Stretto controllo del gas di fine espirazione durante l'anestesia per ridurre la gestione anestetica del delirio postoperatorio

A. Contesto e motivazione:

Sebbene il controllo dei gas respiratori di fine espirazione sia un principio fondamentale della gestione dell'anestesia, l'intervallo di O2 e CO2 di fine espirazione (ET) tipicamente osservato durante l'esecuzione dell'anestesia può deviare significativamente dallo stato basale di veglia, ma non è stato considerato come un potenziale collaboratore di POD in indagini precedenti. Sono comuni periodi sia di ipocapnia durante la ventilazione meccanica che di ipercapnia durante il ripristino della ventilazione spontanea. L'uso di ossigeno al 100% durante l'induzione dell'anestesia e l'emergenza e il mantenimento dell'anestesia con concentrazioni di O2 del 50% sono tipici. Gli effetti di queste alterazioni nei gas respiratori hanno effetti significativi sul flusso sanguigno cerebrale e sull'ossigenazione, che possono essere implicati nella disfunzione cognitiva. I ricercatori intendono esaminare gli effetti delle alterazioni controllate di ET O2 e CO2 durante l'anestesia e la chirurgia sull'incidenza della POD.

B. Ipotesi e obiettivi dello studio:

I ricercatori avanzano l'ipotesi che il controllo del gas respiratorio ET sia una considerazione critica per la gestione durante l'anestesia; una considerazione molto più importante di quanto si pensasse. I pazienti più anziani sembrano essere maggiormente a rischio di "furto intracranico" di CBF regionale con alterazioni di CO2 e O2. Il precedente studio dei ricercatori conferma un'associazione tra la gestione della CO2 e la POD. L'imaging RM precedente suggerisce che una combinazione di iperossia e ipocapnia può essere particolarmente preoccupante, una situazione molto comune durante l'anestesia. I ricercatori suggeriscono che la gestione dell'anestesia può essere ottimizzata per la salute cerebrale tentando di mantenere i gas respiratori pari o vicini ai valori basali del paziente per stabilizzare il CBF durante la conduzione dell'anestesia. Un'eccezione si verifica durante le procedure neurochirurgiche in cui possono essere necessarie modifiche deliberate per abbassare ET CO2. Le marcate fluttuazioni del CBF osservate con la manipolazione controllata del gas ET nel nostro lavoro precedente implicano che tali cambiamenti del CBF possono verificarsi in anestesia, dove si verificano abitualmente cambiamenti simili nei gas ET. I ricercatori propongono che alterazioni così grandi nel CBF e nell'ossigenazione possano essere un fattore che contribuisce allo sviluppo della POD in individui suscettibili. Qui viene proposto uno studio di fattibilità del rigoroso mantenimento dei gas ET al basale di un paziente per studiare se tale gestione ha un'influenza sull'incidenza della POD.

C. Metodologia: riepilogare la sede dello studio (struttura), i criteri di ammissibilità, i dettagli relativi al reclutamento, al consenso e alla randomizzazione, gli interventi, le covariate, le fonti di dati applicabili.

Dodici pazienti sottoposti a interventi chirurgici ad alto rischio che richiedono una degenza postoperatoria saranno contattati per partecipare allo studio attraverso la Pre-Anesthesia Clinic (PAC) presso l'HSC. Il consenso informato testimoniato sarà ottenuto da ciascun paziente. I criteri di esclusione includeranno l'endoarteriectomia carotidea pianificata simultanea, la stenosi carotidea, se precedentemente documentata, le procedure neurochirurgiche pianificate, le controindicazioni alla risonanza magnetica inclusa la claustrofobia, l'attesa anestesia di un polmone e la nota malattia polmonare ostruttiva cronica con ritenzione di CO2. I pazienti saranno visitati preoperatoriamente nella settimana prima dell'intervento per test neuropsicologici completi seguiti immediatamente dallo stress test MRI BOLD CO2 e O2. Uno psicometrista esperto somministrerà una batteria di test neuropsicologici nell'arco di circa 1 ora. Successivamente, verrà intrapreso lo stress test MRI BOLD. I pazienti saranno sottoposti al loro intervento chirurgico senza modifiche alla loro gestione dell'anestesia tranne ET CO2 a ± 2,5 mm Hg del basale e FiO2 a 0,3, post induzione Questo sarà correlato ai gas del sangue arterioso per mantenere l'O2 arterioso a 125 ± 25 mm Hg. Dopo l'intervento chirurgico, il personale addestrato all'oscuro delle prestazioni preoperatorie su tutte le valutazioni condurrà valutazioni POD giornaliere per un massimo di 5 giorni postoperatori incluso il giorno 0 (giorno dell'intervento). I pazienti saranno contattati telefonicamente almeno 1 mese dopo l'intervento e gli sarà chiesto informazioni sulla loro cognizione dall'intervento.

