De effecten van ketamine op ademhalingsstimulatie en transpulmonale druk
De effecten van subanesthetische ketamine op ademhalingsstimulatie en transpulmonale druk bij mechanisch beademde ernstig zieke patiënten
Aantasting van de doorgankelijkheid van de luchtwegen is een veelvoorkomende oorzaak van het falen van de extubatie en opioïden en hypnotica kunnen de doorgankelijkheid van de luchtwegen nadelig beïnvloeden. Ketamine, een niet-competitieve antagonist van N-methyl-D-aspartaat (NMDA), activeert, in tegenstelling tot andere anesthetica, ademhalingsinspanning en bevordert bronchusverwijding. Bij subanesthetische plasmaconcentraties vermindert ketamine zowel de behoefte aan opioïden als propofol.
Het doel van deze farmacofysiologische interactiestudie is het evalueren van de effecten van ketamine op de ademhaling en elektro-encefalografie bij mechanisch beademde patiënten.
Studie Overzicht
Toestand
Interventie / Behandeling
Gedetailleerde beschrijving
Het handhaven van de doorgankelijkheid van de bovenste luchtwegen bij verdoofde en verdoofde patiënten is een uitdaging, vooral wanneer patiënten klaar zijn om van mechanische beademing af te komen. Spontane ademhalingsproef (SBT) wordt gebruikt om het ontwenningsproces te versnellen, wat vaak de vermindering en/of stopzetting van sedativa en analgetica vereist. Bij sommige chirurgische patiënten kan het verminderen van deze medicijnen leiden tot pijngerelateerde agitatie en het onvermogen om SBT's uit te voeren, wat de behoefte aan mechanische beademing kan verlengen. Het gebruik van medicijnen met narcotische sparende effecten en die geen ademhalingsdepressie veroorzaken, kan het verminderen of stopzetten van middelen die de ademhalingsdrang onderdrukken en vervolgens extubatie vergemakkelijken, mogelijk maken.
Ketamine wordt al vele jaren gebruikt bij ernstig zieke patiënten voor sedatie en analgesie. Deze niet-competitieve antagonist van N-methyl-D-aspartaat (NMDA) wordt gebruikt als verdovings- en analgeticum en het is aangetoond dat het de opioïdenconsumptie vermindert en de ontwikkeling van opioïdentolerantie voorkomt. In tegenstelling tot andere anesthetica activeert ketamine de ademhalingsinspanning en bevordert het de bronchusverwijding. Bij subanesthetische plasmaconcentraties vermindert ketamine zowel de behoefte aan opioïden als propofol.
Het doel van deze farmacofysiologische interactiestudie is het evalueren van de effecten van ketamine in een subanesthetische dosis op ademhaling en elektro-encefalografie. De onderzoekers veronderstellen dat het druppelen van ketamine met een subanesthetische infusiesnelheid (lage dosis ketamine 5 - 10 mcg/kg/min) gepaard gaat met ademhalingsstimulerende effecten en de transpulmonale druk niet merkbaar verhoogt bij mechanisch beademde patiënten.
Het primaire resultaat is de ademhalingsfunctie, beoordeeld aan de hand van de piekinspiratoire flow, ademvolume, ademhalingsfrequentie, duty cycle en minuutventilatie gemeten 15 minuten voorafgaand aan de start van de ketamine-infusie (om als basislijn te dienen), bij 60 minuten ketamine-infusie van 5 mcg/ kg/min, bij nog eens 60 minuten infusie met 10mcg/kg/min, waarna de infusie gedurende 3 uur wordt gestopt voor een laatste reeks metingen.
