Podawanie izofluranu w zamkniętej pętli z indeksem bispektralnym w chirurgii na otwartym sercu

Podstawowymi elementami systemu dostarczania znieczulenia w pętli zamkniętej są: (1) system pod kontrolą – pacjent; (2) kontrolowana zmienna, która mierzy głębokość znieczulenia, (3) wartość zadana dla tej zmiennej określona przez użytkownika, (4) siłownik, który zawiera algorytm przekształcający zmierzoną wartość kontrolowanej zmiennej na określone działanie lub siłownika, aby sterować zmienną regulowaną bliżej zmiennej docelowej.

W proponowanym badaniu zmienną kontrolowaną będzie BIS. Siłownikiem sterującym jest opatentowany (2158/DEL/2007) adaptacyjny system infuzyjny oparty na modelu farmakodynamiczno-farmakokinetycznym, określany jako „Improved Anesthetic Agent Delivery System (IAADS”). Do realizacji algorytmu sterowania, udostępniania interfejsu użytkownika i sterowania komunikacją poprzez porty szeregowe (RS 232) z systemem infuzyjnym (Pilot-C, Frasenius, Francja) wykorzystywany jest komputer osobisty firmy IBM z procesorem PENTIUM 2 lub wyższym (2 GHz) oraz monitor funkcji życiowych Datex. Użyjemy respiratora Avance (Datex Ohmeda, wersja oprogramowania 5.0) z pochłaniaczem dwutlenku węgla i mieszkiem wznoszącym, aby zapewnić wentylację o stałej objętości. Wielkość dopuszczalnego przecieku w obwodzie zostanie zmniejszona do ≤ 150 ml min-1, wyznaczonej podczas wentylacji płuca testowego. Podczas badań będą stosowane niskie przepływy świeżego gazu. Izofluran będzie wstrzykiwany do wydechowej kończyny układu koła za pomocą 20 ml strzykawki Plastipak (polietylen BD) z rurką polietylenową o długości 100 cm (Vygon, Indie) przy użyciu pompy infuzyjnej Pilot C (Fresenius fiolka SA, Francja). Deklarowana dokładność objętościowa pompy infuzyjnej wynosi ±2%.

Po uzyskaniu pisemnej świadomej zgody, pacjenci zostaną losowo przydzieleni (metodą zamkniętej koperty z użyciem wygenerowanych komputerowo liczb losowych) do jednej z dwóch grup – manualnej i automatycznej. Badacz będzie obecny podczas zabiegu wyłącznie w celu zebrania danych i nie będzie zaangażowany w przeprowadzanie znieczulenia. Wszyscy pacjenci otrzymają doustnie 5-10 mg diazepamu zgodnie z protokołem instytucji na noc przed operacją i rano w dniu operacji jako premedykację. Po przeniesieniu pacjenta na stół operacyjny rozpocznie się podawanie soli fizjologicznej w dawce 100 ml/godz. (1-2 ml/kg mc./godz.). Rozpoczęte zostanie rutynowe monitorowanie fizjologiczne (pulsoksymetria, elektrokardiografia, nieinwazyjne monitorowanie ciśnienia krwi). BIS (wskaźnik bispektralny) zostanie uzyskany za pomocą czujników jednorazowych (Aspect Medical System Inc. MA USA) przymocowany do czoła pacjenta. Pacjenci otrzymają 0,15 mg/kg siarczanu morfiny przed indukcją w porcjach po 3-5 mg, podczas których zostaną wprowadzone założone na stałe kaniule tętnicze, żyła centralna i cewniki do tętnicy płucnej (jeśli zostanie to uznane za konieczne).

Przed indukcją pacjenci otrzymują fentanyl w dawce 3 μg/kg przez trzy minuty. W trybie automatycznym IAADS automatycznie obliczy i dostosuje początkową i następną szybkość infuzji propofolu na podstawie masy ciała pacjenta, stanu ryzyka i docelowej wartości BIS, która zostanie ustawiona na 50 dla wszystkich przypadków w zakresie 40-60. W grupie manualnej szybkość wlewu propofolu będzie ustalana przez prowadzącego anestezjologa w zależności od masy ciała pacjenta i docelowego BIS 50, tak aby utrzymać BIS w granicach 40-60. Po utracie przytomności (LOC) pacjenci otrzymają 0,1 mg/kg bromku wekuronium i zostaną zaintubowani po 4 minutach.

Układ okrężny zostanie zamknięty po ustaleniu prawidłowego położenia rurki intubacyjnej. W grupie kontrolnej rozpoczyna się wlew izofluranu do wydechowej części koła z określoną szybkością. Stężenie izofluranu w obwodzie będzie rosło stopniowo przez 10 minut, aż do osiągnięcia określonej wartości BIS. Podczas znieczulenia izofluranem pacjenci będą wentylowani 100% tlenem. Przepływ świeżego gazu rozpocznie się z prędkością 500 ml/min, a wentylacja zostanie ustawiona tak, aby utrzymać końcowo-wydechowe stężenie CO2 na poziomie 30-35 mmHg. Jeżeli przepływ świeżego gazu jest niewystarczający, co wynika z niecałkowitego wypełnienia mieszków, przepływy będą stopniowo zwiększane o 100 ml/min do wartości maksymalnej 1000 ml/min. Jeśli nadal występuje nieszczelność, badanie zostanie przerwane, a pacjent będzie wentylowany wyższymi przepływami. W związku z tym pacjenci będą podtrzymywani izofluranem wstrzykiwanym w ramię wydechowe obwodu. Znieczulenie będzie utrzymywane za pomocą wlewu fentanylu w dawce 1 μg/kg mc./godz. z kolejnymi bolusami 1 μg/kg mc. przed nacięciem skóry, wykonaniem sternotomii i rozpoczęciem krążenia pozaustrojowego (CPB). Rozluźnienie mięśni będzie utrzymywane za pomocą ciągłego wlewu bromku wekuronium w dawce 50 μg/kg mc./godz. Po 30 minutach indukcji zostanie pobrana próbka tętnicy w celu uzyskania podstawowych wartości gazometrii, aktywowanego czasu krzepnięcia (ACT) i glukozy we krwi. Pacjenci otrzymają bolus 3 mg/kg heparyny w celu podniesienia ACT powyżej 480s. W przypadku niższych wartości kolejne bolusy heparyny będą podawane zgodnie z krzywą odpowiedzi na dawkę heparyny byka i kolegów.

