Einfluss der Inspirationspause auf die Beatmungseffizienz in der Roboterchirurgie. Eine prospektive gepaarte Studie.

Einführung

Die mechanische Beatmung (MV) während der Vollnarkose bringt einige Nebenwirkungen mit sich, die nicht vollständig vermieden werden können. In den letzten Jahren gewinnen Strategien der pulmonalen protektiven Beatmung (PPV), die auf der Verwendung eines niedrigen Tidalvolumens (TV) basieren, mit der Absicht, das mit MV verbundene biologische Trauma zu reduzieren, bei chirurgischen und intensivmedizinischen Patienten an Bedeutung. Als eine dieser PPV-Strategien hat sich kürzlich ein maßgeschneiderter Open-Lung-Ansatz (tOLA) herauskristallisiert. Es kombiniert die Verwendung von alveolären Rekrutierungsmanövern (ARM), die darauf abzielen, kollabierte Bereiche der Lunge zu "öffnen", mit der Anwendung eines individualisierten positiven endexspiratorischen Drucks (PEEP) mit dem Ziel, das erneute Kollabieren dieser Bereiche während der Exspiration zu vermeiden. Die Begründung für OLA-Strategien geht davon aus, dass das Erreichen einer homogeneren alveolären Ventilation durch Verhinderung von Atelektase bei gleichzeitiger Vermeidung einer alveolären Überdehnung zu einer effizienteren Gasverteilung und einem effizienteren Austausch führt. Dies ermöglicht eine weniger traumatische Beatmung und reduziert die Entzündungsreaktion. Die Verwendung eines tOLA hat vielversprechende Ergebnisse in Bezug auf die Verbesserung der Oxygenierung und die Verringerung des Risikos schwerer postoperativer pulmonaler Komplikationen gezeigt.

Zusammen mit dem Obigen hat die Verlängerung der Endinspirationspause (EIP) bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung einer angemessenen Exspirationszeit Vorteile in Bezug auf die Verbesserung der effektiven alveolären Ventilation und die Verbesserung des Gasaustauschs gezeigt. Die Forscher demonstrierten kürzlich die Auswirkungen einer Erhöhung des EIP bei der Beatmung von Patienten mit einer tOLA-Strategie. In dieser Arbeit untersuchten die Forscher die Auswirkungen von zwei EIP (10 und 30 % der Inspirationszeit) auf die Atemmechanik von Patienten, die sich einer größeren Operation unterziehen. Die Forscher untersuchten die Wirkung von EIP auf den Antriebsdruck (Pdriv), den Plateaudruck (Pplat), die Compliance des Atmungssystems (Crs) und den PEEP. Die Forscher bewerteten auch die dynamische Verteilung von TV während des Beatmungszyklus mittels elektrischer Impedanztomographie (EIT) und untersuchten die Wirkung von EIP auf den Gasaustausch mittels arterieller Gasometrie. In dieser Studie wurden die Vorteile eines längeren EIP sowohl mit Standard-PPV (TV von 7 ml des vorhergesagten Körpergewichts (PBW) und einem PEEP von 5 cmH2O) als auch mit einem tOLA gesehen. Die tOLA-Strategie war mit einem signifikanten Anstieg von PEEP, Pplat, arteriellem Sauerstoffdruck (PaO2) und Crs, mit einem signifikanten Rückgang von Pdriv und arteriellem Kohlendioxiddruck (PaCO2) und mit einer homogeneren Gasverteilung im Vergleich zu verbunden Standard-PPV. Andererseits zeigte die Verwendung eines längeren EIP einen signifikant niedrigeren PEEP, Pdriv und mittleren Atemwegsdruck (Pmean) zusammen mit einem höheren Crs bei Patienten, die mit einer tOLA-Strategie beatmet wurden. Es war jedoch kein Ziel der angesprochenen Arbeit, die Auswirkungen der EIP-Modifikation auf die Beatmungseffizienz, gemessen als Beziehung zwischen VDphys und TV (VDphys/TV), zu untersuchen, was die Forscher in dieser Arbeit ansprechen werden.

Die Forscher vermuten, dass eine Erhöhung des EIP im Zusammenhang mit einer tOLA die alveoläre Ventilation verbessern kann, indem das VDphys/TV-Verhältnis reduziert wird; mit anderen Worten, durch Reduzierung des Totvolumens. Um diese Hypothese zu testen, werden die Forscher Patienten untersuchen, die sich einer robotischen Bauchoperation unterziehen. Die Absicht der Untersucher ist es zu überprüfen, ob die potenziellen Vorteile im Zusammenhang mit der kombinierten Verwendung einer tOLA und einer längeren EIP bei dieser Art von Operation beobachtet werden, bei der das in den Bauch insufflierte Gas zusammen mit der Operationsposition (erzwungene Trendelenburg) bekannt ist Belüftungsbedingungen gefährden.