Studietype
Inschrijving (Werkelijk)
Fase
- Niet toepasbaar
Contacten en locaties
Studie Locaties
-
-
Massachusetts
-
Boston, Massachusetts, Verenigde Staten, 02215
- Beth Israel Deaconess Medical Center
-
Boston, Massachusetts, Verenigde Staten, 02114
- Massachusetts General Hospital
-
-
Deelname Criteria
Geschiktheidscriteria
Leeftijden die in aanmerking komen voor studie
Accepteert gezonde vrijwilligers
Beschrijving
Inclusiecriteria:
- Leeftijd ≥ 18 jaar opgenomen op de IC waar mechanische beademing nodig is
- Geschikt voor spontane ademhalingsproef
- Kandidaat heeft een lage dosis ketamine gekregen van het eerstelijns kritieke zorgteam
Uitsluitingscriteria:
- Slokdarm letsel
- Allergisch voor ketamine
- Bekende neurodegeneratieve aandoeningen
- Ernstige neurologische aandoeningen (verhoogde ICP)
Studie plan
Hoe is de studie opgezet?
Ontwerpdetails
- Primair doel: Behandeling
- Toewijzing: NVT
- Interventioneel model: Opdracht voor een enkele groep
- Masker: Geen (open label)
Wapens en interventies
Deelnemersgroep / Arm |
Interventie / Behandeling |
|---|---|
|
Experimenteel: Cohort
Volwassen mechanisch beademde patiënten die in aanmerking komen voor een spontane ademhalingsproef en die in aanmerking komen voor subanesthetische ketamine door het eerstelijns intensive care-team.
|
Ketamine-infuus met een subanesthetische infusiesnelheid (lage dosis ketamine 5 - 10 mcg/kg/min)
|
Wat meet het onderzoek?
Primaire uitkomstmaten
Uitkomstmaat |
Maatregel Beschrijving |
Tijdsspanne |
|---|---|---|
|
Inspiratory Airflow
Tijdsspanne: During spontaneous breathing trials at baseline (prior to ketamine infusion), after 60 minutes of ketamine infusion at 5 mcg/kg/min, and after 60 minutes of ketamine infusion at 10 mcg/kg/min
|
Inspiratory airflow measured during spontaneous breathing trials without ventilator support using a calibrated pneumotachometer connected to the ventilatory circuit.
Airflow signals were recorded along with airway and esophageal pressures and analyzed.
Inspiratory airflow represents the rate of air entering the lungs during inspiration and is reported in liters per second (L/s).
Higher values indicate greater inspiratory airflow during spontaneous breathing.
Measurements were obtained during brief spontaneous breathing trials performed at predefined study time points.
|
During spontaneous breathing trials at baseline (prior to ketamine infusion), after 60 minutes of ketamine infusion at 5 mcg/kg/min, and after 60 minutes of ketamine infusion at 10 mcg/kg/min
|
Secundaire uitkomstmaten
Uitkomstmaat |
Maatregel Beschrijving |
Tijdsspanne |
|---|---|---|
|
EEG Beta-gamma Power
Tijdsspanne: Baseline (prior to ketamine infusion), after 60 minutes of ketamine infusion at 5 mcg/kg/min, and after 60 minutes of ketamine infusion at 10 mcg/kg/min.
|
Electroencephalogram (EEG) power spectrum density was measured using four frontal electrodes with the SedLine monitor and analyzed using multitaper spectral methods.
Changes in beta-gamma power (19-44 Hz) were expressed in decibels (dB) relative to baseline using artifact-free ~3-minute segments at predefined time points.
The reported value represents the maximum increase in spectral power across the frequency range, capturing the strongest frequency-specific effect, which may be diluted by averaging across the band if central tendency is used.
This approach is standard in spectral analyses to detect peak effects and potential frequency shifts.
Power spectra are continuous functions and peak values are the dominant signal components because they represent the strongest oscillatory activity the brain could achieve in a predefined frequency range.
|
Baseline (prior to ketamine infusion), after 60 minutes of ketamine infusion at 5 mcg/kg/min, and after 60 minutes of ketamine infusion at 10 mcg/kg/min.
|
|
Minute Ventilation
Tijdsspanne: During spontaneous breathing trials at baseline (prior to ketamine infusion), after 60 minutes of ketamine infusion at 5 mcg/kg/min, and after 60 minutes of ketamine infusion at 10 mcg/kg/min.
|
Minute ventilation measured during spontaneous breathing trials without ventilator support using a calibrated pneumotachometer connected to the ventilatory circuit.
Minute ventilation represents the total volume of air inhaled or exhaled per minute and is calculated as tidal volume multiplied by respiratory rate.
