Anesthesiedieptecontrole met behulp van CLADS versus TCI bij patiënten met LVSDF

MATERIALEN EN METHODES:

De patiënt krijgt premedicatie met alprazolam 0,25 mg orale tablet de avond voor en op de ochtend van de operatie. In de narcosekamer, 16 G i.v. canule worden ingebracht en de volgende monitoren worden bevestigd: continue pulsoximetrie (SpO2), elektrocardiogram (ECG), periodieke niet-invasieve bloeddruk (S/Anesthesiemonitor, Datex Ohmeda Inc., Madison, WI) en continue BIS ( BIS XP, Aspect Medical Systems, Newton, MA in de S/5 anesthesiemonitor). Pre-inductie arteriële lijn en centrale lijn zullen bij alle patiënten worden ingebracht en continue arteriële bloeddruk en centrale veneuze drukmetingen zullen worden geregistreerd. Bij alle patiënten wordt ook een longslagaderkatheter ingebracht om het hartminuutvolume te bewaken. Alle invasieve lijnen worden onder plaatselijke verdoving ingebracht. NIBP-metingen worden gestopt na het transduceren van de arteriële lijn, omdat dit de beoordeling van de MOAA/S-score kan verstoren.

Alle patiënten zullen i.v. fentanyl in een dosis van 3 µg.kg-1 gedurende een periode van 3 minuten, gevolgd door propofoltoediening ofwel door middel van CLADS of TCI.

Groep 1:

Propofol zal worden toegediend met de Diprifusor (Marsh Pharmacokinetic-model, Master TCI-pomp, Fresenius Kabi; Bad Homburg, Duitsland) vanaf een vooraf bepaalde beoogde plasmapropofolconcentratie (Cp) van 1,8 µg.ml-1 op basis van een eerdere studie. Verdere doelconcentraties werden vastgesteld volgens de Dixon up and down-methode. Een mislukking zal worden gevolgd door een verhoging van de beoogde plasmaconcentratie bij de volgende patiënt met 0,2 µg.ml-1 en een succes zal worden gevolgd door een verlaging van de beoogde plasmaconcentratie bij de volgende patiënt met 0,2 µg.ml-1. De TCI-pomp wordt handmatig bediend en alle gegevens, inclusief BIS en vitale gegevens, worden via CLADS op een laptop vastgelegd. MOAA/S wordt elke 15 seconden beoordeeld om de tijd tot bewustzijnsverlies te beoordelen; BIS en HR worden elke 5 seconden geregistreerd en MAP en PAP elke 10 seconden. De dieptecontrole van de anesthesie zal dus worden beoordeeld op basis van de tijd die nodig is om bewustzijnsverlies te bereiken en door de dosis propofol die nodig is voor inductie en onderhoud te vergelijken. BIS-overschrijdingen en hemodynamische stabiliteit worden genoteerd. Als de patiënt binnen 5 minuten het bewustzijn verliest, is een observatieperiode van 2 minuten toegestaan ​​om de beoogde BIS te bereiken. Als de patiënt na deze periode de beoogde BIS niet bereikt, wordt de casus als mislukt beschouwd. Aan de andere kant, als de patiënt binnen deze periode de beoogde BIS bereikt, wordt dit als een succes beschouwd. In gevallen waarin noch de LOC noch de beoogde BIS binnen 5 minuten wordt bereikt, wordt dit ook als een mislukking beschouwd. Vecuronium wordt toegediend in een dosis van 0,1 mg.kg-1 na de LOC en de patiënt wordt na 4 minuten geïntubeerd. Patiënten zullen worden beademd via een gezichtsmasker om normocapnie te behouden door een lucht-zuurstofmengsel toe te dienen met een FiO2 van 0,6 gedurende de periode van inductie tot intubatie. Fentanyl-infusie 1 µg.kg.h-1 geeft analgesie met extra bolussen van 1 µg.kg-1 vóór huidincisie, sternotomie en bij aanvang van CPB. Er zal een aanvullende bolus van pijnstillende supplementen (fentanyl 1 µg.kg-1) worden gegeven wanneer de gemiddelde arteriële druk (MAP) of hartslag hoger is dan 25% van de basislijn <50. Als hypertensie of tachycardie aanhoudt met een BIS≤50, zal nitroglycerine-infusie of esmolol worden gebruikt. Bij hypotensie wordt gestart met inotrope ondersteuning en/of vasopressor nadat normovolemie is vastgesteld. Atropinesulfaat zal worden gebruikt om bradycardie (hartslag < 45b.p.m.) te behandelen na uitsluiting van andere behandelbare oorzaken. De MAP op CPB zal tussen 50 en 80 mmHg worden gehouden met gebruik van fenylefrine / nitroglycerine zoals vereist. Systemische hypothermie tot 28°C wordt toegepast tijdens CPB en patiënten worden actief opgewarmd tot 36°C voordat ze worden gescheiden van de CPB.

