Plethysmography Variability Index som en indikator på tilstrekkeligheten av forhåndsbelastning

BAKGRUNN

Optimal intraoperativ volumstyring er en bærebjelke under generell anestesi. Tilstrekkelig intraoperativ væskeadministrasjon øker forhåndsbelastningen og støtter optimalt hjertevolum. Intraoperativ optimalisering av hjertevolum ved bruk av volumutvidelse reduserer postoperativ sykelighet og varighet av sykehusopphold.1 Optimalisering av intraoperativ hjertevolum avhenger av evnen til å vurdere preload-avhengighet og væskerespons. Statiske indikatorer på væskerespons som sentralt venetrykk (CVP), pulmonært kapillærkiletrykk (PCWP) eller venstre ventrikkels endediastoliske områdeindeks er invasive eller er ikke lett tilgjengelige og har vist seg å være dårlige prediktorer for væskerespons.2- 9

Dynamiske indikatorer, som respirasjonsvariasjoner i arterielt pulstrykk (PPV)3 eller slagvolumvariasjoner (SVV)5, basert på respiratoriske variasjoner i slagvolum eller dets surrogater hos mekanisk ventilerte pasienter, har vist seg å være overlegne statiske indikatorer for prediksjon av væskerespons. 8,10-12 Begge teknikkene er avhengige av pulskontur eller pulsstyrkeanalyse utledet fra en arteriell linje og er invasive. Respirasjonsvariasjoner av preload kan også vurderes i pulsdoppler aortastrømningshastighet2,11 eller ved esophageal doppler.13

Nylig har det blitt vist at respirasjonsvariasjoner i pulsoksymeterets pletysmografi-bølgeformamplitude (∆POP) er følsomme for endringer i preload14 og kan forutsi væskerespons hos mekanisk ventilerte pasienter.15 Pulsoksymeter pletysmografi bølgeformamplituder er sterkt relatert til respirasjonsvariasjonene i arterielt pulstrykk (PPV) 16,17 og er følsomme for endringer i ventrikulær preload.14

Nylig publiserte studier har vist lovende resultater når det gjelder ∆POPs evne til å forutsi væskerespons på intensivavdelingen15 og på operasjonsstuen.18

Pulsoksymeter-pletysmografi-bølgeformamplitudevariasjoner kan ikke enkelt beregnes fra en nattbordsmonitor. Dermed har en pletysmografi variasjonsindeks (PVI, Masimo Corp.) blitt opprettet. PVI er en ny algoritme som automatisk beregner ∆POP. PVI er et mål på den dynamiske endringen i perfusjonsindeks (PI) som oppstår i løpet av en bestemt tidsperiode, tilstrekkelig lang nok til å inkludere minst én fullstendig respirasjonssyklus. For PI-beregning blir det infrarøde pulserende signalet indeksert mot det ikke-pulserende infrarøde signalet og uttrykt som en prosentandel (PI- (AC/DC×100) som reflekterer amplituden til pulsoksymeterets bølgeform. PVI-beregning oppnås ved å måle endringer i PI over tid som PVI = (Pimax-Pimin/Pimax) - 100.

Hos pasienter som gjennomgår robotprosedyrer som trenger et pneumoperitoneum og bratt Trendelenburg-posisjon, er det ukjent om hjertevolumnivået reduseres forutsigbart under pneumoperitoneum og i hvilken grad den bratte Trendelenburg-posisjonen oppveier reduksjonen i hjertevolum. I tillegg har pulstrykkvariasjon (PPV) vist seg å pålitelig forutsi responsen på væskeadministrasjon i en dyremodell i pneumoperitoneum.20 Imidlertid er ingen menneskelige data tilgjengelig i denne innstillingen.

Målet med vår studie er derfor å teste hypotesen om at slagvolumet vil synke betydelig etter initiering av pneumoperitoneum og at det vil øke etter plassering i Trendelenburg-posisjon hos pasienter som gjennomgår gynekologiske robotprosedyrer. For det andre vil etterforskerne teste hypotesen om at PVI-endringer korrelerer med endringer i slagvolum og pulstrykkvariasjon (PPV) og kan forutsi en økning i slagvolum etter en væskebolus. Den tredje hypotesen er at delta PVI er uavhengig av vasostatusen til prekapillærer på det målte stedet.

