LVSDF 환자에서 CLADS와 TCI를 이용한 마취 깊이 조절

재료 및 방법:

환자는 수술 전날 밤과 수술 당일 아침에 알프라졸람 0.25mg 경구 정제로 사전 투약됩니다. 마취실에서 16 G i.v. 캐뉼라가 삽입되고 다음 모니터가 부착됩니다: 연속 맥박 산소 측정(SpO2), 심전도(ECG), 주기적 비침습 혈압(S/Anesthesia 모니터, Datex Ohmeda Inc., Madison, WI) 및 연속 BIS( BIS XP, Aspect Medical Systems, Newton, MA, S/5 Anesthesia 모니터). 사전 유도 동맥 라인과 중심 라인이 모든 환자에게 삽입되고 지속적인 동맥 혈압과 중심 정맥압 측정이 기록됩니다. 폐동맥 카테터는 심박출량 모니터링을 위해 모든 환자에게 삽입됩니다. 모든 침습적 라인은 국소 마취하에 삽입됩니다. NIBP 측정은 MOAA/S 점수 평가를 방해할 수 있기 때문에 동맥선을 변환한 후 중지됩니다.

모든 환자는 i.v. 3분 동안 3µg.kg-1 용량의 펜타닐 투여 후 CLADS 또는 TCI로 프로포폴 투여.

그룹 1:

프로포폴은 미리 결정된 목표 혈장 프로포폴 농도(Cp) 1.8µg.ml-1에서 시작하여 Diprifusor(Marsh Pharmacokinetic model, Master TCI 펌프, Fresenius Kabi, Bad Homburg, Germany)와 함께 투여됩니다. 이전 연구를 기반으로 합니다. 추가 목표 농도는 Dixon up and down 방법에 따라 설정되었습니다. 실패하면 다음 환자의 목표 혈장 농도가 0.2µg.ml-1 증가합니다. 성공하면 다음 환자의 목표 혈장 농도가 0.2µg.ml-1만큼 감소합니다. TCI 펌프는 수동으로 제어되며 BIS 및 바이탈을 포함한 모든 데이터는 CLADS를 통해 노트북에 기록됩니다. MOAA/S는 의식 상실까지의 시간을 평가하기 위해 15초마다 평가됩니다. BIS 및 HR은 5초마다, MAP 및 PAP는 10초마다 기록됩니다. 따라서 마취 심도 조절은 의식소실 도달 시간과 유도 및 유지에 필요한 프로포폴 용량을 비교하여 평가하게 된다. BIS 오버슈트 및 혈역학적 안정성이 기록됩니다. 환자가 5분 이내에 의식을 잃으면 목표 BIS 달성을 위해 2분의 관찰 기간을 허용합니다. 이 기간 이후에 환자가 목표 BIS를 달성하지 못하면 실패로 간주됩니다. 반면에 환자가 이 기간 내에 목표 BIS를 달성하면 성공으로 간주됩니다. 5분 이내에 LOC나 목표 BIS가 모두 달성되지 않는 경우에도 실패로 간주됩니다. LOC 후 Vecuronium을 0.1mg.kg-1 용량으로 투여하고 4분 후 환자에게 삽관을 실시합니다. 환자는 삽관까지 유도 기간 동안 FiO2가 0.6인 공기-산소 혼합물을 투여하여 정상탄산혈증을 유지하기 위해 안면 마스크를 통해 환기됩니다. 펜타닐 주입 1µg.kg.h-1은 피부 절개, 흉골 절개 전 및 CPB 시작 시 1µg.kg-1의 추가 볼루스로 진통 효과를 제공합니다. 평균 동맥압(MAP) 또는 심박수가 기준치 <50의 25%를 초과하면 추가 진통제 보충제(펜타닐 1µg.kg-1)가 제공됩니다. 고혈압 또는 빈맥이 BIS≤50으로 지속되면 니트로글리세린 주입 또는 에스몰롤이 사용됩니다. 저혈압 상태에서 수축성 보조 및/또는 승압제는 정상혈량증을 확인한 후 시작됩니다. Atropine sulphate는 다른 치료 가능한 원인을 배제한 후 서맥(심박수 <45b.p.m.)을 치료하는 데 사용됩니다. CPB의 MAP는 필요에 따라 페닐에프린/니트로글리세린을 사용하여 50~80mmHg 사이로 유지됩니다. CPB 동안 최대 28ºC까지의 전신 저체온 요법이 실행되며 환자는 CPB에서 분리되기 전에 적극적으로 36ºC로 재가온됩니다.

저혈압 또는 고혈압 증상을 보이는 환자의 수와 프로포폴 목표 농도의 변화 또는 임의의 혈관작용제 투여가 필요한 저혈압 또는 고혈압 증상의 수를 기록한다.

