На правах рукописи
Арутюнян Оксана Мкртычевна
УПРАВЛЕНИЕ АНЕСТЕЗИЕЙ ПРИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫХ ОПЕРАЦИЯХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕЙРОМОНИТОРИНГА НА ОСНОВЕ ЭНТРОПИИ
14.01.20 – анестезиология и реаниматология
А В Т О Р Е Ф Е Р А Т
диссертации на соискание ученой степени
кандидата медицинских наук
Москва –2012
Работа выполнена в ГБОУ ВПО Первый Московский Государственный Медицинский Университет им. И. М. Сеченова. Научный руководитель:
Доктор медицинских наук, Яворовский Андрей Георгиевич
Официальные оппоненты:
Доктор медицинских наук,
профессор Козлов Игорь Александрович
Доктор медицинских наук,
профессор Кожевников Владимир Андреевич
Ведущее учреждение: Институт хирургии им. А.В. Вишневского Минздравсоцразвития РФ
Защита состоится “ “_______ 2012 г. в ____часов на заседании диссертационного Совета Д. 208.040. 11 при ГБОУ ВПО Первый МГМУ им. И. М. Сеченова по адресу: 119991 Москва, ул. Трубецкая 8, стр.2.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО Первый МГМУ им. И. М. Сеченова по адресу: 117498, Москва, Нахимовский проспект, 49.
Автореферат разослан “ “ 2012 г.
Ученый секретарь Диссертационного совета
доктор медицинских наук, профессор Тельпухов Владимир Иванович
Общая характеристика работы.
Актуальность исследования. Обеспечение адекватности анестезии важнейшая задача анестезиолога при любом хирургическом вмешательстве А. А.Бунятян, (1997). Особенно это важно у больных, подвергающихся кардиохирургическим операциям, у которых в силу скомпроментированности сердечно-сосудистой системы, любая степень неадекватности анестезии может привести к срыву крайне напряженных компенсаторных механизмов кровообращения и гемодинамическим расстройствам (И.А. Козлов и соавт. 2004). Поэтому оценка и контроль различных компонентов анестезии, и в частности выраженности гипнотического эффекта является очень важным моментом, повышающим безопасность больного во время операции. А. А. Бунятян, В. М. Мизиков и соавт., (2010г.), В. В. Субботин (2003). Xiaoli Li и соавт. (2008).
Еще одной, не менее важной анестезиологической проблемой при проведении сердечно-сосудистых операций является своевременная диагностика гипоперфузии головного мозга – одна из причин, ведущая к неврологическим осложнениям и нарушению когнитивных функций. В. А. Кожевников и соавт. (2006), В. Г. Постнов и соавт.(2010)
Исходя из вышеизложенного становится понятным, что внедрение в клиническую практику нейромониторинга, с помощью которого возможно контролировать адекватность анестезии и обеспечивать диагностику и профилактику неврологических осложнений при проведении сердечно-сосудистых операций, является актуальной задачей клинической анестезиологии.
В настоящее время ведется поиск и оценка различных видов мониторинга, которые одновременно давали бы информацию и о степени адекватности анестезиологической защиты и о функциональном состоянии головного мозга В. А. Кожевников и соавт. (2005). Одной из таких методик является анализ ЭЭГ, осуществляемый с помощью спектральной энтропии (алгоритм обработки ЭЭГ) B. Rehberg-Klug и соавт. (2003).
Спектральная энтропия реализована в модуле M-Entropy анестезиологиаческого монитора Datex-Ohmeda S/5. Viertio-Oja H и соавт., (2004). Модуль М-энтропии, используя один датчик, дает возможность получить 2 отдельных параметра: один – спектральную энтропию сигнала ЭЭГ в чистом виде (SE), другой – спектральную энтропию смешанного сигнала ЭЭГ-ФЭМГ (RE) (энтропия ответа).
Анализ отечественных и зарубежных работ, посвященных использованию вышеуказанных показателей для оценки качества анестезиологического обеспечения, не позволяет однозначно определить насколько точно они отражают глубину анестезии, степень ноцицептивной защиты, насколько их применение отражается на качестве периоперационного периода, могут ли эти показатели выявлять эпизоды гипоперфузии головного мозга, дают ли они возможность индивидуольного подбора доз седативных и анальгетических препаратов, зависит ли информативность этих показателей от этапа кардиохирургической операции и т. д. Вышеперечисленному кругу вопросов и посвящена настоящая работа.
