Podávání isofluranu v uzavřené smyčce s bispektrálním indexem v chirurgii otevřeného srdce

Základní komponenty v anesteziologickém aplikačním systému s uzavřenou smyčkou jsou: (1) systém pod kontrolou – pacient; (2) řízená proměnná, která měří hloubku anestezie, (3) nastavená hodnota pro tuto proměnnou specifikovaná uživatelem, (4) akční člen, který obsahuje algoritmus pro převod naměřené hodnoty řízené proměnné na konkrétní akci nebo akční člen, aby řídil regulovanou veličinu blíže k cílové proměnné.

V navrhované studii bude řízenou proměnnou BIS. Ovládací aktuátor je patentovaný (2158/DEL/2007) adaptivní infuzní systém založený na farmakodynamicko-farmakokinetickém modelu s názvem „Improved Anesthetic Agent Delivery System (IAADS“). IBM kompatibilní s osobním počítačem s procesorem PENTIUM 2 nebo vyšším (2 GHz) se používá k implementaci řídicího algoritmu, zajištění uživatelského rozhraní a řídicí komunikaci přes sériové porty (RS 232) s infuzním systémem (Pilot-C, Frasenius, Francie). a monitor vitálních funkcí Datex. K zajištění konstantní objemové ventilace použijeme ventilátor Avance (Datex Ohmeda, verze softwaru 5.0) s absorbérem oxidu uhličitého a vzestupným měchem. Množství přijatelného úniku v okruhu se sníží na ≤ 150 ml min-1 stanovené během ventilace testovací plíce. Během studie budou použity nízké průtoky čerstvého plynu. Isofluran bude injikován do výdechové končetiny kruhového systému pomocí 20ml stříkačky Plastipak (polyethylen BD) se 100 cm dlouhou polyethylenovou hadičkou (Vygon, Indie) pomocí infuzní pumpy Pilot C (Fresenius vial SA, Francie). Udávaná objemová přesnost infuzní pumpy je ±2 %.

Po získání písemného informovaného souhlasu budou pacienti náhodně rozděleni (technikou uzavřené obálky s použitím počítačem generovaných náhodných čísel) do jedné ze dvou skupin – manuální a automatické. Zkoušející bude přítomen během procedury pouze pro účely sběru dat a nebude se podílet na provádění anestezie. Všichni pacienti dostanou 5-10 mg perorálně diazepamu podle protokolu instituce noc před a ráno před operací jako premedikaci. Po přesunutí pacienta na operační stůl bude pacientům zahájen normální fyziologický roztok 100 ml/h (1-2 ml/kg/h). Bude zahájeno rutinní fyziologické monitorování (pulzní oxymetrie, elektrokardiografie, neinvazivní monitorování krevního tlaku). BIS (Bispectral Index) bude získáván jednorázovými senzory (Aspect medical system Inc. MA USA) připevněný na čelo pacienta. Pacienti dostanou 0,15 mg/kg morfin sulfátu před indukcí v alikvotech 3-5 mg, během kterých se zavede zavedená arteriální kanyla, centrální žilní katetr a katétry plicní artérie (pokud to bude považováno za nutné).

Před indukcí dostanou pacienti fentanyl 3 μg/kg po dobu tří minut. V automatickém režimu IAADS automaticky vypočítá a titruje počáteční a následnou rychlost infuze propofolu podle hmotnosti pacienta, rizikového stavu a cílové hodnoty BIS, která bude nastavena na 50 pro všechny případy s rozsahem 40-60. V manuální skupině bude rychlost infuze propofolu stanovena ošetřujícím anesteziologem podle hmotnosti pacienta a cílové BIS 50 s cílem udržet BIS v rozmezí 40-60. Po ztrátě vědomí (LOC) pacienti dostanou 0,1 mg/kg vekuronium bromidu a budou intubováni po 4 minutách.

Kruhový systém se uzavře po zjištění správné polohy endotracheální rourky. V kontrolní skupině bude infuze isofluranu zahájena do výdechové větve kruhu předem stanovenými rychlostmi. Koncentrace isofluranu v okruhu bude postupně zvyšována po dobu 10 minut, aby se dosáhlo specifikované hodnoty BIS. Během anestezie isofluranem budou pacienti ventilováni 100% kyslíkem. Toky čerstvého plynu budou zahájeny rychlostí 500 ml/min a ventilace bude nastavena tak, aby byla zachována koncová koncentrace CO2 na úrovni 30-35 mmHg. Pokud jsou průtoky čerstvého plynu nedostatečné z důvodu neúplného naplnění měchů, budou se průtoky postupně zvyšovat o 100 ml/min až na maximum 1000 ml/min. Pokud stále dochází k úniku, studie bude opuštěna a pacient bude ventilován vyššími průtoky. Pacienti tak budou udržováni na isofluranu injikovaném do výdechové větve okruhu. Analgezie bude udržována infuzí fentanylu 1 μg/kg/h s dalšími bolusy 1 μg/kg před kožní incizí, sternotomií a zahájením kardiopulmonálního bypassu (CPB). Svalová relaxace bude udržována kontinuální infuzí vekuronium bromidu 50 μg/kg/hod. Po 30 minutách indukce se odebere arteriální vzorek, aby byly zjištěny základní hodnoty krevních plynů, aktivovaného času srážení (ACT) a glukózy v krvi. Pacienti dostanou bolus 3 mg/kg heparinu ke zvýšení ACT nad 480 s. V případech nižších hodnot budou podány další bolusy heparinu podle křivky závislosti odpovědi na dávce pro heparin býka a kolegy.