사전 결정된 목표 혈장 프로포폴 농도(Cp)에서 Diprifusor를 사용한 프로포폴 투여에 대한 이전 환자의 반응을 기반으로, 후속 환자에서 Cp의 추가 증가 또는 감소는 Dixon의 위 아래 방법을 기반으로 합니다. 목표 Cp는 BIS 50을 달성하지 못한 환자의 경우 0.2μg.ml-1 증가하고 Cp는 후속 사례에서 달성한 환자의 경우 0.2μg.ml-1 감소합니다. 따라서 EC50(즉, 환자의 50%가 BIS 50을 달성하는 목표 농도)을 계산하려면 6~8쌍의 실패에서 성공 전환이 필요할 것입니다. 이러한 전환의 중간 값의 평균은 EC50을 도출하는 데 사용됩니다.

연구가 끝날 때 BIS 데이터는 유도 시간의 오프라인 결정을 위해 분석됩니다. 프로포폴 주입 시작 후 연속 2회 판독 시 BIS가 ≤50에 도달하는 시간으로 정의됩니다.

그룹 2:

CLADS 그룹에서 유도 및 유지 보수는 BIS에 따라 자동으로 수행됩니다. 혈역학은 CLADS와 위에서 설명한 수동 전리성 지원을 통해 자동으로 제어됩니다.

CLADS는 BIS를 제어 변수로, 표준 주입 펌프를 '액추에이터'로 사용하는 약력학-약동학 모델 기반 적응형 주입 시스템입니다. '제어 알고리즘'은 약동학 변수(분포, 청소율)를 고려하여 다양한 프로포폴 주입 속도(서로 다른 혈장 농도 생성)와 BIS 사이의 관계를 기반으로 합니다. 이는 CLADS의 개발 단계에서 확립되었습니다. 알고리즘은 기존 BIS, 주입 개시 이후 경과된 시간, 약동학, BIS 데이터의 감지와 평균 사이의 시간 지연 요인, 시간 지연 요인을 고려하여 BIS를 설정 목표로 조정하고 유지하기 위해 프로포폴 주입 속도를 변경합니다. 주입 속도의 변화와 프로포폴의 혈장 농도의 실제 변화, 프로포폴의 피크 효과 사이.

PENTIUM 4 이상의 프로세서가 장착된 IBM 호환 PC는 제어 알고리즘을 구현하고 사용자 인터페이스를 제공하며 주입 시스템(Pilot-C; Fresenius, Paris, France) 및 바이탈과 직렬 포트(RS 232)를 통해 통신을 제어하는 ​​데 사용됩니다. 사인 모니터(AS5; Datex Ohmeda Division, GE Healthcare, Singapore). 약물 전달은 수동 및 자동의 두 가지 모드로 작동할 수 있습니다. 수동 모드에서 프로포폴 주입 속도는 키보드를 통해 수동으로 제어됩니다. '자동' 모드에서 시스템은 제어 알고리즘에 따라 프로포폴/이소플루란 투여를 자동으로 제어합니다. 자동 모드에는 (i) 유도, (ii) 유지 관리 및 (iii) 유지 관리와 결합된 유도의 세 가지 옵션이 있습니다. 사용자는 대상 BIS 값, 연령, 체중, 키를 환자-저위험군(ASA I-III), 고위험군(ASA III-IV, NYHA class III), 초고위험군(ASA IV- V, NYHA III-IV) 또는 소아. 이 시스템은 '모니터' 모드에서도 작동할 수 있으며, 여기서는 BIS 및 기타 환자 데이터만 업데이트하고 현재 및 추세 값의 그래픽 디스플레이를 제공합니다.

시스템은 5초마다 뇌파 데이터를 업데이트하고 BIS 오류(대상 BIS-실제 BIS)를 계산합니다. 이 오차를 기반으로 PID(Proportional Integral Differential) 알고리즘을 사용하여 목표 BIS를 달성하기 위해 프로포폴 주입 속도를 변경합니다. 이 알고리즘은 마취 전달의 유도 및 유지 단계에서 프로포폴 전달 속도와 지속 시간을 다르게 미세 조정합니다. 유도 동안 컨트롤러는 혈장 농도와 BIS 간의 관계를 기반으로 단계별 방식으로 목표 농도를 달성하려고 시도합니다(5초마다 BIS의 피드백을 지속적으로 수신함). 유지보수 중에는 30초를 1세대로 간주합니다. 각 에포크의 처음 세 개와 마지막 세 개의 BIS 값을 평균하고 비교하여 추세를 평가합니다. 추세가 BIS 증가를 나타내면 더 높은 목표 농도와 더 높은 프로포폴 비율이 설정되고 추세가 감소하는 BIS를 나타내면 그 반대도 마찬가지입니다. 이러한 추세는 또한 약물을 변경하기 전에 더 큰 시대 추세와 교차 확인됩니다.

