Saturació tenar d’oxigen (Sto2). Validació de la tècnica i anàlisi de la seva utilitat en pacients crítics amb sèpsia

Abstract

El present treball de tesi doctoral s'ha dirigit a aprofundir en el coneixement de la utilitat d'un paràmetre d'avaluació de la oxigenació regional, la saturació tissular d'oxigen (StO2), obtingut mitjançant una tecnologia d'espectrofotometria de llum propera a l'infraroig (Near-Infrared Spectroscopy,o NIRS), en el pacient crític amb sèpsia greu i xoc sèptic. Tot i tractar-se de quatre publicacions, la temàtica d'aquesta tesi doctoral es pot tractar en tres blocs: (1) Validació i protocol·lització de la mesura de StO2; (2) Estudi del valor de la StO2 com a predictor ràpid i no-invasiu d'alteracions en variables hemodinàmiques i oximètriques de caràcter global utilitzades al procés de reanimació; (3) Anàlisi del valor pronòstic de les variables de StO2 en els pacients en xoc sèptic. En un primer treball, realitzat en voluntaris sans, i amb l'objectiu de proposar uns paràmetres de mesura de la StO2 menys subjectes a variabilitat entre individus, es van comparar els valors de StO2 en diferents localitzacions musculars i a diferents profunditats de sensat. Donat que, a més del valor basal de StO2, l'avaluació de la resposta de la StO2 a un test d'isquèmia transitòria dóna informació sobre l'estat metabòlic i la funcionalitat endotelial del teixit estudiat, la mesura s'ha de fer en zones distals de les extremitats. En el present treball, la cara ventral de l'avantbraç i l'eminència tenar van ser les regions escollides per a la seva anàlisi. Els resultats obtinguts suggereixen que, en el procés de mesura de la StO2 i de les seves variables derivades d’un test d’oclusió vascular transitori, la combinació de la utilització de l’eminència tenar, amb un sensor de 15 mm i un test de provocació d’isquèmia amb un llindar de StO2 del 40% estan menys subjectes a variabilitat i donarien, per tant, resultats més consistents i comparables en els estudis clínics. El segon i tercer treballs es van dirigir a avaluar la correlació entre la StO2 i diferents variables oximètriques de caràcter global utilitzades com a objectius en el procés de reanimació del xoc. L'objectiu principal d'aquests treballs va ser testar la capacitat de predicció de la StO2 de l'alteració en variables d'oxigenació global, totes elles de caràcter invasiu. Els resultats obtinguts demostren que el valor absolut de StO2 és poc sensible a l’hora de descartar hipoperfusió global i, per tant, no seria una variable idònia per guiar la reanimació del xoc en substitució de les actuals variables d'oxigenació global. Tanmateix, la especificitat amb que la seva alteració es correlaciona amb la insuficient oxigenació dels teixits, juntament amb el seu caràcter ràpid i no-invasiu, podria fer de la tecnologia NIRS un sistema d’ajuda en la detecció precoç d’estats de hipoperfusió en situacions en les que no disposem encara de variables més invasives i/o de laboratori per a la detecció d’aquesta hipoperfusió tissular. Finalment, un quart treball va pretendre avaluar el valor pronòstic de les variables derivades de la StO2 en el procés de reanimació hemodinàmica, un cop s’haguessin restaurat els valors de pressió arterial mitjana. Els resultats obtinguts mostren que les variables de StO2 derivades d'un test d'isquèmia transitòria (tant la taxa de desoxigenació com la de reoxigenació) tenen valor pronòstic, independentment de l’estat macrocirculatori i/o d’oxigenació global. Per tant, la incorporació d’aquestes variables en el procés de reanimació, de forma complementària a les variables globals d'oxigenació, podria ser beneficiosa. Tanmateix, l'avaluació de la resposta d'aquestes variables als diferents tipus d'intervencions hemodinàmiques, així com l'anàlisi de l'impacte sobre el pronòstic de la seva inclusió en els algoritmes de reanimació, seran passes necessàries en el futur immediat per tal d'acostar aquesta tecnologia a la pràctica clínica.

The present thesis project has pretended to improve our knowledge on the usefulness of a regional oxygenation parameter, the tissue oxygen saturation (StO2), obtained by means of a novel spectroscopic technology (Near-Infrared Spectroscopy, or NIRS), in critically ill patients suffering from severe sepsis or septic shock. Although four publications complete this thesis, three main subjects might be depicted: (1) Validation and characterization of StO2 measurement; (2) Study of the StO2 value as a rapid and non-invasive predictor of alterations in global hemodynamic and oxygenation variables; (3) Analysis of the prognostic value of StO2 variables in septic shock patients. In a first study, in healthy volunteers, we aimed to propose a StO2 measurement process less subject to inter-individual variability. Therefore, we compared StO2 measurements in different muscular sites, and using different sensed depths. Since, in addition to StO2 steady-state value, StO2 changes in response to a transient ischemic challenge provide information about tissue metabolic state and endothelial integrity, its measurement needs to be performed on distal areas of the limbs. In the present study, the forearm and the thenar eminence were chosen for their analysis. The obtained results suggest that the combination of thenar eminence, a 15-mm probe and using a StO2 ischemic threshold of 40% is less subject to variability and, therefore, might result in more robust and comparable results in clinical studies. The second and third publications aimed to evaluate the correlation between StO2 and several global oxygenation variables used as septic shock resuscitation endpoints in clinical practice. The main objective of the study was to test the ability of StO2 to non-invasively predict alterations in global oxygenation variables. The observed results demonstrate that StO2 sensitivity is poor in order to rule out global tissue hypoperfusion, and therefore, might not be a reliable parameter to guide septic shock resuscitation process in substitution of current global oxygenation parameters. However, since StO2 alterations correlate with high specificity with tissue dysoxia, together with its rapid and non-invasive nature, NIRS technology might be a helpful tool in early detection of hypoperfusion states, when invasive or lab variables are not available yet. Finally, our fourth study was designed to evaluate the prognostic value of StO2 variables in the hemodynamic resuscitation process, once mean arterial pressure values have been normalized. The results of the study show that StO2 variables obtained during a transient ischemic challenge (both de-oxygenation and re-oxygenation rates) have prognostic implications, independently from the macrocirculatory state. Therefore, including these StO2 variables within the resuscitation process, complimentary to global oxygenation variables, might prove useful in terms of patients' outcome. However, StO2 response to further resuscitation interventions, as well as the impact of StO2 integration in future resuscitation algorithms, are mandatory in order to bring this technology closer to clinical practice.