Anæstetisk dybdekontrol ved hjælp af CLADS vs. TCI hos patienter med LVSDF

MATERIALER OG METODER:

Patienten vil blive præmedicineret med oral tablet alprazolam 0,25 mg natten før og om morgenen efter operationen. I anæstesirummet er 16 G i.v. kanyle vil blive indsat, og følgende monitorer vil blive fastgjort: kontinuerlig pulsoximetri (SpO2), elektrokardiogram (EKG), periodisk ikke-invasivt blodtryk (S/Anæstesimonitor, Datex Ohmeda Inc., Madison, WI) og kontinuerlig BIS ( BIS XP, Aspect Medical Systems, Newton, MA i S/5 anæstesimonitoren). Pre-induktion arteriel linje og central linje vil blive indsat i alle patienter, og kontinuerlige målinger af arterielt blodtryk og centralt venetryk vil blive registreret. Lungearteriekateter vil også blive indsat i alle patienter til monitorering af hjertevolumen. Alle invasive linier vil blive indsat under lokalbedøvelse. NIBP-målinger vil blive stoppet efter transducering af arteriel linje, fordi det kan interferere med vurderingen af ​​MOAA/S-score.

Alle patienterne får i.v. fentanyl i en dosis på 3 µg.kg-1 over en periode på 3 minutter, efterfulgt af propofol-administration enten med CLADS eller TCI.

Gruppe 1:

Propofol vil blive administreret med Diprifusor (Marsh Pharmacokinetic model, Master TCI pump, Fresenius Kabi; Bad Homburg; Tyskland) startende ved en forudbestemt målplasma propofolkoncentration (Cp) på 1,8 µg.ml-1 baseret på en tidligere undersøgelse. Yderligere målkoncentrationer blev fastsat i henhold til Dixon op og ned metoden. Et svigt vil blive efterfulgt af en stigning i målplasmakoncentrationen hos den næste patient med 0,2 µg.ml-1 og en succes vil blive efterfulgt af et fald i målplasmakoncentrationen hos den næste patient med 0,2 µg.ml-1. TCI-pumpen vil blive styret manuelt, og alle data inklusive BIS og vitale data vil blive optaget via CLADS på en bærbar computer. MOAA/S vil blive vurderet hvert 15. sekund for at vurdere tid til bevidsthedstab; BIS og HR vil blive optaget hvert 5. sekund og MAP og PAP hvert 10. sekund. Således vil den anæstetiske dybdekontrol blive vurderet ud fra tid til opnåelse af bevidsthedstab og ved at sammenligne den dosis af propofol, der kræves til induktion og vedligeholdelse. BIS-overskridelser og hæmodynamisk stabilitet vil blive noteret. I tilfælde af at patienten opnår bevidsthedstab inden for 5 minutter, tillades en observationsperiode på 2 minutter for at opnå mål BIS. Hvis patienten ikke opnår mål BIS efter denne periode, vil sagen blive betragtet som en fiasko. På den anden side, hvis patienten opnår mål BIS inden for denne periode, vil det blive betragtet som en succes. I tilfælde, hvor hverken LOC eller mål-BIS vil blive opnået inden for 5 minutter, vil det også blive betragtet som en fiasko, vil Vecuronium blive indgivet i en dosis på 0,1 mg.kg-1 efter LOC, og patienten vil blive intuberet efter 4 minutter. Patienterne vil blive ventileret gennem ansigtsmaske for at opretholde normocapni, der administrerer luft-iltblanding med FiO2 på 0,6 under induktionsperioden indtil intubation. Fentanylinfusion 1µg.kg.h-1 vil give analgesi med yderligere bolus på 1µg.kg-1 før hudincision, sternotomi og ved starten af ​​CPB. Yderligere bolus af analgetiske tilskud (fentanyl 1µg.kg-1) vil blive givet, når det gennemsnitlige arterielle tryk (MAP) eller hjertefrekvensen overstiger 25 % af baseline <50. Hvis hypertension eller takykardi fortsætter med en BIS≤50, vil enten nitroglycerininfusion eller esmolol blive brugt. Under tilstande med hypotension vil inotropisk støtte og/eller vasopressor blive initieret efter at have sikret normovolæmi. Atropinsulfat vil blive brugt til at behandle bradykardi (hjertefrekvens <45b.p.m.) efter at have udelukket andre behandlingsbare årsager. MAP på CPB vil blive opretholdt mellem 50 og 80 mmHg ved brug af phenylephrin/nitroglycerin efter behov. Systemisk hypotermi op til 28ºC vil blive praktiseret under CPB, og patienterne vil aktivt blive genopvarmet til 36ºC før adskillelse fra CPB.

