Expozice toxickým koncentracím kyslíku u nemocných na KAR

• Název práce v češtině: Expozice toxickým koncentracím kyslíku u nemocných na KAR
• Název v anglickém jazyce: Exposure to toxic concentrations of oxygen in ICU patients
• Klíčová slova: mechanická ventilace, toxicita kyslíku, oxygenoterapie, intenzivní péče, hyperoxie, hyperoxémie
• Klíčová slova anglicky: mechanical ventilation, oxygen toxicity, oxygen therapy, intensive care, hyperoxia, hyperoxemia
• Akademický rok vypsání: 2018/2019
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Ústav teorie a praxe ošetřovatelství 1. LF UK (11-00250)
• Vedoucí / školitel: MUDr. Bohumil Bakalář
• Řešitel: skrytý - zadáno vedoucím/školitelem
• Datum přihlášení: 05.04.2019
• Datum zadání: 05.04.2019
• Datum a čas obhajoby: 23.06.2020 12:30
• Místo konání obhajoby: Studničkova 7, Praha 2
• Datum odevzdání elektronické podoby: 15.05.2020
• Datum proběhlé obhajoby: 23.06.2020
• Předmět: Obhajoba diplomové práce (B01602)
• Oponenti: Mgr. Kateřina Jankovcová

Zásady pro vypracování

Vypracování práce se řídí Opatřením děkana č. 10/2010, opatřením rektora č. 6/2010, opatřením rektora č. 8/2011 a Manuálem pro tvorbu závěrečných kvalifikačních prací.

