Les effets de la kétamine sur la stimulation respiratoire et les pressions transpulmonaires
Les effets de la kétamine sous-anesthésique sur la stimulation respiratoire et les pressions transpulmonaires chez les patients gravement malades ventilés mécaniquement
L'altération de la perméabilité des voies respiratoires est une cause fréquente d'échec de l'extubation et les opioïdes et les hypnotiques peuvent nuire à la perméabilité des voies respiratoires. La kétamine, antagoniste non compétitif du N-méthyl-D-aspartate (NMDA), contrairement aux autres anesthésiques, active l'effort respiratoire et favorise la bronchodilatation. À une concentration plasmatique sous-anesthésique, la kétamine réduit à la fois les besoins en opioïdes et en propofol.
Le but de cet essai d'interaction pharmaco-physiologique est d'évaluer les effets de la kétamine sur la respiration et l'électroencéphalographie chez des patients ventilés mécaniquement.
Aperçu de l'étude
Statut
Intervention / Traitement
Description détaillée
Maintenir la perméabilité des voies respiratoires supérieures chez les patients sous sédation et anesthésiés est un défi, en particulier lorsque les patients sont prêts à être sevrés de la ventilation mécanique. L'essai de respiration spontanée (SBT) est utilisé pour accélérer le processus de sevrage, qui nécessite souvent la réduction et/ou l'arrêt des sédatifs et des analgésiques. Chez certains patients chirurgicaux, la réduction de ces médicaments peut entraîner une agitation associée à la douleur et une incapacité à effectuer des SBT, ce qui peut prolonger le besoin de ventilation mécanique. L'utilisation de médicaments à effet d'épargne narcotique et qui ne provoquent pas de dépression respiratoire peut permettre la réduction ou l'arrêt des agents qui dépriment la fonction respiratoire et facilitent par la suite l'extubation.
La kétamine est utilisée depuis de nombreuses années chez les patients gravement malades pour la sédation et l'analgésie. Cet antagoniste non compétitif du N-méthyl-D-aspartate (NMDA) est utilisé comme anesthésique et analgésique et il a été démontré qu'il réduit la consommation d'opioïdes et prévient le développement de la tolérance aux opioïdes. Contrairement aux autres anesthésiques, la kétamine active l'effort respiratoire et favorise la bronchodilatation. À une concentration plasmatique sous-anesthésique, la kétamine réduit à la fois les besoins en opioïdes et en propofol.
Le but de cet essai d'interaction pharmaco-physiologique est d'évaluer les effets de la kétamine à dose sous-anesthésique sur la respiration et l'électroencéphalographie. Les enquêteurs émettent l'hypothèse que le goutte-à-goutte de kétamine à un débit de perfusion sous-anesthésique (kétamine à faible dose de 5 à 10 mcg/kg/min) est associé à des effets de stimulation respiratoire et n'augmente pas de manière marquée la pression transpulmonaire chez les patients ventilés mécaniquement.
Le critère de jugement principal est la fonction respiratoire, évaluée par le débit inspiratoire de pointe, le volume courant, la fréquence respiratoire, le cycle d'utilisation et la ventilation minute mesurés 15 minutes avant le début de la perfusion de kétamine (pour servir de référence), à 60 minutes de perfusion de kétamine à 5 mcg/ kg/min, à 60 autres minutes de perfusion à 10 mcg/kg/min, moment auquel la perfusion est arrêtée pendant 3 heures pour une dernière série de mesures.
Type d'étude
Inscription (Réel)
Phase
- N'est pas applicable
Contacts et emplacements
Lieux d'étude
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Massachusetts
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Boston, Massachusetts, États-Unis, 02215
- Beth Israel Deaconess Medical Center
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Boston, Massachusetts, États-Unis, 02114
- Massachusetts General Hospital
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Critères de participation
Critère d'éligibilité
Âges éligibles pour étudier
Accepte les volontaires sains
La description
Critère d'intégration:
- Âge ≥ 18 ans admis aux soins intensifs nécessitant une ventilation mécanique
- Convient pour un essai de respiration spontanée
- Le candidat a reçu de la kétamine à faible dose par l'équipe de soins intensifs primaires
Critère d'exclusion:
- Blessure à l'œsophage
- Allergique à la kétamine
- Troubles neurodégénératifs connus
- Troubles neurologiques majeurs (PIC élevé)
Plan d'étude
Comment l'étude est-elle conçue ?
Détails de conception
- Objectif principal: Traitement
- Répartition: N / A
- Modèle interventionnel: Affectation à un seul groupe
- Masquage: Aucun (étiquette ouverte)
Armes et Interventions
Groupe de participants / Bras |
Intervention / Traitement |
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Expérimental: Cohorte
Patients adultes ventilés mécaniquement jugés éligibles pour un essai de respiration spontanée et candidats à recevoir de la kétamine sous-anesthésique par l'équipe de soins intensifs primaires.
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Goutte à goutte de kétamine à un débit de perfusion sous-anesthésique (kétamine à faible dose 5 - 10 mcg/kg/min)
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Que mesure l'étude ?
