수술 중 저혈압 감소를 위한 저혈압 예측 지수의 비침습적 측정 (Clearsight)

1. 서문 배경 혈압 모니터링은 수술 전후 혈역학 평가의 기본 부분을 보여줍니다. 생리학적으로 혈압은 일반적으로 120/80mmHg에 가깝지만 연령 및 성별에 따라 다릅니다. 반면, 저혈압은 이전 연구에서 나타난 것처럼 명확하게 정의되지 않았습니다. 일부 연구에서는 저혈압을 수축기 동맥압(SAP)이 100mmHg 미만 또는 평균 동맥압(MAP)이 60mmHg 미만인 것으로 정의했습니다. 수술 중 저혈압(IOH)의 정의에 따라 이는 비심장 수술 사례의 최대 38%에서 발생할 수 있습니다. 또 다른 연구에서는 수축기 혈압이 80mmHg 미만인 경우 1년 사망률이 1분당 3.6% 증가했으며, MAP가 10분 이상 55mmHg 미만으로 감소한 경우 1.4배 증가한 것으로 나타났습니다5. 또한 2015년에는 55mmHg 미만의 짧은 MAP 기간이라도 급성 신장(AKI) 및 심근 손상 위험이 높은 것으로 나타났습니다. 분명히, 65-70 mmHg 미만의 누적 수술 중 저혈압은 AKI, MINS 및 추가 장기 기능 장애를 포함한 수술 후 합병증에 대한 매우 중요한 위험 요소입니다.

   따라서 위에서 설명한 바와 같이 저혈압의 발생은 일반적인 수술 중 합병증을 나타냅니다. 그 이유는 혈관 확장, 근수축 감소(예: 약물 유발) 또는 혈관 내 용적 부족(수술 전 금식 및 수술 중 혈액 손실을 기준으로 함)에서 찾을 수 있습니다. IOH를 유발하는 주요 요인으로는 연령, 기존 질병(예: ASA), 수술 기간, 수술의 심각성(예: 응급), 항고혈압제, 전신 마취, 부위 마취 및 수술 전 기준 혈압을 결합한 마취 등이 있습니다. IOH와 관련된 합병증은 신부전이 수술 전후 단계에서 관련 합병증을 일으키는 대부분의 기관 시스템에서 감지될 수 있습니다. 급성신장손상(AKI)은 중환자실(ICU)에 입원한 환자의 최대 25%에게 영향을 미칩니다. 추가 연구에 따르면 상대 IOH의 에피소드조차도 수술 후 AKI 발생과 일반적으로 연관되어 있는 것으로 나타났습니다(수술 전 값에 비해 SBP의 감소는 AKI 및 RIFLE 클래스 I 및 II의 발달에 대한 중요한 독립적 예측 변수를 나타냄). SAP에서 -1mmHg 변화마다 1.084). 그들이 언급한 바와 같이, '정상 혈압 신부전'은 흔하지 않으며 패혈증 및 기타 합병증이 없는 경우에는 드문 현상입니다. 또한 AKI 위험은 교차비(OR) 1.03, 95% CI 1.02-1.04로 IOH의 중증도와 관련이 있었습니다. (p<0.0001) 최소 MAP ≥ 80mmHg에서 1mmHg 감소. 추가 시간당 MAP가 70 미만, 각각 60 및 50mmHg일 때마다 AKI 위험은 2% 증가했습니다(OR 1.02, 95% CI 1.00-1.03, p = 0.0034), 5%(OR 1.05, 95% CI 1.02-1.08, p = 0.0028), 22%(OR 1.22, 95% CI 1.04-1.43, p = 0.0122), 각각.

   현재 혈청 크레아티닌과 요소는 AKI를 검출하는 데 사용되는 가장 일반적인 매개변수를 표시하지만 AKI가 있는 환자의 혈액에 혈청 크레아티닌 수치가 축적되는 데 하루 이상이 걸릴 수 있습니다. 이러한 이유로 실시간 신장 손상이나 기능 상실을 반영하지 못할 수도 있습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 세포 주기 정지 바이오마커인 TIMP-2- 및 IGFBP7-정량화(Nephrocheck)가 AKI 검출에 대해 성공적으로 평가되었습니다. 두 매개변수의 가장 큰 장점은 AKI를 조기에 발견할 수 있는 기회와 현장 진료 설계로 인해 특히 중환자실에서 유용하게 사용할 수 있다는 것입니다. NephroCheck 테스트 결과는 신부전의 임상 징후가 명백히 나타나기 전 20분 이내에 확인할 수 있습니다. 증거에 따르면 NephroCheck 테스트는 AKI 위험이 있는 중환자를 감지하는 데 충분한 민감도(0.3 컷오프 값에서 89%)를 제공합니다.