Seznam odborné literatury

1. GRENSEMANN J., V. FUHRMANN a S. KLUGE. Oxygen Treatment in Intensive Care and Emergency Medicine. Deutsches Ärzteblatt International [online]. 2018, 115(27-28), 455–462 [cit. 2019-04-25]. DOI: 10.3238/arztebl.2018.0455.
2. MATOUŠ, Bohuslav. Základy lékařské chemie a biochemie. Praha: Galén, 2010. ISBN 978-80-7262-702-8.
3. KALLET, Richard H. a Michael A. MATTHAY. Hyperoxic Acute Lung Injury. Respiratory Care. 2013, 58(1), 123-141. DOI: https://doi.org/10.4187/respcare.01963. ISSN 0020-1324.
4. SU, Lian-Jiu, Jia-Hao ZHANG, Hernando GOMEZ, Raghavan MURUGAN, Xing HONG, Dongxue XU, Fan JIANG a Zhi-Yong PENG. Reactive Oxygen Species-Induced Lipid Peroxidation in Apoptosis, Autophagy, and Ferroptosis: Harmful and Beneficial Role of ROS 2019. Oxidative Medicine and Cellular Longevity [online]. Hindawi, 2019, 2019 [cit. 2020-0-2-27]. ISSN 1942-0994. Dostupné z:https://www.hindawi.com/journals/omcl/2019/5080843/.
5. HELMERHORST, Hendrik J. F., Marcus J. SCHULTZ, Peter H. J. VAN DER VOORT, Robert J. BOSMAN, Nicole P. JUFFERMANS, Evert DE JONGE a David J. VAN WESTERLOO. Self-reported attitudes versus actual practice of oxygen therapy by ICU physicians and nurses. Annals of Intensive Care [online]. 2014, 4(23) [cit. 2019-04-25]. DOI: 10.1186/s13613-014-0023-y.
6. LEDVINA, Miroslav et al. Biochemie pro studující medicíny. 1. vydání. Praha: Karolinum, 2004. ISBN 80-246-0851-0.
7. GRAINGE, C. Breath of life: the evolution of oxygen therapy. Journal of The Royal Society of Medicine. 2004, 97(10), 489-93. DOI: 10.1258/jrsm.97.10.489.
8. VOKURKA, Martin. Patofyziologie pro nelékařské směry. 3. vydání. Praha: Karolinum, 2013. ISBN 978-802-4620-329.
9. Bohumil Bakalář, Dechová nedostatečnost pro sestry intenzívní péče. Interní výuková skripta 3. lékařské fakulty Univerzity Karlovy. Praha, 2019.
10. ROKYTA, Richard et al. Fyziologie a patologická fyziologie: pro klinickou praxi. 4. rozšířené vydání. Praha: Grada Publishing, 2015. Jessenius. ISBN 978-80-247-4867-2.
11. ZADÁK, Zdeněk a Eduard HAVEL. Intenzivní medicína na principech vnitřního lékařství. 2. doplněné vydání. Praha: Grada Publishing, 2017. ISBN 978-80-271-0282-2.
12. MÁCA, Jan. ARDS v klinické praxi. Praha: Maxdorf, [2015]. Jessenius. ISBN 978-80-7345-447-0.
13. JABOR, Antonín. Vnitřní prostředí. Praha: Grada, 2008. ISBN 978-802-4712-215.
14. KITTNAR, Otomar. Lékařská fyziologie. Praha: Grada, 2011. ISBN 978-80-247-3068-4.
15. LAVRÍKOVÁ, Petra a Josef FONTANA. 4. Metabolismus hemoglobinu a transport krevních plynů. Funkce buněk a lidského těla: Multimediální skripta [online]. [cit. 2020-04-03]. Dostupné z:http://fblt.cz/skripta/vi-dychaci-soustava/4-metabolismus-hemoglobinu-a-transport-krevnich-plynu/
16. BERTINI, Ivano, Harry B. GRAY, Edward I. STIEFEL a Joan S. VALENTINE. Biological Inorganic Chemistry: Structure and Reactivity. University Science Books, 2007. ISBN 978-1-891389-43-6.
17. VYTEJČKOVÁ, Renata, Petra SEDLÁŘOVÁ, Vlasta WIRTHOVÁ, Iva OSTRADOVCOVÁ a Pavla PAVLÍKOVÁ. Ošetřovatelské postupy v péči o nemocné II: speciální část. Praha: Grada, 2013. Sestra (Grada). ISBN 978-80-247-3420-0.
18. VINCENT, Jean-Louis. Annual Update in Intensive Care and Emergency Medicine 2016. Switzerland: Springer International Publishing, 2016. ISBN 978-3-319-27348-8.
19. BARTŮNĚK, Petr, Dana JURÁSKOVÁ, Jana HECZKOVÁ a Daniel NALOS, ed. Vybrané kapitoly z intenzivní péče. Praha: Grada Publishing, 2016. Sestra (Grada). ISBN 978-80-247-4343-1.
20. Kolektiv autorů. Sestra a urgentní stavy. Praha: Grada, 2008. Sestra (Grada). ISBN 978-80-247-2548-2.
21. SOUČEK, Miroslav. Vnitřní lékařství. Praha: Grada, 2011. ISBN 978-80-247-2110-1.
22. STOLZ, Alan J. a Pavel PAFKO. Komplikace v plicní chirurgii. Praha: Grada, 2010. ISBN 978-80-247-3586-3.
23. SLUTSKY, Arthur S. a Laurent BROCHARD. Mechanical Ventilation. Berlin: Springer, 2004. ISBN 3-540-40251-9.
24. HALLIWELL, Barry a John M.C. GUTTERIDGE. Free Radicals in Biology and Medicine. 5th edition. New York: Oxford University Press, 2015. ISBN 978-0-19-871747-8.
25. SILBERNAGL, Stefan a Florian LANG. Atlas patofyziologie. 2. české vydání. Praha: Grada, 2012. ISBN 978-80-247-3555-9.
26. PENN, Justin L., Curtis DEUTSCH, Jonathan L. PAYNE a Erik A. SPERLING. Temperature-dependent hypoxia explains biogeography and severity of end-Permian marine mass extinction. Science. American Association for the Advancement of Science, 2018, 362(6419). DOI: doi: 10.1126/science.aat1327.
27. Toxické vlivy kyslíku, hyperoxie. Tvorba a ověření e-learningového prostředí pro integraci výuky preklinických a klinických předmětů na LF a FZV UP Olomouc [online]. Olomouc: Univerzita Palackého v Olomouci, Lékařská fakulta, Ústav patofyziologie, 2010, 2012 [cit. 2020-04-14]. Dostupné z:http://pfyziolklin.upol.cz/?p=861
28. HAN, C. H. et al. Oxidative stress induced necroptosis activation is involved in the pathogenesis of hyperoxic acute lung injury. Biochemical and Biophysical Research Communications. 2018, 495(3), 2178-2183. ISSN 0006-291X.
29. CRISTIANA, Filip a Albu ELENA. Reactive Oxygen Species (ROS) in Living Cells. IntechOpen, 2018. ISBN 978-1-78923-134-2.