V manuální skupině se po potvrzení umístění endotracheální kanyly uzavře kruhový systém a spustí se průtok čerstvého plynu rychlostí 1000 ml/min. Inhalační anestetika dodává vaporizér Fluotech 7 (Datex ohmeda) pro isofluran. Počáteční nastavení číselníku bude zahájeno na 3 % a po 5 minutách se průtoky sníží na 500 ml/min a anesteziolog titruje koncentraci isofluranu, aby se udržela hodnota BIS 50. Nastavení číselníku se zvýší nebo sníží, aby se udržela hodnota BIS 50, a zaznamená se počet změn nastavení číselníku výparníku. Zbytek protokolu bude podobný výše popsané skupině ovládání počítače.

Po zahájení CPB se každou půl hodinu stanoví arteriální krevní plyny, ACT a glykémie. Arteriální parciální tlak O2 300-400 mmHg, ACT > 480 s a hladina glukózy v krvi < 180 mg/dl bude udržována po celou dobu bypassu. Po úspěšném dokončení kardiopulmonálního bypassu bude heparin antagonizován protaminsulfátem.

Během epizod, kdy průměrný arteriální tlak překročí 25 % výchozí hodnoty nebo srdeční frekvence překročí 100 tepů/min nebo 25 % výchozí hodnoty, bude analgezie doplněna fentanylem v dávce 1 μg/kg. V případě přetrvávající hypertenze nebo tachykardie s BIS < 50 bude zahájena infuze nitroglycerinu a titrována ke kontrole krevního tlaku; Ke kontrole srdeční frekvence (HR) bude podáván esmolol (až 0,5 mg/kg IV). Podobně v případě poklesu středního arteriálního tlaku na méně než 25 % výchozí hodnoty za přítomnosti normovolemie bude zpočátku fenylefrin použit v bolusech 0,5 μg/kg. V případě přetrvávající hypotenze po kumulativní dávce fenylefrinu 2 μg/kg bude zahájena infuze dopaminu, která bude titrována tak, aby se MAP udržela v rozmezí 25 % výchozí hodnoty. Stejně tak v případě poklesu HR na < 45 tepů/min. bude po vyloučení jiných léčitelných příčin podán atropin sulfát (10 μg/kg IV bolus).

Během CPB budou pacienti převedeni na infuzi propofolu, protože zařízení pro dodávání čerstvých plynů během CPB vyžaduje velké průtoky čerstvého plynu a kruhový systém v současné době není možný. MAP se bude udržovat mezi 50-80 mmHg a jakákoliv odchylka od těchto limitů bude léčena fenylefrinovými bolusy nebo infuzí nitroprusidu sodného. Propofol bude podáván podle IAADS v počítačové kontrolní skupině a ručně v manuální skupině pro udržení BIS 50.

Pět minut po ukončení CPB budou pacienti převedeni zpět na isofluran. V počítačové kontrolní skupině bude koncentrace v okruhu pro nastavený BIS dosažena během 10 minut. Ve skupině ručního ovládání bude nastavení číselníku zahájeno na 3 % a titrováno podle BIS. Toky čerstvého plynu budou udržovány na stejné rychlosti před zahájením CPB.

Na konci uzavření kůže bude podávání isofluranu, fentanylu a vekuronia ukončeno a protokol studie ukončen. Pacient bude přesunut na infuzi propofolu pro pooperační sedaci a bude přeložen na jednotku postanesteziologické péče bez antagonizujících myorelaxancií pro elektivní mechanickou ventilaci. Pacienti budou extubováni při splnění standardních kritérií pro extubaci. Všichni pacienti budou nepřetržitě monitorováni na hemodynamickou stabilitu a udržení krevních plynů až 24 hodin po operaci. Pacienti budou podrobeni strukturovanému rozhovoru upravenému Briceem a kolegy a popsaném Nordstromem pro vědomé uvědomění; při propuštění z oddělení poanesteziologické péče, den po operaci a přibližně o týden později.