als Untergrenze des normalen mittleren Blutdrucks am Tag der Geburt, in mmHg, entspricht ungefähr dem Gestationsalter in Wochen, daher wird eine Hypotonie in Betracht gezogen, wenn der MAP unter dem Gestationsalter in Wochen liegt); und Bradykardie (definiert als: HF < 90 Schläge/min, da die untere Grenze der normalen HF bei schlafenden Neugeborenen 90 Schläge/min beträgt) oder Hypoxämie (Sauerstoffsättigung unter 90 %) aufgezeichnet.

Bei Hypotonie wird der Patient zunächst mit einem intravenösen Flüssigkeitsbolus von 10-20 ml/kg normaler Kochsalzlösung über 5-10 Minuten behandelt. Falls der geschätzte Blutverlust 10 % des TBV übersteigt, wird eine Transfusion von gepackten roten Blutkörperchen (PRBCs) von 10-15 ml ml/kg über 10-20 Minuten verabreicht. Wenn die Hypotonie trotz Volumenbelastung anhält, wird eine intravenöse Dopamin-Infusion in einem Dosisbereich von 5–10 mcg/kg/min verabreicht, bis sich der Blutdruck normalisiert. Bradykardie wird anfänglich mit Stoppen der Operation und manuellem Wiederaufblasen der rechten Lunge behandelt, wenn sie mit Hypoxie verbunden ist, und wenn sie andauert oder nicht mit Hypoxie zusammenhängt, wird sie mit intravenösem Atropin 0,02 mg/kg behandelt.

Bei einem Abfall der Sauerstoffsättigung von weniger als 90 % werden FiO2 und PEEP auf 1 bzw. 7 cmH2O erhöht, und bei anhaltender Untersättigung wird die Operation durch manuelles Wiederaufblasen des rechten Lungenflügels beendet.

Die Häufigkeit des Abbruchs des Eingriffs zur manuellen Wiederaufblähung der Lunge wird aufgezeichnet, ebenso wird die Dauer des chirurgischen Eingriffs vom Hautschnitt bis zum Hautverschluss aufgezeichnet.

Während des Verfahrens wird zweimal eine arterielle Blutgasprobe (ABG) entnommen; die erste nach etablierter positiver Druckbeatmung um 10 Minuten und vor dem chirurgischen Einschnitt, die zweite Probe wird nach etablierter OLV um 10 Minuten durchgeführt, jedoch nicht während der Entsättigungsepisode. SaO2, PO2 und PCO2 werden aufgezeichnet.

Nach Abschluss des Eingriffs werden die Patienten intubiert, beatmet und sediert auf die neonatologische Intensivstation verlegt. Auf der neonatologischen Intensivstation wird unmittelbar nach Ankunft des Patienten eine Röntgenaufnahme des Brustkorbs durchgeführt, um einen Pneumothorax auszuschließen.

Die Inzidenz von Komplikationen, einschließlich Entsättigungsepisoden, die nur FiO2 und/oder PEEP erhöhen müssen, Entsättigungsepisoden, die das Verfahren mit erneuter Lungenfüllung stoppen müssen, Hypotonie, Bradykardie, Hyperkapnie, Bedarf an Vasopressoren und Blutverlust von mehr als 10 % durch TBV werden aufgezeichnet.

Die intraoperativen und postoperativen Daten werden von einem Anästhesisten erhoben, der nicht an der Studie teilnimmt.

• Statistische Analyse Numerische Daten werden als Mittelwert (Standardabweichung) oder Median (Bereich) dargestellt, während kategoriale Daten als Anzahl der Fälle (Prozent) dargestellt werden. Vergleiche numerischer Variablen zwischen den Gruppen werden mit dem unabhängigen Stichproben-T-Test oder dem Mann-Whitney-Test durchgeführt, während Vergleiche kategorialer Variablen mit dem Chi-Quadrat-Test durchgeführt werden. Für alle Tests gilt ein P-Wert (Wahrscheinlichkeit) < 0,05 als statistisch signifikant.
• Statistikpaket Die erhobenen Daten werden mit dem Statistikprogramm SPSS (Version 22.0 Chicago, Illinois, USA) ausgewertet.