Correlazione della dinamica EEG con l'alterazione della coscienza sotto anestesia

Lo scopo dello studio è identificare e validare biomarcatori EEG cerebrali comuni che traccino accuratamente la transizione tra stati di coscienza (veglia, sedazione, incoscienza) attraverso cinque anestetici endovenosi con meccanismi d'azione distinti: Propofol, Ciprofol, Remimazolam, Esketamina e Fospropofol.

Design:

Questo è uno studio di coorte prospettico, osservazionale, monocentrico. Pazienti idonei consecutivi saranno arruolati e raggruppati in base alla scelta clinica del farmaco anestetico utilizzato per l'induzione dell'anestesia generale. L'analisi dei dati sarà eseguita da ricercatori in cieco rispetto all'assegnazione del gruppo durante le fasi di estrazione delle caratteristiche e sviluppo del modello.

Circa 250 pazienti adulti (età ≥18 anni) programmati per intervento chirurgico elettivo in anestesia generale presso l'Ospedale Tongji, Wuhan, Cina, saranno reclutati tra aprile 2026 e dicembre 2027. I partecipanti devono avere uno stato fisico ASA di I o II, una funzione cognitiva normale (punteggio MMSE ≥24) e fornire un consenso informato scritto.

Interventi e Procedure:

Tutte le procedure rappresentano cure cliniche standard; non vengono somministrati interventi sperimentali.

1. Valutazione Preoperatoria: Dati demografici, anamnesi e punteggio MMSE saranno registrati.
2. Acquisizione Dati EEG e Comportamentali: Durante l'induzione dell'anestesia, l'EEG a 32 canali sarà registrato continuamente utilizzando un sistema Greentek con elettrodi posizionati secondo il sistema internazionale 10-20. Contemporaneamente, il valore BIS (sensore posizionato infraorbitalmente)[referenza] e lo stato comportamentale del paziente saranno registrati ogni 30 secondi utilizzando la scala Modified Observer's Assessment of Alertness/Sedation (MOAA/S) come standard di riferimento e l'assenza del riflesso pupillare alla luce. Sulla base di queste risposte comportamentali, la profondità dell'anestesia sarà categorizzata in tre stadi: sedazione, profondità anestetica adeguata e anestesia profonda.
3. Protocollo Anestetico: L'induzione dell'anestesia sarà eseguita dall'anestesista responsabile in conformità con la pratica istituzionale standard. Uno dei cinque farmaci dello studio sarà somministrato come bolo endovenoso, con la dose di induzione mantenuta mediante infusione continua per 5 minuti.

Elaborazione e Analisi Dati

1. Curatela Dati: I dati saranno controllati per qualità, e le epoche con artefatti o dati clinici mancanti saranno escluse.
2. Estrazione Caratteristiche EEG: I dati EEG pre-elaborati saranno analizzati per estrarre caratteristiche incluse ma non limitate a densità spettrale di potenza, entropia di permutazione, entropia di sfasamento e metriche di connettività funzionale.
3. Analisi Dati: Durante l'induzione dell'incoscienza con cinque agenti anestetici generali distinti, saranno identificati biomarcatori EEG corrispondenti alle transizioni tra tre stati comportamentali: sedazione, profondità anestetica adeguata e anestesia profonda. Le prestazioni di questi biomarcatori nel tracciare la profondità dell'anestesia saranno confrontate quantitativamente con quelle dell'Indice Bispettrale (BIS).
4. Modellazione Machine Learning: Il dataset sarà suddiviso in set di addestramento (70%) e validazione (30%). Un modello ensemble basato su alberi (ad esempio, Random Forest) sarà addestrato per classificare gli stati di coscienza basandosi sulle caratteristiche EEG. Le prestazioni del modello saranno valutate utilizzando AUC, accuratezza, precisione e validazione incrociata.