Somministrazione di isoflurano a ciclo chiuso con indice bispettrale nella chirurgia a cuore aperto

I componenti di base in un sistema di erogazione dell'anestesia a circuito chiuso sono: (1) un sistema sotto controllo-paziente; (2) una variabile controllata che misura la profondità dell'anestesia, (3) un set point per questa variabile specificato dall'utente, (4) un attuatore che comprende un algoritmo per tradurre un valore misurato della variabile controllata in una particolare azione o il attuatore per guidare la variabile controllata più vicino alla variabile target.

Nello studio proposto, la variabile controllata sarà BIS. L'attuatore di controllo è un sistema di infusione adattivo basato su modello farmacodinamico-farmacocinetico brevettato (2158/DEL/2007) denominato "Improved Anestetics Agent Delivery System (IAADS"). Viene utilizzato un personal computer con processore IBM compatibile con PENTIUM 2 o superiore (2 GHz) per implementare l'algoritmo di controllo, fornire un'interfaccia utente e controllare la comunicazione tramite porte seriali (RS 232) con il sistema di infusione (Pilot-C, Frasenius, Francia) e un monitor dei segni vitali Datex. Useremo il ventilatore Avance (Datex Ohmeda, versione software 5.0) con assorbitore di anidride carbonica e soffietto ascendente per fornire una ventilazione a volume costante. La quantità di perdita accettabile nel circuito sarà ridotta a ≤ 150 ml min-1 determinata durante la ventilazione di un polmone di prova. Durante lo studio verranno utilizzati bassi flussi di gas fresco. L'isoflurano verrà iniettato nell'arto espiratorio del sistema circolare tramite una siringa Plastipak (polietilene BD) da 20 ml con un tubo in polietilene lungo 100 cm (Vygon, India) utilizzando una pompa per infusione Pilot C (Fresenius flaconcino SA, Francia). La precisione volumetrica dichiarata della pompa di infusione è ±2 %.

Dopo aver ottenuto il consenso informato scritto, i pazienti verranno assegnati in modo casuale (con la tecnica della busta chiusa utilizzando numeri casuali generati dal computer) a uno dei due gruppi: manuale e automatico. Lo sperimentatore sarà presente durante la procedura solo ai fini della raccolta dei dati e non sarà coinvolto nella conduzione dell'anestesia. Tutti i pazienti riceveranno 5-10 mg di diazepam orale come da protocollo istituzionale la sera prima e la mattina dell'intervento come premedicazione. Dopo aver spostato il paziente sul tavolo operatorio, i pazienti verranno avviati con soluzione salina normale 100 ml/ora (1-2 ml/kg/ora). Verrà avviato il monitoraggio fisiologico di routine (pulsossimetria, elettrocardiografia, monitoraggio della pressione arteriosa non invasivo). Il BIS (Bispectral index) sarà ottenuto mediante sensori monouso (Aspect medical system Inc. MA USA) attaccato alla fronte del paziente. I pazienti riceveranno 0,15 mg/kg di morfina solfato prima dell'induzione in aliquote di 3-5 mg, durante la quale verranno inseriti cannula arteriosa a permanenza, linea venosa centrale e cateteri dell'arteria polmonare (se ritenuto necessario).

Prima dell'induzione, i pazienti devono ricevere fentanil 3μg/kg per tre minuti. In modalità automatica, IAADS calcolerà e titolarerà automaticamente la velocità di infusione iniziale e successiva di propofol in base al peso del paziente, allo stato di rischio e al valore BIS target, che sarà impostato a 50 per tutti i casi con un intervallo di 40-60. Nel gruppo manuale, la velocità di infusione di propofol sarà determinata dall'anestesista curante in base al peso del paziente e al BIS target di 50, con l'obiettivo di mantenere il BIS entro 40-60. Dopo la perdita di coscienza (LOC), i pazienti riceveranno 0,1 mg/kg di vecuronio bromuro e saranno intubati dopo 4 minuti.

Il sistema del cerchio verrà chiuso dopo aver accertato la corretta posizione del tubo endotracheale. Nel gruppo di controllo, l'infusione di isoflurano verrà avviata nell'arto espiratorio del circolo a velocità predeterminate. La concentrazione di isoflurano nel circuito verrà costruita gradualmente in un periodo di 10 minuti per raggiungere un valore BIS specificato. Durante l'anestesia con isoflurano, i pazienti saranno ventilati con ossigeno al 100%. I flussi di gas fresco verranno avviati a 500 ml/min e la ventilazione sarà impostata in modo da mantenere una concentrazione di CO2 end tidal di 30-35 mmHg. Se i flussi di gas fresco sono inadeguati come determinato dal riempimento incompleto dei soffietti, i flussi verranno aumentati gradualmente di 100 ml/min fino a un massimo di 1000 ml/min. Se c'è ancora una perdita, lo studio verrà abbandonato e il paziente verrà ventilato con flussi più elevati. Pertanto, i pazienti saranno mantenuti con isoflurano iniettato nel ramo espiratorio del circuito. L'analgesia sarà mantenuta con l'infusione di fentanyl 1μg/kg/ora con ulteriori boli di 1μg/kg prima dell'incisione cutanea, della sternotomia e dell'inizio del bypass cardiopolmonare (CPB). Il rilassamento muscolare sarà mantenuto con un'infusione continua di vecuronio bromuro 50μg/kg/ora. Dopo 30 minuti di induzione, verrà prelevato un campione arterioso per avere valori basali per gas ematici, tempo di coagulazione attivato (ACT) e glicemia. I pazienti riceveranno un bolo di 3 mg/kg di eparina per aumentare l'ACT sopra i 480s. In caso di valori inferiori, verranno infusi ulteriori boli di eparina secondo la curva dose-risposta di bull e colleghi per l'eparina.

