Inverkan av inspiratorisk paus på ventilationseffektiviteten vid robotkirurgi. En blivande parad studie.

Introduktion

Mekanisk ventilation (MV) under generell anestesi medför vissa negativa effekter som inte helt kan undvikas. Under de senaste åren har strategier för lungskyddande ventilation (PPV), baserade på användningen av en låg tidalvolym (TV) i syfte att minska det biologiska trauma som är förknippat med MV, blivit framträdande hos kirurgiska och intensivvårdspatienter. En skräddarsydd öppen-lungansats (tOLA) har nyligen dykt upp som en av dessa PPV-strategier. Den kombinerar användningen av alveolära rekryteringsmanövrar (ARM), som syftar till att "öppna" kollapsade områden av lungan, med tillämpningen av individualiserat positivt slutexpiratoriskt tryck (PEEP) med målet att undvika återkollaps av dessa områden under utandning. Den logiska grunden för OLA-strategier antar att uppnåendet av mer homogen alveolär ventilation genom att förhindra atelektas, samtidigt som man undviker alveolär överdistension, leder till en effektivare gasdistribution och utbyte. Detta möjliggör mindre traumatisk ventilation och minskar det inflammatoriska svaret. Användningen av en tOLA har visat lovande resultat när det gäller att förbättra syresättningen och minska risken för allvarliga postoperativa lungkomplikationer.

Tillsammans med ovanstående har en förlängning av den slutliga inandningspausen (EIP), samtidigt som en adekvat utandningstid bibehålls, visat fördelar när det gäller att förbättra effektiv alveolär ventilation och förbättra gasutbytet. Utredarna visade nyligen effekterna av att öka EIP när man ventilerar patienter med en tOLA-strategi. I det arbetet undersökte utredarna effekterna av två EIP (10 och 30 % av inandningstiden) på andningsmekaniken hos patienter som genomgick en större operation. Utredarna studerade effekten av EIP på drivtrycket (Pdriv), platåtrycket (Pplat), andningssystemets compliance (Crs) och PEEP. Utredarna utvärderade också den dynamiska distributionen av TV under ventilationscykeln med hjälp av elektrisk impedanstomografi (EIT) och studerade effekten av EIP på gasutbyte med hjälp av arteriell gasometri. I den studien sågs fördelarna med en längre EIP med både standard PPV (TV på 7 mL förutspådd kroppsvikt (PBW) och en PEEP på 5 cmH2O), och med en tOLA. tOLA-strategin var förknippad med en signifikant ökning av PEEP, Pplat, artärtryck av syre (PaO2) och Crs, med en signifikant minskning av Pdriv och artärtryck av koldioxid (PaCO2), och med en mer homogen gasfördelning jämfört med standard PPV. Å andra sidan visade användningen av en längre EIP ett signifikant lägre PEEP, Pdriv och medelluftvägstryck (Pmean) tillsammans med ett högre Crs bland patienter som ventilerades under en tOLA-strategi. Det var dock inte ett mål med det adresserade arbetet att studera effekterna av EIP-modifieringen på ventilationseffektiviteten, mätt som relationen mellan VDphys och TV (VDphys/TV), något som utredarna kommer att ta upp i detta arbete.

Utredarna antar att en ökning av EIP i samband med en tOLA kan förbättra alveolär ventilation genom att minska VDphys/TV-förhållandet; med andra ord genom att minska dödvolymen. För att testa denna hypotes kommer utredarna att studera patienter som genomgått robotkirurgi i buken. Utredarnas avsikt är att verifiera om de potentiella fördelarna förknippade med den kombinerade användningen av en tOLA och en längre EIP observeras vid denna typ av operation, där gasen som blåses in i buken tillsammans med operationspositionen (forcerad trendelenburg) är kända för att äventyra ventilationsförhållandena.

Metoder

Prospektiv, parad studie med konsekutiv rekrytering av deltagare som ska genomföras på ett undervisningssjukhus för tertiärvård (Hospital Universitario Virgen del Rocío). Godkännande för denna studie kommer att begäras från den lokala etiska kommittén. Rekryteringen kommer att göras på utredarnas tillgänglighet.

