EEG-gesteuerte Propofol-Sedierung im Vergleich zur Standardversorgung für Ösophagogastroduodenoskopie und Koloskopie bei Kindern (EPOC)

HINTERGRUND UND BEGRÜNDUNG Ösophagogastroduodenoskopie (OGD) und Koloskopie bei Kindern werden häufig unter tiefer Sedierung mit Propofol durchgeführt. Die Titration der Propofol-Dosierung basiert ausschließlich auf kardiorespiratorischen Parametern, die aus der Standard-ASS-Überwachung ermittelt werden. Diese Methode der Propofol-Titration ermöglicht jedoch keine Visualisierung der Gehirnreaktion des Patienten und führt häufig zu einer Unter- oder Übersedierung. Eine Untersedierung kann zu unerwünschten intraoperativen Bewegungen und potenziellem Bewusstsein führen, während eine Übersedierung mit Komplikationen wie Apnoe, Hypoxämie, Hypotonie, verlängerter Zeit bis zum Aufwachen und einer Verzögerung der Entlassung aus der PACU verbunden ist.(1,2)

Patienten werden während der Propofol-Anästhesie häufig übersediert. Eine Studie an Erwachsenen, die sich einer Koloskopie mittels Elektroenzephalographie (EEG)-Überwachung unterzogen, zeigte, dass die Anbieter zwar eine mäßige bis tiefe Sedierung planten, eine retrospektive Überprüfung des EEG jedoch ergab, dass sich viele Patienten unter Vollnarkose befanden, häufig mit Burst-Unterdrückung (3). EEG-Burst-Unterdrückung hat wurde mit einem postoperativen Delir bei älteren Menschen in Verbindung gebracht (4), und eine Anästhesietitration zur Minimierung der Burst-Unterdrückung kann die Inzidenz eines postoperativen Delirs verringern. Ebenso kommt es häufig zu Übersedierung und isoelektrischen EEG-Ereignissen bei Kindern, die sich einer Propofol-Anästhesie unterziehen, wobei die Dosierung ausschließlich auf der Populationspharmakokinetik und der Hämodynamik des Patienten basiert. (5)

Kürzlich wurde vorgeschlagen, dass die EEG-Überwachung und -Anleitung während der Anästhesie und Sedierung bei Kindern eine direkte Visualisierung der Gehirnreaktion jedes Patienten ermöglicht und die aktuelle Standardüberwachung ergänzt, um die Sicherheit und das Erlebnis des Patienten zu verbessern.(2) Es hat sich gezeigt, dass die EEG-Führung den Sevofluran-Bedarf bei Kindern unter Vollnarkose senkt. (9) Insbesondere das EEG-Spektrogramm, auch Density Spectral Array (DSA) genannt, ermöglicht eine einfache Visualisierung der Wechselwirkungen zwischen Gehirnreaktion, hämodynamischer Reaktion und sich ändernder prozeduraler Stimulation in Echtzeit und erleichtert so eine präzisere und differenziertere Titration von Anästhesiemitteln . (2)

Verarbeitetes EEG (pEEG) wie der Bispektralindex (BIS), der Narcotrend-Index (NI) und der Patientenzustandsindex (PSI) sind dimensionslose Zahlen, die aus dem EEG mithilfe von Herstelleralgorithmen zur Quantifizierung der Narkosetiefe abgeleitet werden (6). Angesichts der mangelnden Klarheit darüber, wie unterschiedliche pEEG-Zahlen berechnet werden und wie sie mit grundlegenden neurophysiologischen Eigenschaften des sich entwickelnden Gehirns zusammenhängen, ist es jedoch wichtig, die pEEG-Zahl in Bezug auf die rohe EEG-Wellenform und das Spektrogramm zu interpretieren.

Nur zwei kleine Studien haben die EEG-gesteuerte Propofol-Anästhesie mit der Standardversorgung bei Kindern verglichen, beide unter Verwendung des Narcotrend Index (NI). Es wurde gezeigt, dass die NI-Anleitung zu einer etwas schnelleren Genesung und einem geringeren Medikamentenkonsum führt.(7)(8) Bisher wurde in keiner Studie das Spektrogramm zusammen mit der pEEG-Zahl zur Steuerung der Anästhesie genutzt. Ziel der Forscher ist es, die EEG-Führung mittels Sedline-EEG und Spektrogramm zusätzlich zum PSI mit der Standardversorgung bei Kindern zu vergleichen, die sich einer Propofol-TIVA für OGD und Koloskopie unterziehen. Eine bessere Visualisierung der Gehirnreaktion mithilfe des Spektrogramms kann zu einer präziseren Titration der Propofol-Dosen, einem geringeren Propofol-Verbrauch und einer stärkeren Verkürzung der Aufwachzeit führen.