Цель исследования.
Изучить роль нейромониторинга на основе энтропии при кардиохирургических вмешательствах.
Задачи исследования.
1.Изучить способность нейромониторинга на основе энтропии оценивать адекватность анестезии на различных этапах кардиохирургической операции.
2. Определить значение нейромониторинга на основе энтропии в управлении анестезией на различных этапах кардиохирургической операции.
3. Изучить возможность интраоперационного распознавания гипоперфузии головного мозга на основе проведения нейромониторинга с использованием энтропии при оперативных вмешательствах на сонных артериях.
Научная новизна темы исследования. Новизна темы заключается: (1) во внедрении современного нейромониторинга на основе энтропии в анестезиологическое обеспечение сердечно-сосудистых операций. (2) в разработке алгоритма анализа показателей энтропии для подбора оптимальных доз анестетиков во время индукции, что позволяет реализовать принцип индивидуализации анестезии. (3) в оценке нейромониторинга на основе энтропии в отношении возможности определения адекватности отдельных компонентов анестезии, а также в отношении выявления гипоперфузии головного мозга на различных этапах сердечно-сосудистых операций.
Практическая значимость. Внедрение в клиническую практику нейромониторинга на основе энтропии дает возможность анестезиологу контролировать глубину анестезии и использовать эти данные для более точного её управления.
Разработанные методические аспекты интерпретации данных энтропии в отношении дифференцированной диагностики недостаточности гипнотического и анальгетического компонентов анестезии, позволяют более точно выбрать анестетик для коррекции ее неадекватности.
Показано, как с применением нейромониторинга на основе энтропии
подобрать оптимальные дозы анестетиков во время вводной анестезии.
Установленные целевые значения показателей энтропии, позволяют обеспечить адекватность анестезии при сердечно-сосудистых операциях и повысить безопасность их проведения.
Определены методические подходы и ограничения использования энтропии с целью выявления эпизодов гипоперфузии головного мозга при операциях на сонных артериях.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту.
1. Нейромониторинг на основе энтропии позволяет проводить оценку адекватности анестезии на различных этапах кардиохирургической операции.
2. Информация, получаемая с помощью нейромониторинга на основе энтропии, помогает в управлении анестезией на различных этапах кардиохирургической операции и повышает безопасность её проведения.
3. Нейромониторинг с использованием энтропии в определенных клинических ситуациях дает возможность интраоперационного распознавания гипоперфузии головного мозга при оперативных вмешательствах на сонных артериях.
Внедрение в практику. Нейромониторинг на основе энтропии внедрен в клиническую практикув отделении кардиоанестезиологии РНЦХ РАМН имени академика Б.В.Петровского, полученные результаты внедрены в работу кафедры анестезиологии и реаниматологии ФППОВ ГБОУ ВПО Первого МГМУ им. И.М. Сеченова Минздравсоцразвития России.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены на III Беломорском симпозиуме, г. Архангельск, 25 июня 2009 г., на III Международной конференции «Проблема безопасности в анестезиологии». Москва, 6 октября, 2009 г., на XV Всероссийском съезде сердечно-сосудистых хирургов г. Москва, 6 декабря 2009 г., на XIV ежегодной сессии научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева РАМН с Всероссийской конференцией молодых ученых., г. Москва 16 мая, 2009 г., на XII Съезде Федерации Анестезиологов и Реаниматологов г. Москва, 19 сентября, 2010 г., на XII Выездной сессии МНОАР, Голицино, Московская область, 25 марта 2011 г., на IV Международной конференции «Проблема безопасности в анестезиологии». 4 октября. 2011 г., на XVII Всероссийском съезд сердечно-сосудистых хирургов г. Москва, 29 ноября 2011 г
Личный вклад автора. Автору принадлежит ведущая роль в выборе направления исследования, анализе, обобщении и научном обосновании полученных результатов. Автором лично проведено составление программы исследования, клиническое обследование и проведение нейромониторинга на основе энтропии178 больным в интраоперационный период. В работах, выполненных автором лично проведена подготовка больных для проведения нейромониторинга на основе энтропии и в последующем оценка психомоторных функций (в послеоперационный период). Все параметры энтропии, зарегистрированные в интраоперационный период, лично автором подверглись статистической и аналитической обработке, интерпретации полученных данных, научное обоснование и обобщение полученных результатов. Вклад автора является определяющим и заключается в непосредственном участии на всех этапах исследования: от постановки задач и их клинической реализации до обсуждения результатов в научных публикациях и докладах и их внедрения в практику.
