Wpływ zwiększonej objętości oddechowej na natlenienie i pojemność minutową serca

Funkcjonalna pojemność zalegająca (FRC) i wymiana gazowa w płucach zmniejszają się podczas wprowadzania do znieczulenia ogólnego z powodu zamknięcia dróg oddechowych i powstania niedodmy. Wykazano, że istnieje korelacja między budową ciała a zamknięciem dróg oddechowych w znieczuleniu ogólnym z wentylacją mechaniczną. W pozycji leżącej FRC i podatność oddechowa zmniejszają się bardziej wraz ze wzrostem wskaźnika masy ciała (BMI). U pacjentów chorobliwie otyłych znieczulenie ogólne i paraliż prowadzą do jeszcze większej niedodmy i zwiększonego ryzyka hipoksemii. U około 90% wszystkich pacjentów wentylowanych bez dodatniego ciśnienia końcowo-wydechowego (PEEP) powstają niedodmy, które przyczyniają się do upośledzenia wymiany gazowej. Powstawanie niedodmy można zmniejszyć za pomocą PEEP, ale zwiększenie ciśnienia wewnątrz klatki piersiowej za pomocą PEEP upośledza powrót żylny do serca, co zmniejsza objętość wyrzutową i pojemność minutową serca.

We wcześniejszych badaniach badacze porównywali wpływ zwiększonej objętości oddechowej (VT) przy zerowym ciśnieniu końcowo-wydechowym (ZEEP) na utlenowanie i stężenie sewofluranu w krwi tętniczej. Badacze stwierdzili umiarkowanie lepsze natlenienie i zmniejszoną różnicę między ciśnieniem tętniczym i wydychanym dwutlenkiem węgla przy większych objętościach oddechowych uzyskanych w ten sposób. Wyniki były podobne do tych, których można było oczekiwać po zwiększeniu FRC, a także obejmowały bardziej efektywne wchłanianie sewofluranu. Badacze niedawno potwierdzili te wyniki również u pacjentów z nadwagą.

W niniejszym badaniu badacze porównają stężenie sewofluranu i tlenu w krwi tętniczej u pacjentów z BMI powyżej 25 kg/m2 poddawanych zabiegom chirurgicznym w obrębie jamy brzusznej, wentylowanym większymi objętościami oddechowymi lub z dodatkiem 10 cmH2O PEEP. Badacze ocenią również wpływ tych trybów wentylacji na pojemność minutową serca.

Metoda Zgodę etyczną dla tego badania zgodnie ze standardami określonymi w Deklaracji Helsińskiej (Regionalna Komisja Etyczna Dnr: 2009/529 i dodatki do wniosku z pomiarem pojemności minutowej serca Dnr 2010/481) uzyska Regionalna Komisja Etyczna, Lund, Szwecji we wrześniu 2009 r. i wrześniu 2010 r. Badanie obejmie 60 pacjentów, w stanie fizycznym 1 lub 2 wg ASA, zaplanowanych na planową operację okrężnicy. Pacjenci będą brani pod uwagę przy włączeniu do badania, jeśli będą mieli więcej niż 18 lat i będą mieli BMI powyżej 25 kg/m2. Szacuje się, że wszystkie procedury potrwają ponad 60 minut. Od każdego pacjenta otrzymana zostanie zgoda na udział w badaniu. Pacjenci ze stwierdzoną chorobą płuc lub układu krążenia zostaną wykluczeni. Pacjenci zostaną losowo przydzieleni do jednej z dwóch grup po 30 pacjentów w każdej grupie poprzez losowo wymieszane przydziały w zapieczętowanych kopertach na początku procedury na sali operacyjnej. Pośrednia analiza zostanie przeprowadzona po 15 + 15 pacjentach.

Procedura eksperymentalna Przed rozpoczęciem znieczulenia do respiratora anestezjologicznego (Dräger Primus™, Dräger Medical, Lübeck, Niemcy) zostanie zastosowany nieużywany pochłaniacz dwutlenku węgla (Drägersorb, Dräger Medical, Lubeka, Niemcy). Wszyscy pacjenci będą wstępnie natlenieni 100% tlenem przez 3-4 minuty przy przepływie świeżego gazu 5 litrów/minutę. Znieczulenie zostanie wywołane 2 µg/kg fentanylu i 1,5-3,0 mg/kg propofolu. W przypadku porażenia mięśni podaje się rokuronium w dawce 0,6 mg/kg. Wentylacja będzie wspomagana ręcznie 100% tlenem przez system półotwartego koła (objętość 4,5 l) aż do intubacji dotchawiczej, a następnie za pomocą respiratora z FiO2 na poziomie 0,35 w azocie. Częstość oddechów będzie wynosić 15/min podczas całego badania, a VT będzie dostosowywane tak, aby osiągnąć PETCO2 przy 4,5 kPa. Nie zostanie zastosowane żadne dodatnie ciśnienie końcowo-wydechowe (PEEP). Propofol 8 mg/kg mc./h będzie podawany we wlewie do momentu wprowadzenia kaniuli tętniczej do tętnicy promieniowej. Objętość wyrzutowa (SV) i pojemność minutowa serca (CO) zostaną ocenione u 20 pacjentów (10 w każdej grupie) za pomocą LIDCO Rapid® (LiDCO Ltd, Cambridge, Wielka Brytania). Echokardiografia przezprzełykowa (TEE) zostanie wykorzystana do oceny pojemności minutowej serca u 6 pacjentów (po 3 w każdej grupie) za pomocą Philips CX-50®, USG TEE X7-2t (Philips Ultrasound, Bothell, WA, USA). Po uzyskaniu kontrolnej (czas zero) próbki krwi tętniczej (3 ml), tryb wentylacji zostanie zmieniony w następujący sposób: W grupie ze zwiększoną objętością oddechową (IVT) będzie monitorowane początkowe ciśnienie plateau (Pplateau), a następnie VT będzie wzrastać, aż Pplateau wyniesie 0,04 cm H2O/kg powyżej początkowego Pplateau. PETCO2 zostanie następnie wyregulowane do 4,5 kPa za pomocą elastycznego przewodu karbowanego (jednorazowa rurka z tworzywa sztucznego, Medcore, AB Uppsala, Szwecja) umieszczonego między elementem Y systemu koła anestezjologicznego a filtrem ciepła i wilgoci (HME) przymocowanym do rurki dotchawiczej rura. Ten elastyczny wąż falisty zwiększał objętość martwej przestrzeni i zapewniał regulowane ponowne wdychanie dwutlenku węgla. W grupie z normalną objętością oddechową (NVT) zastosowane zostanie PEEP do 10 cmH2O. W razie potrzeby VT zostanie następnie skorygowane, aby utrzymać PETCO2 na poziomie 4,5 kPa. W obu grupach stosunek wdech:wydech wynosił 1:2, w tym plateau wdechu 10%. Gdy wartości PETCO2 ustabilizują się na poziomie 4,5 kPa, podawanie sewofluranu rozpocznie się za pomocą parownika (sewoflurane Dräger Vapor 2000: Medical, Lubeka, Niemcy) ustawionego na 3%. Po 5 minutach przepływ świeżego gazu zostanie ustawiony na 1,0 l/min przy niezmienionych ustawieniach parownika przez cały okres znieczulenia.

