Strakke end-tidal gascontrole tijdens anesthesie om postoperatief delirium anesthesiebeheer te verminderen

A. Achtergrond en grondgedachte:

Hoewel respiratoire end-tidal gascontrole een fundamenteel principe is van anesthesiemanagement, kan het bereik van end-tidal (ET) O2 en CO2 dat doorgaans wordt waargenomen tijdens het uitvoeren van anesthesie aanzienlijk afwijken van de wakkere basislijnstatus, maar dit wordt niet beschouwd als een potentiële bijdrager aan POD in eerdere onderzoeken. Periodes van zowel hypocapnie tijdens mechanische ventilatie als hypercapnie tijdens het herstel van spontane ventilatie komen vaak voor. Het gebruik van 100% zuurstof tijdens anesthesie-inductie en opkomst en onderhoud van anesthesie met O2-concentraties van 50% is typisch. De effecten van deze veranderingen in ademhalingsgassen hebben significante effecten op de cerebrale doorbloeding en oxygenatie, die betrokken kunnen zijn bij cognitieve disfunctie. De onderzoekers zijn van plan om de effecten van gecontroleerde veranderingen in ET O2 en CO2 tijdens anesthesie en chirurgie op de incidentie van POD te onderzoeken.

B. Hypothese en studiedoelen:

De onderzoekers voeren de hypothese naar voren dat ET-respiratoire gasbeheersing een kritische overweging is bij het beheer tijdens anesthesie; een veel belangrijker overweging dan eerder werd gedacht. Oudere patiënten lijken een groter risico te lopen op 'intracraniële diefstal' van regionale CBF met veranderingen in CO2 en O2. De eerdere studie van de onderzoekers bevestigt een verband tussen CO2-beheer en POD. Eerdere MR-beeldvorming suggereert dat een combinatie van hyperoxie en hypocapnie bijzonder zorgwekkend kan zijn, een veel voorkomende situatie tijdens anesthesie. De onderzoekers suggereren dat anesthesiebeheer kan worden geoptimaliseerd voor cerebrale gezondheid door te proberen ademhalingsgassen op of nabij de basiswaarden van de patiënt te houden om CBF te stabiliseren tijdens de uitvoering van anesthesie. Een uitzondering doet zich voor tijdens neurochirurgische procedures waarbij opzettelijke wijzigingen om de ET CO2 te verlagen nodig kunnen zijn. De duidelijke CBF-fluctuaties zoals gezien bij gecontroleerde ET-gasmanipulatie in ons eerdere werk impliceren dat dergelijke CBF-veranderingen kunnen optreden onder anesthesie waar soortgelijke veranderingen in ET-gassen routinematig voorkomen. De onderzoekers stellen voor dat dergelijke grote veranderingen in CBF en oxygenatie een factor kunnen zijn die bijdraagt ​​aan de ontwikkeling van POD bij gevoelige personen. Hier wordt een haalbaarheidsonderzoek voorgesteld van rigoureus onderhoud van ET-gassen op de eigen basislijn van een patiënt om te bestuderen of een dergelijke behandeling een invloed heeft op de incidentie van POD.

C. Methodologie: Geef een samenvatting van de onderzoekslocatie (faciliteit), geschiktheidscriteria, details met betrekking tot werving, toestemming en randomisatie, interventie(s), covariaten, gegevensbronnen indien van toepassing.

Twaalf patiënten die risicovolle operaties ondergaan waarvoor een postoperatief verblijf nodig is, zullen worden benaderd om deel te nemen aan het onderzoek via de Pre-Anesthesia Clinic (PAC) van het HSC. Getuige geïnformeerde toestemming zal worden verkregen van elke patiënt. Uitsluitingscriteria zijn onder meer gelijktijdige geplande halsslagader-endarteriëctomie, halsslagaderstenose - indien eerder gedocumenteerd, geplande neurochirurgische procedures, contra-indicaties voor MRI inclusief claustrofobie, verwachte eenlonganesthesie en bekende chronische obstructieve longziekte met CO2-retentie. Patiënten worden preoperatief gezien in de week voorafgaand aan de operatie voor uitgebreide neuropsychologische testen, onmiddellijk gevolgd door de MRI BOLD CO2- en O2-stresstest. Een getrainde psychometrist zal gedurende een tijdsbestek van ongeveer 1 uur een reeks neuropsychologische tests afnemen. Vervolgens wordt de MRI BOLD-stresstest uitgevoerd. Patiënten ondergaan hun operatie zonder wijzigingen in hun anesthesiebehandeling, behalve ET CO2 op ± 2,5 mm Hg van de basislijn en FiO2 op 0,3, na inductie. Dit zal worden gecorreleerd met arteriële bloedgassen om de arteriële O2 op 125 ± 25 mm Hg te houden. Na de operatie zal getraind personeel dat blind is voor preoperatieve prestaties bij alle beoordelingen dagelijkse POD-beoordelingen uitvoeren gedurende maximaal 5 postoperatieve dagen, inclusief dag 0 (dag van de operatie). Patiënten zullen ten minste 1 maand postoperatief telefonisch gecontacteerd worden en gevraagd worden naar hun cognitie sinds hun operatie.

