Transkutaanisen hiilidioksidin seuranta vastasyntyneillä, jotka saavat terapeuttisen hypotermian vastasyntyneen enkefalopatian vuoksi

Neonataalinen enkefalopatia (NE) vaikuttaa kolmeen vauvaan 1000 elävänä syntynyttä lasta kohden vuosittain ja voi johtaa kuolemaan tai pysyvään neurologiseen vajaatoimintaan. Terapeuttisen hypotermian (33,5 oC) (TH) on selvästi osoitettu vähentävän kuolleisuutta ja haitallisia hermoston kehitystuloksia potilailla, joilla on kohtalainen tai vaikea NE. Kuitenkin jopa hypotermian yhteydessä lähes puolet NE-vauvoista on vaarassa kuolla tai vakavasti vammautua. Näiden vastasyntyneiden tehohoidon optimointi voi ehkäistä vamman etenemistä ja parantaa entisestään hermoston kehitystuloksia.

Useat analyysit osoittivat hypokarbian suuren osuuden (6 - 89 %) synnytyksen jälkeisen elämän ensimmäisten tuntien aikana, mikä johtui mahdollisesti metabolisen asidoosin aiheuttamasta voimakkaasta hengitysponnistuksesta ja hypotermiahoidosta, joka vähentää aineenvaihduntaa 20 - 30 %. Lisäksi useat tutkimukset ovat osoittaneet yhteyden hypokarbian ja lisääntyneen haitallisen hermoston kehityksen riskin välillä vauvoilla, joilla on NE. Hypokarbia voi pahentaa aivovaurioita useiden mekanismien kautta. Hypokarbia liittyi tuman DNA-fragmentoitumiseen aivokuoressa, kalvon lipidiperoksidaatioon ja lisääntyneeseen hermosolujen kiihottumiseen eläinmalleissa.

On hyvin todettu, että hiilidioksidi on yksi tehokkaimmista aivoverenkierron (CBF) säätelijöistä, sillä hyperkarbia aiheuttaa aivojen verisuonten laajentumista ja lisää aivoverenkiertoa 1-2 ml/100g/minuutti per 1 mmHg PaCO2:ssa, kun taas hypokarbia aiheuttaa aivojen vasokonstriktiota. PaCO2:n vähentäminen 20-25 mmHg:iin vähentää CBF:tä 40-50 %.

Hypokarbia voi heikentää hapen saantia entisestään aivojen vasokonstriktion ja oksihemoglobiinikäyrän siirtymän vasemmalle vuoksi.

On tiedetty jo vuosikymmeniä, että hypokarbia liittyy periventrikulaariseen leukomalasiaan ja/tai aivohalvaukseen keskosilla. Tukeneneiden vastasyntyneiden sekundaarinen analyysi maamerkkien CoolCap- ja NICHD-hypotermiatutkimuksista osoitti, että hypokarbialla on annosriippuvainen vaikutus pitkän aikavälin hermoston kehitykseen. Sekä minimi- että kumulatiivinen altistuminen PCO2:lle alle 35 mmHg ensimmäisen 12 tunnin aikana lisäsi kuoleman riskiä ja haitallisia hermoston kehitystuloksia NICHD-tutkimuksen toissijaisessa analyysissä. Tämän mukaisesti CoolCap-tutkimuksen post-hoc-analyysi osoitti, että epäsuotuisan lopputuloksen todennäköisyys lisääntyi annosriippuvaisesti PCO2:n alenemisen myötä pikkulapsilla, joilla oli kohtalainen ja vaikea NE. Lisäksi äskettäinen retrospektiivinen tutkimus raportoi myös yhteyden ensimmäisten 4 elinpäivän hypokarbian ja aivovaurion välillä magneettikuvauksessa. Johdonmukaiset havainnot hypokarbian ja haittavaikutusten välisestä yhteydestä viittaavat siihen, että hiilidioksidin vaihdon tarkka seuranta ja hypokarbian välttäminen on erittäin tärkeää tässä haavoittuvaisessa potilaspopulaatiossa.

Valtimoverikaasuanalyysillä, happo-emäs-homeostaasin hengityskomponenttien seurannan kultastandardilla, on ilmeisiä rajoituksia, jotka estävät sen jatkuvan käytön seuraamaan dynaamisesti muuttuvaa PCO2-tasoa. Lisäksi toistuvat valtimonäytteet voivat johtaa merkittävään verenhukkaan ja lisääntyneeseen bakteremian riskiin.

