Plethysmografie-variabiliteitsindex als indicator voor toereikendheid van preload

ACHTERGROND

Optimaal intraoperatief volumebeheer is een steunpilaar tijdens algehele anesthesie. Adequate intraoperatieve vloeistoftoediening verbetert de voorbelasting en ondersteunt een optimaal hartminuutvolume. Intraoperatieve optimalisatie van het hartminuutvolume met behulp van volume-uitbreiding vermindert de postoperatieve morbiditeit en de duur van het ziekenhuisverblijf.1 Optimalisatie van het intraoperatieve hartminuutvolume is afhankelijk van het vermogen om de preload-afhankelijkheid en vochtreactiviteit te beoordelen. Statische indicatoren van vloeistofreactiviteit, zoals centrale veneuze druk (CVP), pulmonale capillaire wigdruk (PCWP) of linker ventriculaire einddiastolische gebiedsindex zijn invasief of zijn niet gemakkelijk beschikbaar en blijken slechte voorspellers te zijn van vloeistofreactiviteit.2- 9

Dynamische indicatoren, zoals ademhalingsvariaties in arteriële polsdruk (PPV)3 of slagvolumevariaties (SVV)5, die vertrouwen op de ademhalingsvariaties in het slagvolume of de surrogaten daarvan bij mechanisch beademde patiënten, bleken superieur te zijn aan statische indicatoren voor voorspelling van vloeiende responsiviteit. 8,10-12 Beide technieken zijn gebaseerd op pulscontour- of pulskrachtanalyse afgeleid van een arteriële lijn en zijn invasief. Respiratoire variaties van preload kunnen ook worden beoordeeld in pulse Doppler aortastroomsnelheid2,11 of door oesofageale Doppler.13

Onlangs is aangetoond dat ademhalingsvariaties in de golfvormamplitude van de pulsoximeterplethysmografie (∆POP) gevoelig zijn voor veranderingen in voorbelasting14 en de reactie op vloeistof bij mechanisch beademde patiënten kunnen voorspellen.15 De golfvormamplitudes van de plethysmografie van de pulsoximeter zijn sterk gerelateerd aan de respiratoire variaties in arteriële pulsdruk (PPV) 16,17 en zijn gevoelig voor veranderingen in ventriculaire preload.14

Recent gepubliceerde onderzoeken hebben veelbelovende resultaten laten zien met betrekking tot het vermogen van ∆POP om de reactiesnelheid van vloeistoffen op de intensive care15 en in de operatiekamer te voorspellen.18

Pulsoxymeter-plethysmografiegolfvormamplitudevariaties kunnen niet eenvoudig worden berekend vanaf een bedmonitor. Zo is een plethysmografische variabiliteitsindex (PVI, Masimo Corp.) gecreëerd. PVI is een nieuw algoritme dat automatisch ∆POP berekent. PVI is een maat voor de dynamische verandering in perfusie-index (PI) die optreedt gedurende een bepaalde tijdsperiode, voldoende lang om ten minste één volledige ademhalingscyclus te omvatten. Voor PI-berekening wordt het pulserende infraroodsignaal geïndexeerd ten opzichte van het niet-pulserende infraroodsignaal en uitgedrukt als een percentage (PI- (AC/DC×100) dat de amplitude van de golfvorm van de pulsoximeter weergeeft. PVI-berekening wordt uitgevoerd door veranderingen in PI in de loop van de tijd te meten als PVI = (Pimax-Pimin/Pimax) - 100.

Bij patiënten die robotprocedures ondergaan die een pneumoperitoneum en een steile Trendelenburg-positie nodig hebben, is het niet bekend of het hartminuutvolume voorspelbaar afneemt tijdens het pneumoperitoneum en in hoeverre de steile Trendelenburg-houding de afname van het hartminuutvolume compenseert. Bovendien is aangetoond dat pulsdrukvariatie (PPV) de respons op vloeistoftoediening betrouwbaar kan voorspellen in een diermodel in pneumoperitoneum.20 Er zijn echter geen menselijke gegevens beschikbaar in deze setting.

Het doel van onze studie is dus om de hypothese te testen dat het slagvolume aanzienlijk zal dalen na het starten van pneumoperitoneum en dat het zal toenemen na plaatsing in Trendelenburg-positie bij patiënten die gynaecologische robotprocedures ondergaan. Ten tweede zullen de onderzoekers de hypothese testen dat PVI-veranderingen correleren met veranderingen in slagvolume en polsdrukvariatie (PPV) en een toename in slagvolume na een vloeistofbolus kunnen voorspellen. De derde hypothese is dat delta PVI onafhankelijk is van de vaso-status van precapillairen op de gemeten plaats.