Values are reported in liters per minute (L/min).
Higher values indicate greater overall ventilation during spontaneous breathing.
Measurements were derived from airflow recordings.
|
During spontaneous breathing trials at baseline (prior to ketamine infusion), after 60 minutes of ketamine infusion at 5 mcg/kg/min, and after 60 minutes of ketamine infusion at 10 mcg/kg/min.
|
|
Tidal Volume
Tijdsspanne: During spontaneous breathing trials at baseline (prior to ketamine infusion), after 60 minutes of ketamine infusion at 5 mcg/kg/min, and after 60 minutes of ketamine infusion at 10 mcg/kg/min.
|
Tidal volume measured during spontaneous breathing trials without ventilator support using a calibrated pneumotachometer connected to the ventilatory circuit.
Tidal volume represents the volume that enters the lungs during a single breath and is reported in liters (L).
Values were derived from airflow recordings analyzed using spirometry software.
Higher values indicate larger breath volumes during spontaneous breathing at the predefined study time points.
|
During spontaneous breathing trials at baseline (prior to ketamine infusion), after 60 minutes of ketamine infusion at 5 mcg/kg/min, and after 60 minutes of ketamine infusion at 10 mcg/kg/min.
|
|
Work of Breathing
Tijdsspanne: During spontaneous breathing trials at baseline (prior to ketamine infusion), after 60 minutes of ketamine infusion at 5 mcg/kg/min, and after 60 minutes of ketamine infusion at 10 mcg/kg/min.
|
Inspiratory work of breathing measured during spontaneous breathing trials using esophageal pressure (Pes) and tidal volume recordings.
Work of breathing was calculated from the area under the inspiratory limb of the esophageal pressure-volume loop for each breathing cycle.
Values were averaged across breaths during the recording period and normalized to tidal volume.
Work of breathing was expressed in joules per liter (J/L).
Higher values indicate greater mechanical effort required to inhale.
|
During spontaneous breathing trials at baseline (prior to ketamine infusion), after 60 minutes of ketamine infusion at 5 mcg/kg/min, and after 60 minutes of ketamine infusion at 10 mcg/kg/min.
|
|
Inspiratory Airway Resistance
Tijdsspanne: During spontaneous breathing trials at baseline (prior to ketamine infusion), after 60 minutes of ketamine infusion at 5 mcg/kg/min, and after 60 minutes of ketamine infusion at 10 mcg/kg/min.
|
Inspiratory airway resistance measured during spontaneous breathing trials using airway flow and esophageal pressure recordings.
Resistance was estimated using the Mead and Whittenberger method, calculated as (Pes - PesLR)/V̇, where Pes is esophageal pressure, PesLR is the pressure on the lung elastic recoil curve at the same tidal volume, and V̇ is airflow.
Measurements were made at an absolute tidal volume of 100 ml and averaged across breathing cycles during the recording period.
Values are reported in cmH2O/L/s.
Higher values indicate greater resistance to airflow during inspiration.
|
During spontaneous breathing trials at baseline (prior to ketamine infusion), after 60 minutes of ketamine infusion at 5 mcg/kg/min, and after 60 minutes of ketamine infusion at 10 mcg/kg/min.
|
|
Lung Compliance
Tijdsspanne: During spontaneous breathing trials at baseline (prior to ketamine infusion), after 60 minutes of ketamine infusion at 5 mcg/kg/min, and after 60 minutes of ketamine infusion at 10 mcg/kg/min.
|
Lung compliance measured during spontaneous breathing trials using tidal volume and esophageal pressure recordings.
Compliance was calculated as the change in tidal volume divided by the change in esophageal pressure (ΔVT/ΔPes) measured between zero-flow states at the beginning and end of inspiration.
Values represent respiratory system compliance and are reported in milliliters per centimeter of water pressure (mL/cmH2O).