Studieprotokoll. Efter standardövervakning vid ankomsten till operationssalen kommer deltagarna att bli lätt lugnade med intravenös midazolam 1-2 mg och remifentanil-infusion 0,03-0,05 µg/kg/min Den vänstra radiella artären kateteriseras under lokalbedövning. För EIT-övervakning kommer PulmoVista 500-systemet (Dräger, Lübeck, Tyskland) att användas. Fyra regioner av intresse (ROI) kommer att definieras som kvadranter ett till fyra, motsvarande övre vänster och höger (ett, två) och nedre vänster och höger (tre, fyra). Globala och regionala impedansvågformer kommer att visas kontinuerligt. Fördelningen av ventilation med ROI kommer att uttryckas som den regionala andelen gasdistribution i förhållande till total lungventilation. Baslinjedata kommer att registreras vid fullt medvetande med 0,21 bråkdel av inandat syre (FiO2). Utredarna kommer sedan att försyresätta deltagarna genom en ansiktsmask i 5 minuter i spontan ventilation med FIO2 på 0,8 och ett friskgasflöde på 6 L/min. Anestesiinduktion kommer att utföras med propofol (1-1,5 mg/kg PBW) och rokuronium 0,8 mg/kg PBW, fortsättningsvis med trakeal intubation. Patienterna kommer att ventileras genom en Primus anestesiarbetsstation (Drager, Telford, PA, USA) med en TV på 7 mL/kg PBW. Ventilationsläget som används kommer att vara volymkontroll, vilket kommer att inkludera ett inandnings-:expirationsförhållande på 1:2 och en andningsfrekvens på 12-15 andetag/min för att bibehålla CO2 vid slutet av utandningen mellan 35 och 40 mmHg och en initial PEEP på 5 cmH2O. En EIP på 10 % kommer att planeras för alla deltagare. Ett färskgasflöde på 0,5 till 1 l/min med ett FIO2 på 0,5 kommer att användas under hela proceduren. Anestesin kommer att upprätthållas med remifentanil 0,03 till 0,05 µg/kg/min och sevofluran, med en lägsta alveolär koncentration på 0,6 till 0,8, som kommer att anpassas till patientens ålder för att säkerställa ett bispektralt index (BIS Quatro; Covidien Ilc , Mansfield, MA , USA) mellan 40-60. Rocuronium kommer att administreras för att säkerställa djup neuromuskulär blockad under studien, som kommer att övervakas av fyra neuromuskulära avslappning (TOF-watch®, Organon Ltd., Swords, Co. Dublin, Irland). Alla ventilationsparametrar kommer att förbli stabila under hela studien förutom PEEP, som kommer att titreras enligt principerna för tOLA, och EIP, som kommer att modifieras enligt studieprotokollet (se avsnittet Armar och interventioner). Luftvägstryck (Paw), esofagustryck (Pes) och gasflöde kommer att mätas med en Fluxmed®-monitor (MBMED, Buenos Aires, Argentina). Data kommer att laddas ner till en bärbar dator efter korrekt kalibrering av flödes- och trycksensorerna. Datorn kommer, genom programvaran FluxView (MBMED, Buenos Aires, Argentina), automatiskt att beräkna följande parametrar: alveolära, luftvägs- och fysiologiska dödvolymer (VDalv, VDaw och VDphys, respektive) och dess värden relaterade till TV:n. Luftvägsmotstånd (Raw = Ppeak-Pplat/inspiratoriskt flöde) kommer också att registreras, där Ppeak är topptrycket. En Pes-mätningskateter (MBMED, Buenos Aires, Argentina) kommer att placeras i mitten av esofaguspositionen. Dess position kommer att kontrolleras med den ocklusionsmetod som beskrivs för patienter med mekanisk ventilation35. En acceptabel kateterposition kommer att hittas när ΔPes/ΔPaw-förhållandet är nära 1. Transpulmonellt tryck (PTP) kommer att beräknas som skillnaden mellan Paw och Pes. Transpulmonellt drivtryck (PTPdriv) kommer att beräknas som end-inspiratory transpulmonary pressure (PTPei) minus end-expiratory transpulmonary pressure (PTPee). Lungstress kommer att definieras som PTPei. Andningssystemets elastans (Ers= Pplat-PEEP/TV) kommer att delas upp i dess lungkomponenter (El = Plei-Plee / TV) och bröstvägg (Ecw = Pesei-Pesee/TV). Anestesiarbetsstationen kommer att användas för kontinuerlig övervakning av Ppeak, Pplat, PEEP, Crs, FiO2 och CO2 vid slutet av utgången. En ABL90 FLEX PLUS-enhet (Radiometer Medical, Köpenhamn, Danmark) kommer att användas för gasanalys.

Studiesekvens (detaljerad i avsnittet om vapen och insatser):

Fas 1) Utredarna kommer att utvärdera effekten av att modifiera EIP (10 till 40 %) hos patienter som ventilerats enligt en tOLA-strategi före instauration av kirurgiskt pneumoperitoneum.

Fas 2) Utredarna kommer att utvärdera effekten av robottillstånd (pneumoperitoneum + forcerad trendelenburg) samtidigt som de tillämpar olika EIP (10 till 40 %).

Statistisk analys kommer att utföras av huvudutredaren. För dataanalys kommer den statistiska programvaran IBM SPSS Statistics for Windows, version 24 (IBM Corp., Armonk, NY, USA) att användas. Utredarna kommer att utföra en explorativ analys av data, med hjälp av medelvärdet ± standardavvikelsen eller medianen med interkvartilintervall för kvantitativa variabler, och med hjälp av procentsatser för analys av kvalitativa variabler. Normaliteten i datadistributionen kommer att kontrolleras med Kolmogorov-Smirnov-testet eller med Shapiro-Wilk-testet för variabler med mindre än 50 poster. Students t-test för parade prover kommer att användas för att studera beteendet hos de kvantitativa variablerna vid olika tidpunkter (intragruppsjämförelser).

Beräkningen av urvalsstorleken utfördes av huvudutredaren med användning av version 4.2 av EPIDAT:s statistiska program (General Directorate of Innovation and Public Health Management of the Health Council of the Galician Government). Urvalsstorleken beräknades baserat på data från forskarnas tidigare arbete, där utredarna studerade EIP:s inverkan på andningsmekaniken och fördelningen av TV hos kirurgiska patienter som ventilerades under en tOLA-strategi (REF). Urvalsstorleken uppskattades med antagande av skillnaderna i Crs när man gick från ett EIP på 10 % till 30 % (parat urval). Utredarna fastställde en genomsnittlig skillnad på 17 ml/cm H2O mellan båda interventionerna. Provstorleken beräknades för att erhålla en styrka på 80 % för att detektera skillnader i kontrasten för nollhypotesen h₀: μ₁ = μ₂ med användning av ett tvåsidigt Students t-test för två relaterade prover, med beaktande av en signifikansnivå på 5 % och förutsatt att respektive standardavvikelse i varje grupp. Med hänsyn till en förväntad andel avhopp på 20 %, har urvalsstorleken uppskattats till 17 par av experimentella enheter som studeras (17 deltagare med parad behandling i urvalet).