   비심장 수술 후 심근 손상(MINS)은 IOH와 관련된 또 다른 불리한 결과를 나타내며 특히 45세 이상의 환자를 위험에 빠뜨리고 MINS로 고통받는 모든 환자의 약 1%가 비심장 수술 후 30일 이내에 사망합니다. 비심장 수술 환자 코호트 평가(VISION) 연구에서 혈관 사건은 MINS 발생과 30일 사망률 증가 사이의 유의미한 연관성을 확인했습니다(조정된 위험 비율: 4.69; 95% CI, 3.52-6.25). 또한 57,315명의 환자를 대상으로 한 후향적 연구에서 65 mmHg 미만의 MAP 감소는 수술 후 MINS 및 AKI 발생과 점진적으로 관련이 있는 것으로 나타났습니다. 수술 중 사망률에 미치는 영향으로 인해 MINS는 치료 목표로서 특히 관심을 끌고 있습니다. 비심장수술 후 30일 이내에 허혈로 인한 심근손상으로 정의됩니다. MINS를 식별하기 위해 다양한 트로포닌 분석법이 도입되었으며 이러한 이유로 99번째 백분위수를 초과하는 값(변동 계수가 10% 미만인 정상 참조 집단의 경우)이 일상 진료의 정의에 일반적으로 사용됩니다. 기센 대학 병원의 고감도 트로포닌 I 분석(Siemens Adiva Centaur TNI 분석, 99번째 백분위수 = 47.344) ng/l)은 MINS 검출에 사용됩니다.

   IOH의 발생률을 줄이기 위해 수술 후 AKI 및 MINS 감소와 관련하여 다양한 목표 지향 치료(GDT) 프로토콜이 이미 성공적으로 도입되었습니다. 그러나 이러한 연구에서는 혈압을 지속적으로 감시하는 침습적 혈역학 모니터링을 사용했습니다. 이와 대조적으로, 표준 비침습적 혈압 모니터링에서는 두 측정 사이에 블라인드 갭(주로 3~5분)이 발생합니다. 이러한 한계를 해결하기 위해 다양한 연속 비침습 혈압 모니터링 장치가 도입되었습니다. 먼저, Edwards Lifesciences Company(미국 캘리포니아주 어바인)에서 Nexfin 장치를 개발하여 IOH 감소 측면에서 유망한 결과를 보여주었습니다. 2012년에는 Nexfin 장치가 IOH에 대한 예방 효과를 잃지 않고 ClearSight 시스템으로 이전되었습니다. 비침습적 심박출량 모니터링의 다음 진화 단계는 저혈압 예측 지수(HPI)를 사용하여 IOH가 발병하기 전에 예방하는 것이었습니다. HPI는 2017년에 처음 도입되었으며 현재 미국과 유럽에서 인증을 받았습니다. HPI는 Edward의 모니터링 플랫폼을 기반으로 IOH(최소 1분간 MAP<65mmHg로 정의)가 시작되기 최대 15분 전에 예측하는 것을 목표로 하는 모니터링 도구입니다. 척도 범위는 0~100%이며 IOH가 보류될 가능성과 남은 시간을 나타냅니다. 기본 기계 학습 기반 알고리즘은 압력 파형의 분석 기능을 사용하고 수술 환자의 대규모 후향적 데이터 세트에서 처음 계산되었으며 이후 1,923건의 저혈압 에피소드를 분석하여 전향적 코호트에서 검증되었습니다. 본 연구에서 HPI는 IOH 발병 15분 전 예측에 대해 88%의 민감도와 87%의 특이도를 보여주었습니다. 그 이후로 다른 실무 그룹의 자체 및 연구를 통해 HPI 기반 GDT를 사용하여 IOH를 효과적으로 예방할 수 있음이 확인되었습니다. 지금까지 동맥 파형 분석은 침습적 동맥 측정에 의존했지만 Edwards Lifesciences가 이미 ClearSight 플랫폼에서 HPI의 시작을 홍보했기 때문에 비침습적 측정이 곧 가능할 것입니다.

