Wpływ wentylacji nieinwazyjnej (NIV) na dotlenienie mózgu.

Spektroskopia w bliskiej podczerwieni (NIRS) to nieinwazyjna metoda pomiaru przepływu krwi w tkankach, po raz pierwszy zastosowana do natlenienia tkanek mózgowych w 1977 roku. NIRS to technika spektroskopowa wykorzystująca fale elektromagnetyczne (700-950nm), emiter i detektor. W ciągu ostatnich 20 lat nastąpił ogromny rozwój oprzyrządowania i zastosowania NIRS. Ta technika pozwala teraz mierzyć natlenienie tkanki mózgowej. Pulsoksymetr mózgu INVOS jest niezawodnym monitorem trendów zmian regionalnego natlenienia mózgu (rSO2) i koreluje z wysyceniem hemoglobiny we krwi żylnej, włośniczkowej i tętniczej, przy użyciu algorytmu opartego na prawie Beera-Lamberta. System pulsoksymetru mózgowego INVOS wykorzystuje światło o długości fali pomiędzy 730-810 nm, które przenika przez warstwy ludzkiego ciała, w tym skórę, czaszkę i mózg. Jest albo rozproszony w tkance, albo wchłaniany przez obecne chromofory. W dość przezroczystym obszarze bliskiej podczerwieni znajduje się wiele chromoforów absorbujących światło, ale tylko trzy są ważne z punktu widzenia natlenienia, a mianowicie hemoglobina (HbO2), dezoksyhemoglobina (Hb) i oksydaza cytochromowa (CtOx). Hemoglobina utlenowana i odtleniona absorbują światło o różnych długościach fal, umożliwiając rozróżnienie tych dwóch form hemoglobiny. Czujniki („SomaSensors”) są umieszczane na czole pacjenta za pomocą zintegrowanego kleju klasy medycznej. Metoda polega na zastosowaniu w czujniku dwóch odległości źródło-detektor: „bliskiej” (płytkiej), 3 cm od źródła i „dalekiej” (głębokiej), 4 cm od źródła. Obie próbki równie dobrze penetrują tkankę pod źródłem światła, z tą różnicą, że 4-centymetrowy detektor źródła mierzy sygnały głębiej w mózgu lub innych częściach ciała. Odjęcie próbki bliskiej od próbki dalekiej powinno pozostawić sygnał pochodzący głównie z kory mózgowej.

Właściwe zarządzanie utlenowaniem mózgu jest niezbędnym elementem wszystkich procedur anestezjologicznych i intensywnej terapii. Mimo to mózg pozostaje jednym z najmniej monitorowanych narządów w fazie okołooperacyjnej i intensywnej terapii. Do tej pory anestezjologiczne zastosowanie NIRS jako metody pomiaru natlenienia mózgu było badane tylko w populacji zdrowej, u pacjentów poddawanych zabiegom kardiochirurgicznym lub naczyniowo-mózgowym, u pacjentów w podeszłym wieku poddawanych poważnym operacjom brzusznym i u noworodków. Jeśli NIRS wykryje spadek rSO2 w tych polach, istnieją szczegółowe wytyczne dotyczące interwencji w celu odzyskania wystarczającej ilości tlenu w mózgu.

Dlatego już teraz jest mocno zaangażowana w opiekę nad pacjentem w okresie okołooperacyjnym. Rutynowe stosowanie NIRS na OIT nie zostało jeszcze ustalone. Z tego powodu większość badań nad rSO2 przeprowadzono podczas operacji. Badania te wskazują, że na mierzone utlenowanie mózgu ma wpływ względny udział krwi w części tętniczej lub żylnej łożyska włośniczkowego, stężenie hemoglobiny i saturacja ustrojowa.

Dokładne konsekwencje zmian wysycenia układowego (SaO2) na utlenowanie mózgu (rSO2) pozostają nieznane. Obecnie przyjmuje się, że rSO2 jest bezpośrednio skorelowane z Sa02, tak więc wzrost SaO2 prowadzi również do wzrostu rSO2.