Methoden

Prospektive, gepaarte Studie mit konsekutiver Rekrutierung von Teilnehmern zur Durchführung in einem Lehrkrankenhaus der Tertiärversorgung (Hospital Universitario Virgen del Rocío). Die Genehmigung für diese Studie wird bei der lokalen Ethikkommission eingeholt. Die Rekrutierung erfolgt nach Verfügbarkeit der Ermittler.

Studienprotokoll. Nach der Standardüberwachung bei der Ankunft im Operationssaal werden die Teilnehmer mit intravenösem Midazolam 1-2 mg und Remifentanil-Infusion 0,03-0,05 leicht sediert µg/kg/min Die linke Radialarterie wird unter örtlicher Betäubung katheterisiert. Für die EIT-Überwachung wird das PulmoVista 500-System (Dräger, Lübeck, Deutschland) verwendet. Vier Interessenbereiche (ROI) werden als Quadranten eins bis vier definiert, entsprechend oben links und rechts (eins, zwei) und unten links und rechts (drei, vier). Globale und regionale Impedanzwellenformen werden kontinuierlich angezeigt. Die Verteilung der Beatmung nach ROI wird als regionaler Anteil der Gasverteilung relativ zur gesamten Lungenbeatmung ausgedrückt. Basisliniendaten werden bei vollem Bewusstsein mit einem Anteil von 0,21 an eingeatmetem Sauerstoff (FiO2) aufgezeichnet. Die Untersucher werden die Teilnehmer dann durch eine Gesichtsmaske für 5 min in spontaner Beatmung mit einem FIO2 von 0,8 und einem Frischgasfluss von 6 l/min präoxygenieren. Die Narkoseeinleitung wird mit Propofol (1-1,5 mg/kg PBW) und Rocuronium 0,8 mg/kg PBW durchgeführt, gefolgt von einer trachealen Intubation. Die Patienten werden über eine Primus-Anästhesiearbeitsstation (Drager, Telford, PA, USA) mit einem TV von 7 ml/kg PBW beatmet. Der verwendete Beatmungsmodus ist die Volumensteuerung, die ein Inspirations-Exspirations-Verhältnis von 1:2 und eine Atemfrequenz von 12–15 Atemzügen/min umfasst, um das CO2 am Ende der Exspiration zwischen 35 und 40 mmHg und einen anfänglichen PEEP von zu halten 5 cmH2O. Für alle Teilnehmer wird ein EIP von 10 % eingeplant. Während des gesamten Verfahrens wird ein Frischgasfluss von 0,5 bis 1 l/min mit einem FIO2 von 0,5 verwendet. Die Anästhesie wird mit Remifentanil 0,03 bis 0,05 µg/kg/min und Sevofluran mit einer alveolären Mindestkonzentration von 0,6 bis 0,8 aufrechterhalten, die an das Alter des Patienten angepasst wird, um einen Bispektralindex (BIS Quatro; Covidien Ilc, Mansfield, MA , USA) zwischen 40-60. Rocuronium wird verabreicht, um eine tiefe neuromuskuläre Blockade während der Studie zu gewährleisten, die durch neuromuskuläre Relaxation (TOF-watch®, Organon Ltd., Swords, Co. Dublin, Irland) überwacht wird. Alle Beatmungsparameter bleiben während der gesamten Studie stabil, mit Ausnahme von PEEP, der gemäß den Prinzipien von tOLA titriert wird, und EIP, das gemäß dem Studienprotokoll modifiziert wird (siehe Abschnitt „Arme und Interventionen“). Der Atemwegsdruck (Paw), der Ösophagusdruck (Pes) und der Gasfluss werden mit einem Fluxmed®-Monitor (MBMED, Buenos Aires, Argentinien) gemessen. Die Daten werden nach ordnungsgemäßer Kalibrierung der Durchfluss- und Drucksensoren auf einen Laptop heruntergeladen. Der Computer berechnet über die FluxView-Software (MBMED, Buenos Aires, Argentinien) automatisch die folgenden Parameter: alveoläre, Atemwegs- und physiologische Totvolumina (VDalv, VDaw bzw. VDphys) und ihre Werte in Bezug auf den TV. Der Atemwegswiderstand (Raw = Ppeak-Pplat/inspiratorischer Flow) wird ebenfalls aufgezeichnet, wobei Ppeak der Spitzendruck ist. Ein Pes-Messkatheter (MBMED, Buenos Aires, Argentinien) wird in der Mitte der Speiseröhre platziert. Seine Position wird mit der für mechanisch beatmete Patienten beschriebenen Okklusionsmethode überprüft35. Eine akzeptable Katheterposition wird gefunden, wenn das ΔPes/ΔPaw-Verhältnis nahe bei 1 liegt. Der transpulmonale Druck (PTP) wird als Differenz zwischen Paw und Pes berechnet. Der transpulmonale Antriebsdruck (PTPdriv) wird als endinspiratorischer transpulmonaler Druck (PTPei) minus endexspiratorischer transpulmonaler Druck (PTPee) berechnet. Lungenstress wird als PTPei definiert. Die Elastanz des Atmungssystems (Ers= Pplat-PEEP/TV) wird in seine Bestandteile Lunge (El=Plei-Plee/TV) und Brustwand (Ecw=Pesei-Pesee/TV) unterteilt. Die Anästhesie-Workstation wird zur kontinuierlichen Überwachung von Ppeak, Pplat, PEEP, Crs, FiO2 und CO2 am Ende der Exspiration verwendet. Für die Gasanalyse wird ein ABL90 FLEX PLUS-Gerät (Radiometer Medical, Kopenhagen, Dänemark) verwendet.

