Επίδραση της απνοϊκής οξυγόνωσης στο αναπνευστικό και κυκλοφορικό σύστημα υπό συνθήκες γενικής αναισθησίας: πειραματική μελέτη σε χοίρους

Abstract

Apneic oxygenation is an alternative technique of oxygenation, which consists in continuous supply of O₂ through a catheter, which tip is placed just above of the trachea bisection. The insufflation flows can vary. The purpose of the present thesis was to examine these effects under general anesthesia. The study was carried out on 10 piglets which weighed 30 kg. After induction of general anesthesia, appropriate hemodynamic monitoring was established under normocapnic mechanical ventilation. The insufflation catheter was placed through the endotracheal tube 1 cm above the trachea bisection. With insufflation flows of 10 lt/min apneic oxygenation was performed successfully for 40 minutes. Thereafter, the piglets were connected to the anesthesia machine and mechanical ventilation was restarted for a period of 20 minutes. Inotropic or vasoactive drugs were not used, so that the hemodynamic effects of apneic oxygenation remain pure. The record and computation of the results gave the following conclusions: Apneic oxygenation did not affect the piglets oxygenation at clinical dangerous and incompatible for life extent. In every phase of experiment the saturation of hemoglobin did not decrease below 90% on average and the saturation of mixed venous blood did not change significantly. The partial pressure of carbon dioxide in arterial and mixed venous blood showed constant increase. pH and base excess in arterial and mixed venous blood decreased gradually and significantly due to respiratory acidosis. Heart rate decreased upon the initiation of apneic oxygenation due to the increased venous return. The increased venous return increases the stroke volume, the systolic arterial pressure, while inducing a non significant increasing tendency for the filling pressures (CVP, PCWP). Pulmonary vascular resistances systolic and diastolic pulmonary pressures increased since the beginning of the insufflation. Cardiac output increased gradually upon the beginning of apneic oxygenation due to increased venous return. This increase became significant after 25 minutes of insufflation and during the following mechanical ventilation due to increased catecholamine secretion. Systemic vascular resistances didn’t change significantly. Although the oxygen content in arterial and mixed venous blood decreases significantly after 20 minutes, the extraction ratio of oxygen from the oxygenated blood in tissues does not change. The oxygen delivery in arterial and mixed venous blood increases significantly after 20 minutes, due to the increased cardiac output. Constructively, apneic oxygenation for 40 minutes through endotracheal insufflation with flows 10 lt/min does not affect significantly the blood oxygenation, enabling satisfactory tissue oxygenation, which is safe for the body viability. The hemodynamic changes and the changes in acid-base balance are due to gradual hypercarbia and are fully reversible with mechanical ventilation.

