重症患者における骨格筋の酸素化

序章

組織低酸素症の期間と重症度は、死亡率の増加に関連しています。 持続的な低 DO2 は臓器不全や死への道であるため、適切な酸素供給 (DO2) の維持は臓器機能を維持するために不可欠です。 DO2 は、酸素消費量 (VO2) が非常に低い値 (DO2crit) に達し、VO2 が低下し始めるまで、酸素消費量 (VO2) に影響を与えません。 低心拍出量状態 (心原性、循環血液量減少、および閉塞性ショック)、貧血および低酸素性低酸素血症は、DO2 の減少を特徴としますが、酸素抽出比 (OER=VO2 に対する DO2 の比、VO2/DO2) は維持されるため、DO2crit は正常に保たれます。 分配ショックでは、酸素抽出能力が変化するため、臨界酸素抽出率は通常減少します。 これらの状況は通常、DO2crit の増加に関連しており、DO2 が正常または上昇している場合でも、VO2 は DO2 に依存するようになる可能性があります。 これらの観察は、循環性ショックの 4 つの主要なタイプを特徴付けるのに役立ちますが、特に心原性ショックでは、いくつかのタイプの交替が共存する可能性があるため、この分類はいくぶん単純化されています。 ロードス等。は、ドブタミン投与後に VO2 が増加した敗血症患者の転帰がより良好であると報告しました。 DO2 も生​​存者で増加しました。 一方、VO2 が増加しなかった患者では、DO2 は増加しませんでした。 Rhodesらによって提案されたドブタミンテストでは。血行動態反応は、心血管予備力とベースラインでのアドレナリン受容体の刺激の程度によって影響を受けました。 残念ながら、DO2 と VO2 の全体的な測定値は、臨床的に関連するほど感度が高くない可能性があります。 内臓循環の場合のように、局所的な灌流異常を検出できない場合があります。

肺動脈からの混合静脈酸素飽和度 (SvO2) の測定は、VO2 の計算に使用され、重症患者の組織酸素化および予後予測因子の組織の間接的な指標として提唱されています。 肺動脈のカテーテル法は費用がかかり、固有のリスクがあり、その有用性は議論の余地があります。 驚くべきことではないが、中心静脈酸素飽和度 (ScvO2) のモニタリングは、全体的な DO2 対 VO2 比のより単純でより正確な評価として提案された.

近赤外分光法 (NIRS) は、組織の酸素飽和度 (StO2) をベッドサイドで連続的に非侵襲的にモニタリングするための技術です。 パルスオキシメトリと同様に、NIRS は光の透過と吸収の原理を使用して、組織内の酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの濃度を非侵襲的に測定します。 NIRS は組織への浸透性が高く、コンパートメントを区別しません。 したがって、下層組織のサンプル ボリューム内のすべての血管コンパートメント (動脈、静脈、および毛細血管) における酸素化の全体的な評価を提供します。 我々は以前、停滞虚血中の母指筋組織の酸素飽和度が、重度の敗血症、局所感染症、および健康なボランティアの患者と比較して、敗血症性ショック患者でゆっくりと減少することを示しました。 これは、微小循環または代謝の変化が原因である可能性があり、おそらく筋肉組織の酸素消費量と相関しています. StO2 の減少率は、SOFA スコア、ノルエピネフリン必要量、および血漿乳酸濃度と相関していました。 最近説明したように、下層組織のサンプル量の StO2 は、in vivo で 3 つの主要な決定要因に依存します: 酸素ヘモグロビンの濃度、毛細血管動員、および血管サイズ (血管拡張または収縮)。 停滞虚血中の StO2 は、これらの決定要因に照らして検討する必要があります。 カフの膨張による血管閉塞後の StO2 の漸減 (勾配) は、主にデオキシ ヘモグロビン濃度の増加に依存し、組織の酸素消費量を推定し、血管のリクルートメントの程度は低くなります。 再灌流中の StO2 アップスロープ (カフの収縮) は、虚血/再灌流テスト中のフロー ペーパーに照らして分析できます。 虚血後の血管拡張は、より多くの血管の動員と局所血流の増加につながり、StO2 の増加をもたらします。 記載されている変化のどれがより影響力があるかは不明のままですが、この StO2 の増加は、測定時の最大局所 DO2 を反映しています。 NIRS 信号処理の開発は、De Blasi らによって示されているように、臨床的に重要な組織ヘモグロビン濃度指数と局所酸素消費量を提供できる可能性があります。このような指数は、StO2 信号が変化するメカニズムを明らかにするのに役立つ可能性があります。

