Vurdering av regional lungeventilasjonsdistribusjon under supraglottisk og subglottisk jetventilasjon av EIT.

Kirurgiske inngrep i strupehodet og luftrøret byr på spesielle utfordringer for kirurger og anestesileger. For å muliggjøre uhindret utsikt over operasjonsfeltet, utføres ikke ventilasjon av pasienten over en endotrakealtube, men i stedet over et laryngoskop av stål eller et tynt kateter med Jetventilasjon (JV). Dette muliggjør presisjonskirurgisk arbeid, god synlighet av operasjonsområdet og sikker bruk av ulike lasertyper. I løpet av de siste tiårene har ulike modaliteter av JV for laryngo-trakeal kirurgi blitt utviklet. De tidligere teknikkene for den supraglottiske tilnærmingen ble forbedret med samtidig påført lavfrekvent jetventilasjon i tillegg til høyfrekvent jetventilasjon, kalt overlagret høyfrekvent jetventilasjon (SHFJV). SHFJV ble utviklet i 1990 og ble brukt i flere kliniske studier [1-4] De siste årene har en rekke nye katetre blitt utviklet for den translaryngeale subglottiske tilnærmingen til JV, som det translaryngeale Hunsaker MonJet Ventilationskateteret og dets etterfølger, LaserJet-kateteret. Disse katetrene kan imidlertid bare brukes med HFJV. De gir mindre stemmebåndbevegelse og presis kirurgisk manipulasjon er mulig på den ene siden, men på den andre kan risikoen for barotraume resultere i tilfeller av proksimal obstruksjon av kateteret.

[5, 6] Selv om jetventilasjon er en etablert metode for å erstatte pasienter som puster under otorhinolaryngeal kirurgi, er forskning fortsatt nødvendig på effektiv lungebeskyttende ventilasjon for å gi tilstrekkelig karbondioksid (CO2) eliminering, tilstrekkelig oksygenering og for å forhindre respiratorindusert lungeskade . Jetventilasjonsteknikker og tilgangsveier TwinStream jetventilatoren (C. Reiner Corp, Wien, Østerrike) brukes rutinemessig til høyfrekvent jetventilasjon (HFJV) eller SHFJV ved tubeless jet laryngoskopi (laryngeal mikro- og laserkirurgi) og trakeoskopi. Apparatet består av to samtidig opererende ventilasjonsaggregater som kan justeres separat. Drivtrykket til enheten er 1,5-3 bar og respirasjonshastigheter på 10-900 per min kan gis. Supraglottisk jet laryngoskop I SHFJV utføres jetventilasjon med normal frekvens og høy frekvens samtidig og muliggjør ventilasjon ved to forskjellige trykknivåer gjennom stålstrålelaryngoskopet. Den er utstyrt med to jetdyser, som er plassert i den distale enden av jet-laryngoskopet, med den lavfrekvente jetstrømmen som passerer den distale kanylen, og den høyfrekvente jetstrømmen ved den proksimale kanylen. En tredje kanyle på spissen av laryngoskopet tillater overvåking av ventilasjonstrykk. Jet-laryngoskopet introduseres av kirurgen for å undersøke og operere strukturer i laryngotrachealsystemet. Supraglottic JV forårsaker mer laryngeal bevegelse indusert av forstyrrelser gjennom den høyfrekvente inspirasjonsluften som passerer operasjonsfeltet sammenlignet med den subglottiske jetventilasjonen. [9] Videre fører det til større tørrhet i stemmebåndene. Under supraglottisk SHFJV ventilerer de unnslippende utåndede gassene blod og sekresjon utover, og reduserer risikoen for væskeaspirasjon og for å fortrenge celler av enhver enhet ned til trakeobronkialtreet.

Fordeler med SHFJV med det supraglottiske laryngoskopet i stål:

• Ubegrenset kirurgisk tilgang og syn på operasjonsfeltet
• Laserbestandig
• Beskyttelse av luftveiene gjennom den iboende 'auto-PEEP (positive endexpiratory pressure)'-effekten
• Forebygging av CO2-retensjon, lungealveolær kollaps og forbedring av oksygenindeksen Subglottisk LaserJet-kateter Gjennom LaserJet-kateteret utføres ventilasjon kun med HFJV. Den er preget av levering av små tidevannsvolumer fra en høytrykksstråle ved svært høye frekvenser (100-400) etterfulgt av passiv ekspirasjon i en veldig kort periode før neste stråle leveres, og skaper en "auto-PEEP".

LaserJet-kateteret (C. Reiner Corp, Wien, Østerrike) er laget av polyterafluoretylen og er ikke brennbart og gir en god mikroanatomisk oversikt over operasjonsstrukturene [7,8,9] LaserJet-kateteret er imidlertid ikke laserbestandig med tanke på deformasjonsskader (perforering) under direkte eksponering for en kontinuerlig laserstråle. Bruken av den nye 445 nm bølgelengdelaseren, den "blå laseren" letter den kirurgiske ytelsen ved å sikre viktig larynxfunksjonalitet selv ved avansert sykdom [3,4,10] Mens eksponeringen av hele patologien visualiseres og behandles, vil det omkringliggende vevet er ikke forskjøvet eller deformert.