Próbki krwi po 3 ml pobierano z linii tętniczej do heparynizowanych strzykawek po 1, 3, 5, 10, 15, 30, 45 i 60 minutach od rozpoczęcia podawania sewofluranu (łącznie 27 ml). Tętnicze ciśnienie tlenu (PaO2), nasycenie tlenem (SaO2) i ciśnienie dwutlenku węgla (PaCO2) będą analizowane za pomocą automatycznego analizatora gazometrii krwi (ABL 725™, Radiometer, Kopenhaga, Dania). Stężenie sewofluranu będzie analizowane metodą chromatografii gazowej (GC) na chromatografie gazowo-cieczowym Perkin-Elmer 3920, jak opisano wcześniej.

Pacjenci będą monitorowani za pomocą trójodprowadzeniowego EKG, tętna, wysycenia tlenem, mierzonego za pomocą pulsoksymetru (SpO2) oraz inwazyjnego ciśnienia tętniczego krwi (Solar 8000, General Electric Medical System, Milwaukee, WI, USA). SV i CO oceniono za pomocą LIDCO Rapid® przez cewnik tętniczy. Wdechowe i wydechowe ciśnienie parcjalne tlenu (FiO2, PETO2), wdechowe i wydechowe ciśnienie parcjalne sewofluranu (Fisevo, PETsevo) oraz wdechowe i wydechowe ciśnienie parcjalne dwutlenku węgla (FiCO2, PETCO2) będą analizowane przez respirator. Całkowita wentylacja na minutę, objętości oddechowe i ciśnienia w drogach oddechowych jako ciśnienie szczytowe, ciśnienie plateau i średnie ciśnienie były mierzone i dokumentowane w tych samych odstępach czasu. Podatność statyczna układu oddechowego zostanie obliczona jako objętość oddechowa podzielona przez ciśnienie wdechowe plateau minus PEEP.

Dodatkowe dawki fentanylu (50-100 µg) zostaną podane, jeśli średnie ciśnienie tętnicze krwi (MAP) wzrośnie o ponad 20% powyżej początkowego poziomu wyjściowego. Niedociśnienie (MAP poniżej 60 mmHg) będzie leczone 5-10 mg noradrenaliny dożylnie. Wszyscy chorzy otrzymywali dożylnie 3-5 ml/kg/h 2,5% roztworu glukozy z sodem (70 mmol/l), chlorkiem (45 mmol/l) i octanem (25 mmol/l). Blokada nerwowo-mięśniowa będzie monitorowana za pomocą analizatora transmisji nerwowo-mięśniowej (TOF-Watch™; Organon Technology B V., Boxel Holandia). Dodatkowe dawki rokuronium były podawane według uznania anestezjologa.

LiDCO System LiDCO to urządzenie do monitorowania pojemności minutowej serca, które wykorzystuje analizę konturu fali tętna za pośrednictwem cewnika tętniczego. Urządzenie wykorzystuje zastrzeżony algorytm do analizy konturu tętna na podstawie danych pacjenta z monitora pacjenta.16 Linton i współpracownicy stwierdzili dobrą zgodność między termodylucjami a pomiarami LiDCO u 40 pacjentów, z wartością regresji liniowej 0,94.

Echokardiografia przezprzełykowa Objętość wyrzutowa, pojemność minutowa serca i czynność prawej komory zostaną ocenione za pomocą echokardiografii przezprzełykowej. Cztero- i pięciojamowe projekcje przezżołądkowe zostaną uzyskane u wszystkich sześciu pacjentów włączonych do TEE. Całkę prędkości w czasie w drodze odpływu z lewej komory (VTI LVOT) mierzono za pomocą fali pulsacyjnej Dopplera. Średnica aorty zostanie zmierzona za pomocą projekcji w osi długiej środkowej przełyku na poziomie pierścienia aortalnego. Pomiar objętości wyrzutowej zostanie wykonany poprzez pomnożenie LVOT VTI i średnicy aorty. Rzut serca zostanie obliczony poprzez pomnożenie objętości wyrzutowej przez częstość akcji serca. Wszystkie obrazy będą rejestrowane w trzech egzemplarzach przez tego samego operatora, a pomiary będą wykonywane off-line w sposób zaślepiony.