혈역학이 시술자가 설정한 안전 한계 이하로 떨어질 때마다 프로포폴 및 기타 마취제가 자동으로 중지되는 안전 기능이 추가되었습니다. 혈류역학이 미리 정의된 하한보다 높은 값으로 개선되면 자동으로 다시 시작됩니다. 이 자동 차단에 대한 시간 지연은 컨트롤러에서 바이탈이 업데이트되는 간격인 최대 10초입니다.

의식 상실에 도달하는 시간, 유도 및 유지에 필요한 프로포폴 용량, BIS 오버슈트 및 혈역학은 CLADS를 사용하여 프로포폴을 투여한 환자에서 기록됩니다.

수술이 끝나면 CLADS/TCI가 중단되고 환자는 선택적 기계 환기를 위해 수술 후 중환자실로 옮겨집니다.

통계 분석 - 생리학적 데이터는 평균(SD)으로 표시되고 시간 간격은 중앙값(범위)으로 표시됩니다. 시스템의 성능은 Varvel 등의 방법을 사용하여 중앙 성능 오류(MDPE), 중앙 절대 성능 오류(MDAPE), 흔들림 및 발산(시간 관련 추세)을 계산하여 평가되었습니다.

성능 오류는 다음 공식으로 제공됩니다.

PE = [(BISmeasured-BIStarget)÷BIStarget]×100 i번째 과목에서 CLADS의 bias를 반영한 ​​median performance error(MDPE)는 MDPE=median {PEij j=1.......Ni } 여기서 Ni는 i번째 하위에서 얻은 (PE) 값의 수입니다. Median Performance Error(MDPE) Median Absolute Performance Error(MDAPE)= median{I PEij j=1.......Ni I} Wobble은 방정식 Wobble=median {I PEij - MDPEiI , j=1......Ni }

글로벌 점수(GS) - 글로벌 점수는 하나의 스칼라로 EEG 유도 마취 제어 시스템의 점수를 매기는 데 사용됩니다.

GS=(MDAPE+WOBBLE)÷시간 비율 BIS∈(40,60) 발산은 시간에 대한 절대 성능 오류의 선형 회귀 방정식의 기울기이며 분당 백분율 발산 단위로 표시됩니다. 양수 값은 목표 값과 측정 값 사이의 간격이 점진적으로 넓어지는 것을 나타내고 음수 값은 측정 값이 목표에 수렴하고 있음을 나타냅니다. MDPE 및 MDAPE는 각각 편향 및 정밀도의 척도이며, 워블은 성능 오류의 개인 내 가변성을 측정합니다. 폐쇄 루프(CLADS 그룹) 또는 수동 제어(TCI 그룹) 중에 BIS가 대상 BIS의 ±10 이내로 유지되는 시간의 백분율도 계산됩니다. 혈역학적 조절의 적절성은 평균 동맥 혈압 및 심박수(HR)가 기준선의 ±25% 이내인 마취 시간의 백분율로 판단됩니다.

그룹 간의 차이는 파라메트릭 데이터에 대한 unpaired t-테스트와 비모수 데이터에 대한 Mann-Whitney U 테스트를 사용하여 분석됩니다. 카운트 데이터는 카이제곱 테스트를 사용하여 분석됩니다. 모든 분석은 Windows용 SPSS v21.0(SPSS Inc., Chicago IL, USA)을 사용하여 수행되며 P 값 <0.05는 유의한 것으로 간주됩니다.

유도에 필요한 프로포폴의 EC50(50% 환자가 BIS를 달성하는 혈장 농도) 계산을 위해 Dixon 및 Massey 방법을 사용하여 계산합니다. Dixon 상하 방법에서 EC50을 계산하려면 6~8쌍이 필요합니다. 그런 다음 TCI 그룹에 대한 데이터의 프로빗 분석을 수행하여 EC50 및 EC95를 결정합니다.

파일럿 연구에서 조사관은 TCI를 사용한 수동 제어가 시간의 70%에서 목표의 ±10 범위에서 BIS를 유지했다고 추정했습니다. 이 대조군의 20% 개선을 평가하기 위해 연구자들은 5% 유형 I 오류에서 80% 검정력을 달성하기 위해 36명의 환자를 모집해야 한다고 계산했습니다. 부주의한 환자 이탈 가능성을 고려하여 총 40명의 환자를 모집했습니다.