30. SLIMEN, I. B. et al. Reactive oxygen species, heat stress and oxidative-induced mitochondrial damage. A review. International Journal of Hyperthermia. Taylor & Francis Group, 2014, 30(7), 513-523. DOI: 10.3109/02656736.2014.971446. ISSN 1464-5157.
31. LUSHCHAK, Volodymyr I. Free radicals, reactive oxygen species, oxidative stress and its classification. Chemico-Biological Interactions. 2014, 224, 164-175. DOI: 10.1016/j.cbi.2014.10.016. ISSN 0009-2797.
32. KALOUSOVÁ, Marta. Patobiochemie ve schématech. Praha: Grada, 2006. ISBN 80-247-1522-8.
33. ŠTÍPEK, Stanislav et al. Antioxidanty a volné radikály ve zdraví a nemoci. Praha: Grada Publishing, Avicenum, 2000. ISBN: 08-7169-704-4.
34. TURRENS, Julio F. Mitochondrial formation of reactive oxygen species. The Journal of Physiology. Wiley, 2003, 552(2), 335-344. DOI: 10.1111/j.1469-7793.2003.00335.x. ISSN 0022-3751.
35. NICKEL, Alexander, Michael KOHLHAAS a Christoph MAACK. Mitochondrial reactive oxygen species production and elimination. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 2014,73, 26-33. DOI: 10.1016/j.yjmcc.2014.03.011. ISSN 0022-2828.
36. BOLISETTY, Subhashini a Edgar A. JAIMES. Settings Open AccessReview Mitochondria and Reactive Oxygen Species: Physiology and Pathophysiology. International Journal of Molecular Sciences. 2013, 14(3), 6306-6344. DOI: 10.3390/ijms14036306. ISSN 1422-0067.
37. HELMERHORST, Hendrik J. F., Marcus J. SCHULTZ, Peter H. J. VAN DER VOORT, Evert DE JONGE a David J. VAN WESTERLOO. Bench-to-bedside review: the effects of hyperoxia during critical illness. Critical Care. 2015, 19(284). ISSN 1364-8535.
38. VÍTEK, Libor. Bilirubin a interní choroby: význam pro kliniku a praxi. Praha: Grada, 2009. ISBN 978-80-247-2351-8.
39. ABILÉS, Jimena a et al. Oxidative stress is increased in critically ill patients according to antioxidant vitamins intake, independent of severity: a cohort study. Critical Care. London, 2006, 10(5). DOI: 10.1186/cc5068. ISSN 1364-8535.
40. SUZUKI, Satoshi, Glenn M. EASTWOOD, Leah PECK, Neil J. GLASSFORD a Rinaldo BELLOMO. Current oxygen management in mechanically ventilated patients: A prospective observational cohort study. Journal of Critical Care. 2013, 28(5), 647-654. ISSN 0883-9441.
41. DURLINGER, EMJ. Hyperoxia: At what level of SpO2 is a patient safe? A study in mechanically ventilated ICU patients. Journal of Critical Care. 2017, 39, 199-204. ISSN 0883-9441.
42. EASTWOOD, G. et al. Arterial oxygen tension and mortality in mechanically ventilated patients. Intensive Care Medicine. 2012, 38(1), 91-98. ISSN 0342-4642.
43. RACHMALE S, Li G, WILSON G. et al. Practice of Excessive FiO₂ and Effect on Pulmonary Outcomes in Mechanically Ventilated Patients with Acute Lung Injury. Respiratory Care. 2012,57(11), 1887–1893. ISSN 0020-1324.
44. COMROE J. Oxygen toxicity, the effect of breathing high concentration of oxygen for 24 hours in normal men at sea level and simulated at 18,000 feet. Journal of the American Medical Association. 1945,128(10), 710-717. ISSN 0098-7484.
45. NASH G., J. B. BLENNERHASSETT a H. PONTOPPIDAN. Pulmonary lesions associated with oxygen therapy and artifical ventilation. New England Journal of Medicine. 1967,276(7), 368-374. ISSN 0028-4793.
46. KILGANNON J. H. et al. Association between arterial hyperoxia following resuscitation from cardiac arrest and in-hospital mortality. Journal of the American Medical Association. 2010,303(21), 2165-2171. ISSN 0098-7484.
47. AUSTIN M. A., K. E. WILLS, L. BLIZZARD, E. H. WALTERS a R. WOOD-BAKER. Effect of high flow oxygen on mortality in chronic obstructive pulmonary disease patients in prehospital setting: randomised controlled trial. BMJ. 2010,341. ISSN 0959-8138.
48. BERT, Paul. Barometric pressure: researches in experimental physiology. Ohio: College Book Company, 1943.
49. GARLAND A. et al. Epidemiology of critically ill patients in intensive care units: a population-based observational study. Critical Care. 2013,17(5). ISSN 1364-8535.
50. SIDDIQUI S. Mortality profile across our Intensive Care Units: A 5-year database report from a Singapore restructured hospital. Indian Journal of Critical Care Medicine. 2015, 19(12), 726-727. ISSN 0972-5229.
51. PANWAR, R. Conservative versus Liberal Oxygenation Targets for Mechanically Ventilated Patients. A Pilot Multicenter Randomized Controlled Trial. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 2016, 193(1), 43-51. ISSN 1073-449X.
52. MEYHOFF, C. S. et al. Increased Long-Term Mortality After a High Perioperative Inspiratory Oxygen Fraction During Abdominal Surgery: Follow-Up of a Randomized Clinical Trial. Anesthesia and Analgesia. 2012, 115(4), 849-854. ISSN 0003-2999.
53. PALMER, E. et al. The Association Between Supra-Physiologic Arterial Oxygen Levels and Mortality in Critically Ill Patients: A Multi-Centre Observational Cohort Study. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 2019, 200(11), 1373-1380. ISSN 1073-449X.
54. EASTWOOD, G. et al. Arterial oxygen tension and mortality in mechanically ventilated patients. Intensive Care Medicine. 2012, 38(1), 91-98. ISSN 0342-4642.

