Przezskórne monitorowanie dwutlenku węgla u noworodków otrzymujących hipotermię terapeutyczną z powodu encefalopatii noworodkowej

Encefalopatia noworodkowa (NE) dotyka rocznie 3 niemowląt na 1000 żywych urodzeń i może prowadzić do śmierci lub trwałego deficytu neurologicznego. Wyraźnie udowodniono, że hipotermia terapeutyczna (33,5 oC) (TH) zmniejsza śmiertelność i niekorzystne wyniki neurorozwojowe u pacjentów z umiarkowanym do ciężkiego NE. Jednak nawet przy hipotermii prawie połowa niemowląt z NE jest zagrożona śmiercią lub ciężką niepełnosprawnością. Optymalizacja intensywnej terapii tych noworodków może potencjalnie zapobiegać postępowi urazu i jeszcze bardziej poprawiać wyniki neurorozwojowe.

Wielokrotne analizy wykazały wysoki odsetek (6-89%) częstości występowania hipokarbii w pierwszych godzinach życia po urodzeniu, prawdopodobnie z powodu silnego wysiłku oddechowego wtórnego do kwasicy metabolicznej i leczenia hipotermią, która powoduje 20-30% zmniejszenie tempa metabolizmu. Ponadto kilka badań wykazało związek między hipokarbią a zwiększonym ryzykiem niekorzystnych wyników neurorozwojowych u niemowląt z NE. Hipokarbia może potencjalnie zaostrzyć uszkodzenie mózgu poprzez wiele mechanizmów. W modelach zwierzęcych hipokarbia była związana z fragmentacją jądrowego DNA w korze mózgowej, peroksydacją lipidów błonowych i zwiększoną pobudliwością neuronów.

Dobrze wiadomo, że dwutlenek węgla jest jednym z najsilniejszych regulatorów mózgowego przepływu krwi (CBF), przy czym hiperkarbia powoduje rozszerzenie naczyń mózgowych i zwiększa mózgowy przepływ krwi o 1 do 2 ml/100 g/minutę na 1 mmHg w PaCO2, podczas gdy hipokarbia powoduje skurcz naczyń mózgowych. Zmniejszenie PaCO2 do 20 do 25 mmHg zmniejsza CBF o 40 do 50%.

Hipokapnia może jeszcze bardziej zmniejszyć dopływ tlenu z powodu skurczu naczyń mózgowych i przesunięcia krzywej oksyhemoglobiny w lewo.

Od dziesięcioleci dobrze wiadomo, że hipokarbia jest związana z leukomalacją okołokomorową i/lub mózgowym porażeniem dziecięcym u wcześniaków. Wtórna analiza przełomowych badań hipotermii CoolCap i NICHD noworodków uduszonych w terminie wykazała, że ​​hipokarbia ma zależny od dawki wpływ na długoterminowe wyniki neurorozwojowe. Zarówno minimalna, jak i skumulowana ekspozycja na PCO2 poniżej 35 mmHg w ciągu pierwszych 12 godzin życia zwiększała ryzyko zgonu i niekorzystnych wyników neurorozwojowych w analizie wtórnej badania NICHD. Zgodnie z tym, analiza post-hoc badania CoolCap wykazała, że ​​prawdopodobieństwo niekorzystnego wyniku wzrastało zależnie od dawki wraz ze spadkiem PCO2 u niemowląt z umiarkowanym i ciężkim NE. Co więcej, niedawne badanie retrospektywne wykazało również związek między hipokarbią w ciągu pierwszych 4 dni życia a uszkodzeniem mózgu w MRI. Spójne ustalenia dotyczące związku między hipokarbią a niepożądanymi wynikami sugerują, że ścisłe monitorowanie wymiany dwutlenku węgla i unikanie hipokarbii jest bardzo ważne w tej wrażliwej populacji pacjentów.

Gazometria krwi tętniczej, złoty standard monitorowania oddechowych składowych homeostazy kwasowo-zasadowej, ma oczywiste ograniczenia, które wykluczają jej ciągłe stosowanie w celu śledzenia dynamicznie zmieniającego się poziomu PCO2. Ponadto wielokrotne pobieranie próbek krwi tętniczej może prowadzić do znacznej utraty krwi i zwiększonego ryzyka bakteriemii.

