NeurOS システムを使用した心臓手術中の局所脳酸素化と脳血液量 (COBBV-CS)

1. 研究課題名： NeurOSシステムを用いた心臓手術中の局所脳酸素化と脳血液量変化に関する研究 (COBBV-CS Trial)
2. 背景/問題点: 局所脳酸素化 (rSO2) モニタリングの使用は臨床的に成長しており、一部の施設では標準治療になっています。 近赤外スペクトル (700-900nm) の光が骨、筋肉、およびその他の組織を透過するため、頭蓋内組織の酸素化のモニタリングは基本的に可能です。 オキシヘモグロビンとデオキシヘモグロビンは異なるピーク吸収スペクトルを持っていますが、総ヘモグロビンによる吸収には等吸収波長 (すなわち、オキシヘモグロビンとデオキシヘモグロビンの光のピーク吸収が類​​似している波長、約 810 nm) があります。 したがって、rScO2 の測定は、近赤外分光法 (NIRS) の 2 つの波長のみを透過させて、オキシヘモグロビンと総ヘモグロビンの相対濃度を測定することで可能です。 ベースラインからの rSO2 の減少 >20% または絶対 rSO2 値 <50% は、臨床的に意味のある減少または「不飽和化」を表すものとして臨床研究で報告されることがよくあります。

このデータは、心臓手術後の脳卒中やせん妄を予防または軽減するNIRSの利点について議論の余地があります. ただし、標準化された介入アルゴリズムなしで臨床結果に影響を与えるには、モニターだけでは固有の制限があることを認識しなければなりません。 複数の NIRS モニターが、主に手術中の脳酸素化の妥当性を評価するために米国およびその他の国で承認されていますが、それらの承認は、神経学的合併症の検出および/または頻度の低下の適応に基づいていません。 後者に関しては、脳卒中は主に脳塞栓症および/または脳血流低下に起因すると広く考えられています。 重要なことに、低灌流が微小塞栓症のウォッシュアウトを遅らせ、および/または虚血性周辺部への側副灌流を損なう可能性がある限り、両方の病因が同じ患者の脳損傷に寄与する可能性があります。 しかし、多くの脳卒中は脳の皮質下領域または NIRS モニタリング領域から離れた部位で発生し、多くは NIRS モニタリングが終了した後の術後期間に発生します。

さらに、NIRS モニタリングの技術的進歩は継続しており、現在ではベッドサイドで脳の自動調節モニタリングを実行できるようになっています。 地域の脳酸素化は、臨床的自己調節モニタリングのための脳血流 (CBF) の臨床的に許容可能な代理を提供します。 rSO2 による CBF 自己調節のモニタリングには、次のような多くの臨床的に魅力的な機能があります。非侵襲的であり、モニタリングは介護者の介入をほとんど必要とせず、脳虚血を防ぐために自己調節閾値の下限を識別するのに十分な分解能を備えています。 一方、CPB 中の平均血圧目標値を上げるだけでは、必ずしも有益であるとは限りません。個人によっては、自己調節の上限を超える血圧になり、脳過灌流を引き起こし、脳塞栓負荷を増加させる可能性があるからです。および/または心臓手術に対する全身性炎症反応の設定における脳浮腫の増強。 経験的な目標ではなく、rSO2モニタリングなどの生理学的エンドポイントに基づいてCPB中の血圧を個別化することで、腎障害や主要臓器の罹患率、そしておそらく死亡のリスクを修正する手段が提供される可能性があります。

問題の説明: 使い捨ての rSO2 センサーは高価であり、広範な臨床使用を妨げる律速要因になりつつあります。 NeurOS脳オキシメトリのような再利用可能なセンサーは、健康なボランティアで同様の性能を発揮するため、コストのほんの一部です. 治験責任医師は、承認されたラベル表示と FDA による適応症に従って、NeurOS を使用します。 心臓手術には大きな変化があり、手術のさまざまな段階での脳酸素化の臨床的重要性が非常に高くなります。 心肺バイパス前、中、後の血液量の変化はこれまで研究されておらず、術後の認知変化を防ぐための重要な情報を提供する可能性があります。 NeurOS システムは、2 つの波長の減衰の合計を計算して、脳血液量指数 (BVI) を継続的に提供します。

3. 目的:

1. 心臓手術中のNeurOSとINVOSシステムの性能を比較する
2. これまでに研究されたことのない、心臓手術中の脳血液量の変化を研究する。

4. 研究デザイン/方法論: すべての心臓外科患者は、Jewish Hospital での手術中に INVOS 脳オキシメトリー モニタリングを既に受けています。 INVOS パッドと NeurOS パッドの両方が同じ患者に配置されます。 心臓手術の全期間にわたる両方の脳酸素測定データの継続的なモニタリングが記録され、検索と分析のために USB ドライブに保存されます。 キーポイントの左側および右側の脳酸素測定データには、ベースライン、麻酔導入、切開、心肺バイパス (CPB) の開始、大動脈クランプ、CPB からの離脱、および皮膚閉鎖が含まれます。 これらのキー ポイント データは、NeurOS と INVOS をベースラインからの変化率で比較するために抽出されます。 さらに、トレンド比較のために、NeurOS および INVOS 脳酸素化と並べて各患者の時間 rSO2 グラフがプロットされます。