55. JONGE, E. de. et al. Association between administered oxygen, arterial partial oxygen pressure and mortality in mechanically ventilated intensive care unit patients. Critical Care [online]. 2008, 12(6). [cit. 2020-01-17]. ISSN 1364-8535. DOI:10.1186/cc7150
56. KRUTSINGER, Dustin, Corey CHIVERS, Michael DRAUGELIS a Barry FUCHS. What proportion of icu patients are exposed to potentially life-threatening hyperoxia in a large academic health care system. American journal of respiratory and critical care medicine. 2017, 195. ISSN 1073-449X.
57. DE GRAAFF, A. E., D. A. DONGELMANS, J. M. BINNEKADE a E. DE JONGE. Clinicians' response to hyperoxia in ventilated patients in a Dutch ICU depends on the level of FiO₂. Intensive Care Medicine. 2011, 37(1), 46-51. ISSN ‎0342-4642.
58. EGI, M. et al. Oxygen management in mechanically ventilated patients: A multicenter prospective observational study. Journal of Critical Care. 2018, 46, 1-5. ISSN 0883-9441.

Předběžná náplň práce

Úvod do problematiky a význam tématu:
Podávání kyslíku je významnou součástí léčby dechové nedostatečnosti a to nejen na odděleních intenzivní péče, ale prakticky ve všech klinických oborech medicíny. Mnohdy se jedná o život zachraňující léčbu, nicméně podávání kyslíku má i mnoho potencionálních závažných vedlejších efektů a může při neuváženém podávání zvyšovat morbiditu a mortalitu nemocných (1). Velmi často se v praxi setkáváme s vysokými parciálními tlaky kyslíku u ventilovaných pacientů (4), proto je důležité znát benefity i rizika spojená s oxygenoterapií v oblasti intenzivní péče a zaměřit naší pozornost k možným následkům. Tato diplomová práce se bude věnovat problematice expozic toxickým koncentracím kyslíku na resuscitačním oddělení.