Diathesebeoordelingen - Preoperatieve psychiatrische en neuropsychologische beoordelingen: bij de eerste rekrutering in PAC zullen patiënten de gevalideerde Patient Health Questionnaire (PHQ-9) invullen om depressieve symptomen te beoordelen en de gegeneraliseerde angststoornisschaal (GAD-7) om angstsymptomen te beoordelen, en zelfrapportage over eerder door gezondheidswerkers gemaakte diagnoses van psychiatrische stoornissen. Voor neuropsychologische tests wordt de aandacht beoordeeld met behulp van Trails A en Weschler Adult Intelligence Scale (WAIS)-IV Digit Span; informatieverwerkingssnelheid met behulp van WAIS-IV Digit Symbol Coding; verbaal geheugen met behulp van Hopkins Verbal Learning Test-Revised; visuele constructie, planning en organisatie met behulp van Rey's Complex Figure (kopieerproef); visueel geheugen met behulp van Rey's Complex Figure (onmiddellijke herinneringsproef); executief functioneren/verwerkingssnelheid met behulp van Trails B en Delis-Kaplan Executive Function System (DKEFS) Color Word Interference; verbale en semantische vloeiendheid met behulp van F-A-S en Animal Fluency; ruimtelijke vaardigheden met behulp van CLOX I (vrij tekenen) en II (kopiëren); en globale cognitieve en mentale status met behulp van het Mini-Mental Status Examination (MMSE).

Pre-operatieve neuroimaging en CO2- en O2-stresstest: de CO2- en O2-stresstest zal worden uitgevoerd tijdens neuroimaging, waarbij alle deelnemers modelgebaseerde prospectieve end-tidal (MPET) CO2-targeting hadden, bereikt door nauwkeurige afgifte van CO2 en O2 in een vaste concentratie met behulp van een sequentieel ademhalingscircuit dat wordt gereguleerd door een computergestuurde gasmenger (RespirAct™, Thornhill Research Inc., Toronto, ON). Dit apparaat maakt nauwkeurige manipulatie van eind-tidal-CO2-niveaus mogelijk en bepaalt de baseline ET CO2-waarden van de patiënt onder isoxische omstandigheden en nauwkeurige eind-tidal-O2 onder isocapnische omstandigheden. Alle MR-beelden worden verkregen met behulp van een Siemens Verio 3.0T MR-scanner met een 12-kanaals phased-array hoofdspoel.

Stressorbeoordelingen - Intra-operatieve beoordelingen: er wordt een arteriële canule ingebracht om de bloeddruk te controleren en voor seriële ABG-bepaling. Er wordt een basislijn ABG opgesteld om de arteriële CO2 en O2 in rust in de kamerlucht te bepalen. Deze maatregelen bepalen de richtpunten voor end-tidal gaswaarden voor de duur van de anesthesie. Alle patiënten krijgen een algehele narcose, hetzij sevofluraan of desfluraan als vluchtige stof in lucht:O2. Onmiddellijk na inductie wordt FiO2 ingesteld op 0,3 en wordt end-tidal CO2 bepaald op basis van de waarde van de arteriële CO2 en het geregistreerde verschil in de A-a CO2-gradiënt zoals gemeten vanaf gelijktijdige end-tidal CO2. Voor de duur van de verdoving, inclusief opkomst, wordt de end-tidal CO2 aangepast tot niet meer dan ± 2,5 mmHg van de vastgestelde waarde. Als de end-tidal O2 bevredigend is en de pulsoximetrie hoger is dan 98%, blijft de FiO2 ongewijzigd. Als FiO2 op enig moment langer dan 15 minuten groter is dan 0,5, zal het onderzoek worden beëindigd met de behandeling van de patiënt naar goeddunken van de behandelend anesthesioloog. Hemodynamica, end-tidal gasspanningen (O2, CO2 en anesthesiedamp) zullen worden geregistreerd op 1 Hz met behulp van een data-acquisitiesysteem en worden opgeslagen op een laptopcomputer. Aan het einde van hun chirurgische ingreep worden alle patiënten in eerste instantie gemonitord in de verkoeverkamer en vervolgens overgebracht naar de chirurgische intensive care of de intramurale chirurgische afdelingen. De datastroom wordt verwerkt, geordend met Excel en voor analyse naar SPSS overgezet.

