Πρόκληση αναπνεόμενου όγκου για την αξιολόγηση της απόκρισης στα υγρά μέσω δυναμικών παραμέτρων κατά τη διάρκεια χειρουργικών επεμβάσεων: προοπτική μελέτη

Abstract

Introduction The primary goal of perioperative fluid administration is to optimize cardiac output and enhance perfusion of vital organs, such as the heart, brain, and kidneys. Administering a fluid bolus increases venous return, optimizing the heart's position on the Frank–Starling curve, thereby enhancing stroke volume. However, accurately assessing fluid needs is challenging, as both over- and under-administration can adversely affect patient outcomes. Static parameters, such as Mean Arterial Pressure (MAP) and Central Venous Pressure (CVP), provide a snapshot of preload but do not reliably predict fluid responsiveness. In contrast, dynamic parameters like Stroke Volume Variation (SVV) and Pulse Pressure Variation (PPV) offer a better assessment by tracking changes induced by cardiopulmonary interactions, with a predictive threshold of 13%. Dynamic challenges, such as administering 250–500 mL of fluid or performing passive leg raises, help evaluate fluid responsiveness. Protective mechanical ventilation, characterized by tidal volumes (Vt) of less than 8 mL/kg, improves patient outcomes but diminishes the accuracy of dynamic indices. To address this, methods such as tidal volume challenge (VtC), which temporarily increases Vt, are used to refine the assessment of dynamic parameters. Aim The objective of this study is to evaluate whether changes in PPV and SVV following am VtC can reliably predict fluid responsiveness in general surgery patients receiving protective mechanical ventilation under general anaesthesia. Material and Methods In this study, 40 patients undergoing general or vascular surgery (excluding those with aortic dissection) were enrolled. All patients received protective mechanical ventilation and radial artery catheterization. The protocol began one hour after induction of general anesthesia and stabilization of hemodynamic parameters. Dynamic indices (PPV and SVV) were recorded during ventilation at 6 mL/kg Ideal Body Weight (IBW) (T1). Tidal volume was then increased to 8 mL/kg IBW for 3 minutes without altering other respiratory parameters, and the indices were measured again (T2). After stabilization, volume expansion (VE) was performed with colloid fluids at a dose of 6 mL/kg IBW. Parameters were measured before (T3) and 5 minutes after VE (T4). Fluid responsiveness was determined by changes in Stroke Volume Index (SVI), with responders defined as having an SVI increase of ≥10% and non-responders as <10%. Results The ΔPPV(6–8) parameter demonstrated strong predictive ability for fluid responsiveness, with an Area Under the Curve (AUC) of 0.86 (95% CI 0.74–0.95, p < 0.0001). A ΔPPV(6–8) threshold >2% identified responders with 83% sensitivity (95% CI 0.45–1.0) and 73% specificity (95% CI 0.48–1.0). Similarly, ΔSVV(6–8) also exhibited good predictive ability (AUC = 0.82, 95% CI 0.67–0.94, p < 0.0001). A ΔSVV(6–8) >2% identified responders with 83% sensitivity (95% CI 0.71–1.0) and 77% specificity (95% CI 0.44–1.0). Following VtC, responders showed significant increases in PPV (from 8.0% to 11.0%, p < 0.00045) and SVV (from 7.0% to 10.0%, p < 0.00045). Non-responders displayed no significant changes, with stable PPV (p = 0.732) and SVV (p = 0.934). Conclusions This study confirms that VtC is a reliable method for predicting fluid responsiveness in patients undergoing general surgery. Despite its promising results, further research is necessary to validate these findings and promote broader clinical application.

