Effekten av økte tidevannsvolumer på oksygenering og hjerteeffekt

Funksjonell restkapasitet (FRC) og lungegassutveksling reduseres under induksjon av generell anestesi på grunn av stenging av luftveier og genese av atelektase. Det er påvist at det er en sammenheng mellom kroppskonstitusjon og luftveislukking under generell anestesi med mekanisk ventilasjon. I ryggleie avtar FRC og respiratorisk etterlevelse mer med økt kroppsmasseindeks (BMI). Hos sykelig overvektige pasienter fører generell anestesi og lammelser til enda mer atelektase og økt risiko for hypoksemi. Hos ca. 90 % av alle pasienter som ventileres uten positivt endeekspiratorisk trykk (PEEP) dannes det atelektaser som bidrar til svekkelse av gassutvekslingen. Atelektasedannelse kan reduseres ved PEEP, men økende intratorakalt trykk med PEEP svekker den venøse returen til hjertet, noe som reduserer slagvolum og hjertevolum.

I tidligere studier sammenlignet etterforskerne effekten av økt tidalvolum (VT) med null endeekspirasjonstrykk (ZEEP) på oksygenering og arterielle konsentrasjoner av sevofluran. Etterforskerne fant moderat forbedret oksygenering og en redusert forskjell mellom arteriell og utåndet karbondioksidspenning med større tidevannsvolum oppnådd på denne måten. Resultatene var lik det som kunne forventes av en økning i FRC og inkluderte også et mer effektivt opptak av sevofluran. Etterforskerne har nylig bekreftet disse funnene også hos overvektige pasienter.

I denne studien vil etterforskerne sammenligne arteriell konsentrasjon av sevofluran og oksygen hos pasienter med BMI over 25 kg/m2 som gjennomgår abdominal kirurgi, ventilert med større tidalvolum eller tilsatt 10 cmH2O PEEP. Etterforskerne vil også vurdere påvirkningen av disse ventilasjonsmodusene på hjertevolum.

Metode Etisk godkjenning for denne studien i henhold til standardene fastsatt i Helsinki-erklæringen (Regional Ethics Committee Dnr: 2009/529 og tillegg til søknaden med måling av hjertevolum Dnr 2010/481) vil bli gitt av Regional Ethics Committee, Lund, Sverige i september 2009 og september 2010. Undersøkelsen vil omfatte 60 pasienter, ASA fysisk status 1 eller 2, planlagt for elektiv tykktarmskirurgi. Pasienter vil bli vurdert for inkludering i studien hvis de er over 18 år og har en BMI på over 25 kg/m2. Alle prosedyrer vil bli estimert til å vare i mer enn 60 minutter. Samtykke til å delta i studien vil bli mottatt fra hver pasient. Pasienter med kjent lunge- eller kardiovaskulær sykdom vil bli ekskludert. Pasientene vil bli randomisert til en av to grupper med 30 pasienter i hver gruppe via tilfeldig blandet forseglet konvoluttoppdrag ved starten av prosedyren i operasjonsstuen. Interimanalyse vil bli utført etter 15 + 15 pasienter.

Eksperimentell prosedyre Før anestesistart vil en ubrukt karbondioksidabsorber påføres (Drägersorb, Dräger Medical, Lübeck, Tyskland) på anestesiventilatoren (Dräger Primus™, Dräger Medical, Lübeck, Tyskland). Alle pasienter vil preoksygeneres med 100 % oksygen i 3-4 minutter med en ferskgassstrøm på 5 liter/minutt. Anestesi vil bli indusert med 2 µg/kg fentanyl og 1,5-3,0 mg/kg propofol. Rocuronium 0,6 mg/kg vil bli administrert for muskellammelse. Ventilasjon vil bli assistert manuelt med 100 % oksygen via et semiopen circle system (4,5 L volum) frem til trakeal intubasjon og deretter ved hjelp av en ventilator med en FiO2 på 0,35 i nitrogen. Respirasjonsfrekvensen vil være 15/min gjennom hele studien og VT vil bli justert for å oppnå en PETCO2 på 4,5 kPa. Ingen positivt sluttekspiratorisk trykk (PEEP) vil bli brukt. Propofol 8 mg/kg/t vil bli infundert inntil en arteriell kanyle er satt inn i den radiale arterien. Slagvolum (SV) og hjertevolum (CO) vil bli vurdert hos 20 pasienter (10 i hver gruppe) med LIDCO Rapid® (LiDCO Ltd, Cambridge, Storbritannia). Transøsofageal ekkokardiografi (TEE) vil bli brukt til å vurdere hjertevolum hos 6 pasienter (3 i hver gruppe) med Philips CX-50®, TEE ultralyd X7-2t (Philips Ultrasound, Bothell, WA, USA). Etter at en kontrollprøve (tid null) av arterielt blod (3 ml) er tatt, vil ventilasjonsmodusen endres på følgende måte: I gruppen med økt tidalvolum (IVT) vil initialplatåtrykket (Pplateau) bli overvåket og deretter VT vil økes til Pplateau vil være 0,04 cm H2O/kg over det opprinnelige Pplateau. PETCO2 vil deretter justeres til 4,5 kPa med en fleksibel korrugert slange (engangsplastrør, Medcore, AB Uppsala, Sverige) plassert mellom Y-stykket til anestesisirkelsystemet og varme- og fuktfilteret (HME) festet til endotrakeal. rør. Denne fleksible korrugerte slangen økte dødromsvolumet og ga justerbar gjenånding av karbondioksid. I gruppen med normalt tidalvolum (NVT) vil en PEEP til 10 cmH2O bli påført. Ved behov vil VT deretter justeres for å opprettholde PETCO2 på 4,5 kPa. I begge gruppene var inspiratorisk:ekspiratorisk forhold 1:2 inkludert et inspiratorisk platå på 10 %. Når PETCO2-verdiene vil være stabile på 4,5 kPa, vil administrering av sevofluran startes med en fordamper (sevofluran Dräger Vapor 2000: Medical, Lübeck, Tyskland) satt til 3 %. Etter 5 minutter vil friskgassstrømmen bli justert til 1,0 l/min med uendret fordamperinnstilling gjennom hele anestesiperioden.

