Closed Loop isofluranadministration med bispektralt indeks i åben hjertekirurgi

De grundlæggende komponenter i et anæstesitilførselssystem med lukket sløjfe er: (1) et system under kontrol - patient; (2) en kontrolleret variabel, der måler dybden af ​​anæstesi, (3) et sætpunkt for denne variabel specificeret af brugeren, (4) en aktuator, som omfatter en algoritme til at oversætte en målt værdi af den kontrollerede variabel til en bestemt handling eller aktuator til at styre den kontrollerede variabel tættere på målvariablen.

I den foreslåede undersøgelse vil den kontrollerede variabel være BIS. Kontrolaktuatoren er et patenteret (2158/DEL/2007) farmakodynamisk-farmakokinetisk modelbaseret adaptivt infusionssystem kaldet "Improved Anesthetic Agent Delivery System (IAADS"). En IBM-kompatibel med PENTIUM 2 eller højere processor-personcomputer (2 GHz) bruges til at implementere kontrolalgoritmen, levere en brugergrænseflade og styre kommunikation via serielle porte (RS 232) med infusionssystemet (Pilot-C, Frasenius, Frankrig) og en Datex vital sign monitor. Vi vil bruge Avance ventilator (Datex Ohmeda, softwareversion 5.0) med kuldioxidabsorber og opadgående bælg for at give konstant volumenventilation. Mængden af ​​acceptabel lækage i kredsløbet vil blive reduceret til ≤ 150 ml min-1 bestemt under ventilation af en testlunge. Lave friskgasstrømme vil blive brugt under undersøgelsen. Isofluran injiceres i cirkelsystemets ekspiratoriske lemmer via 20 ml Plastipak (polyethylen BD) sprøjte med en 100 cm lang polyethylenslange (Vygon, Indien) ved hjælp af en Pilot C infusionspumpe (Fresenius hætteglas SA, Frankrig). Den angivne volumetriske nøjagtighed af infusionspumpen er ±2 %.

Efter at have indhentet skriftligt informeret samtykke, vil patienter blive tilfældigt allokeret (ved lukket kuvert-teknik ved hjælp af computergenererede tilfældige tal) til en af ​​de to grupper - manuel og automatisk. Investigatoren vil kun være til stede under proceduren med henblik på dataindsamling og vil ikke være involveret i udførelsen af ​​anæstesi. Alle patienter vil modtage 5-10 mg oral diazepam i henhold til institutionsprotokol natten før og om morgenen efter operationen som præmedicinering. Efter at have flyttet patienten til operationsbordet, vil patienterne blive startet på normal saltvand 100 ml/time (1-2 ml/kg/time). Rutinemæssig fysiologisk monitorering vil blive påbegyndt (pulsoximetri, elektrokardiografi, non-invasiv blodtryksmonitorering). BIS (Bispectral index) vil blive opnået af engangssensorer (Aspect Medical System Inc. MA USA) fastgjort til patientens pande. Patienterne vil modtage 0,15 mg/kg morfinsulfat før induktion i alikvoter på 3-5 mg, hvorunder indlagt arteriel kanyle, central venelinje og lungearteriekatetre (hvis det skønnes nødvendigt) vil blive indsat.

Før induktion skal patienter modtage fentanyl 3μg/kg over tre minutter. I automatisk tilstand vil IAADS automatisk beregne og titrere den indledende og efterfølgende propofol-infusionshastighed i henhold til patientens vægt, risikostatus og mål-BIS-værdi, som vil blive sat til 50 for alle tilfælde med et interval på 40-60. I manuel gruppe vil propofol-infusionshastigheden blive bestemt af den behandlende anæstesiolog i henhold til patientens vægt og mål-BIS på 50 med det formål at opretholde BIS inden for 40-60. Efter bevidsthedstab (LOC) vil patienter modtage 0,1 mg/kg vecuroniumbromid og vil blive intuberet efter 4 minutter.

Cirkelsystemet vil blive lukket efter at have fastslået den korrekte position af endotrachealrøret. I kontrolgruppen vil isofluraninfusion blive påbegyndt i cirklens ekspiratoriske lemmer med forudbestemte hastigheder. Isoflurankoncentrationen i kredsløbet opbygges gradvist over en periode på 10 minutter for at opnå en specificeret BIS-værdi. Under isofluranbedøvelse vil patienter blive ventileret med 100 % ilt. Friske gasstrømme vil blive startet med 500 ml/min, og ventilationen vil blive indstillet til at opretholde en sluttidal CO2-koncentration på 30-35 mmHg. Hvis de friske gasstrømme er utilstrækkelige som bestemt ved ufuldstændig påfyldning af bælg, øges strømmene gradvist med 100 ml/min til maksimalt 1000 ml/min. Hvis der stadig er en lækage, vil undersøgelsen blive opgivet og patienten ventileret med højere flow. Patienterne vil således blive opretholdt på isofluran injiceret i kredsløbets ekspiratoriske lemmer. Analgesien vil blive opretholdt med fentanyl 1μg/kg/time infusion med yderligere bolus på 1μg/kg før hudincision, sternotomi og påbegyndelse af kardiopulmonal bypass (CPB). Muskelafspænding vil blive opretholdt med en kontinuerlig infusion af vecuroniumbromid 50μg/kg/time. Efter 30 minutters induktion vil der blive udtaget en arteriel prøve for at have basislinjeværdier for blodgasser, aktiveret koagulationstid (ACT) og blodsukker. Patienterne vil modtage en bolus på 3 mg/kg heparin for at hæve ACT over 480s. I tilfælde af lavere værdier vil yderligere bolus af heparin blive infunderet i henhold til tyr og kollegers dosisresponskurve for heparin.