Nel gruppo manuale, dopo la conferma del posizionamento del tubo endotracheale, il sistema circolare verrà chiuso e verranno avviati flussi di gas fresco a 1000 ml/min. Gli anestetici per inalazione saranno forniti dal vaporizzatore Fluotech 7 (Datex ohmeda) per isoflurano. L'impostazione iniziale del quadrante verrà avviata al 3% e dopo 5 minuti, i flussi verranno ridotti a 500 ml/min e la concentrazione di isoflurano verrà titolata dall'anestesista per mantenere il BIS di 50. L'impostazione del quadrante verrà aumentata o diminuita per mantenere BIS di 50 e verrà annotato il numero di volte in cui l'impostazione del quadrante del vaporizzatore viene modificata. Il resto del protocollo sarà simile al gruppo di controllo del computer descritto sopra.

Dopo l'inizio del CPB, i gas del sangue arterioso, l'ACT e la glicemia saranno determinati ogni mezz'ora. Una pressione arteriosa parziale di O2 di 300-400 mmHg, ACT >480s e glicemia <180mg/dl sarà mantenuta per tutto il periodo di bypass. Dopo aver completato con successo il bypass cardiopolmonare, l'eparina sarà antagonizzata con protamina solfato.

Durante gli episodi in cui la pressione arteriosa media supera il 25% del valore basale o la frequenza cardiaca supera i 100 battiti/min o il 25% del valore basale, l'analgesia sarà integrata con fentanil 1μg/kg. In caso di ipertensione persistente o tachicardia con BIS < 50, l'infusione di nitroglicerina sarà iniziata e titolata per controllare la pressione arteriosa; Verrà somministrato esmololo (fino a 0,5 mg/kg EV) per controllare la frequenza cardiaca (FC). Analogamente, in caso di caduta della pressione arteriosa media al di sotto del 25% del basale in presenza di normovolemia, inizialmente verrà utilizzata la fenilefrina in boli di 0,5 μg/kg. Per l'ipotensione persistente dopo una dose cumulativa di fenilefrina di 2 μg/kg, verrà avviata l'infusione di dopamina e titolata per mantenere la MAP entro il 25% del basale. Allo stesso modo, in caso di diminuzione della FC a <45 battiti/min., verrà somministrato atropina solfato (10μg/kg in boli EV) dopo aver escluso altre cause trattabili.

Durante il CPB, i pazienti verranno trasferiti all'infusione di propofol, poiché l'attrezzatura per l'erogazione di gas freschi durante il CPB richiede grandi flussi di gas fresco e il sistema circolare non è attualmente possibile. La MAP sarà mantenuta tra 50-80 mmHg e qualsiasi deviazione da questi limiti sarà trattata con boli di fenilefrina o infusione di nitroprussiato di sodio. Il propofol verrà somministrato secondo IAADS nel gruppo di controllo del computer e manualmente nel gruppo manuale per mantenere BIS di 50.

Cinque minuti dopo la fine del CPB, i pazienti verranno riportati all'isoflurano. Nel gruppo di controllo del computer, la concentrazione nel circuito per il set BIS sarà raggiunta nell'arco di 10 minuti. Nel gruppo di controllo manuale, l'impostazione del quadrante verrà avviata al 3% e titolata secondo il BIS. I flussi di gas fresco saranno mantenuti alla stessa velocità prima dell'inizio del CPB.

Al termine della chiusura della pelle, isoflurano, fentanil e vecuronio verranno interrotti e il protocollo di studio terminato. Il paziente verrà trasferito all'infusione di propofol per la sedazione postoperatoria e verrà trasferito all'unità di cura post-anestesia senza miorilassanti antagonizzanti per la ventilazione meccanica elettiva. I pazienti saranno estubati in base ai criteri standard per l'estubazione. Tutti i pazienti saranno continuamente monitorati per la stabilità emodinamica e il mantenimento dei gas nel sangue fino a 24 ore dopo l'intervento. I pazienti saranno sottoposti a un'intervista strutturata modificata da Brice e colleghi e descritta da Nordstrom per la consapevolezza cosciente; alla dimissione dall'unità di cura post-anestesia, il giorno dopo l'intervento e circa una settimana dopo.