Εισαγωγή Ο στόχος της περιεγχειρητικής χορήγησης υγρών είναι η αύξηση της καρδιακής παροχής και η βελτίωση της αιμάτωσης ζωτικών οργάνων (π.χ. καρδιά, εγκέφαλος, νεφροί). Ένα bolus υγρών αυξάνει τη φλεβική επιστροφή, βελτιστοποιώντας την καρδιά στην καμπύλη Frank–Starling, γεγονός που αυξάνει τον όγκο παλμού. Η αξιολόγηση της ανάγκης για υγρά είναι δύσκολη, καθώς η υπερβολική ή ανεπαρκής χορήγηση μπορεί να βλάψει τον ασθενή. Οι στατικές παράμετροι (π.χ. Μέση Αρτηριακή Πίεση, Κεντρική Φλεβική Πίεση) δείχνουν προφόρτιση σε μια στιγμή, αλλά δεν προβλέπουν αξιόπιστα την ανταπόκριση. Οι δυναμικές παράμετροι [π.χ. διακύμανση όγκου παλμού (SVV), διακύμανση πίεσης σφυγμού (PPV)] παρακολουθούν μεταβολές λόγω καρδιοπνευμονικών αλληλεπιδράσεων και προβλέπουν καλύτερα την ανταπόκριση, με όριο το 13%. Δυναμικκές προκλήσεις όπως η χορήγηση 250–500 mL υγρών ή η ανύψωση των ποδιών, αξιολογούν την απαντητικότητα στη χορήγηση των υγρών. Ο προστατευτικός μηχανικός αερισμός (Vt < 8 mL/Κg) βελτιώνει τα αποτελέσματα, αλλά μειώνει την ακρίβεια των δυναμικών δεικτών, απαιτώντας δοκιμές όπως η πρόκληση αναπνεόμενου όγκου (tidal volume challenge, VtC). Η προσωρινή αύξηση του Vt μπορεί να βοηθήσει στην αξιολόγηση των αλλαγών στις δυναμικές παραμέτρους. Σκοπός Ο σκοπός της μελέτης αυτής είναι να διερευνηθεί η ικανότητα των αλλαγών στην PPV και SVV μετά από τη VtC να προβλέψουν την απάντηση στη χορήγηση υγρών σε ασθενείς γενικής χειρουργικής οι οποίοι υποβάλλονται σε επεμβάσεις υπό γενική αναισθησία με εφαρμογή προστατευτικού μηχανικού αερισμού. Μέθοδοι και Υλικό Συνολικά 40 ασθενείς που υπεβλήθησαν σε γενική χειρουργική επέμβαση ή αγγειακή χειρουργική επέμβαση χωρίς αποκλεισμό της αορτής συμμετείχαν στη μελέτη. Σε όλους τους ασθενείς εφαρμόστηκε προστατευτικός μηχανικός αερισμός και καθετηριασμός της κερκιδικής αρτηρίας. Το πρωτόκολλο ξεκίνησε μία ώρα μετά την εισαγωγή στη γενική αναισθησία και τη σταθεροποίηση των αιμοδυναμικών παραμέτρων. Καταγράφηκαν οι παράμετροι PPV6 και SVV6 κατά τη διάρκεια αερισμού με αναπνεόμενο όγκο (Vt) 6 mL/Κg Ιδανικού Σωματικού Βάρους (IBW) (T1). Στη συνέχεια, ο Vt αυξήθηκε στα 8 mL/Κg IBW για 3 λεπτά χωρίς αλλαγή των άλλων αναπνευστικών παραμέτρων. Μετά τη VtC καταγράφηκαν οι παράμετροι PPV8 και SVV8 (T2). Μετά τη σταθεροποίηση των αιμοδυναμικών παραμέτρων, χορηγήθηκε αύξηση όγκου (VE) με κολλοειδή υγρά σε δόση 6 mL/Κg IBW. Οι παράμετροι πριν (T3) και 5 λεπτά μετά τη χορήγηση υγρών (T4) καταγράφηκαν εκ νέου. Η μεταβολή στον Δείκτη Όγκου Παλμού (Stroke Volume Index, SVI) πριν και μετά τη χορήγηση υγρών χρησιμοποιήθηκε για την ένδειξη ανταπόκρισης στα υγρά. Οι ασθενείς ταξινομήθηκαν ως ανταποκρινόμενοι (SVI ≥ 10%) ή μη ανταποκρινόμενοι (SVI < 10%). Αποτελέσματα Η παράμετρος ΔPPV(6–8) έδειξε καλή προβλεπτική ικανότητα για την ανταπόκριση στα υγρά, όπως αποδεικνύεται από την Επιφάνεια Κάτω από την Καμπύλη (Area Under the Curve, AUC) 0.86 [95% Διάστημα Εμπιστοσύνης (CI) 0.74 έως 0.95, p < 0.0001]. Το όριο ΔPPV(6–8) > 2% μπόρεσε να ταυτοποιήσει τους ανταποκρινόμενους με ευαισθησία 83% (95% CI 0.45 έως 1.0, p < 0.0001) και ειδικότητα 73% (95% CI 0.48 έως 1.0, p < 0.0001). Η παράμετρος ΔSVV(6–8) επίσης έδειξε καλή προβλεπτική ικανότητα, με AUC 0.82 (95% CI 0.67 έως 0.94, p < 0.0001). Το κριτήριο ΔSVV(6–8) > 2% ταυτοποίησε τους ανταποκρινόμενους με ευαισθησία 83% (95% CI 0.71 έως 1.0, p < 0.001) και ειδικότητα 77% (95% CI 0.44 έως 1.0, p < 0.001). Μετά την εφαρμογή VtC, παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση του PPV και του SVV στους ανταποκρινόμενους, με το PPV να αυξάνεται από 8,0% σε 11,0% (p < 0,00045) και το SVV από 7,0% σε 10,0% (p < 0,00045). Αντίθετα, οι μη ανταποκρινόμενοι δεν παρουσίασαν σημαντικές αλλαγές στο PPV και στο SVV, με τις τιμές να παραμένουν σταθερές (p = 0,732 για το PPV και p = 0,934 για το SVV). Συμπεράσματα Η μελέτη αυτή απέδειξε ότι η VtC διαθέτει καλή προβλεπτική ικανότητα για την ανταπόκριση στα υγρά σε ασθενείς που υποβάλλονται σε γενική χειρουργική επέμβαση. Υπογραμμίζουν, ωστόσο, την ανάγκη για περισσότερη έρευνα και επικύρωση, προκειμένου να εξασφαλιστεί η ευρύτερη κλινική εφαρμογή της.