Antallet af patienter, der udviser episoder med hypotension eller hypertension, og antallet af episoder med hypotension eller hypertension, der kræver en ændring i propofol-målkoncentrationen eller administration af vasoaktive lægemidler, vil blive registreret.

Baseret på respons fra den tidligere patient på propofol-administration ved hjælp af Diprifusor ved en forudbestemt målplasma-propofolkoncentration (Cp), vil yderligere stigninger eller reduktioner af Cp hos de efterfølgende patienter være baseret på Dixons op- og ned-metode. Mål-Cp vil blive øget med 0,2 µg.ml-1 hos patienter, der ikke opnår BIS på 50, og Cp vil blive reduceret i efterfølgende tilfælde med 0,2 µg.ml-1 hos patienter, der gør det. Der vil således være behov for seks til otte par af fiasko til succesovergang til beregning af EC50 (dvs. den målkoncentration, hvor 50 % af patienterne opnår BIS på 50). Middelværdien af ​​mellemværdien af ​​disse overgange vil blive brugt til at udlede EC50.

Ved afslutningen af ​​undersøgelsen vil BIS-dataene blive analyseret for offline-bestemmelse af induktionstid. Det er defineret som det tidspunkt, hvor BIS når ≤50 for 2 på hinanden følgende aflæsninger fra starten af ​​propofol-infusion.

Gruppe 2:

I CLADS-gruppen vil induktion og vedligeholdelse blive udført automatisk i henhold til BIS. Hæmodynamikken vil blive styret automatisk gennem CLADS såvel som gennem manuel ionotrop støtte som beskrevet ovenfor.

CLADS er et farmakodynamisk-farmakokinetisk modelbaseret adaptivt infusionssystem, som bruger BIS som den kontrollerede variable og standard infusionspumpe som 'aktuator'. 'Kontrolalgoritmen' er baseret på forholdet mellem forskellige propofol-infusionshastigheder (der producerer forskellige plasmakoncentrationer) og BIS under hensyntagen til de farmakokinetiske variabler (fordeling, clearance). Dette blev etableret i udviklingsstadiet af CLADS. Algoritmen ændrer propofol-infusionshastigheden for at styre og opretholde BIS til det indstillede mål under hensyntagen til eksisterende BIS, tidsforløbet siden påbegyndelsen af ​​infusionen, farmakokinetik, tidsforsinkelsesfaktor mellem sensing og gennemsnit af BIS-data, tidsforsinkelsesfaktor mellem ændring i infusionshastighed og faktisk ændring i plasmakoncentrationen af ​​propofol, samt den maksimale effekt af propofol.

En IBM-kompatibel pc med PENTIUM 4 eller højere processor bruges til at implementere kontrolalgoritmen, levere en brugergrænseflade og styre kommunikation gennem serielle porte (RS 232) med infusionssystem (Pilot-C; Fresenius, Paris, Frankrig) og vital tegnmonitor (AS5; Datex Ohmeda Division, GE Healthcare, Singapore). Lægemiddelleveringen kan fungere i to tilstande - manuel og automatisk. I manuel tilstand styres propofol-infusionshastigheden manuelt via tastaturet. I 'automatisk' tilstand styrer systemet automatisk propofol/isofluran administration i henhold til kontrolalgoritmen. Den automatiske tilstand har yderligere tre muligheder: (i) induktion, (ii) vedligeholdelse og (iii) induktion kombineret med vedligeholdelse. Brugeren skal indtaste en mål BIS-værdi, alder, vægt, højde sammen med status for patient-lav risiko (ASA I-III), høj risiko (ASA III-IV, NYHA klasse III), meget høj risiko (ASA IV- V, NYHA III-IV), eller pædiatrisk. Systemet kan også fungere i 'monitor'-tilstand, hvor det kun opdaterer BIS og andre patientdata og giver en grafisk visning af aktuelle og trendværdier.

Systemet opdaterer de elektroencefalografiske data hvert 5. sekund og beregner BIS-fejlen (target BIS-actual BIS). Den bruger PID (proportional integral differential) algoritme baseret på denne fejl til at foretage ændringerne i propofol infusionshastighed for at opnå mål BIS. Algoritmen finjusterer hastigheden og varigheden af ​​propofoltilførsel forskelligt under induktions- og vedligeholdelsesfaser af anæstesitilførsel. Under induktion forsøger controlleren at opnå målkoncentrationen på en trinvis måde (medens han kontinuerligt modtager feedback af BIS hvert 5. sekund) på basis af forholdet mellem plasmakoncentrationer og BIS. Under vedligeholdelse anses 30 s som én epoke. De første tre såvel som de sidste tre BIS-værdier for hver epoke beregnes som gennemsnit og sammenlignes for at vurdere tendensen. Når tendenserne indikerer en stigende BIS, sættes højere målkoncentrationer og dermed højere propofolrater og omvendt, hvis tendenserne indikerer en faldende BIS. Disse tendenser krydstjekkes også med større epoketrends, før der foretages lægemiddelændringer.