Het aantal patiënten dat episoden van hypotensie of hypertensie vertoont en het aantal episoden van hypotensie of hypertensie die een verandering in de doelconcentratie van propofol of de toediening van vasoactieve geneesmiddelen vereisen, zal worden geregistreerd.

Gebaseerd op de respons van de vorige patiënt op propofoltoediening met behulp van Diprifusor bij een vooraf bepaalde beoogde plasmapropofolconcentratie (Cp), zullen verdere verhogingen of verlagingen van Cp bij de volgende patiënten gebaseerd zijn op de op- en neerwaartse methode van Dixon. De doel-Cp wordt verhoogd met 0,2 µg.ml-1 bij patiënten die geen BIS van 50 bereiken en de Cp wordt in volgende gevallen verlaagd met 0,2 µg.ml-1 bij patiënten die dat wel doen. Er zijn dus zes tot acht paar overgangen van falen naar succes nodig voor de berekening van de EC50 (d.w.z. de doelconcentratie waarbij 50% van de patiënten een BIS van 50 bereikt). Het gemiddelde van de middenwaarde van deze overgangen zal worden gebruikt om de EC50 af te leiden.

Aan het einde van het onderzoek zullen de BIS-gegevens worden geanalyseerd voor offline bepaling van de inductietijd. Het wordt gedefinieerd als het tijdstip waarop de BIS ≤50 bereikt voor 2 opeenvolgende metingen vanaf het begin van de propofol-infusie.

Groep 2:

In de CLADS-groep worden introductie en onderhoud automatisch uitgevoerd volgens de BIS. Hemodynamica wordt automatisch geregeld via CLADS en ook via handmatige ionotrope ondersteuning zoals hierboven beschreven.

CLADS is een op een farmacodynamisch-farmacokinetisch model gebaseerd adaptief infuussysteem, dat BIS gebruikt als de geregelde variabele en de standaard infuuspomp als de 'actuator'. Het 'controle-algoritme' is gebaseerd op de relatie tussen verschillende infusiesnelheden van propofol (die verschillende plasmaconcentraties produceren) en BIS, rekening houdend met de farmacokinetische variabelen (distributie, klaring). Dit werd vastgesteld in de ontwikkelingsfase van CLADS. Het algoritme verandert de snelheid van propofol-infusie om BIS naar het ingestelde doel te sturen en te behouden, rekening houdend met bestaande BIS, verstreken tijd sinds de start van de infusie, farmacokinetiek, tijdsvertragingsfactor tussen waarneming en middeling van BIS-gegevens, tijdsvertragingsfactor tussen verandering in infusiesnelheid en daadwerkelijke verandering in de plasmaconcentratie van propofol, evenals het piekeffect van propofol.

Een IBM-compatibele pc met PENTIUM 4-processor of hoger wordt gebruikt om het besturingsalgoritme te implementeren, een gebruikersinterface te bieden en de communicatie te regelen via seriële poorten (RS 232) met infuussysteem (Pilot-C; Fresenius, Parijs, Frankrijk) en vitale sign-monitor (AS5; Datex Ohmeda Division, GE Healthcare, Singapore). De medicijnafgifte kan in twee modi werken: handmatig en automatisch. In de handmatige modus wordt de infusiesnelheid van propofol handmatig geregeld via het toetsenbord. In de 'automatische' modus regelt het systeem automatisch de toediening van propofol/isofluraan volgens het regelalgoritme. De automatische modus heeft verder drie opties: (i) inductie, (ii) onderhoud en (iii) inductie gecombineerd met onderhoud. De gebruiker moet een doel-BIS-waarde, leeftijd, gewicht, lengte invoeren samen met de status van patiënt-laag risico (ASA I-III), hoog risico (ASA III-IV, NYHA klasse III), zeer hoog risico (ASA IV- V, NYHA III-IV), of pediatrisch. Het systeem kan ook functioneren in de 'monitor'-modus, waar het alleen BIS en andere patiëntgegevens bijwerkt en een grafische weergave biedt van huidige en trendwaarden.

Het systeem werkt de elektro-encefalografische gegevens elke 5 seconden bij en berekent de BIS-fout (doel-BIS-werkelijke BIS). Het gebruikt het PID-algoritme (Proportional Integral Differential) op basis van deze fout om de veranderingen in de propofol-infusiesnelheid aan te brengen om de doel-BIS te bereiken. Het algoritme stemt de snelheid en duur van de toediening van propofol op verschillende manieren af ​​tijdens de inductie- en onderhoudsfase van de toediening van anesthesie. Tijdens inductie probeert de controller de doelconcentratie stapsgewijs te bereiken (terwijl hij continu elke 5 s feedback van BIS ontvangt) op basis van de relatie tussen plasmaconcentraties en BIS. Tijdens onderhoud wordt 30 s beschouwd als één tijdvak. De eerste drie en de laatste drie BIS-waarden van elk tijdvak worden gemiddeld en vergeleken om de trend te beoordelen. Wanneer de trends wijzen op een stijgende BIS, worden hogere doelconcentraties en dus hogere propofolgehalten vastgesteld en vice versa als de trends wijzen op een dalende BIS. Deze trends worden ook gekruist met trends uit een groter tijdperk voordat wijzigingen in het geneesmiddel worden aangebracht.

