Bewertung der Propofol-Dosierung basierend auf dem Gesamtkörpergewicht unter Verwendung eines Closed-Loop-Anästhesie-Verabreichungssystems

Propofol ist das am häufigsten verwendete intravenöse Mittel zur Einleitung und Aufrechterhaltung einer Anästhesie im Rahmen einer totalen intravenösen Anästhesie (TIVA).

Bei krankhaft fettleibigen Personen können verschiedene Faktoren, wie z. B. erhöhter Körperfettgehalt, mageres Körpergewicht, Herzzeitvolumen, Gesamtblutvolumen und Veränderungen des regionalen Blutflusses; die das Verteilungsvolumen, die Clearance und die Elimination von intravenösen Anästhetika nachteilig/unvorhersehbar beeinflussen und dadurch die Kontrolle der Verabreichung von TIVA erschweren.

Ein Hauptproblem bei der Propofol-Dosierung basierend auf dem Gesamtkörpergewicht (TBW) bei adipösen Patienten ist die unverhältnismäßige Arzneimittelverabreichung, die zu einer übermäßigen Arzneimittelakkumulation im Körper mit möglicher Überdosierung, verzögerter Erholung von der Anästhesie und nachteiligen hämodynamischen Ergebnissen führt. Studien zum Propofol-Dosierungsschema für TIVA empfahlen, dass LBW zur Berechnung der Bolusdosis während der Narkoseeinleitung und TBW oder ABW zur Ermittlung einer für die Aufrechterhaltung der Anästhesie erforderlichen Infusionsdosis verwendet werden sollte.

Der Propofol-Bedarf zur Einleitung der Anästhesie basiert auf LBW und ist besonders relevant für krankhaft fettleibige Patienten, da ihre überschüssige Fettmasse das Verteilungsvolumen von Propofol erhöht, das angesichts einer verringerten Durchblutung des Fettgewebes; erlegt die Last einer potentiellen Arzneimittelakkumulation auf. Dies kann während der Narkoseeinleitung zu einer erhöhten Arzneimittelabgabe an Nicht-Fettgewebe und möglicherweise zu einer unerwünschten Verringerung der Narkosetiefe und damit einhergehenden nachteiligen hämodynamischen Wirkungen führen.

Umgekehrt nehmen während der Erhaltungsphase von Propofol TIVA das Verteilungsvolumen und die Clearance von Propofol zu und korrelieren linear mit TBW. In dieser Hinsicht die Kontrolle der Propofol-Verabreichung bei krankhaft Fettleibigen mit dem allometrischen PK-Modell von Eleveld, das TBW als Gewichtsparameter verwendet; hat sich als überlegen gegenüber anderen Modellen herausgestellt, die andere Skalare zur Gewichtsdosierung verwenden.

Die Verwendung von ABW im Schnider- und Marsh-Modell berücksichtigt die Arzneimittelverteilung auf mageres Gewebe sowie einen Anteil am Körperfettgewicht, wodurch die Lipidlöslichkeitsdynamik von Propofol berücksichtigt wird. ABW wird berechnet, indem 40 % überschüssiges Fettgewicht (FW) zu IBW addiert werden.

Bei adipösen Patienten wurde festgestellt, dass die Propofol-Verabreichung unter Verwendung des allometrischen PK-Modells von Eleveld unter Einbeziehung von TBW anderen Modellen, die andere Dosierungsskalare verwenden, überlegen ist.

Die zielgesteuerte Infusion (TCI) bildet den Kern der Standard-of-Care-Methode, die zur Verabreichung von Propofol TIVA verwendet wird. Das TCI-System umfasst typischerweise eine mikroprozessorgesteuerte Spritzenpumpe, die darauf ausgelegt ist, eine definierte Plasmakonzentration des Medikaments basierend auf der Reaktion des Patienten und einem pharmakokinetischen (PK) Modell mit mehreren Kompartimenten zu erreichen.