Ilość tlenu we krwi tętniczej zależy od wdychanego tlenu i wymiany gazowej w płucach. Na te dwa punkty początkowe ma wpływ przede wszystkim wentylacja oddechowa danej osoby. Pacjenci z przewlekłą niewydolnością oddechową lub tylko chwilową (ostrą) niewydolnością oddechową (np. po znieczuleniu ogólnym) są rutynowo leczeni terapią ciągłego dodatniego ciśnienia w drogach oddechowych (CPAP), nieinwazyjną formą wentylacji. Jest również powszechnie stosowany w leczeniu bezdechu sennego oraz u noworodków (zwłaszcza wcześniaków). U tych pacjentów wentylacja CPAP może zapobiec konieczności (ponownej) intubacji dotchawiczej lub umożliwić wcześniejszą ekstubację. Terapia została opracowana przez dr George'a Gregory'ego i współpracowników na OIOMie noworodków na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Francisco w 1971 roku, a następnie zmodyfikowana przez profesora Colina Sullivana w Royal Prince Alfred Hospital w Sydney w Australii w 1981 roku. Początkowo terapia CPAP była stosowana głównie przez pacjentów do leczenia obturacyjnego bezdechu sennego w warunkach domowych. Obecnie jest powszechnie stosowana na OIT jako forma nieinwazyjnej wentylacji mechanicznej. Tam jest zwykle zarezerwowany dla podgrup pacjentów, u których leczenie tlenem przez maskę twarzową jest niewystarczające. Pacjenci poddawani terapii CPAP są ściśle monitorowani na oddziale intensywnej terapii. Zabieg wspomaga oddychanie spontaniczne pacjenta poprzez wytworzenie dodatniego ciśnienia końcowo-wydechowego (PEEP). Zazwyczaj CPAP jest terapią nieciągłą na OIOM-ie, co oznacza, że ​​pacjenci zdejmują go podczas posiłków lub po prostu używają go, jeśli wymagają chwilowej ulgi w oddychaniu. Ciśnienie stosowane przez większość pacjentów mieści się w zakresie od 5 do 12 cmH2O. Pacjent może indywidualnie określić własną częstość oddechów oraz głębokość oddychania.

Podstawowym celem badania jest ocena wpływu wentylacji z różnymi ustawieniami FiO2 zastosowanymi w trybie NIV na rSO2 w odniesieniu do parametrów życiowych, hemoglobiny, SaO2 (analizowane metodą BGA) i SpO2. Te połączone pomiary można wykorzystać do dalszego opisu wpływu wentylacji nieinwazyjnej na rSO2. Do tej pory tego rodzaju badań nie przeprowadzano na pacjentach przebywających na OIT. Dlatego ten projekt ma na celu uzyskanie nowych informacji na temat wpływu NIV na utlenowanie mózgu.

Badanie to zostanie przeprowadzone u pacjentów z dobrym dostępem do czoła. Pomiar NIRS (IBO) zostanie przeprowadzony na korze skroniowo-ciemieniowej po obu stronach głowy i jako kontrola na obu barkach/ramionach. Podczas całego badania rejestrowane będą SaO2, ciśnienie krwi (w sposób ciągły lub nieinwazyjny w odstępach 3-minutowych), tętno i EKG. Te parametry życiowe są częścią rutynowego monitorowania OIOM.

Pomiar NIRS będzie wykonywany terapia CPAP (FIO2 : 21% - 50% - 100%) co 10 minut. Pacjenci zostaną losowo podzieleni na dwie grupy ze zmienioną kolejnością aplikacji FIO2.

Warunek 1: CPAP 6 mbar PEEP, 0 ASB, FIO2: 21%

Warunek 2: CPAP 6 mbar PEEP, 0 ASB, FIO2: 50%

Warunek 3: CPAP 6 mbar PEEP, 0 ASB, FIO2: 100%

Kolejność warunku 1 i 3 zostanie wybrana losowo.