En sikkerhedsfunktion er blevet tilføjet, hvor propofol og andre bedøvelsesmidler stoppes automatisk, når hæmodynamikken falder under de sikkerhedsgrænser, som operatøren har sat. Dette vil genstarte automatisk, når hæmodynamikken forbedres til værdier over den foruddefinerede nedre grænse. Tidsforsinkelsen for denne automatiske afbrydelse er højst 10 s, som er det interval, hvor vitalerne opdateres i controlleren.

Tid til at opnå tab af bevidsthed, dosis af propofol, der kræves til induktion og vedligeholdelse, BIS-overskridelser og hæmodynamik vil blive registreret hos patienter, der får propofol ved hjælp af CLADS.

Ved afslutningen af ​​operationen vil CLADS/TCI blive afbrudt, og patienten vil blive flyttet til den post-kirurgiske intensivafdeling for elektiv mekanisk ventilation.

STATISTISK ANALYSE- Fysiologiske data præsenteres som middelværdi (SD), og tidsintervaller præsenteres som median (interval). Systemets ydeevne blev vurderet ved at beregne median ydeevnefejl (MDPE), median absolut ydeevnefejl (MDAPE), wobble og divergens (tidsrelaterede tendenser) ved hjælp af metoder fra Varvel et al.

Ydeevnefejlen er givet af formlen:

PE = [(BISmeasured-BIStarget)÷BIStarget]×100 Medianydelsesfejlen (MDPE), som afspejler bias af CLADS i det ide emne, bestemmes som MDPE=median {PEij j=1........Ni } hvor Ni er antallet af (PE) værdier opnået i den ith sub Median Performance Error (MDPE) Median Absolut Performance Error (MDAPE)= median {I PEij j=1........Ni I} Wobble er bestemt ud fra ligningen Wobble=median {I PEij - MDPEiI , j=1......Ni }

Global Score (GS) - Global Score bruges til at score EEG-styret dybde af anæstesikontrolsystemer med én skalar:

GS=(MDAPE+WOBBLE)÷brøkdel af tid BIS∈(40,60) Divergens er hældningen af ​​den lineære regressionsligning af absolut præstationsfejl i forhold til tid og udtrykkes i enheder af procentvis divergens pr. minut. En positiv værdi indikerer en progressiv udvidelse af afstanden mellem målværdier og målte værdier, mens en negativ værdi indikerer, at de målte værdier konvergerer i forhold til målet. MDPE og MDAPE er mål for henholdsvis bias og præcision, wobble måler den intraindividuelle variabilitet i ydeevnefejlene. Procentdelen af ​​tid, hvor BIS forbliver inden for ±10 af mål-BIS under lukket sløjfe (CLADS-gruppe) eller manuel kontrol (TCI-gruppe), vil også blive beregnet. Tilstrækkeligheden af ​​hæmodynamisk kontrol vil blive bedømt ud fra den procentdel af anæstesi, hvor det gennemsnitlige arterielle blodtryk og hjertefrekvens (HR) er inden for ±25 % af baseline.

Forskelle mellem grupperne vil blive analyseret ved hjælp af den uparrede t-test for parametriske data og Mann-Whitney U-testen for ikke-parametriske data. Tælledata vil blive analyseret ved hjælp af chi-kvadrattesten. Alle analyser vil blive udført ved hjælp af SPSS v21.0 til Windows (SPSS Inc., Chicago IL, U.S.A.), og en P-værdi <0,05 vil blive anset for at være signifikant.

Til beregning af EC50 (plasmakoncentration ved hvilken 50 % patienter opnår en BIS) af propofol, der kræves til induktion, vil blive beregnet ved hjælp af Dixon og Massey-metoden. Seks til otte par er nødvendige for at beregne EC50 fra Dixon op og ned metode. Probitanalyse af dataene for TCI-gruppen vil derefter blive udført for at bestemme EC50 og EC95.

Fra en pilotundersøgelse vurderede efterforskerne, at manuel kontrol ved hjælp af TCI opretholdt BIS i området ±10 af målet 70 % af tiden. For at vurdere forbedringen på 20 % fra denne kontrol, beregnede efterforskerne, at de ville være nødt til at rekruttere 36 patienter for at opnå 80 % effekt ved 5 % Type I fejl. I alt 40 patienter blev rekrutteret under hensyntagen til mulig utilsigtet patientnedslidning.