Objetivos de oxigenación en pacientes de cirugía cardíaca: un estudio de antes y después

Antecedentes El oxígeno es esencial para la vida y la oxigenoterapia suplementaria se administra de forma rutinaria durante la cirugía para evitar una hipoxemia potencialmente mortal. La oxigenoterapia suplementaria a menudo se administra como una fracción alta y fija de oxígeno inspirado (FiO2) que oscila entre 0,60 y 1,00. Como consecuencia, la presión parcial de oxígeno arterial (PaO2) a menudo supera los niveles normales. Cada vez hay más evidencia de daño potencial con la oxigenoterapia administrada liberalmente. Por lo tanto, los regímenes estándar para la oxigenoterapia durante la cirugía deben investigarse más a fondo.

El propósito del estudio es evaluar si es factible un régimen de oxigenoterapia dirigido a niveles normales de PaO2 durante la cirugía cardíaca electiva con uso de circulación extracorpórea (CEC) y en el primer día postoperatorio en la unidad de cuidados intensivos (UCI). Además, se evaluarán los cambios metabólicos en el condensado del aire exhalado y en la sangre arterial recolectada antes de la cirugía, antes y después de la CEC, el primer día postoperatorio en la UCI y el tercer día postoperatorio en la sala de operaciones.

Diseño del estudio El diseño del estudio es un estudio de antes y después en pacientes programados para cirugía cardíaca electiva, ya sea un injerto de derivación de arteria coronaria o reemplazo de válvula o una combinación de ambos. Los primeros 25 pacientes seguirán nuestro régimen institucional estándar de oxigenoterapia suplementaria; es decir, una FiO2 mínima de 0,60 durante la ventilación mecánica y al menos 3 litros de oxígeno por minuto después del destete del ventilador en la UCI. Posteriormente, otros 25 pacientes recibirán oxigenoterapia suplementaria para alcanzar una PaO2 normal definida como 10-12 kPa (75-120 mmHg) durante la cirugía y en la UCI.

Los condensados ​​del aliento exhalado se recolectarán a través de una boquilla durante la respiración espontánea antes de la cirugía, el primer y tercer día postoperatorio, mientras que los condensados ​​se recolectarán a través del tubo traqueal durante la ventilación mecánica. Las muestras de sangre arterial se recogerán simultáneamente. Los condensados ​​del aliento exhalado y las muestras de suero se dividirán en alícuotas y se almacenarán en un congelador a -80 grados centígrados hasta los análisis finales después de que se hayan incluido todos los pacientes.

Los cambios metabólicos en los condensados ​​del aliento exhalado y en las muestras de suero se analizarán mediante espectroscopia de resonancia magnética nuclear (NMR) y espectrometría de masas (MS). Los espectros darán una instantánea de todos los metabolitos en una muestra determinada y aclararán los cambios en los perfiles metabólicos en respuesta a la exposición al oxígeno.

Hipótesis La hipótesis es que el objetivo de oxigenación es factible y que cambiar la oxigenoterapia suplementaria a un objetivo de oxigenación dentro del rango normal reducirá la FiO2 y, por lo tanto, la relación PaO2/FiO2.

Resultados El resultado primario es la relación PaO2/FiO2 en el tercer día posoperatorio. Los resultados secundarios serán los cambios en los perfiles metabólicos en los condensados ​​del aliento exhalado y las muestras de suero, los cambios en los parámetros de oxigenación, la PaO2 y la saturación de oxígeno, los cambios en el tiempo hasta el retiro del ventilador en la UCI, los cambios en la FiO2 y en la oxigenoterapia suplementaria después del retiro del ventilador. ventilador, y cambios en las complicaciones postoperatorias definidas como neumonía, arritmias, reoperación y reingreso a la UCI.

Análisis estadísticos Este es un estudio piloto siendo un estudio de factibilidad antes y después. Con base en datos institucionales se realiza un cálculo de potencia estimando un aumento en la relación PaO2/FiO2 de 30 ± 7 kPa con el régimen estándar de oxigenoterapia a 36 ± 7 kPa con un enfoque de oxigenación dirigida y con un alfa de 0,05 y un poder del 80% (1-beta), se necesitan 23 pacientes en cada grupo. Para cubrir las deserciones en un total de 50 pacientes, se reclutarán 25 pacientes en cada grupo.

Se evaluará la normalidad de los datos. Las variables con distribución normal continua se compararán mediante pruebas t de Student y se informarán como media y desviación estándar, mientras que los datos que no se distribuyan normalmente se compararán mediante pruebas de suma de rangos de Wilcoxon y se informarán como mediana y rango intercuartílico. Todos los análisis se realizarán utilizando Stata (Metrika Consulting AB, Estocolmo, Suecia), Matlab.

La composición de la metabolómica se comparará mediante análisis multivariable. Para el análisis multivariado se realizarán varios análisis no supervisados ​​y supervisados ​​en software Matlab (The MathWorks Inc., Natick, Estados Unidos) y Python (Python Software Foundation, Delaware, Estados Unidos) con scripts propios. El análisis de componentes principales se utilizará para obtener una perspectiva preliminar de los datos, para detectar valores atípicos y detectar grupos. Eventualmente, se emplearán análisis discriminantes de mínimos cuadrados parciales (PLS-DA) acoplados a diferentes algoritmos de selección de vv rs para realizar la reducción de datos y la clasificación de los tratamientos. A efectos de validación, se aplicará el método de validación cruzada de las persianas venecianas.

Ética Los pacientes serán incluidos después de obtener un contenido firmado informado. FiO2 de 0,60 se administra de forma rutinaria a pacientes sometidos a cirugía cardíaca con CEC en el Hospital Universitario de Aalborg. Se considera seguro apuntar a un nivel fisiológico de PaO2 entre 10 y 12 kPa. Los pacientes que se someten a cirugía cardíaca se monitorean al máximo de forma rutinaria durante la cirugía y en la UCI. El anestesista cardíaco a cargo puede cargar el objetivo de PaO2 en cualquier momento.

La recogida del condensado del aire exhalado es indolora y sin molestias para el paciente. La toma de muestra de sangre arterial al tercer día postoperatorio será realizada por un anestesista cardiaco con experiencia en este procedimiento, quien aplicará una analgesia subcutánea con Lidocaína al 1% previo a la punción y evitando así el dolor durante el procedimiento. Posteriormente, se realizará una compresión manual durante 2 minutos para minimizar el riesgo de hematoma. En total, se recolectan cuatro muestras de sangre adicionales para la metabolómica y un análisis adicional de gases en sangre. La cantidad total de sangre extraída en el estudio es de 12,5 ml.

Todos los demás procedimientos y tratamientos siguen los regímenes estándar.