   또한, 지금까지는 수술 전후 지속적인 비침습적 혈압 모니터링을 사용하는 것이 환자의 결과에 유익한 영향을 미친다는 사실이 아직 입증되지 않았습니다. 특히, 비침습적 혈압 모니터링을 기반으로 한 GDT는 IOH 발생률을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 수술 후 신부전 발생률도 줄일 수 있습니다.

   2.1 연구 가설 2.1.1 1차 연구 가설 수술 전후 비침습적 HPI 유도 GDT를 사용하면 중증 외상 및 정형외과 수술을 받는 환자의 IOH 발생률이 감소합니다.

   2.1.2 2차 연구 가설

   • 비침습적 HPI 유도 GDT의 수술 전후 사용은 중증 외상 및 정형외과 수술을 받는 환자의 수술 후 신부전 발생을 줄입니다.
   • 비침습적 HPI 유도 GDT의 수술 전후 사용은 중증 외상 및 정형외과 수술을 받는 환자의 수술 후 MINS 발생을 줄입니다.

   2.2 연구 목적 연구의 목적은 표준 치료와 비교하여 지속적인 비침습적 심박출량 모니터링(ClearSight 시스템)을 기반으로 한 혈역학적 프로토콜이 중증 외상 및 중증 외상을 겪고 있는 환자의 IOH, 수술 후 AKI 및 MINS 발생률을 줄일 수 있는지 여부를 조사하는 것입니다. 정형 외과 수술.

   2.3 일차 및 이차 평가변수 일차 평가변수 • 수술 중 저혈압(65mmHg 미만의 MAP로 정의)

   o 수술 중 저혈압 빈도((n)/h)

   o 수술 중 저혈압의 절대 기간

   o 수술 중 저혈압의 상대적 기간(총 마취 시간의 %)

   2차 평가변수 • 다음 중 하나의 복합 평가변수 o AKI 발생(KDIGO 기준12 또는 Nephrocheck 증가에 따름; 0.3(ng/ml)2/1000)

   o MINS 발생(TNI가 정상 모집단의 99번째 백분위수를 초과함)

3 방법론 3.1 연구 설계 이 연구는 지속적인 비침습적 심박출량 모니터링(ClearSight 시스템)을 사용하는 목표 지향적 혈역학 관리를 표준 치료와 비교하는 단일 중심 무작위 전향적 중재 시험으로 설계되었습니다.

3.2 연구 센터 기센대학병원 마취과 및 중환자의학과

3.3 연구 집단 3.3.1 연구 그룹 주요 외상 및 정형외과 수술 정형외과 수술의 주요 외상이 필요한 환자는 주로 유발된 혈액 손실 및 기존 동반질환으로 인해 IOH 위험이 증가합니다. 특히, 노인 환자는 골반 및 근위부 골절의 위험이 있으며 동시에 기존 심혈관 질환으로 인해 IOH에 취약합니다. 이러한 이유로 지속적인 혈압 모니터링을 기반으로 한 GDT를 포함한 철저한 혈압 관리가 필요합니다. 그러나 침습적 혈압의 필요성은 중증 외상 및 정형외과 수술을 포함한 전체 환자군에 일반화될 수 없습니다. 이러한 이유로 비침습적 심박출량 모니터링 접근 방식은 이러한 환자에게 안전하고 효과적인 솔루션을 제공할 수 있습니다.

연구 인구는 두 그룹으로 나뉩니다.

1. 개입 그룹(ClearSight 시스템 기반 최적화)
2. 맹검 ClearSight를 사용한 대조군(표준 마취 관리)

3.3.2 포함 기준

• 심각한 외상이나 정형외과 수술을 앙와위 자세로 받는 환자는 다음과 같이 정의됩니다.

  • 골반 재건 수술(예: 골절 안정화)
  • 고관절 전치환술
  • 근위 대퇴골 수술(예: 골절의 안정화)
  • 무릎 전치환술
  • 척추 수술
• >90분으로 계획된 전신 마취 수행
• 연령 ≥ 45세 3.3.3 제외 기준

사전 정의된 제외 기준은 다음과 같습니다.

