Transkutan koldioxidövervakning hos nyfödda som får terapeutisk hypotermi för neonatal encefalopati

Neonatal encefalopati (NE) drabbar 3 spädbarn per 1000 levande födda varje år och kan leda till dödsfall eller permanent neurologisk underskott. Terapeutisk hypotermi (33,5 oC) (TH) har tydligt visat sig minska dödligheten och negativt neuroutvecklingsresultat hos patienter med måttlig till svår NE. Men även med hypotermi riskerar nästan hälften av spädbarnen med NE att dö eller allvarligt handikapp. Optimering av intensivvården av dessa nyfödda kan ha potential att förhindra skadeprogression och ytterligare förbättra neuroutvecklingsresultat.

Flera analyser noterade en hög frekvens (6-89%) av incidensen av hypokarbi under de första timmarna av postnatalt liv, möjligen på grund av den starka andningsansträngningen sekundärt till metabol acidos och hypotermibehandlingen som orsakar en 20-30% minskning av ämnesomsättningen. Dessutom har flera studier visat sambandet mellan hypokarbi och den ökade risken för negativa neuroutvecklingsresultat hos spädbarn med NE. Hypokarbi har potential att förvärra hjärnskada via flera mekanismer. Hypokarbi var associerad med nukleär DNA-fragmentering i hjärnbarken, membranlipidperoxidation och ökad neuronal excitabilitet i djurmodeller.

Det är väl etablerat att koldioxid är en av de mest potenta regulatorerna av cerebralt blodflöde (CBF), med hyperkarbi som orsakar cerebral vasodilatation och ökat cerebralt blodflöde med 1 till 2 ml/100 g/minut per 1 mmHg i PaCO2, medan hypokarbi orsakar cerebral vasokonstriktion. Att minska PaCO2 till 20 till 25 mmHg minskar CBF med 40 till 50 %.

Hypokarbi kan minska syretillförseln ytterligare på grund av den cerebrala vasokonstriktionen och förskjutningen åt vänster av oxyhemoglobinkurvan.

Det har varit välkänt i årtionden att hypokarbi är associerat med periventrikulär leukomalaci och, eller, cerebral pares hos prematura nyfödda. I termin, kvävda nyfödda, fastställde den sekundära analysen av de landmärken CoolCap och NICHD hypotermistudier att hypokarbi har en dosberoende effekt på långsiktiga neuroutvecklingsresultat. Både minimal och kumulativ exponering för PCO2 mindre än 35 mmHg inom de första 12 timmarna av livet ökade risken för dödsfall och negativt neuroutvecklingsresultat i den sekundära analysen av NICHD-studien. I enlighet med detta visade post-hoc-analysen av CoolCap-studien att sannolikheten för ogynnsamt resultat höjdes dosberoende med minskande PCO2 hos spädbarn med måttlig och svår NE. Dessutom rapporterade en nyligen genomförd retrospektiv studie också ett samband mellan hypokarbi under de första fyra dagarna av livet och hjärnskada på MRT. De konsekventa resultaten av ett samband mellan hypokarbi och negativa utfall tyder på att noggrann övervakning av koldioxidutbytet och undvikande av hypokarbi är mycket viktigt i denna sårbara patientpopulation.

Arteriell blodgasanalys, guldstandarden för övervakning av respiratoriska komponenter i syra-bashomeostas, har uppenbara begränsningar som utesluter dess kontinuerliga användning för att följa den dynamiskt föränderliga nivån av PCO2. Dessutom kan upprepade arteriella provtagningar leda till betydande blodförlust och ökad risk för bakteriemi.

Alternativa, icke-invasiva övervakningstekniker har utvecklats för att kontinuerligt mäta PCO2-trender. Transkutan mätning av CO2-spänning är det vanligaste icke-invasiva CO2-övervakningssystemet inom neonatal intensivvård och flera studier visade en god överensstämmelse mellan PCO2 i blodprov och tcPCO2 hos för tidigt födda barn.

I kliniska sammanhang påverkas tcPCO2-mätningen av många faktorer och ska snarare användas som en trend än ett absolut tal. Kliniska tillstånd som hypoperfusion på grund av chock eller acidos, ödem i de subkutana vävnaderna, vasokonstriktion på grund av vasoaktiva ämnen eller lägre kroppstemperatur kan förändra tcPCO2-mätningen.

Över- och underskattningar kan förekomma i det extremt höga och låga området för tcPCO2-mätningar.

Anordningens sensor värmdes upp till en konstant temperatur vilket ledde till hyperperfusion av kapillärerna och ökning av hudens ämnesomsättning med cirka 4-5 % per varje grad Celsius och följaktligen förbättras gasens löslighet och diffusion. Sensorn beräknar PCO2 elektrokemiskt genom förändring av pH i en elektrolytlösning. Efter en temperaturkorrigering till 37 oC ger enheten en uppskattning av CO2 på hudytan. Högre temperatur på sensorn kan vara förknippad med bättre korrelation men kan också öka risken för termisk skada.

Dessutom rekommenderas tcPCO2 till alla patienter som genomgår terapeutisk hypotermi om patienten får andningsstöd. I denna studie är vårt mål att kontinuerligt mäta PCO2 hos spädbarn som genomgår TH med eller utan andningsstöd för att utvärdera dess genomförbarhet hos kylda spädbarn.

Som beskrivits ovan påverkar förändringar i pCO2 cerebral perfusion. Därför är det viktigt att analysera den cerebrala syresättningen och metabolismen med kopplingen till PCO2-trender. Kontinuerlig övervakning av cerebral regional syremättnad (CrSO2) har redan använts rutinmässigt i intensivvården av spädbarn med NE med hjälp av nära infraröd spektroskopi (NIRS). NIRS är ett icke-invasivt verktyg som kan användas för att mäta förändringar i syresatt, syrefattigt och totalt hemoglobin i hjärnvävnad, från vilket cerebral regional syremättnad kan härledas som ett surrogat av cerebral syreförbrukning. En signifikant positiv korrelation hittades mellan transkutana PCO2-nivåer och vävnadssyresättningsindex hos för tidigt födda barn. I linje med detta var en akut ökning av sluttidal CO2 (etCO2) associerad med en ökning av cerebral syresättning, medan en akut minskning var associerad med minskad cerebral syresättning. tcPCO2 och etCO2 användes som en surrogatmarkör för PCO2.

Även om kontinuerlig CO2-övervakning skulle vara önskvärd i denna patientpopulation, har tcPCO2-tekniken hittills inte utvärderats systematiskt eller använts rutinmässigt i intensivvården av spädbarn med neonatal encefalopati som får TH. Kontinuerlig övervakning kan göra det möjligt att undvika extrema nivåer och fluktuationer av PCO2 och kan förbättra intensivvården och de långsiktiga resultaten för spädbarn med NE. Övervakningen av cerebral syresättning genom att använda NIRS tillsammans med tcPCO2-mätningar kan vara fördelaktigt för spädbarn med NE och kan hjälpa till att förstå patofysiologin för autoreglering i denna specifika patientpopulation.