Cíl práce a výzkumné otázky:
Diplomová práce se zaměří na hodnoty parciálního tlaku kyslíku (dále jen paO2) u ventilovaných pacientů na Klinice anesteziologie a resuscitace. Cílem práce bude zjistit, zda jsou pacienti exponováni vysokým koncentracím kyslíku. Za ty budou považovány hodnoty paO2 nad 16 kPa. Dalším cílem práce bude zjistit, jak dlouho jsou pacienti ve stavu hyperoxémie (paO2 nad 16 kPa) udržováni, a zda zdravotnický personál reaguje na naměřené hodnoty paO2 u těchto pacientů snížením frakce kyslíku (dále jen FiO2) na ventilátoru.

Metodologie (metoda, výzkumný vzorek):
Výzkum diplomové práce bude mít charakter kvantitativní retrospektivní observační studie. Z elektronické dokumentace budou získávány demografické údaje pacientů, diagnózy při přijetí, hodnoty paO2 a FiO2. Kritériem pro zařazení do studie budou alespoň dvě hodnoty paO2 vyšší než 16 kPa u ventilovaných pacientů hospitalizovaných déle než 24 hodin, a to v období od 1. července do 1. října 2019. Jelikož se budou u zařazených pacientů získávat také hodnoty FiO2, bude možné zjistit, zda se na hyperoxémii reagovalo snížením dodávky kyslíku.

Předpokládaná implementace:
Výsledky studie přinesou informace o množství pacientů, kteří jsou exponováni toxickým koncentracím kyslíku na daném oddělení. Mnoho současných studií (1-3) poukazují na nežádoucí hyperoxémii, která zvyšuje morbiditu a mortalitu pacientů, proto je důležité, abychom zjistili současný stav oxygenoterapie u ventilovaných pacientů v prostředí intenzivní péče.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

Background:
Oxygen supplementation has been an important part of respiratory failure treatment in all fields of clinical medicine for centuries. Oxygenotherapy is often a life-saving measure but indiscriminate administration of oxygen can cause lung and nerve damage and consequently increase morbidity and mortality. (1) In clinical practice we often encounter mechanically ventilated patients with high partial pressures of oxygen in arterial blood (4) which should lead our attention to possible consequences. Therefore it is important to consider not only the benefits but also the risk factors associated with oxygen administration. This thesis focuses on the exposure to toxic concentrations of oxygen on the resuscitation ward.

Aim and research questions:
This thesis will focus on partial pressures of oxygen (hereinafter referred to as paO2) in ventilated patients at the Department of Anaesthesiology and Resuscitation. The aim of this study will be to determine whether patients are exposed to high concentrations of oxygen. High oxygen concentrations will be considered to be partial oxygen pressures above 16 kPa. Another aim of this study will be to find out how long are patients in a state of hyperoxemia (paO2 above 16 kPa) and whether medical staff reacts to measured paO2 values in these patients by reducing the oxygen fraction (hereinafter referred to as FiO2) on the ventilator.

Methods:
The study of this thesis will have the character of a quantitative retrospective study. Patient demographic data, admission diagnoses, paO2 and FiO2 values will be obtained from electronic medical records. The inclusion criteria will be at least two paO2 values greater than 16 kPa in ventilated patients hospitalized for more than 24 hours between 1^st July and 1^st October 2019. As FiO2 values will also be obtained in the enrolled patients, it will be possible to determine whether medical staff reacts to hyperoxemia by reducing oxygen supply.

Implementation:
The results of the study will provide information on the number of patients exposed to toxic concentrations of oxygen on the resuscitation ward. Many recent studies (1-3) showed that hyperoxemia increases morbidity and mortality in patients, so it is important to find out the current practice in oxygen delivery in ventilated intensive care patients.