非定常状態の麻酔におけるガス動態と代謝

臨床麻酔中、気管内挿管を確認し、換気を推定するために CO2 モニタリングが主に呼気終末 PCO2 で構成され、O2 モニタリングが低酸素ガス混合物を検出するための単一の PO2 測定で構成されることは驚くべきことです。 O2 および CO2 動態モニタリングがシステムの病態生理を定義する方法をよりよく理解することで、腹部手術中の大静脈圧迫による心拍出量 (Q.T) の急激な減少、腹腔鏡検査中の CO2 肺塞栓症の発生などの重大なイベントを検出することにより、麻酔の安全性が大幅に向上します。軽い麻酔中の組織 O2 消費量 (V.O2) の上昇、および嫌気性代謝の開始 (V.CO2 は V.O2 よりも不釣り合いに高い)。

前回の助成期間では、非定常状態での CO2 速度論の発見により、O2 速度論の理解における重大なギャップが明らかになりました。 この目的のために、非定常状態における体内のガス動態の 5 コンパートメント肺モデルが開発されました。これには、肺、血液、および組織における O2 と CO2 の間の複雑な相互作用が組み込まれています。 このコンピューター モデルは、次の仮説を策定するために使用され、麻酔患者のその後の測定データの根底にあるメカニズムを解明します。

研究者は、V.O2 測定に不可欠な 2 つの革新的なデバイスをすでに開発しています。高速応答の温度および湿度センサー、および特に麻酔システム用に設計された混合ガス分率を測定するための混合デバイス (bymixer) です。 研究者はまた、両方のデバイスの検証用に洗練されたベンチ システムを設計し、測定の高い精度とパフォーマンスを示しました。

私たちの全体的な研究テーマでテストされる仮説には、次のものがあります。

• 麻酔患者の肺酸素摂取量 (V.O2) は、文献で引用されている値よりもはるかに低くなっています。
• その吸入麻酔は、全静脈麻酔 (TIVA) とは異なる方法で V.O2 に影響を与えます。
• 心拍出量 (Q.T) の急激な減少 (患者の体位の変化による) は一時的に V.O2 を減少させますが、CO2 排出 (V.CO2) の減少は維持されます。承認された IRB プロトコル、HS# 2000-1325)。
• 呼気終末陽圧 (PEEP) は、Q.T と肺胞換気 (V.A) の減少、および高換気/灌流 (V.A/Q.) ユニットの出現により、V.O2 と V.CO2 を減少させます (以前に承認されたを参照してください)。 IRB プロトコル、HS# 2000-1325)。
• そのトレンデレンブルグ (頭を下げた) 位置は、Q.T. の増加により、V.O2 と V.CO2 を増加させます。
• そのV.O2は、輸血の必要性を判断するのに役立ちます.
• 呼吸商（RQ=V.CO2/V.O2）の連続測定により無酸素代謝への移行を検出できること。
• 呼吸RQの継続的な測定は、動脈血ガスサンプリングの優れた代替手段になり得る.
• 呼吸RQの継続的な測定により、長時間の手術中の栄養補給の必要性を判断できること。

このプロトコルでは、研究者は、これらの測定値が麻酔監視のミッシング リンクであると信じて、これらの測定値の臨床的意味を研究します。 この急性病態生理の根底にあるメカニズムを解明することで、非定常状態での酸素と二酸化炭素の動態の理解が進み、臨床麻酔中の重大な事象の非侵襲的診断が可能になり、安全性が向上します。 -侵襲的モニタリング。

bymixer フロー システムを使用した代謝ガス交換研究を補完する研究の別のセクションは、嫌気性代謝中に揮発性有機化合物を検出するためのポータブル質量分析計を使用した呼吸ガスの検査です。 実験的嫌気性モデルは、止血帯を必要とする手術を受ける成人患者です。 酸塩基平衡血液検査、バイミキサー流量測定、質量分析計により嫌気性代謝を検出します。 麻酔は全静脈麻酔（TIVA）によって維持され、各患者には動脈ラインがあります。 他の介入は行われません。 観察型の研究です。