Luuston lihasten hapetus kriittisesti sairaissa

Johdanto

Kudosten hypoksian kesto ja vakavuus on yhdistetty lisääntyneeseen kuolleisuuteen. Riittävän hapensyötön (DO2) ylläpitäminen on välttämätöntä elinten toiminnan säilyttämiseksi, koska jatkuva alhainen DO2 johtaa elimen vajaatoimintaan ja kuolemaan. DO2 ei vaikuta hapenkulutukseen (VO2) ennen kuin se saavuttaa kriittisen alhaiset arvot (DO2crit), kun VO2 alkaa laskea. Alhaisille sydämen minuuttitiloilla (kardiogeeninen, hypovoleeminen ja obstruktiiviset sokkityypit), aneeminen ja hypoksemia on ominaista alentunut DO2, mutta säilynyt hapen poistosuhde (OER = DO2:n suhde VO2:een, VO2/DO2), joten DO2crit pysyy normaalina. Distributiivisessa shokissa hapenpoistokykyä muutetaan siten, että kriittistä hapenpoistosuhdetta tyypillisesti pienennetään. Nämä tilanteet liittyvät tyypillisesti kohonneeseen DO2-arvoon, ja VO2 voi tulla riippuvaiseksi DO2:sta, vaikka jälkimmäinen olisi normaali tai kohonnut. Nämä havainnot auttavat luonnehtimaan neljää pääasiallista verenkiertohäiriötyyppiä, mutta tämä luokittelu on hieman yksinkertaistettu, koska eri tyyppisiä vuorovaikutuksia voi esiintyä rinnakkain, erityisesti kardiogeenisessä sokissa. Rhodes et ai. raportoivat, että tulos oli suotuisampi septisilla potilailla, joiden VO2 nousi dobutamiinin annon jälkeen. DO2 lisääntyi myös eloonjääneiden määrässä. Toisaalta DO2 ei noussut potilailla, joiden VO2 ei noussut. Dobutamiinitestissä Rhodes et al. hemodynaamiseen vasteeseen vaikuttivat kardiovaskulaarinen varaus ja adrenoreseptorien stimulaatioaste lähtötilanteessa. Valitettavasti maailmanlaajuiset DO2- ja VO2-mittaukset eivät välttämättä ole tarpeeksi herkkiä ollakseen kliinisesti merkityksellisiä. He eivät ehkä pysty havaitsemaan alueellisia perfuusiopoikkeavuuksia, kuten splanchnisessa verenkierrossa.

Laskimon sekahappisaturaation (SvO2) mittausta keuhkovaltimosta käytetään VO2:n laskemiseen, ja sitä on suositeltu kudosten hapetuksen epäsuorana indeksinä ja ennusteen ennustajana kriittisesti sairailla potilailla. Keuhkovaltimon katetrointi on kallista, siihen liittyy luontaisia ​​riskejä ja sen hyödyllisyydestä keskustellaan edelleen. Ei ole yllättävää, että keskuslaskimon happisaturaation (ScvO2) seurantaa ehdotettiin yksinkertaisempana ja hakevampana maailmanlaajuisen DO2:n ja VO2:n suhteen arvioinnissa.

Lähi-infrapunaspektroskopia (NIRS) on tekniikka jatkuvaan, ei-invasiiviseen kudosten happisaturaation (StO2) monitorointiin. Pulssioksimetrian tavoin NIRS käyttää valon läpäisyn ja absorption periaatteita mittaamaan ei-invasiivisesti hapetetun hemoglobiinin ja alentuneen hemoglobiinin pitoisuuksia kudoksessa. NIRS tarjoaa paremman tunkeutumisen kudoksiin eikä tee eroa osastojen välillä. Siksi se tarjoaa maailmanlaajuisen arvion hapettumisesta kaikissa verisuoniosastoissa (valtimo, laskimo ja kapillaari) alleviivaavan kudoksen näytetilavuudessa. Olemme aiemmin osoittaneet, että lihaskudoksen happisaturaatio pysähtyneen iskemian aikana laskee hitaammin septisen shokin potilailla verrattuna potilaisiin, joilla on vaikea sepsis, paikallinen infektio ja terveet vapaaehtoiset. Tämä voi johtua mikroverenkierron tai aineenvaihdunnan muutoksista, ja luultavasti korreloi lihaskudoksen hapenkulutukseen. StO2:n laskun nopeus korreloi SOFA-pisteiden, norepinefriinin tarpeen ja plasman laktaattipitoisuuden kanssa. Kuten äskettäin kuvattiin, StO2 alleviivaavan kudoksen näytetilavuudessa riippuu in vivo kolmesta päätekijästä: oksihemoglobiinin pitoisuudesta, kapillaarien kerääntymisestä ja verisuonten koosta (vasodilataatio tai supistuminen). StO2:ta pysähtyneen iskemian aikana on sitten tarkasteltava näiden determinanttien valossa. StO2:n asteittainen lasku (kaltevuus) mansetin täytön aiheuttaman verisuonten tukkeutumisen jälkeen riippuu pääasiassa deoksihemoglobiinin pitoisuuden kasvusta ja arvioi kudosten hapenkulutusta ja vähemmässä määrin verisuonen rekrytoitumisesta. StO2:n nousu reperfuusion aikana (mansetin tyhjennys) voidaan analysoida virtauspaperien valossa iskemia/reperfuusiotestin aikana. Verisuonten laajeneminen iskemian jälkeen johtaa uusien verisuonten kerääntymiseen ja paikallisen verenkierron lisääntymiseen, mikä puolestaan ​​johtaa StO2:n nousuun. On edelleen epäselvää, kumpi kuvatuista muutoksista on vaikutusvaltaisempi, mutta tämä StO2-lisäys heijastaa maksimaalista paikallista DO2:ta mittaushetkellä. NIRS-signaalinkäsittelyn kehitys saattaa pystyä tarjoamaan kliinisesti tärkeän kudosten hemoglobiinikonsentraatioindeksin ja paikallisen hapenkulutuksen, kuten De Blasi et al. ovat osoittaneet. Tällainen indeksi voi auttaa selventämään mekanismeja, joilla StO2-signaali vaihtelee.

