Functionele restcapaciteit onder apneu-oxygenatie met verschillende stroomsnelheden bij kinderen (FUTURE)

High-flow nasale zuurstof (HFNO) is de toediening van verwarmde, bevochtigde en gemengde lucht/zuurstof via een neuscanule met een snelheid van ≥ 2 l/kg/min. HFNO is een open systeem dat kan worden gebruikt met neustanden van verschillende groottes en is ontwikkeld op de neonatale intensive care-afdeling voor te vroeg geboren baby's met apneu als alternatief voor continue positieve luchtwegdruk (CPAP). Vanwege het gebruiksgemak en de veiligheid om toe te passen op een breed scala aan indicaties, krijgt HFNO steeds meer belangstelling voor het bieden van ademhalingsondersteuning bij pediatrische patiënten en bij volwassenen op de IC met ademhalingsinsufficiëntie. Bij volwassen populaties maakt het gebruik van HFNO het mogelijk om desaturatie te voorkomen tijdens tracheale intubatie van intensive care-patiënten met milde tot matige hypoxemie. Een toepassing voor HFNO bij volwassenen en kinderen is de uitbreiding van veilige apneu bij patiënten die algemene anesthesie ondergingen voor hypofarynx- of laryngo-tracheale chirurgie. Deze methode, de zogenaamde veilige apneu-oxygenatie, voorkomt ook hypoxemie bij kinderen tijdens intubatie. Door deze techniek te gebruiken, hebben Patel et al. toonden een significante verlenging van de apneutijd aan en suggereerden een beademingseffect, aangezien deze studies een tragere toename van pCO2 aan het licht brachten dan fysiologisch werd verwacht. In deze studies vergeleken onderzoekers hun gegevens met studies uit de jaren 50, waarin CO2-toename tijdens apneu werd onderzocht. Daarentegen bevestigden de eerdere onderzoeksprojecten van de onderzoekers met HFNO het geclaimde beademingseffect bij kinderen en volwassenen niet.

Verder hebben onderzoeken uitgevoerd bij spontaan ademende pasgeborenen en volwassenen aangetoond dat HFNO in staat is enige verhoging van de faryngeale druk te genereren, wat de verbetering van de oxygenatie ondanks verlenging van de apneutijd zou kunnen verklaren. De eerdere studie van de onderzoekers bij volwassen patiënten toonde aan dat een relevante verhoging van de druk bijna afwezig was terwijl de mond van de patiënt open was. Momenteel zijn er geen gegevens over de fysiologische druk die wordt gegenereerd in de subglottische luchtweg bij kinderen met apneu die met HFNO worden behandeld. De traditionele meting van de intratracheale druk met een katheter in de luchtpijp wordt bij kleine kinderen als een risico beschouwd.

Het hoofddoel van deze studie is dus om de variaties van slecht geventileerde longeenheden (d.w.z. stille ruimtes) te onderzoeken als een surrogaat voor functionele restcapaciteit gemeten door elektrische impedantietomografie om de vorming en regressie van atelectase dynamisch te beoordelen onder apneu-oxygenatie met verschillende stroomsnelheden.

Kinderen die hiervoor in aanmerking komen, krijgen premedicatie met midazolam rectaal/oraal 0,5 mg/kg of dexmedetomidine nasaal 2 mcg/kg 30 minuten voor aanvang van de procedure (lokale SOP's van de pediatrische anesthesieafdelingen). Verplichte monitoring zal bestaan ​​uit niet-invasieve perifere zuurstofverzadiging (SpO2), hartslag (HR) en niet-invasieve bloeddruk (NIBP). Er wordt een intraveneuze lijn geplaatst voor het injecteren van medicijnen.

Na het begin van de anesthesie ("inductie") wordt gezorgd voor voldoende gezichtsmaskerventilatie. De verzegelde envelop voor randomisatie wordt dan geopend. Standaard anesthesie zal worden voortgezet met behulp van intraveneus propofol. De diepte van de anesthesie wordt beoordeeld met behulp van NarcotrendTM (NarcotrendTM, Hannover, Duitsland), waarbij waarden tussen 40 en 60 worden gehandhaafd. Aanvullende studiegerelateerde niet-invasieve monitoring: transcutane tcCO2 en O2 (ToscaTM, Radiometer, Neuilly-Plaisance, Frankrijk) meting, thoracale elektrische impedantietomografie (EIT, PulmoVista 500, Draeger, Luebeck, Duitsland) en NIRS (Niro-200NX (Hamamatsu, Tokio, Japan). ECG, pulsoximetrie, bloeddruk, Narcotrend (NarcotrendTM, Hannover, Duitsland), thoracale EIT worden continu gemeten, beginnend vóór inductie tijdens spontane ademhaling en eindigend 1 minuut na de rekruteringsmanoeuvre. Alle patiënten krijgen medicatie voor neuromusculaire blokkade van 2 x ED95 (standaard intubatiedosis) om het beheer van de luchtwegen te vergemakkelijken. Neuromusculaire blokkade zal worden beoordeeld met behulp van train-of-four (TOF) monitoring (TOF-Watch, Organon Ltd, Dublin, Ierland). Een TOF-waarde van nul vóór het begin van de apneu en tijdens de hele procedure wordt als essentieel beschouwd.

Daarna wordt één minuut drukondersteunde maskerbeademing (Pmax 20 cm H20) met een back-up ademhalingsfrequentie van 20/min, genormaliseerd op een volume van 6-8 ml.kg-1 met 100% zuurstof toegepast. De beademing wordt stopgezet en het kind blijft gedurende 5 minuten apneu en ontvangt zuurstof volgens de randomisatie.

Kinderen worden gerandomiseerd om drie verschillende stroomsnelheden van 100% zuurstof te ontvangen, verwarmd en bevochtigd met het OptiFlow-apparaat (Fisher&PaykelTM, Auckland, Nieuw-Zeeland):

• groep 1): 0,2 l/kg/min + continue kaakdruk
• groep 2): 2 l/kg/min + continue kaakdruk
• groep 3): 4 l/kg/min + continue kaakdruk (controlegroep).

De neusgaten mogen niet voor meer dan 50% door de neuscanule worden afgesloten. De tijd tot de desaturatie van SpO2 100% naar SpO2 95% wordt gemeten. Een echografie van de borstkas aan het einde van de ingreep na definitief luchtwegbeheer zal bewijzen dat er tijdens de ingreep geen pneumothorax is ontstaan.

Verbreekcriteria tijdens apneu zijn: SpO2 onder 95%, transcutane CO2 boven 70 mmHg, of tijd van apneu >5 minuten, een afname van NIRS >30% ten opzichte van de uitgangswaarde.