Регионарная оксигенация головного мозга и объем мозгового кровообращения во время кардиохирургических операций с использованием системы Нейрос (COBBV-CS)

1. Название исследовательского проекта：Изучение регионарной церебральной оксигенации и изменений объема мозговой крови во время кардиохирургии с использованием системы NeurOS (испытание COBBV-CS)
2. Исходные данные/постановка проблемы. Использование мониторинга регионарной церебральной оксигенации (rSO2) в клинической практике выросло, и даже стало стандартом медицинской помощи в некоторых учреждениях. Мониторинг внутричерепной оксигенации тканей принципиально возможен, поскольку свет в ближнем инфракрасном спектре (700–900 нм) проникает в кости, мышцы и другие ткани. Оксигемоглобин и дезоксигемоглобин имеют различные пиковые спектры поглощения, но существует изобестическая длина волны (т. е. длина волны, при которой пиковое поглощение света одинаково для оксигемоглобина и дезоксигемоглобина, приблизительно 810 нм) для поглощения общим гемоглобином. Таким образом, определение rScO2 возможно при пропускании всего двух длин волн ближней инфракрасной спектроскопии (NIRS) для определения относительных концентраций оксигемоглобина по отношению к общему гемоглобину. Снижение rSO2 по сравнению с исходным уровнем >20% или абсолютное значение rSO2 <50% часто регистрируется в клинических исследованиях как клинически значимое снижение или «десатурация».

Данные о преимуществах NIRS для предотвращения или уменьшения инсульта или бреда после операции на сердце противоречивы. Однако необходимо осознавать присущие только мониторам ограничения влияния на клинические исходы без стандартизированного алгоритма вмешательства. Хотя несколько мониторов NIRS одобрены в Соединенных Штатах и ​​​​других странах в первую очередь для оценки адекватности церебральной оксигенации во время операции, их одобрение не основано на указании на обнаружение и / или снижение частоты неврологических осложнений. Что касается последнего, широко распространено мнение, что инсульты возникают в первую очередь в результате церебральной эмболии и/или церебральной гипоперфузии. Важно отметить, что обе этиологии могут способствовать повреждению головного мозга у одного и того же пациента, поскольку гипоперфузия может задерживать вымывание микроэмболии и/или нарушать коллатеральную перфузию в ишемической полутени. Однако многие инсульты происходят в подкорковых областях головного мозга или в местах, удаленных от области мониторинга NIRS, и многие происходят в послеоперационном периоде после завершения мониторинга NIRS.

Кроме того, технологические достижения в области мониторинга NIRS продолжаются и теперь включают возможность выполнять мониторинг церебральной ауторегуляции у постели больного. Регионарная церебральная оксигенация обеспечивает клинически приемлемый суррогат мозгового кровотока (CBF) для клинического мониторинга ауторегуляции. Мониторинг ауторегуляции CBF с помощью rSO2 имеет много клинически привлекательных особенностей, в том числе следующие: он неинвазивен, мониторинг требует минимального вмешательства лица, осуществляющего уход, и имеет достаточное разрешение, чтобы различать нижний порог ауторегуляции для предотвращения ишемии головного мозга. С другой стороны, простое повышение среднего целевого артериального давления во время искусственного кровообращения, однако, не всегда может быть полезным, поскольку у некоторых людей это может привести к повышению артериального давления выше верхнего предела ауторегуляции, что потенциально может привести к церебральной гиперперфузии, увеличивая церебральную эмболическую нагрузку. и/или усиление отека головного мозга в условиях системной воспалительной реакции на операцию на сердце. Индивидуализация артериального давления во время искусственного кровообращения на основе физиологических конечных точек, таких как мониторинг rSO2, а не эмпирических целей, может обеспечить средства для изменения риска повреждения почек и заболеваемости основных органов и, возможно, смертности.

