Amplituda wdechowa przepony jako czynnik prognostyczny pooperacyjnych powikłań płucnych po operacji kardiochirurgicznej

Kardiochirurgia stanowi kluczową interwencję w przypadku różnych patologii układu sercowo-naczyniowego, jednak często towarzyszy jej całe spektrum powikłań pooperacyjnych.1 Wśród różnych schorzeń, pooperacyjne powikłania płucne (POPC) stanowią istotne wyzwanie kliniczne prowadzące do niekorzystnych skutków, takich jak zwiększona zachorowalność i śmiertelność i zwiększyło wydatki na opiekę zdrowotną.2

Pomimo znacznego postępu w metodach chirurgicznych i protokołach opieki okołooperacyjnej POPC nadal występują, a ich częstość występowania według doniesień wynosi 3–16% po pomostowaniu aortalno-wieńcowym i 5–7% po operacji zastawki serca.3 POPC obejmują różne problemy, takie jak niedodma, zapalenie płuc, kardiogenny obrzęk płuc, zespół ostrej niewydolności oddechowej, odma opłucnowa, wysięk opłucnowy, uszkodzenie nerwu przeponowego i przedłużona wentylacja mechaniczna (PMV).2

Przepona, jako główny mięsień oddechowy, odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu funkcji płuc.4 Prawidłowa funkcja przepony jest konieczna do optymalnej ponownej ekspansji płuc po operacji kardiochirurgicznej, zwłaszcza gdy praca oddechowa jest duża (z powodu bólu itp.). Jego funkcja jest również kluczowa we wspomaganiu skutecznego usuwania wydzieliny z dróg oddechowych poprzez odpowiedni kaszel.2 Interwencje wzmacniające siłę mięśni wdechowych przed operacją (za pomocą spirometru motywacyjnego) oraz stosowanie wentylacji nieinwazyjnej (NIV) w okresie pooperacyjnym (poprzez mechaniczne odciążenie) wykazały skuteczność w łagodzeniu częstości występowania POPC.2

Dysfunkcja przepony (DD) w okresie okołooperacyjnym po zabiegach kardiochirurgicznych występuje u 20% pacjentów.5 Dysfunkcja przepony po operacjach kardiochirurgicznych jest złożonym zjawiskiem o etiologii wieloczynnikowej, obejmującej uszkodzenie nerwu przeponowego (w wyniku miejscowego stosowania lodu pośniegowego, uraz chirurgiczny). lub podwiązanie jej dopływu krwi podczas rozwarstwienia wewnętrznej tętnicy sutkowej) oraz szkodliwe następstwa zapalne (z wysokiego poziomu cytokin i mitochondrialnego stresu oksydacyjnego) związane z bajpasem krążeniowo-płucnym (CPB).6

Przejściowe uszkodzenie przepony jest częstym zjawiskiem bezpośrednio po operacji kardiochirurgicznej i można je przypisać różnym czynnikom okołooperacyjnym, w tym bólowi związanemu z sternotomią, mechanicznym ograniczeniom dynamiki klatki piersiowej, zaburzeniom elektrolitowym i gromadzeniu się płynu w klatce piersiowej.7 Jednakże u części pacjentów występuje znaczna DD, co stwarza odrębne wyzwania w postępowaniu klinicznym i może mieć poważne konsekwencje dla ogólnych wyników leczenia. Zrozumienie wpływu DD na pooperacyjną czynność płuc jest niezbędne dla optymalizacji opieki nad pacjentem i wyników klinicznych. Jego występowanie wiąże się z szeregiem powikłań ze strony układu oddechowego, począwszy od zapalenia płuc po trudności w odzwyczajaniu się od wentylacji mechanicznej.7 Pomimo swojego znaczenia klinicznego pozostaje niedostatecznie zbadaną przyczyną POPC.4

Konwencjonalne metody diagnostyczne stosowane w badaniu DD, w szczególności pomiary ciśnienia przezprzeponowego, dostarczają cennych informacji na temat funkcji przepony, chociaż są obciążone nieodłączną inwazyjnością i ograniczeniami w rozpoznawaniu jednostronnej dysfunkcji.8 W ostatnich latach pojawienie się przyłóżkowego ultrasonografii (POCUS) stało się obiecującą metodą monitorowania DD w czasie rzeczywistym. Oferuje bardziej przystępne i wykonalne podejście w porównaniu z metodami tradycyjnymi, zapewniając natychmiastową informację zwrotną na temat ruchu przepony i ułatwiając podjęcie interwencji w odpowiednim czasie (takich jak drenaż wysięku opłucnowego lub w razie potrzeby wdrożenie NIV)9.