I den manuelle gruppe, efter bekræftelse af placeringen af ​​endotracheal tube, vil cirkelsystemet blive lukket, og friske gasstrømme vil blive startet ved 1000 ml/min. Inhalationsbedøvelsesmidler vil blive leveret af Fluotech 7 fordamper (Datex ohmeda) til isofluran. Den indledende indstilling af drejeknappen vil blive startet ved 3 %, og efter 5 minutter vil flowet blive reduceret til 500 ml/min, og isoflurankoncentrationen vil blive titreret af anæstesiologen for at opretholde BIS på 50. Indstillingen af ​​drejeknappen øges eller formindskes for at opretholde BIS på 50, og antallet af gange, indstillingen af ​​fordamperens drejeskive ændres, vil blive noteret. Resten af ​​protokollen vil ligne computerkontrolgruppen beskrevet ovenfor.

Efter initiering af CPB vil arterielle blodgasser, ACT og blodsukker blive bestemt hver halve time. Et arterielt partialtryk på O2 på 300-400 mmHg, ACT >480s og blodsukker <180mg/dl vil blive opretholdt i hele bypass-perioden. Efter vellykket afslutning af kardiopulmonal bypass vil heparin blive antagoniseret med protaminsulfat.

Under episoder, hvor det gennemsnitlige arterielle tryk overstiger 25 % af baseline eller hjertefrekvens overstiger 100 slag/min eller 25 % af baseline, vil analgesi blive suppleret med fentanyl 1μg/kg. I tilfælde af vedvarende hypertension eller takykardi med BIS < 50, vil nitroglycerin-infusion startes og titreres for at kontrollere blodtrykket; Esmolol (op til 0,5 mg/kg IV) vil blive administreret for at kontrollere hjertefrekvensen (HR). Tilsvarende, i tilfælde af fald i det gennemsnitlige arterielle tryk til mindre end 25 % af baseline i nærvær af normovolæmi, vil phenylephrin initialt blive brugt i bolus på 0,5 μg/kg. Ved vedvarende hypotension efter en kumulativ Phenylephrin-dosis på 2μg/kg, vil dopamininfusion blive startet og titreret for at opretholde MAP inden for 25 % af baseline. Ligeledes, i tilfælde af fald i HR til <45 slag/min., vil atropinsulfat (10μg/kg IV bolus) blive administreret efter udelukkelse af andre behandlingsbare årsager.

Under CPB vil patienter blive skiftet til propofol infusion, da udstyret til at levere friske gasser under CPB kræver store friske gasstrømme, og cirkelsystem er ikke muligt i øjeblikket. MAP vil blive opretholdt mellem 50-80 mmHg, og enhver afvigelse fra disse grænser skal behandles med phenylephrin bolus eller natriumnitroprussid infusion. Propofol vil blive administreret i henhold til IAADS i computerkontrolgruppen og manuelt i den manuelle gruppe for at opretholde BIS på 50.

Fem minutter efter afslutningen af ​​CPB vil patienterne blive skiftet tilbage til isofluran. I computerkontrolgruppen vil koncentrationen i kredsløbet for den indstillede BIS blive opnået over 10 minutter. I den manuelle kontrolgruppe vil drejeindstillingen blive startet ved 3 % og titreret i henhold til BIS. Friske gasstrømme vil blive opretholdt i samme hastighed før initiering af CPB.

Ved afslutningen af ​​hudlukningen vil isofluran, fentanyl og vecuronium blive stoppet, og undersøgelsesprotokollen afsluttet. Patienten vil blive flyttet til propofol-infusion til postoperativ sedation og vil blive flyttet til post-anæstesiafdelingen uden antagoniserende muskelafslappende midler til elektiv mekanisk ventilation. Patienter vil blive ekstuberet efter opfyldelse af standardkriterier for ekstubering. Alle patienter vil løbende blive monitoreret for hæmodynamisk stabilitet og vedligeholdelse af blodgasser op til 24 timer postoperativt. Patienterne vil blive udsat for et struktureret interview som modificeret fra Brice og kolleger og beskrevet af Nordstrom for bevidst bevidsthed; ved udskrivelse fra postanæstesiafdelingen, dagen efter operationen og cirka en uge senere.