Principaux critères de jugement
Mesure des résultats |
Description de la mesure |
Délai |
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Inspiratory Airflow
Délai: During spontaneous breathing trials at baseline (prior to ketamine infusion), after 60 minutes of ketamine infusion at 5 mcg/kg/min, and after 60 minutes of ketamine infusion at 10 mcg/kg/min
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Inspiratory airflow measured during spontaneous breathing trials without ventilator support using a calibrated pneumotachometer connected to the ventilatory circuit.
Airflow signals were recorded along with airway and esophageal pressures and analyzed.
Inspiratory airflow represents the rate of air entering the lungs during inspiration and is reported in liters per second (L/s).
Higher values indicate greater inspiratory airflow during spontaneous breathing.
Measurements were obtained during brief spontaneous breathing trials performed at predefined study time points.
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During spontaneous breathing trials at baseline (prior to ketamine infusion), after 60 minutes of ketamine infusion at 5 mcg/kg/min, and after 60 minutes of ketamine infusion at 10 mcg/kg/min
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Mesures de résultats secondaires
Mesure des résultats |
Description de la mesure |
Délai |
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EEG Beta-gamma Power
Délai: Baseline (prior to ketamine infusion), after 60 minutes of ketamine infusion at 5 mcg/kg/min, and after 60 minutes of ketamine infusion at 10 mcg/kg/min.
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Electroencephalogram (EEG) power spectrum density was measured using four frontal electrodes with the SedLine monitor and analyzed using multitaper spectral methods.
Changes in beta-gamma power (19-44 Hz) were expressed in decibels (dB) relative to baseline using artifact-free ~3-minute segments at predefined time points.
The reported value represents the maximum increase in spectral power across the frequency range, capturing the strongest frequency-specific effect, which may be diluted by averaging across the band if central tendency is used.
This approach is standard in spectral analyses to detect peak effects and potential frequency shifts.
Power spectra are continuous functions and peak values are the dominant signal components because they represent the strongest oscillatory activity the brain could achieve in a predefined frequency range.
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Baseline (prior to ketamine infusion), after 60 minutes of ketamine infusion at 5 mcg/kg/min, and after 60 minutes of ketamine infusion at 10 mcg/kg/min.
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Minute Ventilation
Délai: During spontaneous breathing trials at baseline (prior to ketamine infusion), after 60 minutes of ketamine infusion at 5 mcg/kg/min, and after 60 minutes of ketamine infusion at 10 mcg/kg/min.
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Minute ventilation measured during spontaneous breathing trials without ventilator support using a calibrated pneumotachometer connected to the ventilatory circuit.
Minute ventilation represents the total volume of air inhaled or exhaled per minute and is calculated as tidal volume multiplied by respiratory rate.
Values are reported in liters per minute (L/min).
Higher values indicate greater overall ventilation during spontaneous breathing.
Measurements were derived from airflow recordings.
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During spontaneous breathing trials at baseline (prior to ketamine infusion), after 60 minutes of ketamine infusion at 5 mcg/kg/min, and after 60 minutes of ketamine infusion at 10 mcg/kg/min.
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Tidal Volume
Délai: During spontaneous breathing trials at baseline (prior to ketamine infusion), after 60 minutes of ketamine infusion at 5 mcg/kg/min, and after 60 minutes of ketamine infusion at 10 mcg/kg/min.
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Tidal volume measured during spontaneous breathing trials without ventilator support using a calibrated pneumotachometer connected to the ventilatory circuit.
Tidal volume represents the volume that enters the lungs during a single breath and is reported in liters (L).
Values were derived from airflow recordings analyzed using spirometry software.
Higher values indicate larger breath volumes during spontaneous breathing at the predefined study time points.
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During spontaneous breathing trials at baseline (prior to ketamine infusion), after 60 minutes of ketamine infusion at 5 mcg/kg/min, and after 60 minutes of ketamine infusion at 10 mcg/kg/min.
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Work of Breathing
Délai: During spontaneous breathing trials at baseline (prior to ketamine infusion), after 60 minutes of ketamine infusion at 5 mcg/kg/min, and after 60 minutes of ketamine infusion at 10 mcg/kg/min.
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Inspiratory work of breathing measured during spontaneous breathing trials using esophageal pressure (Pes) and tidal volume recordings.
Work of breathing was calculated from the area under the inspiratory limb of the esophageal pressure-volume loop for each breathing cycle.
Values were averaged across breaths during the recording period and normalized to tidal volume.
Work of breathing was expressed in joules per liter (J/L).
Higher values indicate greater mechanical effort required to inhale.
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During spontaneous breathing trials at baseline (prior to ketamine infusion), after 60 minutes of ketamine infusion at 5 mcg/kg/min, and after 60 minutes of ketamine infusion at 10 mcg/kg/min.
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Inspiratory Airway Resistance
Délai: During spontaneous breathing trials at baseline (prior to ketamine infusion), after 60 minutes of ketamine infusion at 5 mcg/kg/min, and after 60 minutes of ketamine infusion at 10 mcg/kg/min.
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Inspiratory airway resistance measured during spontaneous breathing trials using airway flow and esophageal pressure recordings.