Funkcję przepony pod kontrolą USG badano dotychczas za pomocą wskaźników amplitudy wdechowej przepony (DIA) {znanej również jako wychylenie przepony (DE)} i frakcji pogrubienia/zagęszczenia przepony9. Wykazano, że oba pomiary zmniejszają się w okresie pooperacyjnym po operacji kardiochirurgicznej i są dobrze skorelowane z występowaniem POPC.6

Frakcję zagęszczającą zbadano także pod kątem jej wartości predykcyjnej i wiarygodności (w porównaniu z konwencjonalnymi metodami diagnostycznymi). Zostało uznane za narzędzie niezawodne.2 Jednakże zaobserwowano, że powtarzalność i łatwość wykonania tej czynności przy łóżku pacjenta są gorsze w porównaniu z DE/DIA, przy czym większa zmienność między obserwatorami utrudnia jej powszechne stosowanie.9 Udowodniono, że DIA/DE jest łatwiejszym pomiarem w miejscu opieki.9 Jednakże jego wartość predykcyjna nie została dotychczas zbadana w kohorcie pacjentów kardiochirurgicznych.

Dlatego staramy się wypełnić tę lukę, badając użyteczność DIA mierzonego za pomocą ultrasonografii jako narzędzia predykcyjnego w przewidywaniu wystąpienia POPC. Stawiamy hipotezę, że DIA może przewidzieć występowanie POPC u pacjentów kardiochirurgicznych.

Pomiary ultrasonograficzne zostaną wykonane przed operacją na dzień przed operacją (T0) oraz w 1. dniu pooperacyjnym (T1) na oddziale kardiochirurgii (CSRU). Pomiary zostaną wykonane po prawej i lewej stronie podczas cichego (Q) i głębokiego (D) oddychania w pozycji półleżącej (odchylenie łóżka 30-450).

Podczas cichego i głębokiego oddychania zostaną wykonane trzy pomiary i zostanie wyprowadzona średnia wartość (Qavg i Davg). zostanie to wykonane zarówno w przypadku prawej, jak i lewej półprzepony (zarówno przed, jak i po operacji). Zatem dla każdego pacjenta zostanie wykonanych łącznie 8 pomiarów przepony (4 w okresie przedoperacyjnym i kolejne 4 w okresie pooperacyjnym).

Technika pomiaru i definicja przeponowej amplitudy wdechowej:

Wszystkie badania będą wykonywane aparatem ultradźwiękowym Sonosite SII (FUJIFILM Sonosite Inc, Bothell, WA, USA) przy użyciu sondy Phased Array 3,5–5 MHz lub sondy liniowej 3–12 MHz. Badacz stanie po prawej stronie pacjenta. U każdego pacjenta, aby mieć pewność, że wszystkie pomiary zostaną wykonane z tego samego okna akustycznego, zostanie zmierzona odległość pomiędzy umieszczeniem sondy a kończyną dolną klatki piersiowej w linii pachowej środkowo-pachowej i wykorzystana jako punkt odniesienia dla kolejnego badania w okres pooperacyjny.

Ocena prawej półprzepony:

Sonda ultradźwiękowa zostanie umieszczona na prawej przedniej ścianie klatki piersiowej, pomiędzy linią środkowo-obojczykową a linią pachową przednią, w IX przestrzeni międzyżebrowej. Sonda zostanie umieszczona czaszkowo-ogonowo i będzie skierowana dogłowowo, przyśrodkowo i grzbietowo. Taka orientacja sondy i manewrowanie pomoże w wizualizacji tylnej jednej trzeciej części półprzepony (gdzie ruch przepony będzie największy) w przednim widoku podżebrowym. Przesłona zostanie zobrazowana w trybie jasności (tryb B). Sonda zostanie dostosowana tak, aby uzyskać ciągły ślad przepony w stosunku do okna akustycznego wątroby (z widokiem na ujście żyły wrotnej). Po uzyskaniu ruchu membrany ustawienia zostaną zmienione na tryb ruchu (tryb M). Kursor w trybie M będzie ustawiony prostopadle do ruchu membrany. Podczas tego badania prędkość przemiatania zostanie ustawiona na 10/sekundę. Fala sinusoidalna uzyskana z przepony do i z ruchu zostanie zamrożona. Mierzona będzie odległość od doliny fali sinusoidalnej do najwyższej linii echogenicznej oraz odległość szczytu fali sinusoidalnej do najwyższej linii echogenicznej. Wartość DIA zostanie uzyskana jako różnica pomiędzy powyższymi dwiema odległościami. Następnie obrazowanie w trybie jasności zostanie powtórzone, a pacjent weźmie głęboki oddech. Jeśli cienie żeber zakłócają obrazowanie, sondę należy przesuwać ogonowo, aż do uzyskania dobrego wychylenia przepony, co umożliwi obrazowanie. W tym momencie pomiary zostaną powtórzone w trybie M podczas głębokiego oddychania.

Pomiar lewej półprzepony:

Sonda zostanie umieszczona na bocznej ścianie klatki piersiowej po lewej stronie, pomiędzy przednią i tylną linią pachową. Sonda zostanie umieszczona w orientacji czaszkowo-ogonowej w kierunku dogłowowym, środkowym i grzbietowym. Tryb jasności i obrazowanie w trybie ruchu zostaną wykonane w sposób opisany powyżej. Pomiary DIA zostaną obliczone w sposób opisany wcześniej.