Studienablauf (ausführlich im Abschnitt Waffen und Interventionen):

Phase 1) Die Prüfärzte werden die Auswirkungen einer Änderung des EIP (10 bis 40 %) bei Patienten bewerten, die vor der Einrichtung eines chirurgischen Pneumoperitoneums unter einer tOLA-Strategie beatmet wurden.

Phase 2) Die Ermittler bewerten die Auswirkungen von Roboterbedingungen (Pneumoperitoneum + forcierte Trendelenburg) bei der Anwendung verschiedener EIPs (10 bis 40 %).

Die statistische Analyse wird vom Hauptforscher durchgeführt. Zur Datenanalyse wird die Statistiksoftware IBM SPSS Statistics for Windows, Version 24 (IBM Corp., Armonk, NY, USA) verwendet. Die Ermittler führen eine explorative Analyse der Daten durch, indem sie den Mittelwert ± Standardabweichung oder den Median mit Interquartilsabstand für quantitative Variablen verwenden und Prozentsätze für die Analyse qualitativer Variablen verwenden. Die Normalität der Datenverteilung wird mit dem Kolmogorov-Smirnov-Test oder mit dem Shapiro-Wilk-Test für Variablen mit weniger als 50 Datensätzen überprüft. Der Student's t-Test für gepaarte Stichproben wird verwendet, um das Verhalten der quantitativen Variablen zu verschiedenen Zeiten zu untersuchen (Vergleiche innerhalb der Gruppe).

Die Berechnung der Stichprobengröße wurde vom Hauptforscher unter Verwendung von Version 4.2 des Statistikprogramms EPIDAT (Generaldirektion für Innovation und öffentliches Gesundheitsmanagement des Gesundheitsrates der galizischen Regierung) durchgeführt. Die Stichprobengröße wurde auf der Grundlage der Daten aus früheren Arbeiten der Forscher berechnet, in denen die Forscher den Einfluss von EIP auf die Atemmechanik und die Verteilung von TV bei chirurgischen Patienten untersuchten, die unter einer tOLA-Strategie beatmet wurden (REF). Die Stichprobengröße wurde unter Annahme der Unterschiede in Crs geschätzt, wenn von einem EIP von 10 % bis 30 % (gepaarte Stichprobe) ausgegangen wurde. Zwischen beiden Interventionen ermittelten die Untersucher eine durchschnittliche Differenz von 17 ml/cm H2O. Die Stichprobengröße wurde berechnet, um eine Trennschärfe von 80 % zu erhalten, um Unterschiede im Kontrast der Nullhypothese h₀ zu erkennen: μ₁ = μ₂ unter Verwendung eines zweiseitigen Student-t-Tests für zwei verwandte Stichproben unter Berücksichtigung eines Signifikanzniveaus von 5 % und der Annahme die jeweilige Standardabweichung in jeder Gruppe. Unter Berücksichtigung eines erwarteten Prozentsatzes von Abbrechern von 20 % wurde die Stichprobengröße auf 17 Paare von untersuchten Versuchseinheiten geschätzt (17 Teilnehmer mit paarweiser Behandlung in der Stichprobe).