Obwohl TCI-Systeme so konzipiert sind, dass sie Propofol mit einer Rate abgeben, die auf einer vorbestimmten Plasmakonzentration basiert, berücksichtigen sie nicht das pharmakodynamische Profil des Patienten. Daher ist es schwierig zu bestimmen, ob die erreichte Zielplasmakonzentration eine ausreichende Anästhesietiefe erzeugt hat. In Ermangelung einer zuverlässigen Überwachung der Anästhesietiefe während der Erhaltungsphase von Propofol TIVA kann die erreichte gewünschte Plasmakonzentration entweder zu einer intraoperativen Bewusstheit aufgrund einer Unterdosierung oder zu einer verzögerten Erholung von der Anästhesie aufgrund einer Überdosierung führen.

Derzeit eine Reihe von Forschungsarbeiten zur automatisierten Propofol-Verabreichung unter Verwendung computergesteuerter Anästhesie-Verabreichungssysteme mit geschlossenem Regelkreis, die Propofol basierend auf der elektrischen Aktivität des frontalen Cortex des Patienten, wie durch den Bispektralindex (BIS) bestimmt, abgeben; haben ausführlich gezeigt, dass diese Systeme Propofol liefern und die Narkosetiefe im Vergleich zur manuellen Verabreichung weitaus präziser aufrechterhalten.

Liu et al. verwendeten ein BIS-geführtes Dual-Loop-Anästhesiesystem, um den Bedarf an Propofol und Remifenatnil bei fettleibigen im Vergleich zu schlanken Patienten zu bestimmen. Die Propofol-Abgabe wurde durch einen geschlossenen Regelkreis durch eine TCI-Pumpe gesteuert. Propofol wurde mit Dosisberechnung von TBW und basierend auf dem Schnider-Modell geliefert. Die gemäß TBW in Echtzeit abgegebene Propofol-Dosierung wurde post hoc auf einer IBW-Skala analysiert. Der Propofol-Bedarf für die Einleitung und Erhaltung basierend auf TBW war sowohl bei adipösen als auch bei schlanken Patienten gleich.

CLADS ist ein von Puri entwickeltes BIS-gesteuertes automatisiertes Anästhesiesystem mit geschlossenem Kreislauf, das Propofol mit einer Nicht-TCI-Infusionspumpe verabreicht. Dieses System verwendet einen Kontrollalgorithmus, der auf der Beziehung zwischen verschiedenen Propofol-Infusionsraten und BIS-Variablen basiert. CLADS reguliert die Propofol-Infusionsrate, um einen vorbestimmten BIS-Zielwert (BIS = 50) aufrechtzuerhalten, und ist unabhängig vom Plasma-Propofol-Konzentrationsstatus. CLADS ist insofern einzigartig vielseitig, als es die verabreichte Propofol-Dosierung sowohl auf der Basis von TBW als auch von IBW berechnen kann.

Wohingegen in einer Studie, in der CLADS verabreichtes Propofol mit Desfluran-GA bei krankhaft fettleibigen Patienten verglichen wurde, die sich einer bariatrischen Operation unterziehen (unveröffentlichte Daten), die Propofol-Erhaltungsdosis basierend auf ABW 5,5 + 1,3 mg kg-1 h-1 betrug; Liu et al. berichteten über einen mittleren Propofolverbrauch von 5,2 [4,1, 6] mg kg-1 h-1 mit ihrem Dual-Loop-Closed-Loop-Anästhesiesystem, das auch eine TBW-basierte Verabreichung von Propofol und Remifentanil verwendete. In beiden Studien wurde BIS als Eingangssteuerungsaktuator verwendet, um die Rückkopplungsschleife zu schließen, die den Patienten, das Abgabesystem und das Infusionsflusssystem verbindet.

Obwohl die Aufrechterhaltung von Propofol TIVA basierend auf TBW gut etabliert ist, ist der Dosierungsplan basierend auf ABW nicht gut erforscht. Da das ABW zusätzlich zum IBW einen bestimmten Prozentsatz an FW und nicht das vollständige FW wie bei TBW berücksichtigt, nehmen wir an, dass die Propofol-Dosierung mit ABW im Vergleich zu TBW zu einem geringeren Propofol-Bedarf führt, um eine äquivalente Anästhesietiefe aufrechtzuerhalten. Da CLADS eine objektive Bewertung der abgegebenen Propofol-Dosis und der Konsistenz der Anästhesietiefe liefert, zielt diese randomisierte Studie darauf ab, die Erhaltungserfordernisse von Propofol bei adipösen Patienten zu vergleichen, denen eine Propofol-Dosierung basierend auf TBW und ABW verabreicht wurde