私たちの研究の目的は、心原性および敗血症性循環不全の複合による低流量状態での骨格筋の酸素動態を研究し、それを中枢血行動態変数および結果と関連付けることでした。 上肢の筋肉を流れる血液は上大静脈を流れる血流に大きく寄与するため、基底 StO2 が ScvO2 に関連している可能性があるという仮説を立てました。 2 番目の仮説は、骨格筋の OER の減少と筋肉の酸素消費量の低下は、敗血症で見られる微小循環および代謝の変化による循環不全の敗血症性成分を持つ患者でより顕著であり、その結果、死亡率が高くなるというものでした。

材料および方法

患者 研究プロトコルはスロベニアの国家倫理委員会によって承認され、すべての患者またはその親族からインフォームド コンセントが得られました。 研究は 2004 年 10 月と 2006 年 1 月の間に行われました。 最初の血行動態蘇生後、ICU に入院したすべての患者で経胸壁超音波心臓検査が行われました。 原発性心疾患、低心拍出量、および循環血液量減少の徴候のない患者では、肺動脈浮遊カテーテル (PAFC) (Swan-Ganz CCOmboV CCO/SvO2/CEDV、Edwars Life Sciences、USA) を使用した右心カテーテル法が実施されました。担当医の決定。 挿入部位は、トランスデューサ波形、カテーテル挿入の長さ、および胸部 X 線撮影によって確認されました。 すべての患者で、橈骨動脈または大腿動脈カテーテル法を使用して全身動脈圧を侵襲的に測定しました。 挿入されたPAFCと低流量状態の兆候（心臓指数が3.0 L / min / m2未満）の患者が私たちの研究に含まれました。 PAFC データは、標準式を使用して計算されました。

局所感染、重度の敗血症、および敗血症性ショックは、ACCP/SCCM コンセンサス会議の定義 (1992 年) に従って定義されました。 すべての患者は、局所感染症、重度の敗血症および敗血症性ショックの標準治療を受けました。これには、ソースコントロール、輸液、カテコールアミン注入、臓器不全の置換および/またはサポート療法、血糖の集中管理、およびコルチコステロイド補充療法が含まれます。 人工呼吸器を装着した患者は、ミダゾラムおよび/またはプロポフォールの注入で鎮静され、麻痺剤は使用されませんでした。

測定

骨格筋の酸素動態

母指球筋 StO2 は、NIRS (15mm プローブ、InSpectra™、Hutchinson Technology Inc.、米国) によって非侵襲的に測定されました。 値は継続的に監視され、InSpectra ™ ソフトウェアを使用してコンピューターに保存されました。 StO2 は、次のように標準化された上腕虚血再灌流テスト (UIRT) の前、最中、および後にモニターされました。流れを停止し、90 秒間 StO2 の減少を誘発するために、カフを肘から 260 mmHg に向かって急速に膨張させます。 StO2 の増加、オーバーシュート、安定化の連続測定。 測定は、PAFC 挿入直後 (入院後最初の 24 ～ 72 時間) に実行され、2 回目の測定は最初の測定の 12 ～ 24 時間後に実行され、3 回目の測定は実行されました (患者がまだ生きていて、まだ PAFC が挿入されている場合のみ)。最初の測定から48時間後。 自発的に呼吸している患者と健康なボランティアの測定は、筋肉の収縮を避けて、15分間の安静後に行われました。

