Cibles d'oxygénation chez les patients en chirurgie cardiaque - une étude avant-après

Contexte L'oxygène est essentiel à la vie et une oxygénothérapie supplémentaire est régulièrement administrée pendant la chirurgie pour éviter une hypoxémie potentiellement mortelle. L'oxygénothérapie supplémentaire est souvent administrée sous la forme d'une fraction élevée et fixe d'oxygène inspiré (FiO2) allant de 0,60 à 1,00. En conséquence, la pression partielle d'oxygène artériel (PaO2) dépasse souvent les niveaux normaux. Il y a de plus en plus de preuves de dommages potentiels avec l'oxygénothérapie libérale administrée. Par conséquent, les régimes standard d'oxygénothérapie pendant la chirurgie doivent être étudiés plus avant.

Le but de l'étude est d'évaluer si un régime d'oxygénothérapie ciblant des niveaux normaux de PaO2 pendant la chirurgie cardiaque élective avec utilisation de la circulation extracorporelle (PCB) et dans le premier jour postopératoire dans l'unité de soins intensifs (USI) est faisable. De plus, les changements métaboliques dans le condensat expiré et dans le sang artériel prélevé avant la chirurgie, avant et après la CPB, le premier jour postopératoire à l'USI et le troisième jour postopératoire au service chirurgical seront évalués.

Conception de l'étude La conception de l'étude est une étude avant-après chez des patients devant subir une chirurgie cardiaque élective, soit un pontage aortocoronarien ou un remplacement valvulaire ou une combinaison des deux. Les 25 premiers patients suivront dans notre établissement le régime standard d'oxygénothérapie complémentaire ; soit une FiO2 minimale de 0,60 pendant la ventilation mécanique et au moins 3 litres d'oxygène par minute après le sevrage du ventilateur en réanimation. Par la suite, 25 autres patients recevront une oxygénothérapie supplémentaire pour atteindre une PaO2 normale définie comme 10-12 kPa (75-120 mmHg) pendant la chirurgie et aux soins intensifs.

Les condensats expirés seront collectés via un embout buccal lors de la respiration spontanée avant la chirurgie, le premier et le troisième jour postopératoire, tandis que les condensats seront collectés via le tube trachéal lors de la ventilation mécanique. Des échantillons de sang artériel seront prélevés simultanément. Les condensats d'haleine expirés et les échantillons de sérum seront divisés en aliquotes et conservés dans un congélateur à -80 degrés Celsius jusqu'aux analyses finales après l'inclusion de tous les patients.

Les changements métaboliques dans les condensats expirés et dans les échantillons de sérum seront analysés à l'aide de la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire (RMN) et de la spectrométrie de masse (MS). Les spectres donneront un instantané de tous les métabolites dans un échantillon donné et élucideront les changements dans les profils métaboliques en réponse aux expositions à l'oxygène.

Hypothèse L'hypothèse est que le ciblage de l'oxygénation est faisable et que le passage de l'oxygénothérapie complémentaire à un ciblage de l'oxygénation dans la plage normale réduira la FiO2 et donc le rapport PaO2/FiO2.

Critères de jugement Le critère de jugement principal est le rapport PaO2/FiO2 au troisième jour postopératoire. Les critères de jugement secondaires seront les modifications des profils métaboliques dans les condensats expirés et les échantillons de sérum, les modifications des paramètres d'oxygénation, la PaO2 et la saturation en oxygène, les modifications du délai de sevrage du ventilateur dans l'unité de soins intensifs, les modifications de la FiO2 et de l'oxygénothérapie supplémentaire après le sevrage du ventilateur. ventilateur et les changements dans les complications postopératoires définies comme la pneumonie, les arythmies, la ré-opération et la réadmission aux soins intensifs.

Analyses statistiques Il s'agit d'une étude pilote étant une étude de faisabilité avant-après. Sur la base de données institutionnelles, un calcul de puissance est effectué en estimant une augmentation du rapport PaO2/FiO2 de 30 ± 7 kPa avec le régime standard d'oxygénothérapie à 36 ± 7 kPa avec une approche de ciblage d'oxygénation et avec un alpha de 0,05 et un puissance de 80 % (1-bêta), 23 patients sont nécessaires dans chaque groupe. Pour couvrir les abandons au total de 50 patients, 25 patients dans chaque groupe, seront recrutés.

Les données seront évaluées pour la normalité. Les variables continues normalement distribuées seront comparées à l'aide de tests t de Student et rapportées sous forme de moyenne et d'écart type, tandis que les données non distribuées normalement seront comparées à l'aide de tests de somme de rang de Wilcoxon et rapportées sous forme de médiane et d'intervalle interquartile. Toutes les analyses seront effectuées en utilisant Stata (Metrika Consulting AB, Stockholm, Suède), Matlab.

La composition de la métabolomique sera comparée par analyse multivariée. Pour l'analyse multivariée, diverses analyses non supervisées et supervisées seront réalisées dans les logiciels Matlab (The MathWorks Inc., Natick, États-Unis) et Python (Python Software Foundation, Delaware, États-Unis) avec des scripts maison. L'analyse en composantes principales sera utilisée pour obtenir une vision préliminaire des données, pour dépister les valeurs aberrantes et détecter les grappes. A terme, des analyses discriminantes des moindres carrés partiels (PLS-DA) couplées à différents algorithmes de sélection vv rs seront utilisées pour effectuer la réduction des données et la classification des traitements. À des fins de validation, l'approche de validation croisée Stores vénitiens sera appliquée.

Éthique Les patients seront inclus après l'obtention d'un contenu informé et signé. Une FiO2 de 0,60 est administrée systématiquement aux patients subissant une chirurgie cardiaque avec CPB à l'hôpital universitaire d'Aalborg. Viser un niveau de PaO2 physiologique entre 10 et 12 kPa est considéré comme sûr. Les patients subissant une chirurgie cardiaque sont systématiquement surveillés au maximum pendant la chirurgie et à l'USI. L'anesthésiste cardiaque responsable peut charger la cible PaO2 à tout moment.

La collecte du condensat expiré est indolore et sans aucune gêne pour le patient. Le prélèvement de sang artériel au troisième jour postopératoire sera réalisé par un anesthésiste cardiaque expérimenté dans cette procédure, qui appliquera une analgésie sous-cutanée avec de la Lidocaïne 1% avant la ponction et évitera ainsi la douleur pendant la procédure. Par la suite, une compression manuelle sera effectuée pendant 2 minutes pour minimiser le risque d'hématome. Au total, quatre échantillons de sang supplémentaires sont prélevés pour la métabonomique et un autre analyse des gaz du sang. La quantité totale de sang extraite dans l'étude est de 12,5 mL.

Toutes les autres procédures et traitements suivent les régimes standard.