Specifika použití lékařské přístrojové techniky během terénních dýchacích experimentů

Abstract

Terénní dýchací experimenty jsou důležitým podkladem pro vytváření a aktualizování mezinárodních doporučení pro záchranu a resuscitaci obětí zasypaných sněhovou lavinou. U tohoto typu experimentů ovšem byla zaznamenána celá řada medicínských i technických specifik, zvláště v použití lékařské přístrojové techniky původně určené pro monitoraci pacientů v rámci anestezie a intenzivní medicíny. Cílem této disertační práce je analyzovat specifika použití lékařské přístrojové techniky během terénních dýchacích experimentů se zaměřením na pulzní oxymetrii a související parametr – perfuzní index (PI). Analyzovaná data pocházejí ze studie na 13 dobrovolnících, kteří pomocí speciálně upravené aparatury dýchali do simulovaného lavinového sněhu, nebo do materiálu, který měl takový sníh imitovat. Během tohoto dýchání došlo k rozvoji progresivní hypoxémie a hyperkapnie spolu se zvýšenou dechovou prací, což jsou i hlavní identifikovaná patofyziologická rizika těchto experimentů. Každý proband byl simultánně monitorován pomocí pěti různých sond pro pulzní oxymetrii na prstech pravé ruky. V průběhu experimentu byly pozorovány rozdíly v zobrazených hodnotách periferní saturace (SpO2) a to jak v rychlosti nástupu desaturace, tak i v nejnižší dosažené hodnotě a návratu zpět k normálním hodnotám po ukončení experimentu. Rozdíly mezi jednotlivými pulzními oximetry v čase dosažení teoretické cílového hodnoty experimentu 75 % nebo 85 % SpO2 byly až 50 s, respektive 90 s, což by znamenalo potenciální zkrácení experimentu až o jednu čtvrtinu času. Jeden pulzní oxymetr navíc ve 41 % případů ukazoval stereotypně nejnižší zobrazenou hodnotu ještě v době, kdy již ostatní čtyři přístroje zaznamenávaly normální saturaci probanda. Perfuzní index probandů během těchto experimentů nenaznačoval, že by problémem ve správnosti zobrazené hodnoty SpO2 byla limitace této metody v podobě nízké perfuze monitorovaných prstů. Hodnoty PI probandů se výrazně nelišily od hodnot v řadě studií mimo outdoorové prostředí a během samotného dýchacího experimentu nedošlo ke statisticky významnému poklesu PI, a to ani během úvodní stabilizační fáze. Po odpojení probanda od aparatury ovšem došlo k dvoj- až trojnásobnému nárůstu hodnoty PI, což bylo pravděpodobně způsobeno vazodilatačním efektem nashromážděného oxidu uhličitého při progresivní hyperkapnii. Na základě závěrů z této disertační práce byla vytvořena doporučení pro další podobné studie.

Field breathing experiments form an important basis for designing and updating international guidelines for the rescue and resuscitation of avalanche snow-buried victims. However, several medical and technical specifics have been identified for these experiments, especially when medical equipment designed for monitoring patients in anaesthesia and critical care is used. The aim of this doctoral thesis is to analyse the specifics of the use of medical equipment during field breathing experiments, specifically pulse oximetry and the associated parameter—perfusion index (PI). The analysed data originate from a clinical trial involving 13 subjects who breathed through a specially designed breathing apparatus into simulated avalanche snow or snow model material. During the experimental breathing, progressive hypoxemia, hypercapnia, and increased work of breathing developed, which are also the main pathophysiological aspects identified in these experiments. Each subject was simultaneously monitored by five different pulse oximeters on the right-hand fingers. The peripheral oxygen saturation (SpO2) readings differed significantly throughout the experiment. They varied in the time of desaturation onset, in the lowest measured SpO2 value, and in the duration of the recovery phase, when the subject was already breathing ambient air and the oxygen saturation was returning to pre-experimental values. The differences among individual pulse oximeters in the time of reaching the theoretical study endpoint SpO2 of 75% or 85% was as much as 50 s, and 90 s, respectively, which could have shortened the experimental breathing by up to one-quarter of the time. Moreover, one pulse oximeter had a tendency to show, in more than 41% of cases, the lowest measured value for a prolonged period of time, whereas the SpO2 level was within the normal range according to the other devices. The perfusion index values during these experiments did not suggest that the error source in the displayed SpO2 was caused by the limitation of the method, which is the low perfusion of the monitored fingers. The PI values did not differ significantly from the values recorded in many studies outside the outdoor environment. In the breathing experiment, there was no statistically significant decrease in PI, not even during the initial stabilisation phase. Following the subject disconnection from the apparatus, a two- to threefold surge in PI occurred, very likely due to the vasodilation effect of the accumulated carbon dioxide during progressive hypercapnia. Based on the conclusions of this doctoral thesis, several recommendations for similar future trials were created.