Er is een veiligheidsfunctie toegevoegd waarbij propofol en andere anesthetica automatisch worden stopgezet wanneer de hemodynamica onder de door de operator ingestelde veiligheidslimieten zakt. Dit zou automatisch herstarten wanneer de hemodynamica verbetert tot waarden boven de vooraf gedefinieerde ondergrens. De tijdsvertraging voor deze automatische uitschakeling is maximaal 10 s, wat het interval is waarmee de vitale gegevens in de controller worden bijgewerkt.

De tijd tot het verlies van bewustzijn, de dosis propofol die nodig is voor inductie en onderhoud, BIS-overshoots en hemodynamica zullen worden geregistreerd bij patiënten die propofol toegediend krijgen met behulp van CLADS.

Aan het einde van de operatie wordt CLADS/TCI stopgezet en wordt de patiënt overgeplaatst naar de postoperatieve intensive care-afdeling voor electieve mechanische beademing.

STATISTISCHE ANALYSE - Fysiologische gegevens worden gepresenteerd als gemiddelde (SD) en tijdsintervallen worden gepresenteerd als mediaan (bereik). De prestaties van het systeem werden beoordeeld door het berekenen van mediane prestatiefout (MDPE), mediane absolute prestatiefout (MDAPE), schommeling en divergentie (tijdgerelateerde trends) met behulp van methoden van Varvel et al.

De prestatiefout wordt gegeven door de formule:

PE = [(BISmeasured-BIStarget)÷BIStarget]×100 De mediane prestatiefout (MDPE) die de vertekening van CLADS in het i-de onderwerp weergeeft, wordt bepaald als MDPE=mediaan {PEij j=1......Ni } waarbij Ni het aantal (PE) waarden is dat is verkregen in de i-de sub Mediaan Performance Error (MDPE) Median Absolute Performance Error (MDAPE)= mediaan {I PEij j=1........Ni I} Wobble is bepaald uit de vergelijking Wobble=mediaan {I PEij - MDPEiI , j=1......Ni }

Global Score (GS) - De Global Score wordt gebruikt om EEG-geleide diepte van anesthesiecontrolesystemen te scoren met één scalair:

GS=(MDAPE+WOBBLE)÷fractie van tijd BIS∈(40,60) Divergentie is de helling van de lineaire regressievergelijking van absolute prestatiefout tegen de tijd en wordt uitgedrukt in eenheden van procentuele divergentie per minuut. Een positieve waarde geeft aan dat de kloof tussen doel- en gemeten waarden geleidelijk groter wordt, terwijl een negatieve waarde aangeeft dat de gemeten waarden convergeren naar het doel. MDPE en MDAPE zijn maatstaven voor respectievelijk bias en precisie, wobble meet de intra-individuele variabiliteit in de prestatiefouten. Het percentage van de tijd dat BIS binnen ±10 van doel-BIS blijft tijdens gesloten lus (CLADS-groep) of handmatige bediening (TCI-groep) wordt ook berekend. De toereikendheid van de hemodynamische controle zal worden beoordeeld aan de hand van het percentage van de anesthesietijd waarbij de gemiddelde arteriële bloeddruk en hartslag (HR) binnen ± 25% van de uitgangswaarde liggen.

Verschillen tussen de groepen zullen worden geanalyseerd met behulp van de ongepaarde t-toets voor parametrische gegevens en de Mann-Whitney U-toets voor niet-parametrische gegevens. Telgegevens worden geanalyseerd met behulp van de chikwadraattoets. Alle analyses worden uitgevoerd met SPSS v21.0 voor Windows (SPSS Inc., Chicago IL, VS) en een P-waarde <0,05 wordt als significant beschouwd.

Voor de berekening van de EC50 (plasmaconcentratie waarbij 50% van de patiënten een BIS bereikt) van propofol die nodig is voor inductie, wordt de Dixon- en Massey-methode gebruikt. Er zijn zes tot acht paren nodig om de EC50 te berekenen met de Dixon-methode omhoog en omlaag. Vervolgens wordt een probitanalyse van de gegevens voor de TCI-groep uitgevoerd om EC50 en EC95 te bepalen.

Op basis van een pilotstudie schatten de onderzoekers dat handmatige controle met behulp van TCI de BIS 70% van de tijd binnen het bereik van ±10 van het doel hield. Om de 20% verbetering van deze controle te beoordelen, berekenden de onderzoekers dat ze 36 patiënten zouden moeten rekruteren om 80% power te bereiken bij 5% Type I-fout. Er werden in totaal 40 patiënten geworven, rekening houdend met mogelijk onbedoeld verloop van de patiënt.