• 계획된 침습적 혈압 모니터링
• 다른 중재적 연구에 참여
• 임신부와 수유부
• 기계적 환기를 조절하지 않은 수술
• ASA I 또는 IV
• 동맥 세동
• 젤란틴에 대한 알레르기 3.3.4 탈락 기준
• 환자의 동의 철회

3.4 작업 계획 3.4.1 수술 전 평가

환자는 포함 및 제외 기준을 확인한 후 수술 전에 모집됩니다. 이때 사전 동의를 얻습니다. 환자의 사전 동의를 얻은 후 환자는 두 그룹에 1:1로 무작위 배정됩니다. 또한 다음과 같은 기본 특성이 얻어집니다.

• 나이, 성별, 키, 몸무게, ASA 점수
• 기존 질환(고혈압, 심근경색 병력이 있거나 없는 관상동맥심질환, 말초동맥질환, 신부전, 만성폐쇄성폐질환, 당뇨병)
• 이전의 주요 수술
• 현재 약 처방

또한 다음과 같은 실험실 결과를 얻을 수 있습니다.

• 혈액 세포 수
• 전체 응고 기능(국제화 비율, 트롬보플라스틴 시간, 피브리노겐 수준)
• 신장 기능의 매개변수(크레아티닌, 요소, Nephrocheck, 혈액 및 요로 미토콘드리아 DNA)
• 심장 기능 매개변수(트로포닌 I, 크레아티닌 키나제, 미오글로빈, 뇌 나트륨 이뇨 펩티드)
• 염증 매개변수(C-반응성 단백질, 프로칼시토닌)
• 내피 기능 매개변수(안지오포이에틴 1 및 2, 신데칸-1 및 세포간 접착 분자-1(ICAM-1)), Bio-ADM

3.4.2 시점 연구 시점은 다음과 같이 정의됩니다: 수술 전, 수술 직후, 수술 후 24, 72 및 168시간(입원 기간에 따라 다름). 언제든지 임상 데이터, 혈액 및 소변이 수집됩니다(입원 기간에 따라 다름).

3.4.3 수술 전후 관리 3.4.3.1 마취 유도 및 유지 모든 환자는 표준 혈역학 모니터링(심전도, 비침습적 혈압 및 혈량측정)을 받습니다. 비침습적 혈압은 3분마다 측정됩니다.

무작위 연구군과는 별도로 펜타닐, 프로포폴, 시스-아트라큐륨을 사용하여 마취 유도를 실시합니다. 복용량은 환자의 연령과 체중, 기존 질병에 따라 주치의의 평가에 따라 선택됩니다. 삽관 후, 모든 환자는 카프노그래피(목표 호기말 CO2 35-40mmHg)와 관련하여 8ml/kg 이상적인 체중의 일회 호흡량으로 환기됩니다. 대조군은 MAD > 65mmHg를 목표로 SOP에 따라 관리됩니다.

3.4.3.2 중재군 환자 관리 수술 전에 안정심장지수와 수축력(dp/dt)을 정량화해야 합니다. 이를 위해 연구팀은 HPI ClearSight 시스템을 적용해 수술 전 밤에 심장 지수를 측정한다. 야간 심장 지수는 60분 동안 안정 상태에서 3회 이상의 신뢰할 수 있는 측정값이 기록된 경우 허용됩니다. 환자의 수면이 측정에 의해 변경되어 밤새 휴식 심장 지수를 사용할 수 없는 경우, 환자의 야간 수면에 대한 모니터링이 중지될 때까지 각성 심장 지수가 정량화됩니다. 이 평균 기준 측정값(CI 및 dp/dt)은 연구 알고리즘 전체에서 목표 심장 지수가 됩니다(그림 1). 수면 측정이 불가능한 경우, 깨어 있는 측정은 기준값으로 간주됩니다. 수술 전후 연구 개입 기간은 마취 시작부터 시작하여 수술 종료 시 끝납니다. 수술 중 평균 동맥압은 최소 65mmHg로 유지되며 심장 지수와 dp/dt는 GDT 알고리즘에 따라 개별적으로 최적화됩니다.

3.5 데이터 처리 데이터 수집은 당사의 전자 환자 데이터 관리 시스템에서 사전 정의된 시점에 별도의 연구 데이터베이스(Microsoft Excel)로 일관되게 수행됩니다.