Pacjent zostanie zaprowadzony na salę operacyjną po uzyskaniu wszystkich zgód (znieczuleniowych i chirurgicznych). Pacjent zostanie podłączony do różnych urządzeń monitorujących zgodnie z wytycznymi Amerykańskiego Towarzystwa Anestezjologów. Dostęp do wszystkich wymaganych kaniul inwazyjnych (żylnych i tętniczych) będzie zapewniony i zabezpieczony zgodnie ze standardowymi protokołami instytucji. Znieczulenie ogólne (GA) zostanie wywołane zgodnie z protokołami instytucjonalnymi przy użyciu 2–5 µg/kg fentanylu, 20–30 µg/kg midazolamu i 2–2,5 mg/kg propofolu dla docelowego wskaźnika dwuspektralnego (BIS) < 60 . Rozluźnienie mięśni uzyska się stosując 0,1 mg/kg wekuronium. Wszyscy pacjenci będą otrzymywać kontrolowaną wentylację przy objętości oddechowej 6 ml/kg i dodatnim ciśnieniu końcowo-wydechowym wynoszącym 5 cm wody. GA będzie utrzymywana za pomocą sewofluranu podawanego w mieszaninie powietrza i tlenu z docelowym minimalnym stężeniem końcowo-wydechowym w pęcherzykach płucnych wynoszącym 0,8-1 i BIS pomiędzy 40-60. Blok nerwowo-mięśniowy będzie utrzymywany za pomocą przerywanych dawek wekuronium 0,25 mg/kg mc., pod kontrolą monitorowania nerwowo-mięśniowego. To wszystko jest standardem opieki.

W przypadku wszystkich operacji wymagających bajpasu krążeniowo-oddechowego (CPB), placówka i odstawienie od CPB będą przebiegać zgodnie ze standardowymi protokołami instytucjonalnymi. Po zakończeniu operacji wszyscy pacjenci zostaną przeniesieni na oddział kardiochirurgii (CSRU) w celu dalszego monitorowania i leczenia.

Pomiar DIA po zabiegu:

Badanie USG wykonywane będzie u pacjentów rozintubowanych, oddychających samodzielnie w pozycji półleżącej (30-450° nachylenia). Pomiary zostaną wykonane tylko wtedy, gdy wynik bólu pacjenta w skali wizualno-analogowej będzie wynosił < 3. Jeżeli wynik wynosi > 3, pacjentom podaje się dożylnie paracetamol w dawce 15 mg/kg i ponownie ocenia się 30 minut później. Wszyscy pacjenci zostaną zmobilizowani już w drugiej dobie pooperacyjnej.

Ogólna opieka pokardiochirurgiczna (taka jak postępowanie hemodynamiczne, decyzje o tym, kiedy ekstubować, kiedy wdrożyć nieinwazyjną wentylację (NIV), kiedy ponownie zaintubować, kiedy zastosować tlenoterapię) w CSRU będzie prowadzona przez in- zatrudnić anestezjologa sercowo-naczyniowego i anestezjologów kardiologicznych, którzy nie są świadomi wartości DIA. Ból pooperacyjny będzie leczony przy użyciu analgezji multimodalnej zgodnie z protokołem instytucjonalnym i będzie stanowić standard opieki.

Wartości, które nie zostaną uzyskane któregokolwiek dnia ze względu na trudności z wizualizacją, zostaną uznane za wartości brakujące. Jeżeli u żadnego pacjenta wartości nie były uzyskiwane dłużej niż jeden dzień, czy to ze względu na trudności techniczne, czy konieczność ciągłego mechanicznego wspomagania wentylacji dłużej niż przez pierwsze 48 godzin po operacji, wówczas wykluczano je z dalszej analizy. U pacjentów, u których wymagana jest przerywana, nieinwazyjna wentylacja, wartości zostaną uzyskane, gdy nie będą mieli NIV i będą czuć się komfortowo. Jeśli pacjent jest poddawany ciągłej NIV przez cały dzień, USG nie zostanie wykonane w tym dniu. Jednakże zostanie to zrobione następnego dnia, kiedy patent zostanie wyłączony z NIV.

POPC będzie diagnozowany w oparciu o europejskie wytyczne dotyczące okołooperacyjnych wyników klinicznych10 i będzie oceniany pod względem ciężkości w oparciu o klasyfikację Clavien-Dindo11. Trzy główne elementy POPC, które są przedmiotem naszego badania, to występowanie zapalenia płuc, klinicznie istotna niedodma lub długotrwała wentylacja mechaniczna. Są one szczególnie interesujące, ponieważ mają znaczący wpływ na wyniki leczenia pacjentów i bardzo prawdopodobne, że wpływa na nie siła mięśni oddechowych. Pacjenci będą obserwowani pod kątem rozwoju POPC do 5. dnia po zabiegu (obejmuje to dni w CSRU plus dni na oddziale pokardiochirurgicznym) lub dnia wypisu ze szpitala (w zależności od tego, co nastąpi wcześniej). Diagnoza i ocena POPC zostanie przeprowadzona przez niezależnego badacza, który nie będzie znał wartości DIA. Obserwacja pacjentów w tej populacji pacjentów pod kątem POPC po operacji jest standardem opieki.