По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, из них 3 журналах, в рецензируемых ВАК.
Структура и объем диссертации.
Диссертация изложена на 129 страницах, состоит из введения, обзора литературы, 5 глав, посвященных результатам исследования, заключения, выводов, практических рекомендаций и указателя литературы. Иллюстративный материал представлен 17 рисунками и 23 таблицами.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.
Для решения поставленных задач в работу были включены клинические наблюдения 178 пациентов, которым были выполнены операции реваскуляризации миокарда, реконструктивные операции на клапанах сердца в условиях ИК, а также реконструктивные операции на сонной артерии. Общая характеристика больных представлена в таблице 1.
Таблица 1
Общая характеристика обследованных пациентов
Параметр
|
Показатель
|
Пол
|
мужчины, n (%)
|
152 (85%)
|
женщины, n (%)
|
26 (15%)
|
Возраст, лет
|
58±7,3
|
Вес, кг
|
83±11,2
|
Шкала EuroScore, баллы
|
2,39±0,5
|
Операции
|
Операции с ИК (АКШ, протезирование клапанов) n
|
106
|
Реконструкция сонных артерий,
n
|
72
|
Задача 1. - Изучение способности нейромониторинга на основе энтропии оценивать адекватность анестезии на различных этапах кардиохирургической операции. Для решения этой задачи была сформирована группа 1 (n=30). Для доказательства того, что нейромониторинг на основе энтропии отражает различную степень седации и анальгезии на различных этапах анестезии, мы создавали клинические ситуации с различными уровнями глубины анестезии и исследовали способность показателей энтропии определять эти уровни.
Первой такой клинической ситуацией, с которой сталкивается анестезиолог, является премедикация. Все пациенты группы 1 были разделены на две подгруппы в зависимости от мощности утренней предоперационной премедикации: в подгруппе 1.1 (n=15) премедикация проводилась традиционно – диазепам 10,0 мг, в/м, промедол 10,0 мг, атропин 0,3 мг, хлорпирамина гидрохлорид 20мг внутримышечно. В подгруппе 1.2. (n=15) премедикация была аналогичной за исключением использования диазепама. После того, как больные поступали в операционную, определяли уровень седации по шкале Ramsay и сопоставляли эти данные с показателями энтропии (RE и SE). Также анализировали частоту артериальной гипертензии, ЧСС. Были получены следующие результаты. Уровень cедации по шкале Ramsay у 75% больных подгруппы 1.1 (с реланиумом в премедикации) соответствовал III уровню, тогда, как в группе 1.2 (без реланиума) таких больных было только 15%. Параллельно зарегистрированные параметры энтропии в подгруппе 1.1 составили – SE – 83±1,13 ед., а RE 86± 2,07ед., а в подгруппе 1.2 аналогичные параметры были достоверно (P<0,05) больше (SE – 91±1,9 ед., а RE 96±2,2 ед.).
Таким образом, полученные нами результаты относительно уровня седации по шкале Рамсей говорят о том, что в зависимости от вида премедикации (с реланиумом или без него), мы имеем дело с двумя различными уровнями седации на этом этапе и эти уровни показатели энтропии отражают. С нашей точки зрения это очень важный факт, поскольку с помощью энтропии появляется возможность объективной оценки качества премедикации и соответственно разработки наиболее оптимальных ее вариантов.
Вводная анестезия. Одним из требований к методам, предполагающих оценку глубины анестезия является их способность отслеживать изменения уровня сознания в зависимости от дозы введенного гипнотика. У больных группы 1 мы отслеживали динамику энтропии (RE и SE) в ответ на пошаговое увеличение дозы пропофола (шаг в 20 мг) на этапе вводной анестезии. После введения первых 20 мг через 20-30 секунд параметры энтропии снижались: SE с 90±0,9 до 79±3,1, а RE c 95±3,9 до -83±0,44 ед., после введения следующих 20 мг SE было 64±4,8, RE-70±3,05. После 3-ей дозы пропофола SE и RE cнижались до 54±1,35 и 57±3,2, а после 4-ой дозы до 40±0,77 и 42±0,63 соответственно (рисунок 1) .