Tutkimuksemme tavoitteena oli tutkia luustolihasten happikinetiikkaa matalavirtaustilassa, joka johtuu kardiogeenisestä ja septisesta verenkierron vajaatoiminnasta, suhteuttaa se keskushermoston hemodynaamisiin muuttujiin ja lopputulokseen. Oletimme, että perus-StO2 voisi liittyä ScvO2:een, koska yläraajan lihasten läpi virtaava veri edistää merkittävästi virtaamista yläonttolaskimon läpi. Toinen hypoteesi oli, että luurankolihasten OER:n väheneminen ja lihasten hapenkulutuksen väheneminen ovat selvempiä potilailla, joilla on verenkierron vajaatoiminnan septinen komponentti sepsiksessä havaittujen mikroverenkierto- ja aineenvaihduntamuutosten vuoksi, mikä johtaa korkeampaan kuolleisuuteen.

MATERIAALIT JA MENETELMÄT

Potilaat Tutkimusprotokollan hyväksyi Slovenian kansallinen eettinen komitea, tietoinen suostumus saatiin kaikilta potilailta tai heidän sukulaisiltaan. Tutkimus tehtiin lokakuussa 2004 ja tammikuussa 2006. Alkuperäisen hemodynaamisen elvytyshoidon jälkeen kaikille teho-osastollemme otetuille potilaille tehtiin rintakehän ultraäänitutkimus. Potilaille, joilla oli primaarinen sydänsairaus, alhainen sydämen minuuttitilavuus ja joilla ei ole merkkejä hypovolemiasta, suoritettiin oikean sydämen katetrointi keuhkovaltimon kelluvalla katetrilla (PAFC) (Swan-Ganz CCOmboV CCO/SvO2/CEDV, Edwars Life Sciences, USA). hoitavan lääkärin päätös. Lisäyskohta vahvistettiin anturin aaltomuodolla, katetrin sisäänviennin pituudella ja keuhkojen röntgenkuvauksella. Kaikilla potilailla systeeminen valtimopaine mitattiin invasiivisesti käyttämällä radiaalista tai femoraalista valtimon katetrointia. Potilaat, joille oli asetettu PAFC ja joilla oli merkkejä matalasta virtauksesta (sydänindeksi alle 3,0 l/min/m2), otettiin mukaan tutkimukseemme. PAFC-tiedot laskettiin käyttämällä standardikaavaa.

Paikallinen infektio, vakava sepsis ja septinen sokki määriteltiin ACCP/SCCM-konsensuskonferenssin määritelmien (1992) mukaisesti. Kaikki potilaat saivat paikallisen infektion, vaikean sepsiksen ja septisen shokin tavanomaista hoitoa, mukaan lukien: lähteen hallinta, nesteinfuusio, katekoliamiini-infuusio, elinten vajaatoimintakorvaus- ja/tai tukihoito, intensiivinen verensokerin hallinta ja kortikosteroidikorvaushoito. Mekaanisesti ventiloidut potilaat rauhoitettiin midatsolaami- ja/tai propofoli-infuusiolla, eikä lamauttavia aineita käytetty.

Mitat

Luustolihasten happikinetiikka

Thenaar-lihaksen St02 mitattiin ei-invasiivisesti NIRS:llä (15 mm Probe, InSpectra™, Hutchinson Technology Inc., USA). Arvoja tarkkailtiin jatkuvasti ja ne tallennettiin tietokoneeseen käyttämällä InSpectra™-ohjelmistoa. StO2:ta tarkkailtiin ennen, sen aikana ja jälkeen olkavarren iskemia-reperfuusiotestiä (UIRT), joka standardisoitiin seuraavasti: nopea mansetin täyttö kyynärpään yläpuolella kohti 260 mmHg virtauksen pysäyttämiseksi ja StO2:n laskun aikaansaamiseksi 90 sekunniksi, mansetin tyhjennys jatkuva StO2:n nousun, ylityksen ja stabiloinnin mittaus. Mittaukset suoritettiin välittömästi PAFC:n asettamisen jälkeen (ensimmäisenä 24-72 tunnin aikana sisäänpääsyn jälkeen), toinen mittaus tehtiin 12-24 tuntia ensimmäisen mittauksen jälkeen, kolmas mittaus suoritettiin (vain jos potilas oli vielä elossa ja PAFC oli vielä asetettu) 48 tunnin kuluessa ensimmäisestä mittauksesta. Spontaanisti hengittävillä potilailla ja terveillä vapaaehtoisilla mittaukset suoritettiin 15 minuutin vuodelevon jälkeen välttäen lihasten supistuksia.

