Atemgase bei Patienten nach einer Herzoperation (REGAPS)

Das kardiovaskuläre System von Patienten, die sich einer größeren Herzoperation unterziehen, kann während der unmittelbaren postoperativen Phase instabil sein. Die Kerninterventionen, die als Teil des routinemäßigen kardiothorakalen ICU-Managements solcher Patienten eingesetzt werden, umfassen die Verabreichung von Flüssigkeiten und Blut, Herzschrittmacher und inotrope Unterstützung. Alle diese Therapien können durch die Kenntnis des Herzzeitvolumens und der gemischten venösen Sauerstoffsättigung (SvO2) des Patienten geleitet werden. Lungenarterienkatheter bieten einen invasiven Ansatz, der die Messung von SvO2 (durch Blutentnahme) und des Herzzeitvolumens (durch Thermodilution) ermöglicht.

Für jeden einzelnen Patienten gibt es immer einen Kompromiss zwischen den Risiken der Platzierung eines Pulmonalarterienkatheters und den Vorteilen, die er bei der Behandlung von Patienten mit möglicherweise instabilem kardiovaskulärem Status bringt. Das Hauptziel dieser Studie ist es zu untersuchen, ob die kontinuierliche Messung des Atemgasaustauschs in Verbindung mit kleinen (klinisch unbedeutenden), vorübergehenden Schwankungen des eingeatmeten Sauerstoffs und des alveolären Kohlendioxids zur Berechnung der gemischten venösen Oxygenierung und des Herzzeitvolumens ohne Pulmonalarterie verwendet werden kann Katheterisierung. Wenn dies der Fall ist, könnte dies die Grundlage für einen nicht-invasiven Ansatz bilden, mit dem Schätzungen dieser Parameter bei Patienten erhalten werden können, bei denen die Vorteile einer Platzierung eines Pulmonalarterienkatheters die Risiken nicht überwiegen.

Um die gemischte venöse Oxygenierung und das Herzzeitvolumen zu kennen, muss diese Studie an Patienten durchgeführt werden, die sich im Rahmen ihrer klinischen Standardbehandlung einer Pulmonalarterienkatheterisierung unterziehen. In Bezug darauf finden im Vereinigten Königreich jedes Jahr etwa 34.000 größere Herzoperationen statt. Größere Operationen in diesem Zusammenhang beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf Koronararterien-Bypasstransplantation (CABG), Klappenersatz oder -reparatur und Reparatur oder Rekonstruktion der proximalen Aorta. Nach der Operation werden diese Patienten ausnahmslos auf einer kardiothorakalen Intensivstation (CTICU) zum Zwecke einer engmaschigen kardiorespiratorischen Überwachung und Intervention aufgenommen. Viele der Patienten, die in der postoperativen Phase in die CTICU aufgenommen werden, benötigen eine Überwachung des Herzzeitvolumens sowie eine SvO2-Messung. Um dies zu erleichtern, werden perioperativ Pulmonalarterienkatheter (PA) eingeführt. Zu den Standardoperationsverfahren in unserem CTICU gehören die gemischte venöse Probenahme für die kontinuierliche gemischte venöse Oximetrie und die moderne Thermodilution über einen beheizten Katheter für die Messung des Herzzeitvolumens. Arterielle Blutgasproben werden ungefähr jede Stunde entnommen, während der Patient mechanisch beatmet wird.

Wenn Messungen des Atemgasaustausches zur Schätzung des Herzzeitvolumens und des SvO2 verwendet werden können, müssen sie sehr genau sein. Die Möglichkeit, Messungen mit der erforderlichen Genauigkeit zu erhalten, ergab sich aus der Entwicklung einer Technologie, die den Gasaustausch mithilfe der Laserabsorptionsspektroskopie misst: dem Optical Gas Analyzer (OGA).

Das vorhergesagte Herzzeitvolumen und die gemischte venöse Oxygenierung werden aus den Gasaustauschmessungen durch nichtlineare Regression erhalten. Bei diesem Verfahren handelt es sich um ein Computermodell der Lunge und des Kreislaufs, das bei bestimmten physiologischen Parameterwerten und einem gesamten Atemgasfluss die Atemgasflüsse für Sauerstoff, Kohlendioxid und Stickstoff berechnen kann. Der Prozess der nichtlinearen Regression wird schrittweise verwendet, um die physiologischen Parameterwerte des Modells anzupassen, bis die berechneten Atmungsgasflüsse aus dem Modell eng mit den mit dem OGA gemessenen übereinstimmen. Die Parameter des Modells liefern dann das Herzzeitvolumen und SvO2.

Unter Vergleichsgesichtspunkten gilt die Thermodilution mittels Pulmonalarterienkatheter im Allgemeinen als „praktischer“ Goldstandard für die Messung des Herzzeitvolumens in der klinischen Praxis. Diese Messungen sind im Rahmen der klinischen Standardversorgung über den Pulmonalarterienkatheter verfügbar. Der direkte Fick-Ansatz ist jedoch wirklich der wahre Goldstandard für die Messung des Herzzeitvolumens. Dazu werden der gemischte venöse Sauerstoffgehalt (aus dem Pulmonalarterienkatheter), der arterielle Sauerstoffgehalt (aus arteriellen Blutgasmessungen) und der Sauerstoffverbrauch des Patienten benötigt. Die letzte dieser Messungen ist klinisch nicht verfügbar, und dies macht die direkte Fick-Methode für Anwendungen in der klinischen Standardversorgung unpraktisch. Bemerkenswerterweise wird die OGA diese Messung liefern, sodass auch in dieser Studie eine Berechnung des Herzzeitvolumens nach dem direkten Fick-Ansatz möglich sein sollte.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein besseres Verständnis der kardiorespiratorischen Veränderungen, die bei Patienten nach einer Herzoperation auftreten, die sich einer mechanischen Beatmung unterziehen, künftigen Studien helfen wird, die darauf abzielen, festzustellen, wie verschiedene Therapieformen am besten gesteuert werden können. Dies wird hoffentlich zu einer besseren medizinischen Versorgung und besseren Ergebnissen in dieser Patientengruppe führen.