METHODEN

De onderzoekers stellen een prospectieve observationele proef voor met goedkeuring van de Human Studies Committees van de University of Louisville en het University Hospital Research Integrity Office. Alle proefpersonen of hun wettelijke vertegenwoordigers moeten geïnformeerde, schriftelijke toestemming geven voordat ze aan het onderzoek deelnemen. De studie zal worden uitgevoerd volgens de richtlijnen voor goede klinische praktijken.

Inclusiecriteria De onderzoekers zijn van plan om 40 vrouwelijke proefpersonen in te schrijven die gepland staan ​​voor electieve gynaecologische robotchirurgie onder algemene anesthesie.

Uitsluitingscriteria

Patiënten met atriumfibrilleren of andere significante aritmie (lage graad 3 of hoger) en patiënten met aortaregurgitatie worden uitgesloten.

Protocol

Anesthesie zal worden geïnduceerd met propofol (2 mg/kg), rocuronium (0,6 mg/kg) en fentanyl (2 µg/kg) om intubatie te vergemakkelijken. Een #8 endotracheale tube wordt in de luchtpijp ingebracht en vastgezet op 22 cm. De anesthesie wordt onderhouden met sevofluraan om de BIS-waarde tussen 40 en 60 te houden. Fentanyl wordt toegediend als een infuus met een snelheid van 2 µg/kg/uur. Het beademingsapparaat wordt ingesteld op drukgestuurde modus en patiënten worden beademd met een luchtwegdruk die overeenkomt met een teugvolume van 8 ml/kg tot een maximale luchtwegdruk van 35 cmH20. De ingeademde zuurstof wordt in de buurt van 50% gehouden, maar wordt indien nodig verhoogd om een ​​hemoglobinezuurstofverzadiging van >95% te behouden. PEEP wordt ingesteld op 5 cmH20. Ademhalingsfrequentie zal 12 ademhalingen per minuut zijn.

Elke patiënt krijgt een arteriële katheter (radiale slagader) met daaraan een transducer en een continue real-time cardiovasculaire monitor (LiDCO rapid, LiDCO Ltd, Londen, VK). Een pulsoximeter (LNOP Adt, Masimo Corp, Irvine, CA) wordt bevestigd aan de wijsvinger van dezelfde hand van de patiënt en aangesloten op een bedmonitor (Radical 7, Masimo Corp, Irvine, CA); de oximeter wordt verpakt om interferentie van licht van buitenaf te voorkomen. PVI berekent de ademhalingsvariaties in de plethysmografische golfvormamplitude (perfusie-index [PI]) met behulp van de maximale en minimale PI-waarden over een bepaalde tijdsperiode. Arteriële golfvorm zal continu worden opgenomen.

Intraoperatief vochtbeheer zal worden uitgevoerd met plasmolyte 2 ml/kg/u. Vloeistofbolussen worden gegeven onder begeleiding van SVV. Hetastarch wordt gegeven als een bolus in stappen van 250 ml tot een maximum van 50 ml/kg. De vloeistofbolus wordt gedurende 5 minuten gegeven. Na inductie van anesthesie wordt een blaaskatheter (foley) ingebracht. Dit maakt deel uit van conventionele zorg en zorgt voor een nauwkeurigere tracking van het vloeistofvolume.

Zodra de patiënt zich in Trendelenburg-positie bevindt en uit een meting blijkt dat SVV of PVI boven de 10% blijft, worden gedurende 5 minuten vloeistofbolussen van 250 ml hetazetmeel gegeven totdat SVV of PVI onder de 10% daalt. De vloeistofbolus wordt ook herhaald als het slagvolume met 10% stijgt.

De anesthesie gaat door totdat de operatie is voltooid. Verlamming zal gedurende de anesthesieperiode worden voortgezet met als doel een trein van vier (TOF) op 1 tot 2 spiertrekkingen te houden. Aan het einde van de operatie wordt de luchtpijp van de patiënt geëxtubeerd volgens de routinematige extubatiecriteria.

Tijdens abdominale CO2-insufflatie wordt de intra-abdominale druk op 15 cmH2O gehouden. De Trendelenburg-positie is 30º, wat overeenkomt met de maximale helling van de OK-tafel.

Afmetingen

Hemodynamische gegevens (bloeddruk, cardiale index, pulsdrukvariatie) zullen worden gemeten door pulskrachtanalyse. PVI wordt gemeten door middel van pulsoximetrie. Hemodynamische gegevens (MAP, SVV, PPV, CO, PI en PVI) worden met de volgende tussenpozen geregistreerd: na inductie van anesthesie (baseline), na aanvang van pneumoperitoneum, na positionering van de patiënt in Trendelenburg-positie en daarna elke 15 minuten. Aan het einde van de operatie worden metingen geregistreerd na omkering van de Trendelenburg-positie en na het leeglopen van het peritoneum.