W grupie manualnej po potwierdzeniu założenia rurki dotchawiczej układ okrężny zostanie zamknięty i uruchomione zostaną przepływy świeżych gazów z prędkością 1000ml/min. Anestetyki wziewne będą dostarczane przez parownik Fluotech 7 (Datex ohmeda) do izofluranu. Początkowe ustawienie tarczy rozpocznie się od 3%, a po 5 minutach przepływy zostaną zmniejszone do 500 ml/min, a anestezjolog dostosuje stężenie izofluranu, aby utrzymać BIS na poziomie 50. Ustawienie pokrętła zostanie zwiększone lub zmniejszone, aby utrzymać BIS na poziomie 50, a liczba zmian ustawienia pokrętła parownika zostanie odnotowana. Reszta protokołu będzie podobna do opisanej powyżej komputerowej grupy kontrolnej.

Po rozpoczęciu CPB co pół godziny będą oznaczane gazometrie krwi tętniczej, ACT i poziom glukozy we krwi. Tętnicze ciśnienie parcjalne O2 na poziomie 300-400 mmHg, ACT >480s i poziom glukozy we krwi <180mg/dl będą utrzymywane przez cały okres pomostowania. Po pomyślnym zakończeniu krążenia pozaustrojowego heparyna zostanie antagonizowana z siarczanem protaminy.

W epizodach, w których średnie ciśnienie tętnicze przekracza 25% wartości wyjściowej lub częstość akcji serca przekracza 100 uderzeń/min lub 25% wartości wyjściowej, działanie przeciwbólowe zostanie uzupełnione fentanylem w dawce 1 μg/kg. W przypadku utrzymującego się nadciśnienia tętniczego lub tachykardii z BIS < 50 zostanie uruchomiony wlew nitrogliceryny i miareczkowany w celu kontroli ciśnienia krwi; Esmolol (do 0,5 mg/kg IV) zostanie podany w celu kontrolowania częstości akcji serca (HR). Podobnie w przypadku spadku średniego ciśnienia tętniczego do mniej niż 25% wartości wyjściowej w obecności normowolemii, początkowo zostanie zastosowana fenylefryna w bolusach 0,5 μg/kg. W przypadku utrzymującego się niedociśnienia po skumulowanej dawce fenylefryny wynoszącej 2 μg/kg, rozpocznie się wlew dopaminy i będzie miareczkowany w celu utrzymania MAP w granicach 25% wartości wyjściowej. Podobnie, w przypadku spadku częstości akcji serca do <45 uderzeń/min., po wykluczeniu innych uleczalnych przyczyn zostanie podany siarczan atropiny (10 μg/kg bolusy dożylne).

Podczas CPB pacjenci zostaną przeniesieni na infuzję propofolu, ponieważ sprzęt do dostarczania świeżych gazów podczas CPB wymaga dużych przepływów świeżych gazów, a system okrężny nie jest obecnie możliwy. MAP będzie utrzymywane w zakresie 50-80 mmHg, a wszelkie odchylenia od tych granic będą leczone bolusami fenylefryny lub infuzją nitroprusydku sodu. Propofol będzie podawany zgodnie z IAADS w grupie kontrolnej komputerowej i ręcznie w grupie manualnej w celu utrzymania BIS 50.

Pięć minut po zakończeniu CPB pacjenci zostaną przeniesieni z powrotem na izofluran. W grupie kontrolnej komputerowej stężenie w obwodzie dla ustawionego BIS zostanie osiągnięte w ciągu 10 minut. W grupie z kontrolą ręczną ustawienie tarczy rozpocznie się od 3% i będzie miareczkowane zgodnie z BIS. Przepływy świeżego gazu będą utrzymywane na tym samym poziomie przed rozpoczęciem CPB.

Pod koniec zamykania skóry izofluran, fentanyl i wekuronium zostaną przerwane, a protokół badania zakończony. Pacjent zostanie przeniesiony na infuzję propofolu w celu sedacji pooperacyjnej i zostanie przeniesiony na oddział opieki po znieczuleniu bez antagonizujących środków zwiotczających mięśnie do planowej wentylacji mechanicznej. Pacjenci będą ekstubowani po spełnieniu standardowych kryteriów ekstubacji. Wszyscy pacjenci będą stale monitorowani pod kątem stabilności hemodynamicznej i utrzymania gazometrii krwi do 24 godzin po operacji. Pacjenci zostaną poddani ustrukturyzowanemu wywiadowi zmodyfikowanemu przez Brice'a i współpracowników i opisanemu przez Nordstrom dla świadomej świadomości; przy wypisie z oddziału opieki po znieczuleniu, dzień po operacji i około tydzień później.