Gaskinetiek en metabolisme bij anesthesie tijdens niet-stabiele toestand

Tijdens klinische anesthesie is het verbazingwekkend dat CO2-monitoring voornamelijk bestaat uit end-tidal PCO2 om endotracheale intubatie te bevestigen en ventilatie te schatten, en O2-monitoring bestaat uit een enkele PO2-meting om een ​​hypoxisch gasmengsel te detecteren. Een beter begrip van hoe O2- en CO2-kinetiekmonitoring de systeempathofysiologie kan bepalen, zal de veiligheid bij anesthesie aanzienlijk verbeteren door kritieke gebeurtenissen te detecteren, zoals abrupte afname van het hartminuutvolume (Q.T) door vena-cavale compressie tijdens abdominale chirurgie, optreden van CO2-longembolie tijdens laparoscopie, stijgend weefsel O2-verbruik (V.O2) tijdens lichte anesthesie en begin van anaëroob metabolisme (V.CO2 is onevenredig hoger dan V.O2).

In de vorige subsidieperiode hebben ontdekkingen van de CO2-kinetiek tijdens niet-stabiele toestand aanzienlijke hiaten in het begrip van de O2-kinetiek aan het licht gebracht. Hiertoe is een 5-compartimenten longmodel van gaskinetiek in het lichaam tijdens niet-stabiele toestand ontwikkeld, waarin complexe interacties tussen O2 en CO2 in de longen, het bloed en weefsels zijn verwerkt. Dit computermodel werd gebruikt om de volgende hypothesen te formuleren en zal mechanismen ophelderen die ten grondslag liggen aan de daaropvolgende gemeten gegevens bij verdoofde patiënten.

De onderzoekers hebben al twee innovatieve apparaten ontwikkeld die essentieel zijn voor de V.O2-meting: een snel reagerende temperatuur- en vochtigheidssensor en een mengapparaat (een bymixer) voor het meten van gemengde gasfractie, speciaal ontworpen voor anesthesiesystemen. De onderzoekers hebben ook een geavanceerd banksysteem ontworpen voor de validatie van beide apparaten, wat de hoge nauwkeurigheid en prestaties van onze metingen aantoonde.

Hypothesen die in ons overkoepelende onderzoeksthema worden getoetst, zijn onder meer:

• Die pulmonale O2-opname (V.O2) bij verdoofde patiënten is veel lager dan de in de literatuur genoemde waarde.
• Dat inhalatie-anesthesie V.O2 anders beïnvloedt dan totale intraveneuze anesthesie (TIVA).
• Dat een acute afname van het hartminuutvolume (Q.T) (door verandering van de positie van de patiënt) V.O2 tijdelijk zal verlagen, maar dat de afname van de CO2-eliminatie (V.CO2) aanhoudt omdat de weefsel-CO2-voorraden honderdvoudig groter zijn dan O2 (zie eerder goedgekeurd IRB-protocol, HS# 2000-1325).
• Die positieve eindexpiratoire druk (PEEP) verlaagt V.O2 en V.CO2 als gevolg van verlagingen in Q.T en alveolaire ventilatie (V.A), en het verschijnen van hoge ventilatie-tot-perfusie (V.A/Q.)-eenheden (zie eerder goedgekeurde IRB-protocol, HS# 2000-1325).
• Die Trendelenburg-positie (hoofd naar beneden) verhoogt V.O2 en V.CO2 als gevolg van toename in Q.T.
• Die V.O2 kan helpen om de noodzaak van bloedtransfusie te bepalen.
• Dat de continue meting van het respiratoire quotiënt (RQ=V.CO2/V.O2) de overgang naar anaëroob metabolisme kan detecteren.
• Dat de continue meting van de respiratoire RQ een goed alternatief kan zijn voor arteriële bloedgasafname.
• Dat de continue meting van de respiratoire RQ de noodzaak van voedingsondersteuning tijdens lange operaties kan bepalen.

In dit protocol zullen de onderzoekers de klinische implicaties van deze metingen bestuderen, in de overtuiging dat dit de ontbrekende schakels zijn bij de monitoring van anesthesie. Het ophelderen van de mechanismen die ten grondslag liggen aan deze acute pathofysiologie zal het begrip van de O2- en CO2-kinetiek tijdens non-steady state vergroten en de niet-invasieve diagnose van kritieke gebeurtenissen tijdens klinische anesthesie mogelijk maken, wat de veiligheid vergroot, vooral voor de meerderheid van de gezonde patiënten die alleen niet-medicamenteuze anesthesie krijgen. -invasieve bewaking.

Een apart deel van het onderzoek, dat een aanvulling vormt op het onderzoek naar metabole gasuitwisseling met het bymixer-stroomsysteem, is het onderzoek van ademhalingsgas met een draagbare massaspectrometer om vluchtige organische stoffen tijdens anaëroob metabolisme te detecteren. Het experimentele anaërobe model bestaat uit volwassen patiënten die een operatie ondergaan waarvoor een tourniquet nodig is. Het anaëroob metabolisme wordt gedetecteerd door middel van een zuur-base-bloedtest, de bymixer-flowmeting en de massaspectrometer. De anesthesie wordt gehandhaafd door totale intraveneuze anesthesie (TIVA) en elke patiënt krijgt een arteriële lijn. Er zou geen andere tussenkomst worden genomen. Het is een observationele studie.