Постановка проблемы: Одноразовые датчики rSO2 являются дорогостоящими и становятся фактором, ограничивающим их широкое клиническое использование. Многоразовые датчики, такие как церебральная оксиметрия NeurOS, стоят лишь в разы дешевле при аналогичных характеристиках у здоровых добровольцев. Исследователи будут использовать NeurOS в соответствии с одобренной маркировкой и показаниями FDA. Кардиохирургия имеет значительные вариации и большое клиническое значение церебральной оксигенации на разных этапах операции. Изменения объема крови до, во время и после искусственного кровообращения ранее не изучались и могут предоставить важную информацию для предотвращения послеоперационных когнитивных изменений. Система NeurOS вычисляет сумму затухания двух длин волн для непрерывного получения индекса объема мозговой крови (BVI).

3. Цели:

1. Сравнить эффективность NeurOS с системой INVOS во время кардиохирургических операций.
2. Изучить изменения объема мозговой крови во время кардиохирургических операций, которые ранее никогда не изучались.

4. Дизайн/методология исследования. Все кардиохирургические пациенты уже получают церебральную оксиметрию INVOS во время операции в Еврейской больнице. И INVOS, и NeurOS накладываются на одного и того же пациента. Непрерывный мониторинг обоих данных церебральной оксиметрии на протяжении всей операции на сердце будет записываться и сохраняться на USB-накопителе для извлечения и анализа. Основные данные левосторонней и правосторонней церебральной оксиметрии включают: исходный уровень, индукцию анестезии, разрез, начало искусственного кровообращения (ИК), пережатие аорты, выход из ИК и закрытие кожи. Эти данные ключевых точек будут извлечены для сравнения между NeurOS и INVOS с точки зрения процентного изменения по сравнению с исходным уровнем. Кроме того, для каждого пациента будет построен график «время-rSO2» рядом с церебральной оксигенацией NeurOS и INVOS для сравнения тенденций.

1. . Выборка и размер выборки: 100 последовательных кардиохирургических пациентов в Еврейской больнице, Луисвилл, Кентукки (2 месяца на набор)
2. . Опишите предлагаемое вмешательство: нанесите одноразовый клей для датчиков церебральной оксиметрии NeurOS на лоб пациентов, которым предстоит операция на сердце, в операционной перед индукцией анестезии.
3. . Процедуры сбора данных, используемые инструменты и методы контроля качества данных. Анестезиологи (присутствующие анестезиологи, резиденты и CRNA) обеспечивают рутинную анестезию при кардиохирургических вмешательствах. Показания NeurOS и INVOS rSO2 автоматически записываются в монитор церебральной оксиметрии VO200-NeurOS и монитор INOVS соответственно. Значимые события (исходный уровень, индукция анестезии, разрез, начало искусственного кровообращения (ИК), пережатие аорты, завершение ИК и закрытие кожи) будут отмечены вручную анестезиологами в отдельных системах. Индекс объема мозговой крови будет автоматически записан и удален из системы NeurOS после завершения операции. Все данные будут загружены из системы на зашифрованный USB-накопитель для хранения и анализа. Контроль качества данных будет обеспечиваться отдельными системными сигналами тревоги для плохих сигналов и корректироваться анестезиологами.
4. . Единица анализа и наблюдения: церебральная оксигенация в процентах от оксигемоглобина. Показатель объема мозговой крови в сумме ослабления двух длин волн.

5. Методы набора субъектов: Со всеми пациентами, поступившими в Еврейскую больницу для кардиохирургии, свяжутся для потенциального набора в день операции в предоперационной зоне.

6. Процесс информированного согласия/процесс полного отказа: всем участникам будет предоставлено информированное согласие.

