Påvirkning av inspirasjonspause på ventilasjonseffektivitet i robotkirurgi. En prospektiv paret studie.

Introduksjon

Mekanisk ventilasjon (MV) under generell anestesi medfører noen bivirkninger som ikke helt kan unngås. De siste årene har strategier for lungebeskyttende ventilasjon (PPV), basert på bruk av et lavt tidalvolum (TV) med den hensikt å redusere det biologiske traumet knyttet til MV, fått stadig større fremtreden hos kirurgiske og intensivpasienter. En skreddersydd åpen-lunge-tilnærming (tOLA) har nylig dukket opp som en av disse PPV-strategiene. Den kombinerer bruken av alveolære rekrutteringsmanøvrer (ARM), med sikte på å "åpne" kollapsede områder av lungen, med påføring av individualisert positivt endeekspiratorisk trykk (PEEP) med mål om å unngå re-kollaps av disse områdene under ekspirasjon. Begrunnelsen som støtter OLA-strategiene antar at å oppnå mer homogen alveolarventilasjon ved å forhindre atelektase, samtidig som man unngår alveolar overdistensjon, fører til en mer effektiv gassdistribusjon og utveksling. Dette tillater mindre traumatisk ventilasjon og reduserer den inflammatoriske responsen. Bruken av en tOLA har vist lovende resultater når det gjelder å forbedre oksygenering og redusere risikoen for alvorlige postoperative lungekomplikasjoner.

Sammen med det ovennevnte har forlengelse av den avsluttende inspirasjonspausen (EIP), samtidig som man opprettholder en tilstrekkelig ekspirasjonstid, vist fordeler når det gjelder å forbedre effektiv alveolarventilasjon og forbedre gassutvekslingen. Etterforskerne har nylig demonstrert effekten av å øke EIP når de ventilerer pasienter med en tOLA-strategi. I dette arbeidet undersøkte etterforskerne effekten av to EIP (10 og 30 % av inspirasjonstiden) på respirasjonsmekanikken til pasienter som gjennomgikk større operasjoner. Etterforskerne studerte effekten av EIP på drivtrykk (Pdriv), platåtrykk (Pplat), compliance av luftveiene (Crs) og PEEP. Etterforskerne evaluerte også den dynamiske distribusjonen av TV under respirasjonssyklusen ved hjelp av elektrisk impedanstomografi (EIT) og studerte effekten av EIP på gassutveksling ved hjelp av arteriell gasometri. I den studien ble fordelene med en lengre EIP sett med både standard PPV (TV på 7 mL predikert kroppsvekt (PBW) og en PEEP på 5 cmH2O), og med en tOLA. tOLA-strategien var assosiert med en signifikant økning i PEEP, Pplat, arterielt trykk av oksygen (PaO2), og Crs, med en signifikant reduksjon i Pdriv og arterielt trykk av karbondioksid (PaCO2), og med en mer homogen gassfordeling sammenlignet med standard PPV. På den annen side viste bruken av en lengre EIP et signifikant lavere PEEP, Pdriv og gjennomsnittlig luftveistrykk (Pmean) sammen med en høyere Crs blant pasienter ventilert under en tOLA-strategi. Det var imidlertid ikke et mål med det adresserte arbeidet å studere effekten av EIP-modifikasjonen på ventilasjonseffektivitet, målt som forholdet mellom VDphys og TV (VDphys/TV), noe etterforskerne vil ta for seg i dette arbeidet.

Etterforskerne antar at å øke EIP i sammenheng med en tOLA kan forbedre alveolær ventilasjon ved å redusere VDphys/TV-forholdet; med andre ord ved å redusere dødvolumet. For å teste denne hypotesen vil etterforskerne studere pasienter som har gjennomgått abdominal robotkirurgi. Etterforskernes intensjon er å verifisere om de potensielle fordelene forbundet med kombinert bruk av en tOLA og en lengre EIP er observert i denne typen kirurgi, hvor gassen som blåses inn i magen sammen med operasjonsstillingen (tvungen trendelenburg) er kjent for å sette ventilasjonsforholdene i fare.