Kuvassa 1 on esitetty kaavamainen StO2-mittausviivapiirros UIRT:n aikana. Saatiin seuraavat parametrit: perus-StO2 (%): perus-StO2 ennen mansetin täyttöä (maksimaalinen sittenlihaksen StO2 löydettiin siirtämällä koetinta sitten ulkoneman yli); StO2-laskeuma mansetin aikana (∆downStO2) %/s); StO2:n nousu (∆upStO2) %/s) mansetin vapauttamisen jälkeen; overshootStO2 (%): maksimaalinen StO2 mansetin vapauttamisen jälkeen. Inspectra mittaa hemoglobiinipitoisuuden alleviivatun kudoksen näytetilavuudessa - Tissue Hemoglobin Index (THI). Lihasten THI:n keskiarvo ennen mansetin täyttämistä ja sen lopussa raportoitiin. Nämä tiedot saatiin automaattisesti käyttämällä Inspectra Analysis Program V2.0 -ohjelmaa (Hutchinson Technology Inc., USA), joka toimii MatLab 7.0:ssa (MathWorks Inc., USA). Arvio lihasten hapenkulutuksesta (mVO2Nirs) ja lihasten hapen poistumissuhde (mOER) laskettiin seuraavilla kaavoilla:

mVO2Nirs= ΔdownStO2 * THI* (-1), mOER(%)= (1- basalStO2/overshootStO2)* 100.

Sairauden vakavuus Sepsikseen liittyvä elinten vajaatoiminnan arviointi (SOFA-pisteet) laskettiin jokaisen mittauksen yhteydessä elimen toimintahäiriön tason arvioimiseksi. Dobutamiinin, norepinefriinin tarve edusti lääkeannosta Sto2-mittauksen aikana. Levosimendaania on käytetty, jos potilas sai lääkettä alle viikkoa ennen tutkimukseen ottamista. Aortansisäisen ilmapallopumpun käytöstä teho-osaston aikana on raportoitu.

Laboratorioanalyysi Veri otettiin yläonttolaskimosta noin 2 cm oikean eteisen yläpuolella ja keuhkovaltimossa suoritettiin kunkin StO2-mittauksen aikana ScvO2:n (%) ja SvO2:n (%) määrittämiseksi. Ottaen huomioon tunnetut ongelmat, jotka ilmenevät keuhkovaltimon näytteenotossa, mukaan lukien mahdollisuus kontaminoida valtimon veri keuhkokapillaariverellä, kaikki näytteet tältä paikalta otettiin yli 30 s, käyttäen matalan negatiivisen paineen tekniikkaa, eikä koskaan ilman ilmapalloa täytettynä. Molemmilta puolilta otettiin standarditilavuus 1 ml verta kuolleen tilan veren ja huuhtelunesteen poistamisen jälkeen. Kaikki mittaukset tehtiin käyttämällä kooksimetriä (RapidLab 1265, Bayer HealthCare, Saksa).

Plasman laktaattipitoisuus mitattiin käyttämällä entsymaattista kolorimetristä menetelmää (Lactate, Roche Diagnostics, Saksa) jokaisen StO2-mittauksen yhteydessä.

Tietojen analyysi StO2-käyrät analysoitiin Inspectra Analysis Program V2.0:lla. Lineaarista regressiota käytettiin ekstrapoloimaan Δdown- ja Δup-StO2:n nopeus UIRT:n aikana. Tiedot ilmaistiin mediaani ± standardipoikkeama (SD). Ei-parametrinen testi: Kolmogorov-Smirnovin, Wilcoxonin ja Fisherin tarkkaa testiä käytettiin (SPSS 10.0 for Windows™, SPSS Inc., USA). Korrelaation määrittämiseen käytettiin Spearman-korrelaatiotestiä. Lihaskudoksen StO2-muuttujien vertailemiseksi UIRT:n, ScvO2:n ja SvO2:n aikana: bias, mittausten välinen systeeminen ristiriita (kahden mittauksen keskimääräinen ero) ja tarkkuus, mittauksen satunnaisvirhe (biasin keskihajonta) laskettiin. Bland ja Altman asettivat sovitusrajat mielivaltaisesti biasiksi ± 2 SD. Selviytymiseen riippumattomasti liittyvien muuttujien määrittämiseksi käytettiin yksi- ja monimuuttujalogistista regressiota (Forward Stepwise (Todennäköisyyssuhde)). P-arvoa <0,05 (kaksisuuntainen) pidettiin tilastollisesti merkitsevänä.