1. .サンプルの選択とサイズ: ケンタッキー州ルイビルのユダヤ人病院の 100 人の連続した心臓外科患者 (募集に 2 か月)
2. .提案された介入を説明します: 麻酔導入前に手術室で心臓手術を受ける予定の患者の額に、単回使用の NeurOS 脳オキシメトリ センサー接着剤を塗布します。
3. .データ収集手順、使用される機器、およびデータ品質管理の方法: 麻酔プロバイダー (担当の麻酔科医、レジデント、および CRNA) は、心臓手術の日常的な麻酔ケアを提供します。 NeurOS と INVOS rSO2 の読み取り値は、VO200-NeurOS 脳酸素測定モニターと INOVS モニターにそれぞれ自動的に記録されます。 重要なイベント (ベースライン、麻酔導入、切開、心肺バイパス (CPB) の開始、大動脈クランプ、CPB からの離脱、皮膚閉鎖) は、個々のシステムで麻酔プロバイダーによって手動でマークされます。 手術が終了すると、脳血液量指数が自動的に記録され、NeurOS システムから削除されます。 すべてのデータは、システムから暗号化された USB ドライブにダウンロードされ、保存と分析が行われます。 データの品質管理は、信号が弱い場合の個々のシステム アラームによって保証され、麻酔プロバイダーによって修正されます。
4. .分析および観察の単位: オキシヘモグロビンのパーセンテージで表した脳の酸素化。 2 つの波長の減衰の合計における脳血液量指数。

5.被験者の募集方法：心臓手術のためにユダヤ人病院を受診するすべての患者は、術前領域での手術の日に潜在的な募集のために連絡されます。

6. インフォームド コンセント プロセス/完全な放棄プロセス: インフォームド コンセントがすべての参加者に提供されます。

7. 調査手順:

同意を得たすべての患者において、NeurOS および INVOS システムの室内空気またはベースライン酸素要求レベルで、ベースライン脳酸素化および脳血液量指数が取得されます。 NeurOS と INVOS の両方の rSO2 および脳血液量指数は、心臓手術全体を通じて継続的に記録され、それぞれのシステムに保存されます。 全身麻酔は、フェイスマスクを介して投与されるO2とIVフェンタニル1μg/ kg、プロポフォール2〜3mg/kg、およびロクロニウム1mg/kgを使用して導入されます。 麻酔の維持は、空気/酸素混合物中の吸入イソフルランと、ロクロニウムの間欠的ボーラスを使用した筋肉弛緩により達成されました。 フェンタニルは、補助的な鎮痛剤として使用されます。 ノルモカプニック換気は維持されました。 手術が完了し、心肺バイパスから離脱したら、プロタミンの漸増用量を投与して、ヘパリンの抗凝固作用を逆転させ、術前のベースライン活性化凝固時間を達成することを目標とします。

手術後、すべての rSO2 と脳血液量指標データは、分析と保存のために暗号化された USB ドライブにダウンロードされます。

8. リスクの最小化:

1. すべての HIPPA 関連情報は、パスワードで保護されたコンピューター内のプライベート コンピューターに保存されます。
2. ケーブル、モニター、および再利用可能な機器のクリーニングは、使用するたびに実行されます。
3. プロバイダーと患者への電気ショックを防ぐために、標準的な電気的予防措置が取られます。

9. 結果分析の計画:

• INVOS と NeurOS の脳オキシメトリのトレンド グラフが一緒にプロットされ、同様のトレンドに従っているかどうかが比較されます。 ベースラインからの脳酸素化偏差は、統計分析を通じて比較され、心臓手術中のこれらの重要な瞬間にNeurOSがINVOSと同様に機能するかどうかを特定します。
• NeurOS 脳血液量、動脈血圧、中心静脈圧、および脳酸素化のトレンド グラフが一緒にプロットされ、これらのパラメーター間の相関関係が特定されます。 ベースラインからの各キーポイントの脳血液量指数の偏差を分析して、心臓手術中の上記の重要な瞬間が脳血液量に影響を与えるかどうかを特定します。 臨床転帰データは、脳血液量指数が臨床転帰に直接影響するかどうかを特定するために、30 日間の死亡率と脳卒中について収集されます。

• データ解析に使用するプログラム: ソフトウェア R

  10. 研究資料、記録、およびプライバシー: 個々に識別可能な生きた人間の被験者から得られた研究資料のソースを特定します: 心臓手術中の脳酸素化および脳血液量に関する非侵襲的データの見込み。 データ収集フォームをご覧ください。

どのような情報 (記録、データなど) が記録されるか、および既存の記録またはデータを使用するかどうかを示します: 脳酸素化および脳血液量。 それらはカルテに記録されます。

研究を実施するためにこの情報が必要な理由を説明してください: これらのデータは、これらの患者の転帰を特定するために必要です。

データの匿名化方法 (該当する場合)、データへのアクセス権を持つユーザー、データの保存場所、研究者がプライバシーと機密性に関して両方のデータを保護する方法を指定します。 物理的なセキュリティ対策に対処する (施設の施錠、アクセスの制限など)。データ セキュリティ (パスワード保護、データ暗号化など);識別可能な研究情報 (コーディングやリンクなど) を保護するための安全対策: 必要な情報が収集されると、HIPPA 情報は削除されます。 すべての HIPPA 関連情報は、パスワードで保護されたコンピューター内のプライベート コンピューターに保存されます。 リンクは公開されません。

11.参考文献

1. ルイス C、パルカー SD、ベバウィ J、シェルワニ S、ホーグ CW。 心臓手術中の脳ニューロモニタリング：近赤外分光法に重点を置いた批判的評価。 Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia。 2018;32:2313-2322