Metoder

Prospektiv, paret studie med fortløpende rekruttering av deltakere som skal utføres på et undervisningssykehus for tertiær omsorg (Hospital Universitario Virgen del Rocío). Godkjenning for denne studien vil bli søkt fra den lokale etiske komiteen. Rekrutteringen vil foregå på tilgjengelige etterforskere.

Studieprotokoll. Etter standard overvåking ved ankomst til operasjonsstuen vil deltakerne bli lett bedøvet med intravenøs midazolam 1-2 mg og remifentanil-infusjon 0,03-0,05 µg/kg/min Den venstre radiale arterie vil bli kateterisert under lokalbedøvelse. For EIT-overvåking vil PulmoVista 500-systemet (Dräger, Lübeck, Tyskland) brukes. Fire områder av interesse (ROI) vil bli definert som kvadranter én til fire, tilsvarende øverst til venstre og høyre (én, to) og nederst til venstre og høyre (tre, fire). Globale og regionale impedansbølgeformer vil vises kontinuerlig. Fordelingen av ventilasjon ved ROI vil uttrykkes som den regionale andelen av gassfordelingen i forhold til total lungeventilasjon. Grunnlinjedata vil bli registrert ved full bevissthet med 0,21 brøkdel av innåndet oksygen (FiO2). Etterforskerne vil deretter pre-oksygenere deltakerne gjennom en ansiktsmaske i 5 minutter i spontan ventilasjon med FIO2 på 0,8 og en frisk gassstrøm på 6 L/min. Anestesi-induksjon vil utføres med propofol (1-1,5 mg/kg PBW) og rokuronium 0,8 mg/kg PBW, fortsetter med trakeal intubasjon. Pasienter vil bli ventilert gjennom en Primus anestesi arbeidsstasjon (Drager, Telford, PA, USA) ved bruk av en TV på 7 ml/kg PBW. Ventilasjonsmodusen som brukes vil være volumkontroll, som vil inkludere et inspirasjons: ekspirasjonsforhold på 1:2 og en respirasjonsfrekvens på 12-15 pust/min for å opprettholde CO2 ved slutten av ekspirasjonen mellom 35 og 40 mmHg og en initial PEEP på 5 cmH2O. En EIP på 10 % vil bli planlagt for alle deltakere. En ferskgassstrøm på 0,5 til 1 l/min med en FIO2 på 0,5 vil bli brukt gjennom hele prosedyren. Anestesi vil opprettholdes med remifentanil 0,03 til 0,05 µg/kg/min og sevofluran, med en minimum alveolær konsentrasjon på 0,6 til 0,8, som vil bli justert til pasientens alder for å sikre en bispektral indeks (BIS Quatro; Covidien Ilc , Mansfield, MA , USA) mellom 40-60. Rocuronium vil bli administrert for å sikre dyp nevromuskulær blokade under studien, som vil bli overvåket ved hjelp av fire nevromuskulære avslapning (TOF-watch®, Organon Ltd., Swords, Co. Dublin, Irland). Alle ventilasjonsparametre vil forbli stabile gjennom hele studien bortsett fra PEEP, som vil bli titrert i henhold til prinsippene for tOLA, og EIP, som vil bli modifisert i henhold til studieprotokollen (se avsnittet Arms and Interventions). Luftveistrykk (Paw), esophageal trykk (Pes) og gassstrøm vil bli målt med en Fluxmed®-monitor (MBMED, Buenos Aires, Argentina). Dataene vil bli lastet ned til en bærbar PC etter riktig kalibrering av strømnings- og trykksensorene. Datamaskinen, gjennom FluxView-programvaren (MBMED, Buenos Aires, Argentina), vil automatisk beregne følgende parametere: alveolære, luftveier og fysiologiske dødvolumer (henholdsvis VDalv, VDaw og VDphys) og dens verdier relatert til TV-en. Luftveismotstand (Raw = Ppeak-Pplat/inspiratorisk flow) vil også bli registrert, der Ppeak er topptrykk. Et Pes-målekateter (MBMED, Buenos Aires, Argentina) vil bli plassert i midt-øsofagusposisjon. Posisjonen vil bli kontrollert ved hjelp av okklusjonsmetoden beskrevet for pasienter med mekanisk ventilasjon35. En akseptabel kateterposisjon vil bli funnet når ΔPes/ΔPaw-forholdet er nær 1. Transpulmonalt trykk (PTP) vil bli beregnet som forskjellen mellom Paw og Pes. Transpulmonært drivtrykk (PTPdriv) vil bli beregnet som ende-inspiratorisk transpulmonal trykk (PTPei) minus ende-ekspiratorisk transpulmonært trykk (PTPee). Lungestress vil bli definert som PTPei. Elastansen til åndedrettssystemet (Ers= Pplat-PEEP/TV) vil bli delt inn i lunge- (El = Plei-Plee / TV) og brystveggkomponenter (Ecw = Pesei-Pesee/TV). Anestesiarbeidsstasjonen vil bli brukt til kontinuerlig overvåking av Ppeak, Pplat, PEEP, Crs, FiO2 og CO2 ved slutten av ekspirasjonen. En ABL90 FLEX PLUS-enhet (Radiometer Medical, København, Danmark) vil bli brukt til gassanalyse.

