Transkutan karbondioksidovervåking hos nyfødte som mottar terapeutisk hypotermi for neonatal encefalopati

Neonatal encefalopati (NE) rammer 3 spedbarn per 1000 levendefødte hvert år og kan føre til død eller permanent nevrologisk underskudd. Terapeutisk hypotermi (33,5 oC) (TH) er klart bevist å redusere dødelighet og uønsket nevroutviklingsutfall hos pasienter med moderat til alvorlig NE. Men selv med hypotermi, er nesten halvparten av spedbarn med NE i fare for død eller alvorlig funksjonshemming. Optimalisering av intensivbehandling av disse nyfødte kan ha potensial til å forhindre skadeprogresjon og ytterligere forbedre nevroutviklingsresultater.

Flere analyser noterte en høy forekomst av hypokarbi (6-89 %) i løpet av de første timene av livet etter fødsel, muligens på grunn av den sterke respirasjonsanstrengelsen sekundært til metabolsk acidose og hypotermibehandlingen som forårsaker en 20-30 % reduksjon i stoffskiftet. Videre har flere studier vist sammenhengen mellom hypokarbi og økt risiko for uønsket nevroutviklingsutfall hos spedbarn med NE. Hypokarbi har potensial til å forverre hjerneskade via flere mekanismer. Hypokarbi var assosiert med nukleær DNA-fragmentering i hjernebarken, membranlipidperoksidasjon og økt nevronal eksitabilitet i dyremodeller.

Det er godt etablert at karbondioksid er en av de mest potente regulatorene av cerebral blodstrøm (CBF), med hyperkarbi som forårsaker cerebral vasodilatasjon og økt cerebral blodstrøm med 1 til 2 ml/100 g/minutt per 1 mmHg i PaCO2, mens hypokarbi. forårsaker cerebral vasokonstriksjon. Å redusere PaCO2 til 20 til 25 mmHg reduserer CBF med 40 til 50 %.

Hypokarbi kan redusere oksygentilførselen ytterligere på grunn av den cerebrale vasokonstriksjonen og venstreforskyvningen av oksyhemoglobinkurven.

Det har vært velkjent i flere tiår at hypokarbi er assosiert med periventrikulær leukomalaci og, eller, cerebral parese hos premature nyfødte. På termin, kvelte nyfødte, viste den sekundære analysen av landemerke CoolCap og NICHD hypotermistudier at hypokarbi har en doseavhengig effekt på langsiktige nevroutviklingsresultater. Både minimum og kumulativ eksponering for PCO2 mindre enn 35 mmHg i løpet av de første 12 timene av livet økte risikoen for død og uønsket nevroutviklingsutfall i den sekundære analysen av NICHD-studien. I samsvar med dette viste post-hoc-analysen av CoolCap-studien at sannsynligheten for ugunstig utfall ble økt doseavhengig med synkende PCO2 hos spedbarn med moderat og alvorlig NE. Dessuten rapporterte en nylig retrospektiv studie også en sammenheng mellom hypokarbi i løpet av de første 4 dagene av livet og hjerneskade på MR. De konsistente funnene av en assosiasjon mellom hypokarbi og uønskede utfall tyder på at nøye overvåking av karbondioksidutveksling og unngåelse av hypokarbi er svært viktig i denne sårbare pasientpopulasjonen.

Arteriell blodgassanalyse, gullstandarden for overvåking av respirasjonskomponentene i syre-base homeostase, har åpenbare begrensninger som utelukker kontinuerlig bruk for å følge det dynamisk skiftende nivået av PCO2. I tillegg kan gjentatte arterielle prøvetakinger føre til betydelig blodtap og økt risiko for bakteriemi.

Alternative, ikke-invasive overvåkingsteknikker er utviklet for å måle PCO2-trender kontinuerlig. Transkutan måling av CO2-spenning er det mest brukte ikke-invasive CO2-overvåkingssystemet i neonatal intensivbehandling og flere studier viste god samsvar mellom PCO2 i blodprøver og tcPCO2 hos premature spedbarn.

I kliniske omgivelser er tcPCO2-målingen påvirket av mange faktorer og skal heller brukes som en trend enn et absolutt tall. Kliniske tilstander som hypoperfusjon på grunn av sjokk eller acidose, ødem i det subkutane vevet, vasokonstriksjon på grunn av vasoaktive stoffer eller lavere kroppstemperatur kan endre tcPCO2-målingen.

Over- og undervurderinger kan forekomme i det ekstreme høye og lave området av tcPCO2-målinger.

Sensoren til enheten varmes opp til en konstant temperatur som fører til hyperperfusjon av kapillærene og økning av stoffskiftet i huden med omtrent 4-5 % per hver grad Celsius, og følgelig forbedres gassløseligheten og diffusjonen. Sensoren beregner PCO2 elektrokjemisk ved endring i pH i en elektrolyttløsning. Etter en temperaturkorreksjon til 37 oC gir enheten et estimat av hudoverflatens CO2. Høyere temperatur på sensoren kan være assosiert med bedre korrelasjon, men kan også øke risikoen for termisk skade.

I tillegg anbefales tcPCO2 til alle pasienter som gjennomgår terapeutisk hypotermi dersom pasienten får respirasjonsstøtte. I denne studien er målet vårt å måle PCO2 kontinuerlig hos spedbarn som gjennomgår TH med eller uten respiratorisk støtte for å evaluere dens gjennomførbarhet hos avkjølte spedbarn.

Som beskrevet ovenfor påvirker endringer i pCO2 cerebral perfusjon. Derfor er det viktig å analysere cerebral oksygenering og metabolisme med assosiasjonen av PCO2-trender. Kontinuerlig cerebral regional oksygenmetning (CrSO2) overvåking har allerede blitt brukt rutinemessig i intensivpleien av spedbarn med NE ved bruk av nær infrarød spektroskopi (NIRS). NIRS er et ikke-invasivt verktøy som kan brukes til å måle endringer i oksygenert, deoksygenert og totalt hemoglobin i hjernevev, hvorfra cerebral regional oksygenmetning kan utledes som et surrogat av cerebralt oksygenforbruk. En signifikant positiv korrelasjon ble funnet mellom transkutane PCO2-nivåer og oksygeneringsindeks for vev hos premature spedbarn. I tråd med dette var en akutt økning i endetidal CO2 (etCO2) assosiert med en økning i cerebral oksygenering, mens en akutt reduksjon var assosiert med redusert cerebral oksygenering. tcPCO2 og etCO2 ble brukt som en surrogatmarkør for PCO2.

Selv om kontinuerlig CO2-overvåking ville være ønskelig i denne pasientpopulasjonen, har tcPCO2-teknikken til dags dato ikke blitt evaluert systematisk eller brukt rutinemessig i intensivbehandlingen av spedbarn med neonatal encefalopati som mottar TH. Kontinuerlig overvåking kan tillate å unngå de ekstreme nivåene og svingningene av PCO2 og kan forbedre intensivbehandlingen og de langsiktige resultatene for spedbarn med NE. Overvåking av cerebral oksygenering ved å bruke NIRS sammen med tcPCO2-målinger kan være fordelaktig for spedbarn med NE og kan bidra til å forstå patofysiologien til autoregulering i denne spesifikke pasientpopulasjonen.