METODER

Etterforskerne foreslår en prospektiv observasjonsstudie med godkjenning av Human Studies Committees ved University of Louisville og University Hospital Research Integrity Office. Alle forsøkspersoner eller deres juridiske representanter må gi informert, skriftlig samtykke før de blir registrert i studien. Studien vil bli utført under retningslinjer for god klinisk praksis.

Inklusjonskriterier Etterforskerne planlegger å registrere 40 kvinnelige forsøkspersoner som er planlagt til elektiv robotgynekologisk kirurgi under generell anestesi.

Eksklusjonskriterier

Pasienter med atrieflimmer eller annen signifikant arytmi (lav grad 3 eller høyere) og pasienter med aorta-regurgitasjon vil bli ekskludert.

Protokoll

Anestesi vil bli indusert med propofol (2 mg/kg), rokuronium (0,6 mg/kg) og fentanyl (2 µg/kg) for å lette intubasjonen. En #8 endotrakeal tube vil settes inn i luftrøret og festes ved 22 cm. Anestesi vil opprettholdes med sevofluran for å opprettholde BIS-verdien mellom 40 og 60. Fentanyl vil bli gitt som en infusjon med en hastighet på 2 µg/kg/time. Ventilatoren vil settes i trykkkontrollert modus og pasienter vil bli ventilert med et luftveistrykk tilsvarende et tidalvolum på 8 mL/kg opp til et maksimalt luftveistrykk på 35 cmH20. Inspirert oksygen vil holdes nær 50 %, men vil økes om nødvendig for å opprettholde en hemoglobin oksygenmetning >95 %. PEEP vil bli satt til 5 cmH20. Respirasjonsfrekvensen vil være 12 pust per minutt.

Hver pasient vil motta et arterielt kateter (radial arterie) med en transduser og kontinuerlig sanntids kardiovaskulær monitor (LiDCO rapid, LiDCO Ltd, London, Storbritannia) festet til den. Et pulsoksymeter (LNOP Adt, Masimo Corp, Irvine, CA) vil festes til pekefingeren på pasientens samme hånd og kobles til en nattbordsmonitor (Radical 7, Masimo Corp, Irvine, CA); oksymeteret pakkes inn for å forhindre forstyrrelser fra lys utenfor. PVI beregner respirasjonsvariasjonene i pletysmografibølgeformamplituden (Perfusjonsindeks [PI]) ved å bruke maksimale og laveste PI-verdier over en gitt tidsperiode. Arteriell bølgeform vil bli registrert kontinuerlig.

Intraoperativ væskebehandling vil bli utført med plasmolytt 2 mL/kg/t. Væskebolus vil bli gitt etter veiledning av SVV. Hetastarch vil bli gitt som en bolus i trinn på 250 ml til maksimalt 50 ml/kg. Væskebolusen gis over 5 minutter. Et blære (foley) kateter vil bli satt inn etter induksjon av anestesi. Dette er en del av konvensjonell pleie og vil tillate mer nøyaktig væskevolumsporing.

Når pasienten er i Trendelenburg-posisjon og en måling gir at SVV eller PVI holder seg over 10 %, vil væskeboluser på 250 mL hetstivelse gis i løpet av 5 minutter til SVV eller PVI faller under 10 %. Væskebolusen vil også gjentas hvis det er en økning i slagvolum på 10 %.

Anestesi vil fortsette til operasjonen er fullført. Lammelser vil fortsette gjennom hele anestesiperioden med mål om å opprettholde et tog på fire (TOF) ved 1 til 2 rykninger. Ved slutten av operasjonen vil pasientens luftrør ekstuberes i henhold til rutinemessige ekstubasjonskriterier.

Under abdominal CO2 insufflasjon vil det intraabdominale trykket holdes på 15 cmH2O. Trendelenburg-posisjonen vil være 30º, som tilsvarer den maksimale helningen til OR-bordet.

Målinger

Hemodynamiske data (blodtrykk, hjerteindeks, pulstrykkvariasjon) vil bli målt ved pulsstyrkeanalyse. PVI vil bli målt ved pulsoksymetri. Hemodynamiske data (MAP, SVV, PPV, CO, PI og PVI) vil bli registrert med følgende intervaller: etter induksjon av anestesi (Baseline), etter initiering av pneumoperitoneum, etter posisjonering av pasienten i Trendelenburg-posisjon, og hvert 15. minutt deretter. Ved slutten av operasjonen vil målinger bli registrert etter reversering av Trendelenburg-posisjon og etter deflasjon av bukhinnen.