Opracowano alternatywne, nieinwazyjne techniki monitorowania w celu ciągłego pomiaru trendów PCO2. Przezskórny pomiar ciśnienia CO2 jest najczęściej stosowanym nieinwazyjnym systemem monitorowania CO2 w intensywnej terapii noworodków, a kilka badań wykazało dobrą zgodność między PCO2 w próbkach krwi a tcPCO2 u wcześniaków.

W warunkach klinicznych na pomiar tcPCO2 ma wpływ wiele czynników i należy go raczej traktować jako trend niż liczbę bezwzględną. Stany kliniczne, takie jak hipoperfuzja spowodowana wstrząsem lub kwasicą, obrzęk tkanki podskórnej, skurcz naczyń spowodowany czynnikami wazoaktywnymi lub niższa temperatura ciała, mogą zmieniać pomiar tcPCO2.

W skrajnie wysokim i niskim zakresie pomiarów tcPCO2 mogą wystąpić przeszacowania i niedoszacowania.

Czujnik urządzenia nagrzewa się do stałej temperatury, co prowadzi do hiperperfuzji naczyń włosowatych i zwiększenia tempa metabolizmu skóry o około 4-5% na każdy stopień Celsjusza, a co za tym idzie poprawia się rozpuszczalność i dyfuzja gazów. Czujnik oblicza PCO2 elektrochemicznie, zmieniając pH roztworu elektrolitu. Po korekcie temperatury do 37 oC urządzenie podaje szacunkową zawartość CO2 na powierzchni skóry. Wyższa temperatura czujnika może wiązać się z lepszą korelacją, ale może również zwiększać ryzyko obrażeń termicznych.

Ponadto tcPCO2 jest zalecany wszystkim pacjentom poddawanym hipotermii terapeutycznej, jeśli pacjent otrzymuje wspomaganie oddychania. W niniejszym badaniu naszym celem jest ciągły pomiar PCO2 u niemowląt poddawanych TH ze wspomaganiem oddychania lub bez, aby ocenić jego wykonalność u chłodzonych niemowląt.

Jak wyszczególniono powyżej, zmiany pCO2 wpływają na perfuzję mózgową. Dlatego ważne jest, aby analizować utlenowanie i metabolizm mózgu z powiązaniem trendów PCO2. Ciągłe monitorowanie regionalnej saturacji mózgowej (CrSO2) było już rutynowo stosowane w intensywnej terapii niemowląt z NE za pomocą spektroskopii w bliskiej podczerwieni (NIRS). NIRS to nieinwazyjne narzędzie, którego można używać do pomiaru zmian utlenowanej, odtlenionej i całkowitej hemoglobiny w tkance mózgowej, z którego można wyprowadzić regionalne nasycenie tlenem mózgu jako surogat mózgowego zużycia tlenu. Stwierdzono istotną dodatnią korelację między przezskórnym poziomem PCO2 a wskaźnikiem utlenowania tkanek u wcześniaków. Zgodnie z tym, ostry wzrost końcowo-wydechowego CO2 (etCO2) był związany ze wzrostem natlenienia mózgu, podczas gdy ostry spadek był związany ze zmniejszonym natlenieniem mózgu. tcPCO2 i etCO2 zastosowano jako zastępczy marker PCO2.

Chociaż ciągłe monitorowanie CO2 byłoby pożądane w tej populacji pacjentów, do tej pory technika tcPCO2 nie była systematycznie oceniana ani stosowana rutynowo w intensywnej terapii niemowląt z encefalopatią noworodków otrzymujących TH. Ciągłe monitorowanie może pozwolić na uniknięcie ekstremalnych poziomów i wahań PCO2 oraz może poprawić intensywną terapię i odległe wyniki leczenia niemowląt z NE. Monitorowanie utlenowania mózgu za pomocą NIRS wraz z pomiarami tcPCO2 może być korzystne dla niemowląt z NE i może pomóc w zrozumieniu patofizjologii autoregulacji w tej specyficznej populacji pacjentów.