Рисунок 1. Изменение параметров энтропии во время индукции, в зависимости от дозы введенного гипнотика (пропофола).
*P < 0,05
Таким образом, определяется четкая взаимосвязь между дозой введенного гипнотика и показателями энтропии, – чем больше доза гипнотика и соответственно глубже анестезия, тем меньше величина показателей энтропии. Эта клиническая ситуация доказывает, что энтропия позволяет выявлять различные уровни гипноза, а это значит, что на основе такого мониторинга можно контролировать и управлять глубиной анестезии.
Для решения вопросов способна ли энтропия отразить ноцицептивное воздействие и возможно ли с помощью показателей энтропии оценить методики направленные на повышение антиноцицепции, использовали этап интубации трахеи (мощное ноцицептивное воздействие). У 15 больных подгруппы 1.1 был проведен анализ динамики параметров энтропии и гемодинамических показателей (САД, ЧСС) с момента поступления пациента в операционную и до этапа интубации трахеи включительно. Такой же анализ был проведен у 10 больных, но которые для усиления антиноцицептивной защиты дополнительно получали клонидин 150 мкг и фентанил 0,5 мг (на 0,2 мг больше, чем пациенты подгруппы 1.1).
Динамика параметров энтропии и гемодинамических показателей (САД, ЧСС) на этапе интубации трахеи представлена в таблице 2.
Таблица 2. Изменение параметров энтропии и гемодинамических показателей во время индукции и интубации у больных группы 1.1(M±SD)
|
САД мм.рт.ст.
|
ЧСС уд/мин.
|
SE ед.
|
RE ед.
|
Больной в операционной
|
83±3,4
|
51±2,5
|
83±2,0
|
86±2,5
|
Индукция
|
79±3,18
|
46±3
|
39±1,4
|
40±1,9
|
Ларингоскопия
|
88±2,05
|
52±2,9
|
41±1,5
|
46±1,5
|
Интубация
|
98±5,1**
|
58±2,5
|
42±1,3
|
54±1,4*
|
*P < 0,05 между группами ** P < 0,05 по сравнению с этапом индукция
Как видно из таблицы 4 после того, как обеспечивается гипнотический компонент анестезии (SE 39±1,4, RE 40± 1,9), практически нет разницы между показателями энтропии. Но уже при ларингоскопии и особенно при интубации трахеи при неизменности величины SE второй параметр энтропии RE увеличивается и возникает разница между RE и SE (ΔRE-SE 12±0,9) (рисунок 2)
Рисунок 2. Изменение параметров энтропии на этапе интубации трахеи.
*P < 0,05
Одновременно с появлением ΔRE-SE возникает подъем АД на 24%, при этом гипнотический компонент анестезии полностью обеспечен, о чем говорит величина SE - 39±1,4. Все это свидетельствует о том, что гипердинамическая реакция при интубации трахеи связана только с недостаточностью антиноцицептивной защиты и именно этот дефект способна выявить энтропия.
Таким образом, анализ динамики параметров энтропии (SE, RE) и разницы между ними (ΔRE-SE) позволяет выявить не только недостаточность гипнотического компонента анестезии, но и недостаточность антиноцицептивной защиты.
Для решения вопроса - возможно ли с помощью показателей энтропии оценить методики направленные на повышение антиноцицепции - 10 больным (подгруппа ГБ – больные с сопутствующей гипертонической болезнью) для усиления антиноцицептивной защиты дополнительно назначали клонидин 150 мкг и фентанил 0,5 мг (на 0,2 мг больше, чем пациенты подгруппы 1.1). Следствием применения такой комбинации по логике вещей должно быть увеличение мощности антиноцицептивной защиты. И действительно, на этапе интубации величины энтропии в этой группе не увеличивались, но самое главное то, что также не было на этом этапе разницы между SE и RE (Δ SE -RE) в отличие от больных подгруппы 1.1. Таблица 3
Таблица 3. Изменение параметров гемодинамики и энтропии на этапе интубации трахеи в зависимости от использования клонидина и добавочных доз фентанила (M±SD).
