アキセノン麻酔中のガス塞栓症の成長と再吸収のモデル予測

背景：血管内泡が特定の組織床で成長または縮小するかどうかは容易にはわかりません。これは、バブル、周囲の組織、および供給ガス混合物に最初に存在する構成ガスに依存します。著者らは、ガス交換の物理学に基づいた計算モデルを使用して、ゼノン麻酔中の脳血管塞栓症の挙動を予測しました。 方法：著者は、文献から欠落しているガス輸送パラメーターの値を推定しました。計算モデルは、体外循環中に使用されるさまざまな温度（18度-39度C）について、時間の経過とともにバブルサイズを予測するためにこれらのパラメーターとともに使用されました。 結果：時間の経過に伴うバブルサイズは、拡散性、溶解度、ガスの部分圧、濃度勾配の大きさ、血管径、温度など、複数の要因に非常に非線形に依存しています。キセノンと酸素を含む泡は、キセノンの配達中に成長を続けています。バブルボリュームは、初期ガスの組成とバブルの形状に応じて、約3〜68分で50から100 nlの2倍になります。バブルの成長と再吸収は、生理学的および外科的範囲の温度に対して比較的鈍感です。 結論：キセノン麻酔は、ガス塞栓症による神経学的損傷を悪化させる可能性のある泡の成長を促進するガス交換条件をもたらします。濃度勾配は、キセノン送達の中止によって操作することができ、キセノン含有バブルの再吸収を促進できます。正常温度での推定成長と再吸収速度は、心肺バイパスの極端な温度に適用できます。

BACKGROUND: It is not readily obvious whether an intravascular bubble will grow or shrink in a particular tissue bed. This depends on the constituent gases initially present in the bubble, the surrounding tissue, and the delivered gas admixture. The authors used a computational model based on the physics of gas exchange to predict cerebrovascular embolism behavior during xenon anesthesia. METHODS: The authors estimated values of gas transport parameters missing from the literature. The computational model was used with those parameters to predict bubble size over time for a range of temperatures (18 degrees -39 degrees C) used during extracorporeal circulation. RESULTS: Bubble size over time is highly nonlinearly dependent on multiple factors, including diffusivity, solubility, gas partial pressures, magnitude of concentration gradients, vessel diameter, and temperature. Xenon- and oxygen-containing bubbles continue to grow during xenon delivery. Bubble volume doubles from 50 to 100 nl in approximately 3-68 min, depending on initial gas composition and bubble shape. Bubble growth and reabsorption are relatively insensitive to temperature in the physiologic and surgical range. CONCLUSIONS: Xenon anesthesia results in gas exchange conditions that favor bubble growth, which may worsen neurologic injury from gas embolism. The concentration gradients can be manipulated by discontinuation of xenon delivery to promote reabsorption of xenon-containing bubbles. Estimated growth and reabsorption rates at normothermia can be applied to temperature extremes of cardiopulmonary bypass.