Vaihtoehtoisia, ei-invasiivisia seurantatekniikoita on kehitetty mittaamaan jatkuvasti PCO2-trendejä. Hiilidioksidipaineen transkutaaninen mittaus on yleisimmin käytetty ei-invasiivinen CO2-seurantajärjestelmä vastasyntyneiden tehohoidossa, ja useat tutkimukset osoittivat hyvän yhteensopivuuden verinäytteiden PCO2:n ja keskosten tcPCO2:n välillä.

Kliinisissä olosuhteissa tcPCO2-mittaukseen vaikuttavat monet tekijät, ja sitä on käytettävä pikemminkin trendinä kuin absoluuttisena lukuna. Kliiniset sairaudet, kuten sokista tai asidoosista johtuva hypoperfuusio, ihonalaisten kudosten turvotus, vasoaktiivisten aineiden aiheuttama vasokonstriktio tai alempi kehon lämpötila, voivat muuttaa tcPCO2-mittausta.

Yli- ja aliarvioinnit voivat tapahtua tcPCO2-mittausten äärimmäisen korkealla ja matalalla alueella.

Laitteen anturi lämpenee vakiolämpötilaan, mikä johtaa kapillaarien hyperperfuusioon ja ihon aineenvaihduntanopeuden nousuun noin 4-5 % jokaista celsiusastetta kohden, minkä seurauksena kaasun liukoisuus ja diffuusio paranevat. Anturi laskee PCO2:n sähkökemiallisesti muuttamalla elektrolyyttiliuoksen pH:ta. Kun lämpötila on korjattu 37 oC:seen, laite antaa arvion ihon pinnan CO2:sta. Anturin korkeampi lämpötila saattaa liittyä parempaan korrelaatioon, mutta se voi myös lisätä lämpövaurion riskiä.

Lisäksi tcPCO2:ta suositellaan kaikille potilaille, joilla on terapeuttinen hypotermia, jos potilas saa hengitystukea. Tässä tutkimuksessa tavoitteenamme on mitata PCO2:ta jatkuvasti imeväisillä, jotka saavat TH:tä hengitystuen kanssa tai ilman, jotta voidaan arvioida sen toteutettavuutta jäähdytetyillä vauvoilla.

Kuten yllä on kuvattu, muutokset pCO2:ssa vaikuttavat aivojen perfuusioon. Siksi on tärkeää analysoida aivojen hapettumista ja aineenvaihduntaa PCO2-trendien yhteydellä. Jatkuvaa aivojen alueellista happisaturaation (CrSO2) seurantaa on jo käytetty rutiininomaisesti NE-vauvojen tehohoidossa käyttämällä lähiinfrapunaspektroskopiaa (NIRS). NIRS on ei-invasiivinen työkalu, jolla voidaan mitata muutoksia aivokudoksen hapettuneessa, hapettomassa ja kokonaishemoglobiinissa, josta aivojen alueellinen happisaturaatio voidaan johtaa aivojen hapenkulutuksen korvikkeena. Merkittävä positiivinen korrelaatio havaittiin transkutaanisten PCO2-tasojen ja kudosten hapetusindeksin välillä keskosilla. Tämän mukaisesti akuutti nousu tidal CO2:ssa (etCO2) liittyi aivojen hapetuksen lisääntymiseen, kun taas akuutti lasku liittyi aivojen hapettumisen vähenemiseen. tcPCO2:ta ja etCO2:ta käytettiin PCO2:n korvikemarkkerina.

Vaikka jatkuva CO2-seuranta olisi toivottavaa tässä potilaspopulaatiossa, tcPCO2-tekniikkaa ei ole tähän mennessä arvioitu systemaattisesti tai käytetty rutiininomaisesti TH:tä saavien vastasyntyneiden enkefalopatiaa sairastavien lasten tehohoidossa. Jatkuva seuranta voi auttaa välttämään PCO2:n äärimmäisiä tasoja ja vaihtelua, ja se voi parantaa tehohoitoa ja NE-vauvojen pitkän aikavälin tuloksia. Aivojen hapetuksen seuranta käyttämällä NIRS:ää yhdessä tcPCO2-mittausten kanssa voi olla hyödyllistä imeväisille, joilla on NE, ja auttaa ymmärtämään autoregulaation patofysiologiaa tässä tietyssä potilaspopulaatiossa.