Temperatuurgradiënten onderarm - vingertop worden gemeten met een Mon-a-thermometer (Mallinckrodt Medical, Inc. St. Louis, MO) en Mon-a-therm thermokoppels voor eenmalig gebruik. Vasoconstrictie wordt vastgesteld wanneer de temperatuurgradiënt van de onderarm en de vingertop ≥ 0°C en PI <1 is.

Tijdens elke meting van hemodynamische parameters wordt de intra-abdominale druk geregistreerd. De Trendelenburg-positie wordt gemeten met een hoekliniaal.

Gegevensanalyse Analyse van de steekproefomvang: Voorlopige gegevens hebben een waarschijnlijkheid van 75% aangetoond dat het slagvolume toeneemt nadat de patiënt in Trendelenburg-positie is geplaatst. Rekening houdend met de jaarlijkse patiëntenpopulatie van 200 patiënten en uitgaande van een betrouwbaarheidsinterval van 65-80% bij het significantieniveau van 0,05, zijn er in totaal 35 patiënten nodig. Daarom zijn de onderzoekers van plan om 40 patiënten te bestuderen. Na 20 patiënten wordt een tussentijdse analyse uitgevoerd.

De onderzoekers zullen gepaarde t-testen en ANOVA met herhaalde metingen gebruiken voor alle numerieke metingen, bij het vergelijken van gegevens (BP, HR en SV), voor en na interventies (baseline tot insufflatie, insufflatie tot Trendelenburg-positie en slagvolume voor en na vloeistof bolus). Chi-kwadraattoetsen zullen worden gebruikt voor categorische gegevens zoals verandering in SVV en PPV. Logistische regressie, Bland-Altmann-plot en ROC-curven zullen worden gebruikt om de overeenkomst en precisie van SVV- en PVI-veranderingen te voorspellen. De resultaten worden als statistisch significant beschouwd wanneer P < 0,05.

Betekenis

De verandering van hemodynamiek tijdens de niet-fysiologische (iatrogene) gebeurtenissen van abdominale insufflatie en het plaatsen van de patiënt in een steile Trendelenburg-positie is niet opgehelderd. Licht werpen op hemodynamische stoornissen kan de clinicus helpen om het slagvolume en de cardiale output vroeg in het proces van robotchirurgie te optimaliseren. De evaluatie van een niet-invasief apparaat (perfusievariabiliteitsindex) om de haalbaarheid te bepalen, kan het in de toekomst mogelijk maken om dynamische hemodynamische parameters niet-invasief te meten.

Deze observationele studie brengt geen extra risico's met zich mee voor de patiënt. Arteriële canulatie voor invasieve bloeddrukmetingen is conventionele zorg tijdens robotchirurgie; de toegepaste apparaten (LiDCO, pulsoximetrie en huidthermometers) zijn niet-invasieve apparaten.

Inclusie van geslacht en minderheden

Er zijn geen gegevens die erop wijzen dat etniciteit hemodynamische veranderingen tijdens robotchirurgie beïnvloedt. De onderzoekers zullen dienovereenkomstig patiënten uit alle minderheidsgroepen accepteren. Op basis van de bevolking van Greater Louisville verwachten de onderzoekers dat 85% van de proefpersonen blank zal zijn. De onderzoekers zullen alleen vrouwelijke patiënten in de studie opnemen, aangezien de onderzoekers alleen patiënten voor gynaecologische pathologieën zullen inschrijven.

Potentiële risico's

De voorgestelde studie zal worden uitgevoerd met goedkeuring van de Human Studies Committees aan de Universiteit van Louisville. De onderzoekers moeten schriftelijke, geïnformeerde toestemming krijgen van deelnemende patiënten of gemachtigde vertegenwoordigers. De hoofdonderzoeker en alle medewerkers hebben een IRB-gecertificeerde training voor de bescherming van proefpersonen gevolgd.

De onderzoekers zullen alleen patiënten inschrijven die zijn ingepland voor robotchirurgie die een steile Trendelenburg-positie ondergaan. De risico's van een steile Trendelenburg-positie zijn zwelling van het bovenlichaam, met name de ogen, en de structuren van het strottenhoofd en de keelholte. Zwelling kan het risico van vertraagde extubatie of, zeer zelden, herintubatie na anesthesie met zich meebrengen. Verhoogde intracerebrale druk kan hoofdpijn veroorzaken.

Insufflatie van de buik kan subcutaan emfyseem en schouderpijn veroorzaken als gevolg van irritatie van de nervus phrenicus.

Arteriële canulatie kan in zeldzame gevallen hematoom bij de pols en arteriële trombose en infectie van de canulatieplaats veroorzaken.

Alle mogelijke complicaties worden tweemaal aan de patiënt uitgelegd. Ten eerste krijgt de patiënt de informatie aangeboden als onderdeel van de conventionele zorgtoestemmingen voor chirurgie en anesthesie. Ten tweede, wanneer onderzoekers een instemmend gesprek hebben met de potentiële proefpersonen over het onderzoeksprotocol.