Postoperatieve beoordeling voor delirium: een getrainde geblindeerde interviewer voert de CAM-S, een gestructureerd klinisch interview van 10-15 minuten, uit om de aanwezigheid en ernst van POD te beoordelen. De totale ernstscore wordt gebaseerd op een somscore die kan variëren van 0 tot 19. De onderzoekers rapporteren de hoogste postoperatieve ernstscore voor elke patiënt tijdens hun klinische verblijf en de gemiddelde ernstscore tot 5 postoperatieve dagen (tenzij ontslagen vóór 5 dagen). Subthreshold delirium (ST-POD) wordt gedefinieerd als delieren die niet aan alle criteria voldoen, maar verhoogde ernstscores (≥5) vertonen op de POD-ernst lange vorm op ten minste 1 postoperatieve dag.

Statistische analyses: BOLD-beeldvorming wordt verwerkt als 1e en 2e niveau analyse door SPM. Analyse op het tweede niveau heeft cut-points gedefinieerd voor abnormale beeldpatronen voor voxeltellingen op basis van een volwassen atlas van normale controles die in deze instelling is ontwikkeld. Perioperatieve gegevens worden geanalyseerd met behulp van SPSS. Bivariate correlaties zullen de relatie onderzoeken tussen cognitieve samenvattingsscores en psychiatrische ernstscores zoals aangegeven door PHQ-9 en GAD-7 met POD-metingen voor continue ernst. Als er significante resultaten worden aangegeven, zal een bivariaat lineair regressiemodel worden uitgevoerd, gevolgd door een model dat controleert voor leeftijd, opleiding, geslacht en preoperatieve baseline POD-ernst. De onderzoekers zullen ook variantieanalyses uitvoeren om gemiddelde scoreverschillen tussen primaire diathese en stressfactoren te onderzoeken tussen degenen die zijn geclassificeerd als niet-POD, ST-POD en volledige POD.

D. Primaire uitkomst:

Haalbaarheidsstudie van het gemak van end-tidal gascontrole van CO2 en O2 naar gedefinieerde doelen intraoperatief.

E. Secundaire resultaten:

Correlaties van POD met behulp van deze managementbenadering met andere uitkomstmarkers in ons stress-diathesemodel. Onderhoudsgemak van deze verdovingsmethode. Beoordeling van nadelige resultaten.

F. Haalbaarheid: onderbouw de steekproefomvang met een poweranalyse. Als er geen poweranalyse is uitgevoerd, geef dan aan waarom. Bespreek voor prospectieve studies de verwachte duur van de studie van het verwachte aantal in aanmerking komende deelnemers, het rekruteringspercentage en het verloop. Breng voor retrospectieve studies de steekproefomvang in verband met de beschikbare gegevens.

Alle technische aspecten van deze voorgestelde studie zijn vastgesteld, inclusief de uitgebreide psychometrische tests, MR-beeldvorming en high-fidelity data-acquisitie in de operatiekamer. Bij HSC is een deskundig team aanwezig dat in staat is om deze haalbaarheidsstudie uit te voeren. Deze voorgestelde studie is onvoldoende krachtig om definitief een beoordeling te maken van de verdiensten van gecontroleerde end-tidal gasbeheersing. Deze studie zal de haalbaarheid van de aanpak onderzoeken bij 12 patiënten. Gebaseerd op een 50% reductie van POD (misschien optimistisch, bij een α van 0,05 en een β van 0,80 voorzien de onderzoekers dat 136 patiënten nodig zijn om de voordelen van de aanpak echt te beoordelen in vergelijking met een standaard managementgroep. Dit ligt binnen de haalbaarheid van een enkel centrum, maar een dergelijke schatting kan overdreven ijverig zijn.

G. Vermeld de verwachte resultaten:

De onderzoekers verwachten in deze haalbaarheidsstudie een afname van de incidentie van POD aan te tonen met 50% van die in onze eerdere studie (25% incidentie voor volledige POD). De uitkomstgegevens van deze studie zullen worden gebruikt om een ​​formele poweranalyse van POD-incidentie vast te stellen om een ​​meer formele en uitgebreide RCT mogelijk te maken op basis van PACT-deelname.