Stężenie końcowo-wydechowe dwutlenku węgla i głębokość znieczulenia u dzieci

Cel: Dwutlenek węgla (CO2) jest głównym produktem końcowym metabolizmu i może mieć znaczący wpływ na funkcjonowanie centralnego układu nerwowego. Można nim także łatwo manipulować podczas znieczulenia ogólnego poprzez kontrolowaną wentylację. Wysoki poziom dwutlenku węgla (hiperkapnia) wiąże się z uspokojeniem i, jak wykazano, powoduje selektywne tłumienie bólu cieplnego i niedokrwiennego u zwierząt i ludzi. Efekt ten został osłabiony przez deksametazon i nalokson, co wskazuje, że w grę mogą wchodzić szlaki stresu i endogenne opioidy. Hiperkapnia podczas znieczulenia może wiązać się z dodatkowymi korzyściami, takimi jak zmniejszenie poziomu infekcji ran w wyniku lepszego utlenowania tkanek, zmniejszenie częstości występowania nudności i wymiotów pooperacyjnych oraz skrócenie czasu powrotu do zdrowia po zastosowaniu wziewnego środka znieczulającego.

Znanym zjawiskiem jest powiązanie wysokiego poziomu CO2 z obniżonym poziomem świadomości u ludzi, co jest znane jako narkoza CO2. W artykule z 1927 r. opisano narkozę zwierząt podczas wdychania 30–40% CO2 w tlenie, ustępującą szybko po usunięciu. Autorzy opisali „ostry kwaśny smak” i związane z nim nadciśnienie, gdy ten sam roztwór podawano ludziom. Jednakże niewiele badań bada wpływ dwutlenku węgla na wymagania dotyczące środków znieczulających. Badanie na zwierzętach przeprowadzone w 1967 r. wykazało, że bardzo wysoki poziom CO2 (>95 mmHg) równoważy zapotrzebowanie psów na halotan. Ostatnio wykazano, że zwiększone stężenie dwutlenku węgla podczas operacji (40–45 mmHg) zmniejsza minimalne stężenie pęcherzykowe prowadzące do tępej odpowiedzi adrenergicznej (nacięcie skóry; MAC-BAR) sewofluranu u dorosłych pacjentów poddawanych resekcji raka żołądka.

Całkowite znieczulenie dożylne (TIVA), alternatywa dla znieczulenia wziewnego, jest powszechnie stosowaną techniką znieczulenia w placówce badacza. Wynika to z wielu korzyści, jakie niesie ze sobą, w tym zmniejszonego majaczenia po wybudzeniu, zmniejszonego wpływu na środowisko oraz zmniejszonych nudności i wymiotów pooperacyjnych. Podawanie leku można kierować się monitorowaniem głębokości znieczulenia, takim jak wskaźnik bispektralny (BIS), który mierzy poziom świadomości pacjenta na podstawie odczytów elektroencefalogramu. Wykazano, że BIS pomaga w ustalaniu dawkowania propofolu u dzieci, niezależnie od tego, czy technika TIVA była kontrolowana docelowo, czy wlew ręczny, a także dobrze koreluje zarówno z modelowanym, jak i mierzonym stężeniem propofolu u dzieci.

Badanie badacza ma na celu ustalenie, czy różne poziomy CO2 wpływają na głębokość znieczulenia u znieczulonych dzieci, mierzoną za pomocą BIS.

Hipoteza: Hiperkarbia jest powiązana ze zmniejszeniem odczytów BIS u znieczulonych dzieci.

Uzasadnienie: Nie badano wpływu EtCO2 na BIS u dzieci. Jeśli zostanie odkryta korelacja między nimi, może znacząco zmienić praktykę anestezjologiczną. Zwiększenie poziomu EtCO2 u znieczulonych pacjentów jest proste, a jeśli okaże się, że zmniejsza to ich zapotrzebowanie na środki znieczulające, mogłoby umożliwić zmniejszenie częstości podawania leków znieczulających. Przyniosłoby to korzyść pacjentowi, narażając go na mniejszą ilość leków i związanych z nimi skutków ubocznych, a także przyniosłoby korzyści szpitalowi i szerszemu środowisku poprzez zmniejszenie kosztów i zużycia sprzętu jednorazowego użytku, takiego jak ampułki, opakowania i strzykawki.

Cele: (1) Określenie wpływu EtCO2 na głębokość znieczulenia u dzieci, mierzoną metodą BIS.

(2) Ruch pacjenta wykryty klinicznie przez zespół chirurgiczny lub anestezjologiczny.

Projekt badania: Badacze planują przeprowadzić randomizowane, prospektywne badanie krzyżowe. Projekt wewnątrzobiektowy pozwala pacjentom pełnić rolę własnej kontroli. Kolejność badania poziomu EtCO2 zostanie losowo wybrana pomiędzy pacjentami korzystającymi z zapieczętowanych kopert. Anestezjolog przebywający na sali nie będzie widział odczytu BIS, ale zostanie poinformowany przez asystenta badawczego, jeśli odczyt będzie się utrzymywał na wysokim poziomie (>60) przez ponad minutę.

Analiza statystyczna: Dane fizjologiczne będą gromadzone w czasie rzeczywistym przy użyciu specjalnie zaprojektowanego oprogramowania. Dane demograficzne i charakterystyka pacjentów zostaną zebrane przez asystenta badawczego. Wykresy szeregów czasowych BIS i EtCO2 dla każdego uczestnika zostaną sporządzone w formacie R (R Foundation for Statistical Computing, Wiedeń, Austria). Do oszacowania wpływu zmian docelowego EtCO2 na seryjne pomiary BIS podczas fazy podtrzymania znieczulenia zastosowane zostaną uogólnione równania estymujące (GEE) z wykorzystaniem pakietu geepack. Każdy uczestnik będzie traktowany jako jego własny klaster danych, aby zapewnić odpowiednią strukturę grupowania na potrzeby analizy. Zastosowana zostanie niezależna struktura korelacji, a w celu uzyskania błędów standardowych zostanie zastosowana odporna metoda estymatora (sandwich).