|
|
САД
|
ЧСС
|
SE
|
RE
|
 RE-SE
|
Индукция
|
подг. ГБ
|
75±3,07
|
51±3,2
|
39±1,25
|
40±3,7
|
1
|
подгр. 1.1
|
79±4,12
|
46±3
|
39±1,4
|
40±1,9
|
0
|
Интубация
|
подг. ГБ
|
81±4,1*
|
54±2,2
|
42±0,6
|
45±5,0*
|
1
|
подгр. 1.1
|
98±5
|
58±3,9
|
42±1,3
|
54±1,4
|
12
|
*P < 0,05 между группами
Такая ответная реакция показателей энтропии на вышеуказанную клиническую ситуацию свидетельствует о том, что нейромониторинг на основе энтропии может отражать эффективность мер направленных на усиление анальгетического компонента анестезии.
Для того, чтобы оценить способность энтропии отражать глубину анестезии в пред- и постперфузионном периодах (поддержание анестезии), мы провели следующее исследование. У пациентов (n-20) одной группы (в неё вошли 10 пациентов подгруппы 1.1, и по 5 пациентов подгруппы 1.2 и подгруппы ГБ) проводили сбалансированную анестезию поддерживая при этом показатели энтропии (SE) в «коридоре» 35-45, а во 2 группе (n-20; в неё вошли 5 пациентов подгруппы 1.1, 10 пациентов подгруппы 1.2 и 5 больных подгруппы ГБ) в «коридоре» 45-55. Иными словами, исходя из целевых показателей энтропии, в этих двух группах обеспечивались два разных уровня анестезии. Если это действительно так, то должны быть клинические отличия в течение анестезии у больных этих групп. Были получены следующие результаты. (1) Частота эпизодов гипертензии у пациентов группы «SE 35-45» достоверно была меньше (на 25%), чем у больных группы «SE 45-55», (2) у больных группы «SE 45-55» («поверхностная анестезия») отмечалась явная тенденция к большему росту уровня глюкозы по сравнению с больными группы «SE 35-45» («глубокая анестезия»), (3) количество дополнительных введений пропофола для экстренного устранения гипердинамических реакций в группе «SE 35-45» была на 35% меньше, чем у пациентов группы«SE 45-55», (4) суммарная доза пропофола у больных группы «SE 35-45» была на 25% больше по сравнению с пациентами группы«SE 45-55», т.е., там, где по данным энтропии уровень анестезии был глубже, дозы гипнотика были больше.
Таким образом, ориентируясь на показатели энтропии можно судить о глубине анестезии. Низкие показатели энтропии соответствуют более глубокому уровню анестезии, высокие более поверхностному уровню.
На этапе «выход» из анестезии мы определяли возможность энтропии мониторировать степень восстановления сознания при переходе к более поверхностной анестезии. У 14 больных по мере «выхода» из анестезии мы оценивали уровень восстановления психомоторных функций по шкале Bidway и сопоставляли эти данные с энтропическими показателями (таблица 4).
Таблица 4. Связь между «концентрацией» пропофола, степенью восстановления сознания и показателями энтропии на этапе «выхода» из анестезии. (M±SD)
Скорость инфузии пропофола
мг/кг/час
|
Баллы по шкале Bidway
|
SE
|
RE
|
3,1±0,4 –Этап1
|
анестезия
|
43±1,6
|
45±1,4
|
1,5±0,2 –Этап2
|
4балла
|
59±2,5*
|
63±1,7*
|
Стоп инфузия (7±1,9мин) Этап3
|
3балла
|
78±1,9*#
|
85±2,5*#
|
Стоп инфузия(12±2,9мин) Этап4
|
1-2балла
|
85±2*
|
86±1,9*
|
Стоп инфузия(17±2,7) Этап5
|
1балл
|
92±2,7*#
|
95±2,1*#
|
*P<0,05 по сравнению с Э1; #P<0,05 по сравнению с предыдущим этапом
Как видно из таблицы 4 прослеживается четкая связь между уменьшением вводимой дозы пропофола, степенью восстановления психомоторных функций больного (шкала Bidway) и показателями энтропии. Иначе говоря, по мере уменьшения концентрации пропофола в крови возрастает степень восстановления сознания, на что реагируют параметры энтропии (SE и RE) – чем больше восстановлено сознание, тем больше их величина.
Таким образом, показатели энтропии способны отражать степень восстановления сознания при переходе к более поверхностной анестезии.
|