Referenzenliste:

1. Patino M, Glynn S, Soberano M, Putnam P, Hossain MM, Hoffmann C, Samuels P, Kibelbek MJ, Gunter J. Vergleich verschiedener Anästhesietechniken während der Ösophagogastroduedenoskopie bei Kindern: eine randomisierte Studie. Pädiatrie Anaesth. 2015;25:1013-1019. Zitiert: in: : PMID: 26184697.
2. Bong CL, Balanza GA, Khoo CE-H, Tan JS-K, Desel T, Purdon PL. Eine narrative Übersicht, die den klinischen Nutzen der elektroenzephalogrammgesteuerten Anästhesieversorgung bei Kindern veranschaulicht. Anesth Analg [Internet]. 2022; doi: 10.1213/ANE.0000000000006267. Zitiert: in: : PMID: 36729437.
3. Bloom J, Wyler D, Torjman MC, Trinh T, Li L, Mehta A, Fitchett E, Kastenberg D, Mahla M, Romo V. Hohe Inzidenz von Burst Suppression während der Propofol-Sedierung für die ambulante Koloskopie: Lehren aus dem Neuromonitoring. Anesthesiol Res Pract. 2020;2020:7246570. Zitiert: in: : PMID: 32636880.
4. Fritz BA, Kalarickal PL, Maybrier HR, Muench MR, Dearth D, Chen Y, Escallier KE, Ben Abdallah A, Lin N, Avidan MS. Die Unterdrückung des intraoperativen Elektroenzephalogramms sagt ein postoperatives Delir voraus. Anesth Analg. 2016;122:234-242. Zitiert: in: : PMID: 26418126.
5. Yuan I, Landis WP, Topjian AA, Abend NS, Lang S-S, Huh JW, Kirschen MP, Mensinger JL, Zhang B, Kurth CD. Prävalenz isoelektrischer Elektroenzephalographie-Ereignisse bei Säuglingen und Kleinkindern unter Vollnarkose. Anesth Analg. 2020;130:462-471. Zitiert: in: : PMID: 31107263.
6. Soehle M, Kuech M, Grube M, Wirz S, Kreuer S, Hoeft A, Bruhn J, Ellerkmann RK. Patientenzustandsindex vs. Bispektralindex als Maß für die elektroenzephalographische Wirkung von Propofol. Br J Anaesth. 2010;105:172-178. Zitiert: in: : PMID: 20587537.
7. Weber F, Walhout LC, Escher JC. Der Einfluss der NarcotrendTM EEG-gesteuerten Propofol-Verabreichung auf die Geschwindigkeit der Genesung nach einer Sedierung bei Kindern – eine randomisierte kontrollierte Studie. Pädiatrie Anaesth. 2018;28:443-449. Zitiert: in: : PMID: 29575232.
8. Weber F, Pohl F, Hollnberger H, Taeger K. Einfluss des Narcotrend-Index auf den Propofol-Verbrauch und die Aufbruchszeiten während der totalen intravenösen Anästhesie mit Propofol und Remifentanil bei Kindern: eine Studie zum klinischen Nutzen. Eur J Anaesthesiol. 2005;22:741-747. Zitiert: in: : PMID: 16211731.
9. Long MHY, Lim EHL, Balanza GA, Allen JC Jr, Purdon PL, Bong CL. Sevofluranbedarf während der Elektroenzephalogramm (EEG)-gesteuerten vs. Standardanästhesieversorgung bei Kindern: Eine randomisierte kontrollierte Studie. J Clin Anesth. 2022;81:110913. Zitiert: in: : PMID: 35772250.

