Funksjonell restkapasitet under apnøisk oksygenering med forskjellige strømningshastigheter hos barn (FUTURE)

High-flow nasal oksygen (HFNO) er administrering av oppvarmet, fuktet og blandet luft/oksygen via nesekanyle med hastigheter ≥ 2 L/kg/min. HFNO er ​​et åpent system som kan brukes med nesestifter av forskjellige størrelser og ble utviklet på neonatal intensivavdeling for premature babyer med apné som alternativ til kontinuerlig positivt luftveistrykk (CPAP). På grunn av dens brukervennlighet og sikkerhet for bruk på et bredt spekter av indikasjoner, får HFNO stadig større interesse for å gi respirasjonsstøtte hos pediatriske pasienter og hos voksne på intensivavdeling med respirasjonssvikt. I voksne populasjoner tillater bruk av HFNO å forhindre desaturasjon under trakeal intubasjon av intensivpasienter med mild til moderat hypoksemi. En søknad om HFNO hos voksne og barn, er forlengelsen av sikker apné hos pasienter som gjennomgikk generell anestesi for hypofaryngeal eller laryngo-trakeal kirurgi. Denne metoden, såkalt sikker apnøisk oksygenering, forhindrer også hypoksemi hos barn under intubasjon. Ved å bruke denne teknikken har Patel et al. demonstrerte en betydelig forlengelse av apnétiden og foreslo en ventilasjonseffekt, da disse studiene viste en langsommere økning i pCO2 enn det fysiologisk var forventet. I disse studiene sammenlignet forskerne sine data med studier fra 1950-tallet, der CO2-økning under apné ble undersøkt. Derimot bekreftet ikke etterforskernes tidligere forskningsprosjekter med HFNO den påståtte ventilasjonseffekten hos barn og voksne.

Videre har studier utført på spontanpustende nyfødte og voksne vist evnen til HFNO til å generere en viss økning i svelgtrykket, noe som kan forklare forbedringen av oksygenering til tross for forlengelse av apnétiden. Etterforskernes tidligere studie på voksne pasienter viste at en relevant trykkøkning var nesten fraværende mens pasientens munn var åpen. Foreløpig er det ingen data om det fysiologiske trykket som genereres i den subglottiske luftveien hos barn med apneisk behandling med HFNO. Den tradisjonelle målingen av intratrakealt trykk med kateter i luftrøret anses å utgjøre en risiko hos små barn.

Hovedmålet med denne studien er derfor å undersøke variasjonene av dårlig ventilerte lungeenheter (dvs. stille rom) som et surrogat for funksjonell restkapasitet målt ved elektrisk impedanstomografi for dynamisk å vurdere atelektasedannelse og regresjon under apnøisk oksygenering med forskjellige strømningshastigheter.

Kvalifiserte barn vil få premedisinering med Midazolam rektal/oral 0,5 mg/kg eller Dexmedetomidin nasal 2 mcg/kg 30 minutter før prosedyrestart (lokale SOPs for pediatriske anestesiavdelinger). Obligatorisk overvåking vil bestå av ikke-invasiv perifer oksygenmetning (SpO2), hjertefrekvens (HR) og ikke-invasivt blodtrykk (NIBP). En intravenøs linje for medikamentinjeksjon vil bli plassert.

Etter oppstart av anestesi (="induksjon") vil det etableres tilstrekkelig ventilasjon av ansiktsmaske. Den forseglede konvolutten for randomisering vil da bli åpnet. Standard anestesi vil fortsette med intravenøs propofol. Anestesidybden vil bli vurdert ved å bruke NarcotrendTM (NarcotrendTM, Hannover, Tyskland), og opprettholde verdier mellom 40 og 60. Ytterligere studierelatert ikke-invasiv overvåking: transkutan tcCO2 og O2 (ToscaTM, Radiometer, Neuilly-Plaisance, Frankrike) måling, thorax elektrisk impedanstomografi (EIT, PulmoVista 500, Draeger, Luebeck, Tyskland) og NIRS (Niro-200NX) Tokyo, Japan). EKG, pulsoksymetri, blodtrykk, Narcotrend (NarcotrendTM, Hannover, Tyskland), thorax EIT vil bli målt kontinuerlig, med start før induksjon ved spontan pusting og slutter 1 minutt etter rekrutteringsmanøveren. Alle pasienter vil motta nevromuskulær blokkademedisin på 2 x ED95 (standard intubasjonsdose) for å lette luftveisbehandlingen. Nevromuskulær blokkering vil bli vurdert ved bruk av tog-av-fire (TOF) overvåking (TOF-Watch, Organon Ltd, Dublin, Irland). En TOF-verdi på null før apnéstart og gjennom hele prosedyren vil bli ansett som avgjørende.

Etter det ett minutt med trykkstøttemaskeventilasjon (Pmax 20 cm H20) med en reserverespirasjonsfrekvens på 20/min, normalisert til et volum på 6-8 ml.kg-1 med 100 % oksygen og påføres. Ventilasjonen vil bli avbrutt, og barnet vil bli liggende i apné i 5 minutter med oksygen i henhold til randomiseringen.

Barn vil bli randomisert til å motta tre forskjellige strømningshastigheter av 100 % oksygen, varmet og fuktet med OptiFlow-enheten (Fisher&PaykelTM, Auckland, New Zealand):

• gruppe 1): 0,2 l/kg/min + kontinuerlig kjevekraft
• gruppe 2): 2 l/kg/min + kontinuerlig kjevekraft
• gruppe 3): 4 l/kg/min + kontinuerlig kjevekraft (kontrollgruppe).

Neseborene må ikke tettes av nesekanylen med mer enn 50 %. Tiden til desaturasjon fra SpO2 100 % til SpO2 95 % vil bli målt. En bryst-ultralyd ved slutten av intervensjonen etter endelig luftveisbehandling vil bevise at ingen pneumotoraks utviklet seg under prosedyren.

Bruddkriterier under apné er: SpO2 under 95 %, transkutan CO2 over 70 mmHg, eller apnétiden >5 minutter, en reduksjon på NIRS >30 % fra baseline.