Underarm - fingertupp temperaturgradienter vil bli målt med Mon-a-termometer (Mallinckrodt Medical, Inc. St. Louis, MO) og engangs Mon-a-therm termoelementer. Vasokonstriksjon vil bli identifisert når temperaturgradienten under arm og fingertupp er ≥ 00C og PI <1.

Intraabdominalt trykk vil bli registrert under hver måling av hemodynamiske parametere. Trendelenburg-posisjonen vil bli målt med en vinkellinjal.

Dataanalyse Prøvestørrelsesanalyse: Foreløpige data har vist en sannsynlighet på 75 % for å se en økning i slagvolum etter posisjonering av pasienten i Trendelenburg-posisjon. Tatt i betraktning den årlige pasientpopulasjonen på 200 pasienter og forutsatt et konfidensintervall på 65-80 % ved signifikansnivået 0,05 vil totalt 35 pasienter være nødvendig. Dermed planlegger etterforskerne å studere 40 pasienter. En interimanalyse vil bli utført etter 20 pasienter.

Etterforskerne vil bruke parede t-tester og gjentatte mål ANOVA for alle numeriske målinger, når de sammenligner data (BP, HR og SV), før og etter intervensjoner (grunnlinje til insufflasjon, insufflasjon til Trendelenburg-posisjon og slagvolum før og etter væske bolus). Chi-kvadrat-tester vil bli brukt for kategoriske data som endring i SVV og PPV. Logistisk regresjon, Bland-Altmann plot og ROC kurver vil bli brukt for å forutsi samsvar og presisjon av SVV og PVI endringer. Resultater vil bli vurdert som statistisk signifikante når P < 0,05.

Betydning

Endringen i hemodynamikk under de ikke-fysiologiske (iatrogene) hendelsene med abdominal insufflasjon og plassering av pasienten i bratt Trendelenburg-posisjon har ikke blitt belyst. Å kaste lys over hemodynamiske forstyrrelser kan hjelpe klinikeren med å optimalisere slagvolum og hjertevolum tidlig i prosessen med robotkirurgi. Evalueringen av en ikke-invasiv enhet (perfusjonsvariabilitetsindeks) for å bestemme gjennomførbarheten kan tillate måling av dynamiske hemodynamiske parametere ikke-invasivt i fremtiden.

Denne observasjonsstudien medfører ingen ytterligere risiko for pasienten. Arteriell kanylering for invasive blodtrykksmålinger er konvensjonell behandling under robotkirurgi; de påførte enhetene (LiDCO, pulsoksimetri og hudtermometre) er ikke-invasive enheter.

Kjønn og minoritetsinkludering

Det er ingen data som indikerer at etnisitet påvirker hemodynamiske endringer under robotkirurgi. Etterforskerne vil følgelig godta pasienter fra alle minoritetsgrupper. Basert på befolkningen i Greater Louisville, forventer etterforskerne at 85 % av forsøkspersonene vil være kaukasiske. Etterforskerne vil kun inkludere kvinnelige pasienter i studien, da etterforskerne kun vil registrere pasienter for gynekologiske patologier.

Potensielle risikoer

Den foreslåtte studien vil bli utført med godkjenning av Human Studies Committees ved University of Louisville. Utforskerne må motta skriftlig, informert samtykke fra deltakende pasienter eller autoriserte representanter. Hovedetterforskeren og alle samarbeidspartnere har gjennomført et IRB-sertifisert opplæringskurs for beskyttelse av mennesker.

Etterforskerne vil kun registrere pasienter som er planlagt for robotkirurgi som gjennomgår bratt Trendelenburg-posisjon. Risikoen for bratt Trendelenburg-stilling er hevelse i overkroppen, spesielt øynene, og strupehodet og svelget. Hevelse kan forårsake risiko for forsinket ekstubasjon eller, svært sjelden, postanestesi-re-intubasjon. Økt intracerebralt trykk kan forårsake hodepine.

Insufflasjon av magen kan forårsake subkutant emfysem og skuldersmerter på grunn av irritasjon av phrenic nerve.

Arteriell kanylering kan sjelden forårsake hematom ved håndleddet og arteriell trombose og infeksjon på kanylestedet.

Alle potensielle komplikasjoner vil bli forklart til pasienten to ganger. Først vil pasienten få informasjonen presentert for dem som en del av konvensjonelle omsorgssamtykke for kirurgi og anestesi. For det andre, når etterforskere har en samtykkende diskusjon med potensielle forsøkspersoner om forskningsprotokollen.