Valutazioni della diatesi - Valutazioni psichiatriche e neuropsicologiche preoperatorie: al momento del reclutamento iniziale nel PAC, i pazienti completeranno il questionario sulla salute del paziente (PHQ-9) convalidato per valutare i sintomi depressivi e la scala del disturbo d'ansia generalizzata (GAD-7) per valutare i sintomi dell'ansia, e self-report su diagnosi di disturbi psichiatrici fatte in precedenza da professionisti della salute. Per i test neuropsicologici, l'attenzione sarà valutata utilizzando Trails A e Weschler Adult Intelligence Scale (WAIS)-IV Digit Span; velocità di elaborazione delle informazioni utilizzando la codifica dei simboli delle cifre WAIS-IV; memoria verbale utilizzando Hopkins Verbal Learning Test-Revised; costruzione visiva, pianificazione e organizzazione utilizzando la figura complessa di Rey (prova di copia); memoria visiva utilizzando la figura complessa di Rey (prova di richiamo immediato); funzionamento esecutivo/velocità di elaborazione utilizzando Trails B e Delis-Kaplan Executive Function System (DKEFS) Color Word Interference; fluidità verbale e semantica utilizzando F-A-S e Animal Fluency; abilità spaziali utilizzando CLOX I (disegno libero) e II (copia); e lo stato cognitivo e mentale globale utilizzando il Mini-Mental Status Examination (MMSE).

Neuroimaging preoperatorio e stress test di CO2 e O2: lo stress test di CO2 e O2 sarà condotto durante il neuroimaging in cui tutti i partecipanti avevano un targeting prospettico di CO2 end-tidal (MPET) basato su modello ottenuto mediante un'erogazione precisa di CO2 e O2 a una concentrazione fissa utilizzando un circuito respiratorio sequenziale regolato da un miscelatore di gas computerizzato (RespirAct™, Thornhill Research Inc., Toronto, ON). Questo dispositivo consente una manipolazione precisa dei livelli di CO2 di fine espirazione e determina i valori basali di ET CO2 del paziente in condizioni isossiche e l'O2 di fine espirazione preciso in condizioni isocapniche. Tutte le immagini RM saranno acquisite utilizzando uno scanner RM Siemens Verio 3.0T con bobina testa phased-array a 12 canali.

Valutazioni dei fattori di stress - Valutazioni intraoperatorie: verrà inserita una cannula arteriosa per monitorare la pressione sanguigna e per la determinazione seriale dell'emogasanalisi. Verrà tracciato un emogasanalisi basale per determinare la CO2 e l'O2 arteriosi a riposo in aria ambiente. Queste misure determineranno i punti target per i valori del gas di fine espirazione per la durata dell'anestesia. Tutti i pazienti riceveranno un anestetico generale, sevoflurano o desflurano come agente volatile in aria:O2. Immediatamente dopo l'induzione la FiO2 sarà fissata a 0,3 e la CO2 di fine espirazione determinata in base al valore della CO2 arteriosa e alla differenza registrata nel gradiente A-a di CO2 misurata dalla simultanea CO2 di fine espirazione. Per la durata dell'anestesia, inclusa l'emergenza, la CO2 di fine espirazione sarà regolata a non più di ±2,5 mmHg dal valore determinato. Se l'O2 di fine espirazione è soddisfacente e la pulsossimetria è superiore al 98%, la FiO2 rimarrà invariata. Se la FiO2 è superiore a 0,5 per più di 15 minuti in qualsiasi momento, lo studio verrà interrotto con la gestione del paziente a discrezione dell'anestesista curante. L'emodinamica, le tensioni dei gas di fine espirazione (O2, CO2 e vapore anestetico) saranno registrate a 1 hz utilizzando un sistema di acquisizione dati e memorizzate su un computer portatile. Al termine della loro procedura chirurgica tutti i pazienti saranno inizialmente monitorati nella sala di risveglio e poi trasferiti nella terapia intensiva chirurgica o nei reparti di chirurgia ospedaliera. Il flusso di dati verrà elaborato, raccolto con Excel e trasferito a SPSS per l'analisi.