図 1 では、UIRT 中の StO2 測定線図が示されています。 次のパラメーターが取得されました: 基礎 StO2 (%): カフの膨張前の基礎 StO2 (最大母指球筋 StO2 は、プローブを母指球隆起上に移動することによって検出されました)。カフィング中の StO2 ダウンスロープ (ΔdownStO2)%/sec); StO2 アップスロープ (ΔupStO2)%/sec) カフ解放後。 overshootStO2 (%): カフ解放後の最大 StO2。 Inspectra は、組織ヘモグロビン インデックス (THI) の下にある組織のサンプル ボリューム中のヘモグロビンの含有量を測定します。 カフインフレーションの前後の筋肉ＴＨＩの平均が報告された。 これらのデータは、MatLab 7.0 (MathWorks Inc.、米国) で実行されている Inspectra Analysis Program V2.0 (Hutchinson Technology Inc.、米国) を使用して自動的に取得されました。 筋肉酸素消費量 (mVO2Nirs) と筋肉酸素抽出率 (mOER) の推定値は、次の式を使用して計算されました。

mVO2Nirs= ΔdownStO2 * THI* (-1)、mOER(%)= (1- 基底StO2/オーバーシュートStO2)* 100.

疾患の重症度 敗血症関連臓器不全評価 (SOFA スコア) を各測定時に計算し、臓器機能障害のレベルを評価しました。 ドブタミン、ノルエピネフリンの必要量は、Sto2 測定中の薬物の投与量を表しています。 レボシメンダンの使用は、患者が研究に含める前に 1 週​​間以内に薬を受け取った場合に報告されます。 ICU滞在中の大動脈内バルーンポンプの使用が報告されています。

臨床検査分析 右心房の約 2cm 上の上大静脈から採血し、各 StO2 測定時に肺動脈を測定して、それぞれ ScvO2 (%) および SvO2(%) を決定しました。 肺動脈からのサンプリング中に発生する既知の問題 (肺毛細血管血による動脈血の汚染の可能性を含む) を考慮して、このサイトからのすべてのサンプルは、低陰圧技術を使用して 30 秒間にわたって回収され、決してバルーンを膨らませることはありませんでした。 死腔の血液と洗浄液を抜き取った後、両側から 1 mL の標準量の血液を採取しました。 すべての測定は、cooximeter (RapidLab 1265、Bayer HealthCare、ドイツ) を使用して行われました。

各ＳｔＯ２測定時に、酵素比色法（Ｌａｃｔａｔｅ、Ｒｏｃｈｅ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ、Ｇｅｒｍａｎｙ）を使用して、血漿乳酸濃度を測定した。

データ分析 StO2 曲線は、Inspectra Analysis Program V2.0 によって分析されました。 線形回帰を使用して、UIRT 中の StO2 の Δdown- および Δup- の割合を外挿しました。 データは、中央値 ± 標準偏差 (SD) として表されました。 ノンパラメトリック検定: Kolmogorov-Smirnov、Wilcoxon、および Fisher の正確検定を使用しました (SPSS 10.0 for Windows ™、SPSS Inc.、USA)。 スピアマン相関検定を使用して相関を決定しました。 UIRT 中の筋肉組織の StO2 変数、ScvO2 および SvO2 を比較するために、バイアス、測定値間の全身不一致 (2 つの測定値の平均差)、および精度、測定のランダム誤差 (バイアスの標準偏差) が計算されました。 一致の限界は、Bland と Altman によってバイアス ± 2 SD として恣意的に設定されました。 生存に独立して関連する変数を決定するために、単変量および多変量のロジスティック回帰 (Forward Stepwise (Likelihood Ratio)) が使用されました。 <0.05 (両側) の p 値は、統計的に有意であると見なされました。