Газокинетика и метаболизм при анестезии в нестационарном состоянии

Удивительно, что во время клинической анестезии мониторинг СО2 состоит в основном из измерения РСО2 в конце выдоха для подтверждения эндотрахеальной интубации и оценки вентиляции, а мониторинг О2 состоит из одного измерения РО2 для обнаружения гипоксической газовой смеси. Лучшее понимание того, как мониторинг кинетики O2 и CO2 может определять системную патофизиологию, значительно повысит безопасность анестезии за счет обнаружения критических событий, таких как резкое снижение сердечного выброса (QT) из-за компрессии полых вен во время абдоминальной хирургии, возникновение легочной эмболии CO2 во время лапароскопии, повышение потребления O2 тканями (V.O2) во время легкой анестезии и начало анаэробного метаболизма (V.CO2 непропорционально выше, чем V.O2).

В предыдущий период гранта открытия кинетики CO2 в нестационарном состоянии выявили значительные пробелы в понимании кинетики O2. С этой целью была разработана 5-камерная модель кинетики газов в организме в нестационарном состоянии, которая включает сложные взаимодействия между O2 и CO2 в легких, крови и тканях. Эта компьютерная модель была использована для формулирования следующих гипотез и прояснит механизмы, лежащие в основе последующих данных измерений у пациентов под наркозом.

Исследователи уже разработали два инновационных устройства, которые необходимы для измерения V.O2: быстродействующий датчик температуры и влажности, а также смесительное устройство (bymixer) для измерения фракции смешанного газа, специально разработанное для систем анестезии. Исследователи также разработали сложную лабораторную систему для проверки обоих устройств, которая показала высокую точность и производительность наших измерений.

Гипотезы, которые будут проверены в рамках нашей общей темы исследования, включают:

• Это легочное поглощение O2 (V.O2) у пациентов под наркозом намного ниже, чем значение, указанное в литературе.
• Ингаляционная анестезия влияет на V.O2 иначе, чем тотальная внутривенная анестезия (TIVA).
• Что резкое снижение сердечного выброса (Q.T) (при изменении положения пациента) временно снижает V.O2, но снижение выведения CO2 (V.CO2) сохраняется, поскольку запасы CO2 в тканях в сотни раз превышают O2 (см. ранее утвержденный протокол IRB, HS # 2000-1325).
• Это положительное давление в конце выдоха (PEEP) снижает V.O2 и V.CO2 из-за уменьшения QT и альвеолярной вентиляции (V.A), а также появления единиц с высоким соотношением вентиляции к перфузии (V.A/Q.) (см. ранее одобренные протокол IRB, HS# 2000-1325).
• Это положение Тренделенбурга (головой вниз) увеличивает V.O2 и V.CO2 из-за увеличения интервала QT.
• Именно V.O2 может помочь определить необходимость переливания крови.
• Что непрерывное измерение дыхательного коэффициента (RQ=V.CO2/V.O2) может выявить переход к анаэробному метаболизму.
• Непрерывное измерение респираторного RQ может быть хорошей альтернативой забору газов артериальной крови.
• Что непрерывное измерение респираторного RQ может определить необходимость нутритивной поддержки при длительных операциях.

В этом протоколе исследователи будут изучать клинические последствия этих измерений, полагая, что они являются недостающими звеньями в мониторинге анестезии. Выяснение механизмов, лежащих в основе этой острой патофизиологии, продвинет понимание кинетики O2 и CO2 во время нестационарного состояния и позволит неинвазивно диагностировать критические события во время клинической анестезии, обеспечивая повышенную безопасность, особенно для большинства здоровых пациентов, которые получают только неинвазивную анестезию. - инвазивный мониторинг.

Отдельным разделом исследования, который дополняет исследование метаболического газообмена с помощью проточной системы bymixer, является исследование дыхательных газов с помощью портативного масс-спектрометра для обнаружения летучих органических соединений в процессе анаэробного метаболизма. Экспериментальная анаэробная модель представляет собой взрослых пациентов, перенесших операцию, требующую наложения жгута. Анаэробный метаболизм будет определяться анализом крови на кислотно-щелочной баланс, измерением расхода смесителя и масс-спектрометром. Анестезия будет поддерживаться путем тотальной внутривенной анестезии (TIVA), и у каждого пациента будет артериальная линия. Никакое другое вмешательство не будет предпринято. Это исследование наблюдательного типа.