A hőmérséklet hatása a transzkután vérgáz diffúzióra: CAPNOS projekt (CAPNOS)

Klinikai szempontból az artériás szén-dioxid (CO2) nyomás - paCO2 - különösen érdekes élettani adat, mert a szív- és légzőrendszer megfelelő működéséről ad információt. Ennek a paCO2-nak a jelenlegi "arany standard" mérése azonban artériás szúrást, szakképzett személyzetet igénylő műtétet, a gyűjtött vérminták gyors elemzését igényel, és kockázatokat és kényelmetlenséget jelent a páciens számára. Valójában a CO2 transzkután parciális nyomását - tcpCO2 - gyakran használják a paCO2 közvetett mértékeként, mivel ez utóbbival jó korrelációt mutat. A jelenlegi tcpCO2-monitorok azonban terjedelmesek, drágák (10-20 000 €), és jelentős eltolódásuk van, ami azt eredményezi, hogy 4-8 óránként újra kell kalibrálni a mérőelektródát. Ezenkívül ezek a monitorok 41 és 44 °C közötti hőmérsékletre melegítik fel a bőrt, ami égési sérüléseket okozhat, különösen csecsemőknél.

Valójában nagyon kívánatosnak tűnik a jelenlegi tcpCO2 monitorok alternatívája. A hordható elektronika térnyerésével szemben a csuklón hordható pulzoximéterekhez közelítő, de a CO2-mérést célzó megoldás lenne vitathatatlan előny, amely nem valósítható meg a tcpCO2 mérési technológia átdolgozása nélkül.

Ebben a globális kontextusban történik jelen kutatás; egy hordozható tcpCO2 érzékelő kifejlesztéséhez két fő utat kell megvizsgálni. Egyrészt ismerni kell a CO2 szubkután szöveteken és a bőrön keresztül külső közeg (környezeti levegő vagy érzékelő) felé történő diffúziójának módozatait. Másrészt ki kell dolgozni egy megbízható technikát a CO2 mérésére a bőrön elhelyezett érzékelővel, és ezt minimális sodrással.

Jelen kutatás e két pálya közül kizárólag az elsőre, vagyis a bőrön keresztüli CO2 diffúzió jelenségére összpontosít. Valójában ennek a témának a szakirodalma régi és hiányos. Különösen nem ismert a CO2 bőrön keresztüli diffúziós sebessége a bőr hőmérsékletének függvényében. Ez a változás azonban döntő jelentőségű a tcpCO2 érzékelő méretezése szempontjából az autonómia szempontjából. Valójában a CO2 bőrön keresztüli diffúziós sebessége közvetlen hatással van egy ilyen érzékelő válaszidejére.

Jelen kutatás tehát pusztán feltáró jellegű, célja új fiziológiai ismeretek megszerzése. Célja, hogy kitöltse a szakirodalomban a transzkután CO2 diffúzió sebességének a hőmérséklet függvényében történő változásaival foglalkozó szakirodalmakat, hosszú távú célja egy új típusú tcpCO2 érzékelő kifejlesztése, amely megkerüli a jelenlegi monitorok korlátait. A cél nem egy új típusú tcpCO2 szenzor kifejlesztése, hanem a CO2 bőrön keresztüli diffúziós sebességének jellemzése egy kifejezetten erre a vizsgálatra kifejlesztett rendszer segítségével. Az alkalmazott mérőrendszer egy kísérleti eszköz, amelyet nem orvostechnikai eszközként kívánnak forgalmazni. Valójában a CO2 áramlási sebességét méri, nem pedig parciális nyomást – a parciális nyomást, amely emlékeztetőül a klinikai érdeklődésre számot tartó mennyiség.