HYPOTHESE UND ZIELE Die primäre Hypothese ist, dass bei Kindern im Alter von 6 bis 16 Jahren eine personalisierte EEG-gesteuerte Anästhesieversorgung mit dem Sedline (basierend auf dem Roh-EEG, Dichtespektralarray, zusätzlich zum Patientenzustandsindex (PSI)) resultiert bei schnellerem Aufwachen (definiert als Zeit vom Ende des Eingriffs bis zum Zeitpunkt des ersten Augenöffnens) nach Propofol-Sedierung für OGD und Koloskopie um 8 Minuten.

Unsere sekundären Hypothesen sind, dass bei Kindern im Alter von 6 bis 16 Jahren eine personalisierte EEG-gesteuerte Anästhesieversorgung mit dem Masimo Sedline (basierend auf dem unverarbeiteten EEG, dem Dichtespektralarray und dem Patientenzustandsindex (PSI)) zu Folgendem führt:

1. Eine Verkürzung der Zeit bis zur Entlassung aus der PACU (definiert als Zeit von der Ankunft auf der PACU bis zur Erfüllung der Entlassungskriterien der PACU) um 15 Minuten
2. Eine Reduzierung der Propofol-Dosis (kumulativ/kg/Zeit) um 10 %
3. Geringere Inzidenz intraoperativer unerwünschter Ereignisse: Apnoe, Hypoventilation, die eine Beutelmaskenbeatmung erfordert, Laryngospasmus, Hypotonie.
4. Kein Unterschied in der intraoperativen unerwünschten Bewegung
5. Geringere Inzidenz und Schwere des Emergenzdelirs, gemessen anhand der PAED-Skala (Paediatric Anesthesia Emergence Delirium).
6. Geringere intraoperative Sedierungstiefe, gemessen anhand der Häufigkeit und Dauer der Burst-Unterdrückung sowie der intraoperativen spektralen Kantenfrequenz; Alpha-Leistung und -Frequenz; langsame Leistung und Frequenz.

Unser Hauptziel besteht darin, festzustellen, ob eine personalisierte EEG-gesteuerte Anästhesieversorgung mit Sedline die Zeit bis zum Aufwachen nach einer Propofol-Sedierung für Ösophagogastroduodenoskopie (OGD) und Koloskopie verkürzt.

Unser sekundäres Ziel besteht darin, festzustellen, ob die personalisierte EEG-gesteuerte Anästhesieversorgung abnimmt

1. Zeit für die Entlassung aus der Intensivstation
2. Gesamte verwendete Propofol-Dosis (kumulative mg/kg/min)
3. Inzidenz intraoperativer unerwünschter Ereignisse: Apnoe, Hypoventilation, die eine Beutelmaskenbeatmung erfordert, Laryngospasmus, Hypotonie
4. Auftreten intraoperativer unerwünschter Bewegungen
5. Häufigkeit und Schwere des Emergenzdelirs
6. Intraoperative Sedierungstiefe

Einschlusskriterien

Die Probanden müssen alle Einschlusskriterien erfüllen, um an dieser Studie teilnehmen zu können. Einschlusskriterien:

1. Pädiatrische Patienten im Alter von 6 bis 16 Jahren, die sich einer Ösophagogastroduodenoskopie und Koloskopie im KKH unter Propofol-Sedierung unterziehen
2. Eltern/Erziehungsberechtigte müssen der Teilnahme an der Studie zustimmen und der Patient muss der Teilnahme an der Studie zustimmen

Ausschlusskriterien

Probanden, die zu Studienbeginn eines der Ausschlusskriterien erfüllen, werden von der Teilnahme an der Studie ausgeschlossen. Ausschlusskriterien:

1. Patienten mit neurologischen Erkrankungen einschließlich Anfallsleiden
2. Patienten mit Entwicklungsverzögerung oder genetischen Syndromen
3. Patienten mit kraniofazialen Deformitäten, bei denen die Platzierung der EEG-Sensoren nicht möglich ist
4. Patienten mit schwerem Ekzem, Hautallergie oder Atopie
5. Patienten, die eine sedierende Prämedikation oder eine inhalative Einleitung vor Beginn der Propofol-Sedierung benötigen

STUDIENDESIGN UND -VERFAHREN/METHODE Hierbei handelt es sich um eine randomisierte kontrollierte Single-Center-Studie mit 50 Kindern im Alter von 6 bis 16 Jahren, die sich einer Ösophagogastroduodenoskopie oder Koloskopie unter intravenöser Anästhesie mit Propofol unterziehen.

