Hermeettisen suljetun silmukan anestesiaannostelujärjestelmän suorituskykyanalyysi

Propofolin kokonaisanestesian suonensisäinen anestesia (TIVA) on edullinen tekniikka yleisanestesian (GA) induktiossa ja ylläpidossa. Toisin kuin tavanomaiset inhaloitavat anesteetit GA:n ylläpitämiseksi, propofol TIVA:lla on useita etuja, kuten pienempi postoperatiivisen pahoinvoinnin ja oksentelun (PONV) ilmaantuvuus, antinosiseptiivinen ja anti-inflammatorinen vaikutus, antineoplastinen aktiivisuus ja mikä tärkeintä, sen vaikutus ympäristöön. (ei kasvihuoneilmiötä); ja siksi sillä on mahdollisuus korvata sisäänhengitetyt höyryt GA:lle.

Kohdeohjattujen infuusiopumppujen (TCI) käyttöönotto on mahdollistanut propofolin annostelun tarkan hallinnan verrattuna perinteisiin käsikäyttöisiin infuusiopumppuihin. Manuaalisesti toimivissa infuusiopumpuissa lääkäri säätelee propofoli-infuusionopeutta halutun anestesian syvyyden saavuttamiseksi, kun taas TCI-pumput antavat propofolia käyttämällä sisäänrakennettuja algoritmeja, jotka perustuvat propofolin farmakokineettiseen (PK) ja farmakodynaamiseen (PD) profiiliin. Kaksi käytetyimmistä PK-PD-malleista propofolitoimituksessa ovat Marsh-malli ja Schneider-malli. Marsh-mallissa käyttäjä voi asettaa halutun plasman tavoitepitoisuuden, kun taas Schneiderin mallissa käyttäjä voi asettaa halutun kohdevaikutusalueen pitoisuuden riittävän GA:n syvyyteen saavuttamiseksi.

Kahden viime vuosikymmenen aikana automatisoitujen anestesiaannostelujärjestelmien, erityisesti propofolin antamisen, kehitys ja edistyminen ovat tehneet propofoli-TIVA-annostelusta tehokkaamman poistamalla ihmisrajapinnan, jota tarvitaan reaaliaikaisen propofolin annostelun, sekä propofolin nopeuden että pitoisuuden säätämiseen. Automaattiset anestesiaannostelujärjestelmät antavat propofolia perustuen etukuoren sähköisen aktiivisuuden määrittämiseen käsitellyllä elektroenkefalogrammilla, bispektrisen indeksin (BIS) pistemäärällä. Nämä laitteet säätelevät propofolin annostelua takaisinkytkentäsilmukan perusteella, joka sisältää potilaan ja propofoli-infuusiopumpun (toimilaitteen) luoman BIS-pisteen (kontrollimuuttujan), ja pyrkii pitämään arvot ennalta määrätyllä alueella, mikä on sopusoinnussa vankan GA-syvyyden kanssa.

Suljetun silmukan anestesiaannostelujärjestelmä (CLADS) on alkuperäiskansojen kehittämä patentoitu (patentti nro 502/DEL/2003 & US 9 108 013 B2) tietokoneohjattu anestesiaannostelujärjestelmä, joka toimii BIS-seurannan saamien palautesilmukkatietojen kanssa ja toimittaa propofoli-TIVA:ta potilaalle. ei-TCI-automaattisen infuusiopumpun kautta. Peruskontrollialgoritmi perustuu propofolin infuusionopeuksien ja BIS-arvojen väliseen suhteeseen ottaen huomioon farmakokineettiset muuttujat, kuten lääkkeen jakautumisen ja puhdistuman. Järjestelmä päivittää EEG-tiedot 5 sekunnin välein ja laskee BIS-virheen, BIS-tavoitteen ja todellisen BIS-arvon välisen eron käyttämällä PID-säädintä. Anestesian induktion aikana tavoitekonsentraatio saavutetaan asteittain BIS-palautteen avulla 5 sekunnin välein. Anestesian ylläpitovaiheessa propofoliannostusta muutetaan 30 sekunnin välein. Jokaisella aikakaudella verrataan alkuperäisten 3-BIS-arvojen (joka 5 sekunti) keskiarvoa ja viimeisten 3-BIS-arvojen keskiarvoa (joka 5 sekunti) ja trendiarviointi tehdään. Jos trendi osoittaa nousevia BIS-arvoja, infuusiopumppu (toimilaite) antaa korkeamman propofolinopeuden ja päinvastoin. Ohjausalgoritmi toteutetaan henkilökohtaisella tietokoneella (PC), jossa on Pentium 4 -prosessori. PC ohjaa tiedonsiirtoa infuusiopumpun (Pilot-C, Fresenius, Pariisi, Ranska) ja elintoimintomonitorin (AS5, Datex Ohmeda Division, GE Healthcare, Singapore) kanssa RS 232 -sarjaporttien kautta.

CLADSia on käytetty ja validoitu laajalti propofol TIVA:n antamiseen potilaille, joille tehdään sekä sydän- että ei-sydänkirurgisia toimenpiteitä. Monikeskeisessä tutkimuksessa, jossa arvioitiin CLADS-anestesian antamista, osoitettiin, että CLADS ylläpitää anestesian syvyyttä paljon tarkemmin kuin manuaalinen antaminen.

Uusi kompakti ja päivitetty versio CLADSista (Clarity Medical Private Ltd., Mohali, Punjab India on nyt saatavilla. Uusi versio yhdistää nukutussyvyyden sekä hemodynaamisen monitorin, ohjaimen, käyttöliittymän ja toimilaitteen ruiskupumpun yhdeksi, kompaktiksi ja käyttäjäystävälliseksi moduuliksi.

Tutkijat pyrkivät suorittamaan mahdollisen satunnaistetun pilotin vertaamaan useaan yksikköön yhdistettyä tavanomaista CLADS-versiota hermeettisesti integroituun CLADS-versioon anestesian syvyyden riittävyyden suhteen (ensisijainen tavoite); ja suorituskyvyn ominaispiirteet, propofolin tarve, hemodynaaminen stabiilius, anestesiasta toipuminen ja antojärjestelmien postoperatiivinen sedaatio (toissijaiset tavoitteet).