Grupa 1: 21% -> 50% -> 100%

Grupa 2: 100% -> 50% -> 21%

Jako standardowe ustawienie NIV z CPAP preferowane będzie wspomaganie ciśnieniem 6 mbar, jeśli wymagana jest inna konfiguracja, zostanie to odnotowane w CRF. Po każdym 10-minutowym okresie zostanie pobrana próbka krwi tętniczej i centralnej żylnej w celu wykonania gazometrii krwi (BGA). Pomiary CPAP i NIRS są z natury nieinwazyjne. Z drugiej strony ABP jest zabiegiem inwazyjnym, który zostanie wykonany tylko wtedy, gdy dostępny jest dostęp tętniczy. Posłuży również do pobrania próbki krwi (każda po 2ml) do BGA. Brak dodatkowych inwazyjnych iv. linia zostanie zainstalowana na potrzeby badania.

Jak dotąd istnieje niewiele danych dotyczących wpływu terapii NIV na rSO2 u pacjentów z niewydolnością oddechową na oddziale intensywnej terapii.

Istnieją jednak badania pilotażowe dotyczące innych zaburzeń oddychania, takich jak zespół obturacyjnego bezdechu sennego. Zbadali NIV u pacjentów z OSAS za pomocą NIRS. Można wykazać okresowy spadek HbO2, objętości krwi (BV) i wskaźnika natlenienia tkanek (TOI), który jest praktycznie taki sam jak rSO2. Z badań tych wynika, że ​​wspomniane okresowe spadki można wyeliminować poprzez terapię CPAP.

Szereg innych badań dotyczyło innego parametru, a mianowicie mózgowego przepływu krwi. W tym celu wykorzystali przezczaszkowe USG Dopplera u pacjentów z OSAS, a także u zdrowych ochotników poddawanych terapii CPAP. Wyniki tych badań nie są spójne, gdyż wskazują zarówno na zmniejszenie, jak i zwiększenie mózgowego przepływu krwi podczas terapii CPAP. Niespójność mózgowego przepływu krwi nie jest w pełni zrozumiała. Możliwym wyjaśnieniem jest względna zmiana PaCO2, która jest już wyższa u pacjentów z OSAS w porównaniu z osobami zdrowymi. Oznaczałoby to również, że stosowanie terapii CPAP u zdrowych ochotników może być szkodliwe, ponieważ obniżenie PaCO2 może wywołać reakcję zwężania naczyń w naczyniach zaopatrujących mózg, obniżając dotlenienie mózgu. Pacjenci z OSAS są bardziej przystosowani do wysokiego poziomu PaCO2. Dlatego odpowiedź naczyniowa (zwężenie lub rozszerzenie naczyń) na zmianę PaCO2 może różnić się u pacjentów z chorobami płuc w porównaniu z osobami zdrowymi. 30-33

Chcemy zbadać różnice w rSO2 u pacjentów poddawanych terapii CPAP z różnymi ustawieniami FiO2 przez 10 minut, aby ocenić natychmiastowy wpływ NIV na utlenowanie mózgu u pacjentów OIOM z zaburzeniami oddychania, aby wyciągnąć wnioski dotyczące dokładności i wiarygodności NIRS technika.

Główny cel studiów:

Wpływ NIV na rSO2

Następujące parametry zostaną zmierzone, obliczone i zapisane w CRF:

• Ciśnienie krwi (BP)
• Tętno (HR)
• SpO2 (FingerClip – obwodowe nasycenie tlenem)
• rSO2 (lewa i prawa półkula oraz bark)
• BGA: pO2, pCO2, pH, hemoglobina (Hb), Hk, SO2, pCO2, BE, SBC
• Wentylacja: PEEP, objętość minutowa, objętość oddechowa, częstość oddechów, FiO2
• Klasyfikacja ASA (1-4)

Dodatkowo występowanie wymiotów i nudności, bólu głowy i pobudzenia podczas terapii CPAP będzie rejestrowane z tak i nie. Wskazanie CPAP u każdego pacjenta zostanie udokumentowane.

Dodatkowo zarejestrowane zostaną inne działania niepożądane (zgodnie z CRF):

-skutki uboczne przy CPAP

W naszym poprzednim badaniu (Doerr i in., 2018) zaobserwowano średnią różnicę 5,9 między COT a CPAP przy odchyleniu standardowym 4,2. Na podstawie tego wyniku spodziewamy się połowy różnicy (2,95) między FIO2 21% vs 50% i FIO2 50% vs 100%. W oparciu o sparowany test t z całkowitą wielkością próby 25 (+ 5 uwzględnia odpady) daje to moc 0,8.