Blodprøver på 3 ml ble tatt fra arterielinjen i hepariniserte sprøyter 1, 3, 5, 10, 15, 30, 45 og 60 minutter etter starten av sevofluranadministrasjonen (totalt 27 ml). Arteriell oksygenspenning (PaO2), oksygenmetning (SaO2) og karbondioksydspenning (PaCO2) vil bli analysert ved hjelp av en automatisk blodgassanalysator (ABL 725™, Radiometer, København Danmark). Sevoflurankonsentrasjonen vil bli analysert med gasskromatografi (GC) på en Perkin-Elmer 3920 gassvæskekromatograf, som tidligere beskrevet.

Pasienter vil bli overvåket med tre-avlednings-EKG, hjertefrekvens, oksygenmetning, målt med pulsoksymeter (SpO2) og invasivt arterielt blodtrykk (Solar 8000, General Electric Medical System, Milwaukee, WI, USA). SV og CO ble vurdert med en LIDCO Rapid® via arteriekateteret. Inspiratorisk og ekspiratorisk oksygenpartialtrykk (FiO2, PETO2), sevofluran inspiratorisk og ekspiratorisk partialtrykk (Fisevo, PETsevo) og karbondioksid inspiratorisk og ekspiratorisk partialtrykk (FiCO2, PETCO2) vil bli analysert av ventilatoren. Total ventilasjon per minutt, tidevannsvolumer og luftveistrykk som topptrykk, platåtrykk og middeltrykk ble målt og dokumentert ved samme intervaller. Statisk etterlevelse av respirasjonssystemet vil bli beregnet som tidalvolum delt på inspiratorisk platåtrykk minus PEEP.

Ekstra doser fentanyl (50-100 µg) vil bli gitt hvis gjennomsnittlig arterielt blodtrykk (MAP) økte mer enn 20 % over det opprinnelige baseline-nivået. Hypotensjon (MAP mindre enn 60 mmHg) vil bli behandlet med 5-10 mg noradrenalin intravenøst. Alle pasienter fikk 3-5 ml/kg/t glukoseløsning 2,5 % med natrium (70 mmol/l), klorid (45 mmol/l) og acetat (25 mmol/l) intravenøst. Nevromuskulær blokade vil bli overvåket med en nevromuskulær transmisjonsanalysator (TOF-Watch™; Organon Technology B V., Boxel Nederland). Ytterligere doser rokuronium ble gitt etter anestesilegens skjønn.

LiDCO LiDCO-systemet er et overvåkingsapparat for hjerteeffekt som bruker pulsbølgeformkonturanalyse via et arterielt kateter. Enheten bruker en proprietær algoritme for å analysere pulskonturen ved å bruke pasientspesifikke data fra pasientmonitoren.16 Linton og medarbeidere fant god samsvar mellom termodilusjoner og LiDCO-målinger hos 40 pasienter, med en lineær regresjonsverdi på 0,94.

Transøsofageal ekkokardiografi Slagvolum, hjertevolum og høyre ventrikkelfunksjon vil bli vurdert ved hjelp av transøsofageal ekkokardiografi. Fire- og 5-kammer transgastriske visninger vil bli oppnådd hos alle seks pasientene inkludert for TEE. Hastighetstidsintegralet ved venstre ventrikkelutstrømningskanal (VTI LVOT) ble målt ved bruk av pulsert bølgedoppler. Diameteren til aorta vil bli målt ved hjelp av en midt-øsofageal langaksevisning på nivå med aorta-annulus. Måling av slagvolum vil gjøres ved å multiplisere LVOT VTI og aortadiameteren. Hjertevolum vil bli beregnet ved å multiplisere slagvolum med hjertefrekvens. Alle bilder vil bli tatt opp i tre eksemplarer av samme operatør, og målinger gjøres off-line på en blendet måte.