Przewidywanie stężenia propofolu w miejscu związanego z głębokim znieczuleniem (PRESCOD-AI)

Propofol jest najpowszechniej stosowanym środkiem znieczulającym do wywoływania znieczulenia ogólnego (GA). Jednakże, w przeciwieństwie do znieczulenia wziewnego, monitorowanie stężenia propofolu nie jest bezpośrednio dostępne u ludzi. Dlatego zaleca się stosowanie modelu farmakokinetycznego/farmakodynamicznego (PK/PD) w infuzji kontrolowanej docelowo (TCI). Zakłada się, że podczas infuzji stężenie w miejscu działania (Ce) koreluje z poziomem hipnozy. Jednakże w powszechnej praktyce występuje duża zmienność wymagań dotyczących propofolu. Zmienność zapotrzebowania na propofol przypisuje się czynnikom demograficznym, polimorfizmowi genetycznemu, zmianom związanym z zabiegiem i indywidualnej wrażliwości. Poprzednie badania wykazały, że charakterystyka EEG zmienia się wraz z wiekiem i stanem poznawczym.

Hipoteza: Istnieje duża zmienność międzyosobnicza w zakresie wrażliwości pacjentów na propofol, którą można precyzyjnie modelować za pomocą cech klinicznych, demograficznych i elektroencefalograficznych (EEG) dostępnych przed indukcją znieczulenia ogólnego. Badacze stawiają również hipotezę, że ta wrażliwość na propofol może pomóc w identyfikacji wrażliwego fenotypu mózgu związanego ze słabą wydajnością poznawczą.

Cele szczegółowe: Podstawowy: zbadanie zmienności Ce-propofolu, przy którym następuje głębokie znieczulenie (DA) podczas indukcji znieczulenia ogólnego (CeDA). Drugorzędne: zbadanie związku między danymi demograficznymi, zdolnościami poznawczymi i zmiennymi EEG z niezależną zmienną CeDA. Trzeciorzęd: opracowanie i walidacja algorytmu uczenia maszynowego w celu przewidywania CeDA na podstawie cech klinicznych, demograficznych i EEG uzyskanych przed wprowadzeniem znieczulenia ogólnego.

Metody: To prospektywne monocentryczne badanie obserwacyjne obejmie 110 uczestników w wieku 18 lat i starszych, zaplanowanych na operację w znieczuleniu ogólnym. Wyjściowa wydajność poznawcza zostanie oceniona za pomocą Montrealskiej Oceny Poznawczej. Indukcję GA przeprowadza się stosując 300 ml.h-1 1% propofolu, aż do zaobserwowania DA (zdefiniowanego jako wskaźnik stanu pacjenta (PSI) < 30). Pierwszorzędowym punktem końcowym będzie stężenie Ce propofolu, przy którym następuje głębokie znieczulenie (CeDA), jak obliczono za pomocą modelu Eleveld PK/PD dla propofolu. Przedoperacyjne surowe przebiegi EEG z monitora SedLine zostaną wykorzystane do wyodrębnienia cech statystycznych, entropicznych i widmowych. W podpróbie 40 pacjentów rejestrowany będzie także zapis EEG o dużej gęstości (128 kanałów) w celu wyodrębnienia cech połączeń funkcjonalnych mózgu. Cechy te zostaną wprowadzone do uogólnionego modelu addytywnego w celu przewidzenia CeDA. Opracujemy również i zweryfikujemy algorytm uczenia maszynowego, aby przewidzieć CeDA na podstawie tych funkcji.

Znaczenie/Ważność: Wyniki tego badania mogą zapewnić lepsze zrozumienie czynników warunkujących zmienność międzyosobniczą obserwowaną w działaniu farmakodynamicznym środków znieczulających. Co więcej, przewidywanie CeDA może pomóc klinicystom w ustaleniu prawidłowego i bezpiecznego celu w kontrolowanej infuzji propofolu podczas indukcji znieczulenia ogólnego i dodatkowo ograniczyć występowanie głębokiego znieczulenia podczas operacji. Wreszcie, wiedza na temat związku między charakterystyką EEG, wrażliwością na środki znieczulające i sprawnością poznawczą może prowadzić do bardziej spersonalizowanego podawania znieczulenia.