[11] LaserJet-kateteret har fordelen av å minimere bevegelser av strupehodet og stemmebåndene og forenkler den nøyaktige bruken av den blå laseren uten å påvirke sunt vev.

Elektrisk impedanstomografi (EIT) Ved evaluering av ulike JV-enheter og teknikker er tidalvolum og minuttventilasjon vanskelig å vurdere fordi SHFJV og HFJV brukes i et åpent luftveissystem. Luftinnblanding skjer i varierende grad avhengig av ruten for JV-administrasjon, anatomiske faktorer og jetjustering med luftveiene. [13] En standard intraoperativ overvåking gir ikke nøyaktige spådommer om endringer i regional lungeventilasjon. Bruken av elektrisk impedanstomografi (EIT) (SentecTom BB2, Landquart, Sveits) gjør det mulig for etterforskerne å få en visuell og kvantitativ representasjon av områdene med ventilasjon og lufting av lungene. Det grunnleggende prinsippet for lunge-EIT er avhengig av påføring av små elektriske vekselstrømmer i thorax og spenningsmålinger ved bruk av elektroder på hudoverflaten som genererer tverrsnittsbilder som representerer impedansendringer i et stykke av thorax. Det er en strålingsfri avbildningsmetode som har fordelen av å avsløre sanntidsinformasjon.

En rekke elektroder (tekstilbelte med 32 integrerte elektrokardiografiske elektroder) må plasseres rundt thoraxen for å injisere strømmer og måle de resulterende spenningene på thoraxoverflaten. Å analysere EIT-målinger under pågående mekanisk JV er et nyttig verktøy for å oppdage ubalanser i regional lungeventilasjon og gjør det i ytterligere konsekvens mulig å optimalisere ventilatorinnstillingen under operasjonen. Undersøkerne vil vurdere endringer i regional lungeventilasjonsfordeling under supra- og subglottisk JV sammenlignet med kontrollert maskeventilasjon. EIT, som en ikke-invasiv metode, kan bli et nyttig verktøy for justering av optimal posisjonering av JV-enhetene og for beslutningstaking av den optimale typen JV-enhet (supraglottisk laryngoskop versus subglottisk jetkateter) ved å oppdage atelektase som "stille mellomrom" eller over utvidelse. Denne ekstra informasjonskilden kan hjelpe med å finjustere jetventilatoren. Dens intraoperative bruk kan gi grunnlaget for individuell optimalisering av jetventilatorinnstillinger, spesielt hos pasienter med risiko for ventilasjons-perfusjonsmismatch og svekket gassutveksling. Serologiske biomarkører for lungeskade og inflammasjon Det er fortsatt et åpent spørsmål om typen spesifikk mekanisk ventilasjon som HFJV og SHFJV har innflytelse på endringer i serologiske biomarkører for lungeskade og betennelse som Surfactant Proteins (SP)-D [14-16] , Krebs van den Lungen (KL)-6 [17, 18], Clara celleprotein (CC16) [19, 20], Adrenomedullin (ADM) [21] eller Interleukin 6 (IL-6) og 8 (IL-8) . Studier viste at hos pasienter med normale lunger induserer relativt korte perioder med mekanisk ventilasjon lungebetennelse, og at disse endringene avhenger av ventilasjonsparameterne som brukes. [22-25] Etterforskerne vil studere påvirkningen av JV på disse serumnivåene hos pasienter som gjennomgår elektiv laryngotracheal kirurgi. Spesifikke mål og hypoteser Målet med denne studien er å sammenligne regional ventilasjonsdistribusjon, blodgassoksygenering, CO2-eliminering og serumbiomarkører med forskjellige jetventilasjonsteknikker og tilgangsveier.

Vårt primære mål er å finne ut om supraglottisk JV med jet-laryngoskopet fører til en forskyvning av Centre of Ventilation (COV) mot de ventrale lungene sammenlignet med maskeventilasjon.

Det sekundære målet med studien er å undersøke endringer i ventro-dorsal ventilasjonsfordeling, målt som ventro-dorsal COV-skifte, under subglottisk JV sammenlignet med standardisert, kontrollert maskeventilasjon. Ytterligere studiemål er sammenligning av ventilasjonsfordelingsparametere mellom de to JV-teknikkene, supra- og subglottisk JV, og analysen av oksygenering og CO2-eliminering under disse to ventilasjonsmodusene over tid. Videre bestemmes spesielle serumbiomarkører for lungeskade etter JV-påføring. Primærhypotesen Primærhypotesen er at ved bruk av supraglottisk jetventilasjon forskyves COV til mer ventralt lokaliserte (ikke-avhengige) lungeseksjoner sammenlignet med kontrollert maskeventilasjon.

Sekundærhypotesen Den sekundære hypotesen er at subglottisk JV-ventilasjon fører til en ventral forskyvning av COV sammenlignet med kontrollert maskeventilasjon og at dette skjer i større grad enn ved supraglottisk JV. Nullhypotese Det er ingen signifikant forskyvning av COV til ventralt lokaliserte lungeseksjoner under supraglottisk jetventilasjon sammenlignet med kontrollert maskeventilasjon.