Studiesekvens (detaljert i delen Våpen og intervensjoner):

Fase 1) Etterforskerne vil evaluere effekten av å modifisere EIP (10 til 40 %) hos pasienter ventilert under en tOLA-strategi før instaurering av kirurgisk pneumoperitoneum.

Fase 2) Etterforskerne vil evaluere virkningen av robotforhold (pneumoperitoneum + tvungen trendelenburg) mens de bruker forskjellige EIP-er (10 til 40 %).

Statistisk analyse vil bli utført av hovedetterforsker. For dataanalyse vil den statistiske programvaren IBM SPSS Statistics for Windows, versjon 24 (IBM Corp., Armonk, NY, USA) brukes. Etterforskerne vil utføre en utforskende analyse av dataene, ved å bruke gjennomsnitt ± standardavvik eller medianen med interkvartilt område for kvantitative variabler, og bruke prosenter for analyse av kvalitative variabler. Normaliteten til datadistribusjon vil bli kontrollert med Kolmogorov-Smirnov-testen eller med Shapiro-Wilk-testen for variabler med mindre enn 50 poster. Studentens t-test for sammenkoblede prøver vil bli brukt til å studere oppførselen til de kvantitative variablene til forskjellige tider (sammenlikninger mellom grupper).

Beregningen av utvalgsstørrelsen ble utført av hovedetterforskeren ved å bruke versjon 4.2 av EPIDATs statistiske program (Generaldirektoratet for innovasjon og folkehelsestyring i Helserådet i den galisiske regjeringen). Prøvestørrelsen ble beregnet basert på data fra tidligere arbeid fra forskerne, der etterforskerne studerte påvirkningen av EIP på respirasjonsmekanikk og distribusjon av TV hos kirurgiske pasienter ventilert under en tOLA-strategi (REF). Prøvestørrelsen ble estimert ved å anta forskjellene i Crs når man gikk fra en EIP på 10 % til 30 % (paret utvalg). Etterforskerne bestemte en gjennomsnittlig forskjell på 17 ml/cm H2O mellom begge intervensjonene. Prøvestørrelsen ble beregnet for å oppnå en potens på 80 % for å oppdage forskjeller i kontrasten til nullhypotesen h₀: μ₁ = μ₂ ved å bruke en tosidig Students t-test for to relaterte prøver, tatt i betraktning et signifikansnivå på 5 % og forutsatt det respektive standardavviket i hver gruppe. Tatt i betraktning en forventet prosentandel frafall på 20 %, er prøvestørrelsen estimert til 17 par eksperimentelle enheter under studie (17 deltakere med paret behandling i utvalget).