Η απνοϊκή οξυγόνωση αποτελεί εναλλακτική μέθοδο οξυγόνωσης. Συνίσταται στον αερισμό του ασθενούς μέσω εμφύσησης οξυγόνου διαμέσου ενδοτραχειακού καθετήρα με ποικίλες ροές. Σκοπός της διατριβής ήταν η μελέτη των επιδράσεων της απνοϊκής οξυγόνωσης πάνω στο κυκλοφορικό και αναπνευστικό σύστημα υπό συνθήκες γενικής αναισθησίας. Η μελέτη έγινε σε 10 χοίρους, βάρους 30 κιλών. Μετά την εισαγωγή τους στην αναισθησία, υπό μηχανικό αερισμό εγκαταστάθηκε όλο το απαραίτητο αιμοδυναμικό Monitoring και διαμέσου του τραχειοσωλήνα τοποθετήθηκε ο καθετήρας εμφύσησης 1 cm ύπερθεν της καρίνας της τραχείας. Με ροές εμφύσησης 10 lt/min η απνοϊκή οξυγόνωση εφαρμόστηκε επιτυχώς για 40 λεπτά. Μετά το διάστημα αυτό επανασυνδέθηκαν τα πειραματόζωα στον αναπνευστήρα για άλλα 20 λεπτά. Ινότροπα ή αγγειοδραστικά φάρμακα δεν χορηγήθηκαν για να μην αλλοιωθούν οι αιμοδυναμικές αλλαγές απότοκες της απνοϊκής οξυγόνωσης. Η καταγραφή και ο υπολογισμός των μετρήσεων έδειξε τα ακόλουθα: Η απνοϊκή οξυγόνωση δεν επηρεάζει την οξυγόνωση των πειραματοζώων σε κλινικά επικίνδυνο και ασύμβατο με την ζωή επίπεδο. Σε όλες τις φάσεις ο κορεσμός SpO₂ δεν μειώνεται κάτω από 90% κατά μέσο όρο, ενώ το SvO₂ δεν μεταβάλλεται σημαντικά. Η μερική πίεση του διοξειδίου του άνθρακα στο αρτηριακό και μικτό φλεβικό αίμα αυξάνεται σταθερά μέχρι την επανασύνδεση στον αναπνευστήρα. Το pH και το έλλειμμα βάσης στο αρτηριακό και στο μικτό φλεβικό αίμα παρουσιάζουν μια σημαντική προοδευτική μείωση, απότοκη της αναπνευστικής οξέωσης. Η καρδιακή συχνότητα με την έναρξη της απνοϊκής οξυγόνωσης μειώνεται σημαντικά εξαιτίας της αυξημένης φλεβικής επιστροφής. Η τελευταία αυξάνει σημαντικά τον όγκο παλμού, την συστολική αρτηριακή πίεση, και μη σημαντικά τις πιέσεις πλήρωσης (CVP,PCWP). Οι πνευμονικές αγγειακές αντιστάσεις, η συστολική και διαστολική πίεση της πνευμονικής αρτηρίας αυξάνονται από την αρχή της εμφύσησης, με αυξητική τάση σε όλη την διάρκεια λόγω της υπερέκκρισης κατεχολαμινών. Η καρδιακή παροχή παρουσιάζει εξ’ αρχής λόγω της αυξημένης φλεβικής επιστροφής μια προοδευτική αύξηση, η οποία γίνεται σημαντική μετά τα 25 λεπτά της εμφύσησης και κατά την διάρκεια του μηχανικού αερισμού εξαιτίας της αυξημένης έκκρισης κατεχολαμινών. Οι συστηματικές αγγειακές αντιστάσεις δεν μεταβάλλονται. Το περιεχόμενο οξυγόνο στο αρτηριακό και μικτό φλεβικό αίμα εμφανίζει σημαντική μείωση μετά τα 20 λεπτά, αλλά το ποσοστό εξαγωγής του οξυγόνου από το οξυγονωμένο αίμα στους ιστούς δεν μεταβάλλεται, γεγονός που σημαίνει πως ο μεταβολισμός του οργανισμού δεν παρεκκλίνει προς τον αναερόβιο δρόμο. Το μεταφερόμενο οξυγόνο στο αρτηριακό αίμα εμφανίζει μια σημαντική αυξητική τάση μετά τα 20 λεπτά εξαιτίας της σημαντικής αύξησης της καρδιακής παροχής. Επομένως, η ενδοτραχειακή απνοϊκή οξυγόνωση για διάστημα 40 λεπτών με μέτριες ροές εμφύσησης δεν επηρεάζει κλινικώς σημαντικά την οξυγόνωση του αίματος, επιτρέποντας την διατήρηση ικανοποιητικής ιστικής οξυγόνωσης, ασφαλούς για την βιωσιμότητα του οργανισμού. Οι μεταβολές που επέρχονται στο κυκλοφορικό σύστημα και στην οξεοβασική ισορροπία αποδίδονται πλήρως στην σταδιακή υπερκαπνία και είναι πλήρως αναστρέψιμες με την επανέναρξη του μηχανικού αερισμού.