Nach der Genehmigung der institutionellen Ethik und der schriftlichen Einverständniserklärung werden Kinder im Alter von 6 bis 16 Jahren, die eine Propofol-Sedierung zur dauerhaften Koloskopie erhalten, im Verhältnis 1:1 randomisiert und erhalten entweder:

Gruppe 1: EEG-Überwachung: Der EEG-Sensor wird so platziert, dass das EEG überwacht wird. Propofol wird entsprechend dem rohen EEG und Spektrogramm titriert, mit dem Ziel, die Sedierung aufrechtzuerhalten (Alpha-Oszillationen +/- langsame Oszillationen) und eine Burst-Unterdrückung zu verhindern, wobei der PSI nach Möglichkeit über 25 gehalten wird.

Gruppe 2: Standardversorgung: EEG-Sensor mit verdecktem Ausgang platziert. Das Anästhesieteam ist für die EEG-Daten blind. Propofol wird entsprechend der routinemäßigen Standardpflege titriert.

Der EEG-Sensor wird vor Einleitung der Anästhesie über der Stirn angebracht und nach Abschluss der Vollnarkose entfernt, sobald der Patient wach ist. Es werden routinemäßige Überwachungsgeräte wie EKG, Pulsoximetrie und nicht-invasiver Blutdruck eingesetzt und die Patienten gemäß der Standardversorgung behandelt.

Der Rachenraum wird vor dem Einführen des Endoskops mit 10 %igem Xylocain-Spray tropenbehandelt.

Vor der Einleitung werden 0,5 µg/kg Fentanyl und 0,5 mg/kg Lignocain verabreicht.

Es wird Propofol Target Controlled Infusion (TCI) – Paedfusor-Modell – verwendet. Die Induktionsdosis beträgt Cp 4,0 µg/ml und wird dann auf das Ansprechen des Patienten mit (Gruppe 1) oder ohne (Gruppe 2) EEG-Anleitung titriert.

Intraoperativ werden die Einzelheiten der Anästhesie, einschließlich der Dauer der Sedierung, der TCI-Dosierung zu verschiedenen vorab festgelegten Zeitpunkten und der kumulativen Propofol-Dosierung, aufgezeichnet. EEG-Merkmale während des Einsetzens des Endoskops, der Wartung, des Entfernens des Endoskops und des Auftauchens werden notiert. Alle unerwünschten intraoperativen Patientenbewegungen, unerwünschte Ereignisse einschließlich Apnoe, Hypoventilation, die eine Beutelmaskenbeatmung erfordert, Laryngospasmus und Hypotonie werden ebenfalls aufgezeichnet.

In der PACU werden die Zeit bis zum Aufwachen, die Zeit bis zur Entlassung aus der PACU sowie die Häufigkeit und Schwere des Emergenzdelirs aufgezeichnet. Die EEG-Informationen werden zur Analyse heruntergeladen und anonymisiert. Häufigkeit und Dauer der Burst-Unterdrückung, spektrale Kantenfrequenz; Alpha-Leistung und -Frequenz; Langsame Leistung und Frequenz werden aufgezeichnet.

Die Ermittler werden Folgendes vergleichen:

1. Zeit bis zum Aufwachen (definiert als Zeit vom Ende des Eingriffs bis zum Zeitpunkt des ersten Augenöffnens)
2. Zeit bis zur Entlassung aus der PACU (definiert als Zeit von der Ankunft auf der PACU bis zum Zeitpunkt der Erfüllung der Entlassungskriterien der PACU)
3. Gesamte verwendete Propofol-Dosis (kumulative mg/kg/min)
4. Inzidenz intraoperativer unerwünschter Ereignisse: Apnoe, Hypoventilation, die eine Beutelmaskenbeatmung erfordert, Laryngospasmus, Hypotonie
5. Auftreten intraoperativer unerwünschter Bewegungen
6. Häufigkeit und Schwere des Emergenzdelirs (gemessen anhand der PAED-Skala (Paediatric Anesthesia Emergence Delirium))
7. Intraoperative Sedierungstiefe (gemessen anhand der Häufigkeit und Dauer der Burst-Unterdrückung, der intraoperativen spektralen Kantenfrequenz; Alpha-Leistung und -Frequenz; langsame Leistung und Frequenz)