Valutazione post-operatoria per delirio: un intervistatore addestrato in cieco condurrà il CAM-S, un'intervista clinica strutturata di 10-15 minuti, per valutare la presenza e la gravità del POD. Il punteggio di gravità totale sarà basato su un punteggio somma che potrebbe variare da 0 a 19. Gli investigatori riporteranno il punteggio di gravità post-operatorio di picco per ciascun paziente durante la loro degenza ospedaliera e il punteggio di gravità medio fino a 5 giorni post-operatori (a meno che non siano stati dimessi prima di 5 giorni). Il delirio sottosoglia (ST-POD) sarà definito come quelli che non soddisfano i criteri completi ma mostrano punteggi di gravità elevati (≥5) nella forma lunga della gravità POD almeno 1 giorno post-operatorio.

Analisi statistiche: l'imaging BOLD sarà elaborato come analisi di 1° e 2° livello da SPM. L'analisi di secondo livello ha definito i punti di taglio per modelli di immagini anormali per i conteggi dei voxel sulla base di un atlante adulto di controlli normali sviluppato presso questa istituzione. I dati perioperatori saranno analizzati utilizzando SPSS. Le correlazioni bivariate esamineranno la relazione tra punteggi di sintesi cognitiva e punteggi di gravità psichiatrica come indicato da PHQ-9 e GAD-7 con misure POD di gravità continue. Se vengono indicati risultati significativi, verrà condotto un modello di regressione lineare bivariata seguito da un modello che controlla età, istruzione, sesso e gravità del POD al basale preoperatorio. Gli investigatori condurranno anche analisi della varianza per esaminare le differenze del punteggio medio tra diatesi primaria e fattori di stress tra quelli classificati come non POD, ST-POD e POD completo.

D. Risultato primario:

Studio di fattibilità della facilità di controllo del gas di fine espirazione di CO2 e O2 per obiettivi definiti intraoperatoriamente.

E. Risultati secondari:

Correlazioni di POD utilizzando questo approccio gestionale con altri indicatori di risultato nel nostro modello di diatesi da stress. Facilità di manutenzione di questo approccio anestetico. Valutazione degli esiti avversi.

F. Fattibilità: giustificare la dimensione del campione con un'analisi di potenza. Se non è stata eseguita un'analisi di potenza, indicarne il motivo. Per gli studi prospettici, discutere la durata prevista dello studio in termini di numero previsto di partecipanti ammissibili, tasso di reclutamento e tasso di abbandono. Per gli studi retrospettivi, correlare la dimensione del campione ai dati disponibili.

Tutti gli aspetti tecnici di questo studio proposto sono stati stabiliti, compresi i test psicometrici completi, l'imaging RM e l'acquisizione di dati ad alta fedeltà in sala operatoria. Presso HSC è presente un team esperto in grado di svolgere questo studio di fattibilità. Questo studio proposto è sottodimensionato per fare una valutazione definitiva dei meriti del controllo controllato del gas di fine marea. Questo studio esaminerà la fattibilità dell'approccio in 12 pazienti. Sulla base di una riduzione del 50% del POD (forse ottimista, con un α di 0,05 e un β di 0,80), i ricercatori prevedono di richiedere a 136 pazienti di valutare veramente i meriti dell'approccio rispetto a un gruppo di gestione standard. Ciò rientra nella fattibilità di un singolo centro, ma una tale stima potrebbe essere eccessivamente zelante.

G. Indicare i risultati attesi:

I ricercatori si aspettano di dimostrare una diminuzione dell'incidenza di POD in questo studio di fattibilità al 50% di quella osservata nel nostro studio precedente (incidenza del 25% per POD completo). I dati sui risultati di questo studio saranno utilizzati per stabilire un'analisi formale del potere dell'incidenza di POD per consentire un RCT più formale e completo basato sulla partecipazione PACT.