7. Процедуры исследования:

У всех пациентов, давших согласие, исходная церебральная оксигенация и индекс объема мозговой крови будут получены при комнатном воздухе или исходном уровне потребности в кислороде в системах NeurOS и INVOS. И в NeurOS, и в INVOS индексы rSO2 и объемной крови головного мозга будут непрерывно регистрироваться и сохраняться в соответствующей системе на протяжении всей кардиохирургии. Общая анестезия будет индуцирована с помощью O2, вводимого через лицевую маску и внутривенно фентанила 1 мкг/кг, пропофола 2-3 мг/кг и рокурония 1 мг/кг. Поддержание анестезии достигалось ингаляцией изофлурана в кислородно-воздушной смеси и мышечной релаксацией с использованием прерывистых болюсов рокурония. Фентанил будет использоваться в качестве дополнительной анальгезии. Нормокапническая вентиляция поддерживалась. После завершения операции и отлучения от искусственного кровообращения будут вводиться титрованные дозы протамина, чтобы обратить вспять антикоагулянтное действие гепарина, с целью достижения исходного дооперационного времени активации свертывания крови.

После операции все данные rSO2 и индекса объема крови головного мозга загружаются на зашифрованный USB-накопитель для анализа и хранения.

8. Минимизация рисков:

1. Вся информация, связанная с HIPPA, будет храниться на частном компьютере, защищенном паролем.
2. Очистка кабелей, мониторов и многоразового оборудования производится после каждого использования.
3. Будут соблюдаться стандартные меры предосторожности при работе с электричеством, чтобы предотвратить поражение электрическим током медицинских работников и пациентов.

9. План анализа результатов:

• Графики тенденций церебральной оксиметрии INVOS и NeurOS будут построены вместе, чтобы сравнить, следуют ли они аналогичной тенденции. Отклонение церебральной оксигенации от исходного уровня будет сравниваться с помощью статистического анализа, чтобы определить, работает ли NeurOS так же, как INVOS, в эти критические моменты во время кардиохирургии.
• Графики трендов объема крови в мозге, артериального давления, центрального венозного давления и церебральной оксигенации будут построены вместе для выявления корреляций между этими параметрами. Каждая ключевая точка отклонения индекса объема мозговой крови от исходного уровня будет проанализирована, чтобы определить, повлияют ли вышеупомянутые критические моменты во время операции на сердце на объем мозговой крови. Данные о клинических исходах будут собираться по 30-дневной смертности и инсультам, чтобы определить, влияет ли индекс объема мозговой крови напрямую на клинические исходы.

• Программы для анализа данных: Software R

  10. Исследовательские материалы, записи и конфиденциальность: Определите источники исследовательского материала, полученного от индивидуально идентифицируемых живых людей: предполагаемые неинвазивные данные о церебральной оксигенации и объеме мозговой крови во время операции на сердце. Пожалуйста, ознакомьтесь с формой сбора данных.

Укажите, какая информация (записи, данные и т. д.) будет записываться и будут ли использоваться существующие записи или данные: Оксигенация головного мозга и объем крови в мозгу. Они будут зафиксированы в медицинских картах.

Объясните, почему эта информация необходима для проведения исследования: эти данные необходимы для определения результатов для этих пациентов.

Укажите, как данные будут деидентифицированы (если применимо), кто имеет доступ к данным, где данные будут храниться и как исследователь будет защищать как данные, так и конфиденциальность. Принять меры физической безопасности (например, закрытое помещение, ограниченный доступ); безопасность данных (например, защита паролем, шифрование данных); меры предосторожности для защиты идентифицируемой исследовательской информации (например, кодирование или ссылки): после сбора необходимой информации информация HIPPA будет удалена. Вся информация, связанная с HIPPA, будет храниться на частном компьютере, защищенном паролем. Никакие ссылки не будут предоставлены публике.

11. Ссылки

1. Льюис К., Парулкар С.Д., Бебави Дж., Шервани С., Хог К.В. Церебральный нейромониторинг во время кардиохирургии: критическая оценка с акцентом на ближней инфракрасной спектроскопии. Журнал кардиоторакальной и сосудистой анестезии. 2018;32:2313-2322