Wpływ temperatury na przezskórną dyfuzję gazometrii: projekt CAPNOS (CAPNOS)

Z klinicznego punktu widzenia ciśnienie tętnicze dwutlenku węgla (CO2) – paCO2 – jest szczególnie interesującą wielkością fizjologiczną, ponieważ dostarcza informacji o prawidłowym funkcjonowaniu układu krążeniowo-oddechowego. Jednak obecny „złoty standard” pomiaru tego paCO2 wymaga nakłucia tętnicy, operacji wymagającej wykwalifikowanego personelu, szybkiej analizy pobranych próbek krwi, niosącej ze sobą ryzyko i dyskomfort dla pacjenta. W rzeczywistości przezskórne ciśnienie parcjalne CO2 – tcpCO2 – jest często używane jako pośrednia miara dla paCO2, ze względu na jego dobrą korelację z tym drugim. Jednak obecne monitory tcpCO2 są nieporęczne, drogie (10-20 000 EUR) i mają znaczny dryft, co powoduje konieczność ponownej kalibracji elektrody pomiarowej co 4-8 godzin. Co więcej, monitory te nagrzewają skórę do temperatury od 41 do 44°C, co może prowadzić do oparzeń, zwłaszcza w przypadku niemowląt.

Rzeczywiście, alternatywa dla obecnych monitorów tcpCO2 wydaje się wysoce pożądana. W szczególności, w obliczu rozwoju elektroniki noszonej, rozwiązanie zbliżone do pulsoksymetrów noszonych na nadgarstku, ale do pomiaru CO2, byłoby niezaprzeczalnym atutem, którego nie można osiągnąć bez przeglądu technologii pomiaru tcpCO2.

To właśnie w tym globalnym kontekście osadzone są obecne badania; Aby opracować przenośny czujnik tcpCO2, należy zbadać dwie główne ścieżki. Z jednej strony konieczna jest znajomość sposobów dyfuzji CO2 przez tkanki podskórne i skórę do ośrodka zewnętrznego (powietrze otoczenia lub czujnik). Z drugiej strony konieczne jest wypracowanie niezawodnej techniki pomiaru CO2 za pomocą czujnika umieszczonego przy skórze i to przy minimalnym dryfie.

Niniejsze badania skupiają się wyłącznie na pierwszym z tych dwóch tropów, tj. na zjawisku dyfuzji CO2 przez skórę. Rzeczywiście literatura na ten temat jest stara i niekompletna. W szczególności nie jest znana szybkość dyfuzji CO2 przez skórę w funkcji temperatury skóry. Jednak ta odmiana ma kluczowe znaczenie dla wymiarowania czujnika tcpCO2 pod względem autonomii. Rzeczywiście szybkość dyfuzji CO2 przez skórę ma bezpośredni wpływ na czas reakcji takiego czujnika.

Niniejsze badania mają zatem charakter czysto eksploracyjny i mają na celu zdobycie nowej wiedzy z zakresu fizjologii. Jego celem jest wypełnienie luk w literaturze na temat zmian przezskórnej szybkości dyfuzji CO2 w funkcji temperatury, a długoterminowym celem jest opracowanie nowego typu czujnika tcpCO2, omijającego ograniczenia obecnych monitorów. Celem nie jest opracowanie nowego typu czujnika tcpCO2, ale scharakteryzowanie szybkości dyfuzji CO2 przez skórę za pomocą systemu opracowanego specjalnie na potrzeby tego badania. Zastosowany system pomiarowy jest urządzeniem eksperymentalnym nieprzeznaczonym do wprowadzenia do obrotu jako wyrób medyczny. Rzeczywiście, mierzy natężenie przepływu CO2, a nie ciśnienie cząstkowe — ciśnienie cząstkowe, które jest, dla przypomnienia, wielkością o znaczeniu klinicznym.