Påvirkning av temperatur på transkutan blodgassdiffusjon: CAPNOS-prosjektet (CAPNOS)

Fra et klinisk synspunkt er det arterielle karbondioksidtrykket (CO2) - paCO2 - en spesielt interessant fysiologisk data fordi den gir informasjon om hvordan det kardiorespiratoriske systemet fungerer korrekt. Den nåværende "gullstandarden"-målingen av denne paCO2 krever imidlertid en arteriell punktering, en operasjon som krever kvalifisert personell, en rask analyse av blodprøvene som tas inn, og medfører risiko og ubehag for pasienten. Faktisk blir det transkutane partialtrykket av CO2 - tcpCO2 - ofte brukt som et indirekte mål for paCO2, på grunn av dets gode korrelasjon med sistnevnte. Nåværende tcpCO2-monitorer er imidlertid klumpete, dyre (€10-20k) og har betydelig drift som resulterer i behov for å rekalibrere måleelektroden hver 4.-8. time. Dessuten varmer disse monitorene opp huden til temperaturer mellom 41 og 44°C, noe som kan føre til brannskader, spesielt når de brukes på spedbarn.

Faktisk virker et alternativ til dagens tcpCO2-monitorer svært ønskelig. Spesielt i møte med fremveksten av bærbar elektronikk, vil en løsning som nærmer seg håndleddsbårne pulsoksymeter, men for CO2-måling, være en ubestridelig ressurs som ikke kan oppnås uten en overhaling av tcpCO2-måleteknologien.

Det er i denne globale konteksten den nåværende forskningen er satt; for å utvikle en bærbar tcpCO2-sensor, skal to hovedveier utforskes. På den ene siden er det nødvendig å kjenne til modalitetene for CO2-diffusjon gjennom det subkutane vevet og huden mot et eksternt medium (luft eller sensor). På den annen side er det nødvendig å utvikle en pålitelig teknikk for å måle CO2 ved hjelp av en sensor plassert mot huden og dette med minimal drift.

Den nåværende forskningen fokuserer utelukkende på det første av disse to sporene, dvs. på fenomenet CO2-diffusjon gjennom huden. Faktisk er litteraturen om dette emnet gammel og ufullstendig. Spesielt er diffusjonshastigheten av CO2 gjennom huden som funksjon av hudtemperatur ikke kjent. Denne variasjonen er imidlertid av avgjørende interesse for dimensjoneringen av en tcpCO2-sensor med tanke på autonomi. Faktisk har CO2-diffusjonshastigheten gjennom huden en direkte innflytelse på responstiden til en slik sensor.

Den nåværende forskningen er derfor rent utforskende, med mål om å tilegne seg ny kunnskap innen fysiologi. Den har som mål å fylle hullene i litteraturen om variasjonene i transkutan CO2-diffusjonshastighet som en funksjon av temperatur, med det langsiktige målet å utvikle en ny type tcpCO2-sensor som omgår begrensningene til gjeldende monitorer. Målet er ikke å utvikle en ny type tcpCO2-sensor, men å karakterisere diffusjonshastigheten av CO2 gjennom huden ved hjelp av et system utviklet spesielt for denne studien. Målesystemet som brukes er et eksperimentelt utstyr som ikke er ment å markedsføres som medisinsk utstyr. Faktisk måler den en CO2-strømningshastighet og ikke et partialtrykk - partialtrykk som er, som en påminnelse, mengden av klinisk interesse.