수집된 데이터는 무작위 키 방식을 기반으로 데이터베이스에서 가명화됩니다. 환자 데이터와 해독 키가 포함된 차트는 연구 종료(출판) 후 최소 15년 동안 연구 센터에 보관됩니다. 데이터 익명화는 환자에게 향후 데이터 통찰력 또는 데이터 삭제 옵션을 제공하기 위해 의도적으로 수행되지 않습니다.

데이터 관리 및 평가는 연구팀이 수행합니다.

3.6 환자 수 및 생체 인식 연구의 목적은 외상 및 정형외과 수술 집단에서 IOH 발생률에 대한 비침습적 심박출량 모니터링의 영향을 보여주는 것입니다. 표본 크기 계산은 Maheshwari et al.의 최근 연구와 관련하여 수행되었습니다. 저혈압 예방에 대한 HPI의 효과를 조사한 사람입니다. 이 연구는 1차 평가변수인 저혈압(MAP<65 mmHg)의 정의가 본 연구와 동일하고 비심장 수술 환자도 조사했기 때문에 선택되었습니다. 본 연구에서 혈역학적 관리를 받지 않은 환자의 평균 저혈압 기간 수(MAP ≤65mmHg 곡선 아래 면적으로 표시)는 34.2회였습니다[8,5-112.7]. 혈역학 측정 환자의 32.7 [6.3-102]과 비교됩니다. 0.05의 알파와 0.95의 검정력을 목표로 하는 표본 크기 계산 결과 연구 그룹당 66명의 환자가 나왔습니다(Wilcoxon 테스트 사용을 기준으로 총 132명의 환자). 잠재적인 탈락(예상 탈락률 10-20%)을 해결하기 위해 우리는 각 연구 그룹에서 환자 수를 75명으로 늘리기로 결정했습니다.

목표 매개변수 옆에 혈역학 및 호흡 기능 데이터는 물론 마취 및 혈역학 관리에 대한 데이터도 제공됩니다(CRF 참조). 또한 연령, 성별, 체질량지수 등의 일반적인 특성은 물론 기존 질환 및 처방도 평가됩니다.

목표 변수의 경우 결과를 설명적으로 조사하고 분석합니다(예: 분포 확인). 측정 특성(평균 및 표준 편차)은 물론 중앙값 및 사분위수 간 차이, 달성 빈도(백분율 사양 사용)가 결정됩니다. 탐색적 분석의 일환으로 치료군의 구조적 평형(동질성)도 확인됩니다.

관찰값의 분포에 따라 적절한 테스트 방법이 사용됩니다.

저혈압의 의심되는 원인, 시술 중에 사용되는 승압제의 유형 및 용량, 수축촉진 약물의 유형 및 용량이 있으므로 통계적 테스트의 결과는 2차 매개변수의 영향에 따라 제어됩니다.

모든 분석은 R-Plus 스크립팅(R Core Team(2016))을 사용하여 수행됩니다. R: 통계 컴퓨팅을 위한 언어와 환경입니다. 통계 컴퓨팅을 위한 R 재단(오스트리아 비엔나, http://www.R-project.org/).

3.7 이점 - 위험 평가 3.7.1 잠재적 이점

추가 모니터링 시스템을 통한 지속적인 모니터링을 바탕으로 잠재적인 생명을 위협하는 사건과 급성 신장 손상을 조기에 발견할 수 있습니다. 이를 통해 환자의 치료가 최적화되고 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다.

3.7.2 잠재적 위험

제시된 연구는 중재적 연구입니다. 잠재적 위험은 미미합니다. 추가적인 비침습적 심박출량 모니터링의 사용은 최소화됩니다.

연구를 위한 혈액 샘플의 시점은 일상적인 샘플링과 일치합니다. 이를 바탕으로 환자에게 추가적인 위험은 없습니다.

3.7.3 이점/위험 분석 잠재적으로 위험한 상황에서 정보를 제공하여 치료 마취과의사에게 도움을 줄 수 있는 연구 감독 의사와 추가 모니터링 장치를 기반으로 환자를 위한 추가 모니터링이 가능하다는 이점이 있습니다. 이를 통해 조기에 목표 지향적인 치료가 가능하며 환자의 예후도 향상될 수 있습니다. 예상되는 위험과 비교하여 환자를 위해 생성된 정보의 잠재적 이점을 고려하면 유익한 효과가 과도하게 균형을 이루고 있습니다.

이 연구에서 예상되는 지식 획득은 수술 전후 관리를 최적화하는 데 사용될 수 있습니다.