Higher values indicate greater lung compliance, reflecting a larger volume change for a given pressure change.
|
During spontaneous breathing trials at baseline (prior to ketamine infusion), after 60 minutes of ketamine infusion at 5 mcg/kg/min, and after 60 minutes of ketamine infusion at 10 mcg/kg/min.
|
Medewerkers en onderzoekers
Sponsor
Medewerkers
Onderzoekers
- Studie directeur: Matthias Eikermann, MD, PhD, Beth Israel Deaconess Medical Center
- Hoofdonderzoeker: Lorenzo Berra, MD, Massachusetts General Hospital
Publicaties en nuttige links
Algemene publicaties
- Eikermann M, Grosse-Sundrup M, Zaremba S, Henry ME, Bittner EA, Hoffmann U, Chamberlin NL. Ketamine activates breathing and abolishes the coupling between loss of consciousness and upper airway dilator muscle dysfunction. Anesthesiology. 2012 Jan;116(1):35-46. doi: 10.1097/ALN.0b013e31823d010a.
- Esteban A, Frutos F, Tobin MJ, Alia I, Solsona JF, Valverdu I, Fernandez R, de la Cal MA, Benito S, Tomas R, et al. A comparison of four methods of weaning patients from mechanical ventilation. Spanish Lung Failure Collaborative Group. N Engl J Med. 1995 Feb 9;332(6):345-50. doi: 10.1056/NEJM199502093320601.
- Menigaux C, Fletcher D, Dupont X, Guignard B, Guirimand F, Chauvin M. The benefits of intraoperative small-dose ketamine on postoperative pain after anterior cruciate ligament repair. Anesth Analg. 2000 Jan;90(1):129-35. doi: 10.1097/00000539-200001000-00029.
- Hirota K, Hashimoto Y, Sakai T, Sato T, Ishihara H, Matsuki A. In vivo spasmolytic effect of ketamine and adrenaline on histamine-induced airway constriction. Direct visualization method with a superfine fibreoptic bronchoscope. Acta Anaesthesiol Scand. 1998 Feb;42(2):184-8. doi: 10.1111/j.1399-6576.1998.tb05106.x.
- Morel DR, Forster A, Gemperle M. Noninvasive evaluation of breathing pattern and thoraco-abdominal motion following the infusion of ketamine or droperidol in humans. Anesthesiology. 1986 Oct;65(4):392-8. doi: 10.1097/00000542-198610000-00008.
- Kissin I, Bright CA, Bradley EL Jr. The effect of ketamine on opioid-induced acute tolerance: can it explain reduction of opioid consumption with ketamine-opioid analgesic combinations? Anesth Analg. 2000 Dec;91(6):1483-8. doi: 10.1097/00000539-200012000-00035.
Studie record data
Bestudeer belangrijke data
Studie start
Primaire voltooiing (Werkelijk)
Studie voltooiing (Werkelijk)
Studieregistratiedata
Eerst ingediend
Eerst ingediend dat voldeed aan de QC-criteria
Eerst geplaatst (Geschat)
Updates van studierecords
Laatste update geplaatst (Werkelijk)
Laatste update ingediend die voldeed aan QC-criteria
Laatst geverifieerd
Meer informatie
Termen gerelateerd aan deze studie
Trefwoorden
Aanvullende relevante MeSH-voorwaarden
- Ziekten van de luchtwegen
- Ademhalingsstoornissen
- Ademhalingsinsufficiëntie
- Fysiologische effecten van medicijnen
- Neurotransmitter agenten
- Moleculaire mechanismen van farmacologische werking
- Depressiva van het centrale zenuwstelsel
- Agenten van het perifere zenuwstelsel
- Pijnstillers
- Sensorische systeemagenten
- Anesthesie, dissociatief
- Anesthesie, intraveneus
- Anesthesie, generaal
- Anesthesie
- Excitatoire aminozuurantagonisten
- Opwindende aminozuurmiddelen
- Ketamine
Andere studie-ID-nummers
- 2013P001690
Deze informatie is zonder wijzigingen rechtstreeks van de website clinicaltrials.gov gehaald. Als u verzoeken heeft om uw onderzoeksgegevens te wijzigen, te verwijderen of bij te werken, neem dan contact op met register@clinicaltrials.gov. Zodra er een wijziging wordt doorgevoerd op clinicaltrials.gov, wordt deze ook automatisch bijgewerkt op onze website .