Alvos de oxigenação em pacientes de cirurgia cardíaca - um estudo antes e depois

Antecedentes O oxigênio é essencial para a vida e a oxigenoterapia suplementar é rotineiramente administrada durante a cirurgia para evitar hipoxemia com risco de vida. A oxigenoterapia suplementar é frequentemente administrada como uma fração alta e fixa de oxigênio inspirado (FiO2) variando de 0,60 a 1,00. Como consequência, a pressão parcial de oxigênio arterial (PaO2) frequentemente excede os níveis normais. Há evidências crescentes de danos potenciais com a oxigenoterapia liberal administrada. Portanto, os regimes padrão de oxigenoterapia durante a cirurgia devem ser mais investigados.

O objetivo do estudo é avaliar se um regime de oxigenoterapia visando níveis normais de PaO2 durante cirurgia cardíaca eletiva com uso de circulação extracorpórea (CEC) e no primeiro dia de pós-operatório na unidade de terapia intensiva (UTI) é viável. Adicionalmente, serão avaliadas as alterações metabólicas do condensado do ar exalado e do sangue arterial coletado antes da cirurgia, antes e após a CEC, no primeiro dia de pós-operatório na UTI e no terceiro dia de pós-operatório na enfermaria cirúrgica.

Desenho do estudo O desenho do estudo é um estudo antes e depois em pacientes agendados para cirurgia cardíaca eletiva, seja revascularização do miocárdio ou substituição de válvula ou uma combinação de ambos. Os primeiros 25 pacientes seguirão nosso regime institucional de oxigenoterapia suplementar; ou seja, uma FiO2 mínima de 0,60 durante a ventilação mecânica e pelo menos 3 litros de oxigênio por minuto após o desmame do ventilador na UTI. Posteriormente, outros 25 pacientes receberão oxigenoterapia suplementar para atingir uma PaO2 normal definida como 10-12 kPa (75-120 mmHg) durante a cirurgia e na UTI.

Os condensados ​​da respiração exalada serão coletados por meio de um bocal durante a respiração espontânea antes da cirurgia, primeiro e terceiro dia pós-operatório, enquanto os condensados ​​serão coletados pelo tubo traqueal durante a ventilação mecânica. Amostras de sangue arterial serão coletadas simultaneamente. Os condensados ​​de ar exalado e as amostras de soro serão divididas em alíquotas e armazenadas em freezer a -80 graus Celsius até as análises finais após a inclusão de todos os pacientes.

Alterações metabólicas em condensados ​​de ar exalado e em amostras de soro serão analisadas por espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) e espectrometria de massa (MS). Os espectros fornecerão um instantâneo de todos os metabólitos em uma determinada amostra e elucidarão as mudanças nos perfis metabólicos em resposta à exposição ao oxigênio.

Hipótese A hipótese é que o direcionamento da oxigenação é viável e que a mudança da oxigenoterapia suplementar para um direcionamento da oxigenação dentro da faixa normal reduzirá a FiO2 e, portanto, a relação PaO2/FiO2.

Desfechos O ​​desfecho primário é a relação PaO2/FiO2 no terceiro dia de pós-operatório. Os desfechos secundários serão alterações nos perfis metabólicos em condensados ​​de ar exalado e amostras de soro, alterações nos parâmetros de oxigenação, PaO2 e saturação de oxigênio, alterações no tempo até o desmame do ventilador na UTI, alterações na FiO2 e na oxigenoterapia suplementar após o desmame do ventilador e alterações nas complicações pós-operatórias definidas como pneumonia, arritmias, reoperação e readmissão na UTI.

Análises estatísticas Este é um estudo piloto sendo um estudo de viabilidade antes e depois. Com base nos dados institucionais, é realizado um cálculo de potência estimando um aumento na relação PaO2/FiO2 de 30 ± 7 kPa com o regime padrão de oxigenoterapia para 36 ± 7 kPa com uma abordagem de direcionamento de oxigenação e com um alfa de 0,05 e um poder de 80% (1-beta), são necessários 23 pacientes em cada grupo. Para cobrir as desistências de um total de 50 pacientes, serão recrutados 25 pacientes em cada grupo.

Os dados serão avaliados quanto à normalidade. Variáveis ​​contínuas normalmente distribuídas serão comparadas usando testes t de Student e relatadas como média e desvio padrão, enquanto dados não normalmente distribuídos serão comparados usando testes de Wilcoxon rank-sum e relatados como mediana e intervalo interquartílico. Todas as análises serão realizadas usando Stata (Metrika Consulting AB, Estocolmo, Suécia), Matlab.

A composição da metabolômica será comparada por análise multivariada. Para análise multivariada, várias análises supervisionadas e não supervisionadas serão realizadas nos softwares Matlab (The MathWorks Inc., Natick, Estados Unidos) e Python (Python Software Foundation, Delaware, Estados Unidos) com scripts internos. A análise de componentes principais será usada para obter uma visão preliminar dos dados, para rastrear outliers e detectar clusters. Eventualmente, análises discriminantes de mínimos quadrados parciais (PLS-DA) acopladas a diferentes algoritmos de seleção de vv rs serão empregadas para realizar a redução de dados e classificação dos tratamentos. Para fins de validação, será aplicada a abordagem de validação cruzada Venetian-Blinds.

Ética Os pacientes serão incluídos após a obtenção de um conteúdo informado e assinado. FiO2 de 0,60 é administrado rotineiramente a pacientes submetidos a cirurgia cardíaca com CEC no Aalborg University Hospital. Atingir um nível fisiológico de PaO2 entre 10 e 12 kPa é considerado seguro. Os pacientes submetidos à cirurgia cardíaca são rotineiramente monitorados ao máximo durante a cirurgia e na UTI. O anestesista cardíaco responsável pode carregar a meta de PaO2 a qualquer momento.

A coleta do condensado do ar exalado é indolor e sem nenhum desconforto para o paciente. A coleta de sangue arterial no terceiro dia de pós-operatório será realizada por um anestesista cardíaco experiente neste procedimento, que aplicará uma analgesia subcutânea com Lidocaína 1% antes da punção, evitando assim a dor durante o procedimento. Posteriormente, será realizada uma compressão manual por 2 minutos para minimizar o risco de hematoma. No total, quatro amostras extras de sangue são coletadas para a metabonômica e uma gasometria extra. A quantidade total de sangue extraído no estudo é de 12,5 mL.

Todos os outros procedimentos e tratamentos seguem os regimes padrão.