Resistance was estimated using the Mead and Whittenberger method, calculated as (Pes - PesLR)/V̇, where Pes is esophageal pressure, PesLR is the pressure on the lung elastic recoil curve at the same tidal volume, and V̇ is airflow.
Measurements were made at an absolute tidal volume of 100 ml and averaged across breathing cycles during the recording period.
Values are reported in cmH2O/L/s.
Higher values indicate greater resistance to airflow during inspiration.
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During spontaneous breathing trials at baseline (prior to ketamine infusion), after 60 minutes of ketamine infusion at 5 mcg/kg/min, and after 60 minutes of ketamine infusion at 10 mcg/kg/min.
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Lung Compliance
Délai: During spontaneous breathing trials at baseline (prior to ketamine infusion), after 60 minutes of ketamine infusion at 5 mcg/kg/min, and after 60 minutes of ketamine infusion at 10 mcg/kg/min.
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Lung compliance measured during spontaneous breathing trials using tidal volume and esophageal pressure recordings.
Compliance was calculated as the change in tidal volume divided by the change in esophageal pressure (ΔVT/ΔPes) measured between zero-flow states at the beginning and end of inspiration.
Values represent respiratory system compliance and are reported in milliliters per centimeter of water pressure (mL/cmH2O).
Higher values indicate greater lung compliance, reflecting a larger volume change for a given pressure change.
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During spontaneous breathing trials at baseline (prior to ketamine infusion), after 60 minutes of ketamine infusion at 5 mcg/kg/min, and after 60 minutes of ketamine infusion at 10 mcg/kg/min.
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Collaborateurs et enquêteurs
Parrainer
Collaborateurs
Les enquêteurs
- Directeur d'études: Matthias Eikermann, MD, PhD, Beth Israel Deaconess Medical Center
- Chercheur principal: Lorenzo Berra, MD, Massachusetts General Hospital
Publications et liens utiles
Publications générales
- Eikermann M, Grosse-Sundrup M, Zaremba S, Henry ME, Bittner EA, Hoffmann U, Chamberlin NL. Ketamine activates breathing and abolishes the coupling between loss of consciousness and upper airway dilator muscle dysfunction. Anesthesiology. 2012 Jan;116(1):35-46. doi: 10.1097/ALN.0b013e31823d010a.
- Esteban A, Frutos F, Tobin MJ, Alia I, Solsona JF, Valverdu I, Fernandez R, de la Cal MA, Benito S, Tomas R, et al. A comparison of four methods of weaning patients from mechanical ventilation. Spanish Lung Failure Collaborative Group. N Engl J Med. 1995 Feb 9;332(6):345-50. doi: 10.1056/NEJM199502093320601.
- Menigaux C, Fletcher D, Dupont X, Guignard B, Guirimand F, Chauvin M. The benefits of intraoperative small-dose ketamine on postoperative pain after anterior cruciate ligament repair. Anesth Analg. 2000 Jan;90(1):129-35. doi: 10.1097/00000539-200001000-00029.
- Hirota K, Hashimoto Y, Sakai T, Sato T, Ishihara H, Matsuki A. In vivo spasmolytic effect of ketamine and adrenaline on histamine-induced airway constriction. Direct visualization method with a superfine fibreoptic bronchoscope. Acta Anaesthesiol Scand. 1998 Feb;42(2):184-8. doi: 10.1111/j.1399-6576.1998.tb05106.x.
- Morel DR, Forster A, Gemperle M. Noninvasive evaluation of breathing pattern and thoraco-abdominal motion following the infusion of ketamine or droperidol in humans. Anesthesiology. 1986 Oct;65(4):392-8. doi: 10.1097/00000542-198610000-00008.
- Kissin I, Bright CA, Bradley EL Jr. The effect of ketamine on opioid-induced acute tolerance: can it explain reduction of opioid consumption with ketamine-opioid analgesic combinations? Anesth Analg. 2000 Dec;91(6):1483-8. doi: 10.1097/00000539-200012000-00035.
Dates d'enregistrement des études
Dates principales de l'étude
Début de l'étude
Achèvement primaire (Réel)
Achèvement de l'étude (Réel)
Dates d'inscription aux études
Première soumission
Première soumission répondant aux critères de contrôle qualité
Première publication (Estimé)
Mises à jour des dossiers d'étude
Dernière mise à jour publiée (Réel)
Dernière mise à jour soumise répondant aux critères de contrôle qualité
Dernière vérification
Plus d'information
Termes liés à cette étude
Mots clés
Termes MeSH pertinents supplémentaires
- Maladies des voies respiratoires
- Troubles respiratoires
- Insuffisance respiratoire
- Effets physiologiques des médicaments
- Agents neurotransmetteurs
- Mécanismes moléculaires de l'action pharmacologique
- Dépresseurs du système nerveux central
- Agents du système nerveux périphérique
- Analgésiques
- Agents du système sensoriel
- Anesthésiques, Dissociatif
- Anesthésiques intraveineux
- Anesthésiques, général
- Anesthésiques
- Antagonistes des acides aminés excitateurs
- Agents d'acides aminés excitateurs
- Kétamine
Autres numéros d'identification d'étude
- 2013P001690
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