Concentrazione di isoflurano nel sangue e ossigenatore

Il bypass cardiopolmonare (CPB) è la chiave di volta della maggior parte di questi interventi chirurgici, in quanto consente il mantenimento della circolazione del paziente senza la necessità di un cuore che batte o di polmoni che respirano. Tuttavia, così facendo, il CPB crea una serie unica di difficoltà associate alla somministrazione e al mantenimento dell'anestesia. In primo luogo, la normale via di somministrazione degli anestetici per inalazione, come l'isoflurano, attraverso i polmoni è impossibile. In secondo luogo, i segni clinici utilizzati per valutare la profondità dell'anestesia, come la frequenza cardiaca e la pressione arteriosa sistemica, sono oscurati dal supporto meccanico della circolazione. Di conseguenza, mantenere e valutare la profondità dell'anestesia raggiunta durante la CBP rappresenta una sfida per gli anestesisti.

Un approccio comune alla somministrazione dell'anestesia durante la CBP comporta l'erogazione di un agente anestetico per inalazione, come l'isoflurano, nella fornitura di gas di spazzamento all'ossigenatore. Mentre la terminologia classica descrive agenti come l'isoflurano come inalatori, nel CPB ciò può causare confusione a causa del rilascio dell'agente attraverso l'ossigenatore anziché attraverso i polmoni. Pertanto, in questo protocollo viene utilizzato il nome alternativo di agenti anestetici volatili. Le concentrazioni di isoflurano comprese tra l'1% e il 2,5% sono state utilizzate da molti anestesisti presso la Royal Infirmary of Edinburgh (RIE) per molti anni. È stato riscontrato che questo approccio pragmatico produce una profondità di anestesia clinicamente adeguata quando viene impiegato uno dei due ossigenatori di uso routinario presso il RIE. Infatti, è stato dimostrato utilizzando una tecnica elettroencefalografica (EEG) di valutazione della profondità dell'anestesia, nota come Bispectral Index (BIS), che la somministrazione di isoflurano al 2,5% produce una profondità dell'anestesia più che adeguata. Tuttavia, come discusso di seguito, l'interpretazione di questo risultato è limitata dal profondo effetto che l'ipotermia, che è comunemente indotta sul CPB, ha sul BIS.

Il BIS è spesso utilizzato dagli anestesisti per monitorare la profondità dell'anestesia. Implica il monitoraggio in tempo reale delle onde elettriche cerebrali utilizzando un EEG per produrre un numero adimensionale compreso tra 0 (nessuna attività cerebrale corticale) e 100 (sveglio), con un punteggio da 40 a 60 ampiamente accettato come punteggio adatto per l'anestesia generale. Sebbene il BIS sia spesso utilizzato nella pratica, poiché è stato dimostrato che riduce la consapevolezza dell'anestesia e aumenta il tempo di emergenza, non è privo di controversie in quanto vi sono prove contrastanti sulla sua affidabilità, in particolare durante il CPB poiché è noto che la bassa temperatura corporea ne influenza le letture.

Considerando i limiti del BIS, è possibile utilizzare altri metodi per stimare la profondità dell'anestesia. La concentrazione ematica arteriosa dell'agente volatile è un buon surrogato, poiché la concentrazione dell'agente nel cervello si equilibrerà con quella del sangue.

Sebbene questa misurazione fornisca un valore definitivo della quantità di agente anestetico che raggiunge il cervello, non è pratica per l'uso clinico a causa della lunga durata e della complessità delle analisi di laboratorio necessarie. Pertanto, un altro approccio può utilizzare la concentrazione dell'agente volatile nei gas esausti dall'ossigenatore per stimare la concentrazione del sangue arterioso. Questo approccio è analogo all'utilizzo della concentrazione di fine espirazione espirata dai polmoni durante l'anestesia generale di routine. Lo scarico dell'ossigenatore, a differenza della concentrazione del sangue arterioso, sarebbe pratico in uno scenario clinico poiché lo scarico dell'ossigenatore dal CPB può essere collegato a un monitor di gas anestetico standard. In effetti, ci sono prove che suggeriscono che la misurazione della concentrazione di gas di scarico dell'ossigenatore dell'agente anestetico volatile sia un buon surrogato dei livelli ematici arteriosi.

L'ossigenatore funge da interfaccia chiave tra il sangue del paziente e l'agente anestetico volatile e la loro disponibilità è essenziale affinché il CPB proceda. Il RIE utilizza abitualmente due marche di ossigenatore in caso di problemi di fornitura della produzione, nel qual caso il perfusionista avrebbe familiarità con l'utilizzo di entrambi. Entrambi gli ossigenatori sono di natura membrana, costituiti da fibre cave di polipropilene microporoso. Uno è Medtronic Affinity Fusion ("Fusion") e l'altro è Sorin Inspire ("Inspire"), la cui scelta è a discrezione del perfusionista. Entrambi gli ossigenatori possiedono un design simile, con il sangue del paziente che scorre sulle fibre e una miscela di aria e ossigeno che le attraversa, consentendo lo scambio di gas e consentendo in modo cruciale il passaggio dell'agente anestetico volatile nel sangue del paziente. Poiché la produzione e il design dei vari ossigenatori sono diversi, ciascuno possiede un insieme unico di caratteristiche di trasferimento, che è stato dimostrato nei test al banco per influenzare l'assorbimento e l'eliminazione dell'isoflurano. L'esperienza combinata degli anestesisti presso il RIE indica che non vi è alcuna differenza clinica tra i due diversi ossigenatori nell'uso di routine o l'anestesia risultante, tuttavia questi test al banco suggeriscono che potrebbero esserci alcune differenze nelle caratteristiche di trasferimento che possono essere stabilite da piccole differenze misurate in il livello ematico arterioso di isoflurano.

Ne consegue inoltre che, se vi sono differenze nei livelli ematici arteriosi, anche altri metodi di misurazione della profondità dell'anestesia, come il BIS e la concentrazione di ossigeno allo scarico dell'agente anestetico, possono mostrare differenze dipendenti dall'ossigenatore utilizzato. Questo perché stanno misurando lo stesso punto finale e dovrebbero teoricamente essere correlati se lo fanno accuratamente.

Indipendentemente da quale dei due ossigenatori di routine viene utilizzato durante il CPB, è stato osservato aneddoticamente che non si osserva alcuna differenza clinica nella profondità dell'anestesia. Tuttavia, piccole differenze possono essere rilevate misurando la concentrazione ematica arteriosa di isoflurano. Se esiste una differenza, suggerisce che gli anestesisti dovrebbero tenere conto delle caratteristiche di trasferimento dell'ossigenatore al momento di decidere quale concentrazione di isoflurano utilizzare. Se non viene stabilita alcuna differenza, rassicurerà gli anestesisti che la loro interpretazione della profondità dell'anestesia nell'ambiente clinico è corretta.