© Borgis - Anestezjologia Intensywna Terapia 2/2005, s. 92-96
Piotr Kawecki1, Przemysław Jałowiecki1, Robert Rudner1, Monika Willand1, Tomasz Byrczek2
Przydatność monitorowania indeksu bispektralnego do wyboru optymalnego momentu instrumentalnego udrożnienia dróg oddechowych podczas indukcji znieczulenia
Bispectral index monitoring for choosing optimal intubating conditions
1 Oddział Kliniczny Anestezjologii i Intensywnej Terapii Katedry Anestezjologii, Intensywnej Terapii i Medycyny Ratunkowej Śl.AM w Katowicach
kierownik: prof. dr hab. n. med. P. Jałowiecki
2 Studenckie Koło Naukowe przy Katedrze Anestezjologii, Intensywnej Terapii i Medycyny Ratunkowej Śl.AM opiekun: dr hab. n. med. L. Krawczyk
Summary
Background. This study was designed to determine whether the use of bispectral index monitoring (BIS) can be used as an indicator of the most suitable moment for endotracheal intubation or laryngeal mask airway (LMA) insertion. Methods. Sixty-one adult ASA I-III patients were premedicated with midazolam one hour before induction, and allocated to two groups to receive either thiopentone or etomidate. Vecuronium, alcuronium or succynylcholine were used for muscle relaxation. Intubation or LMA insertions were performed by an anaesthesiologist blinded for BIS readings, which were noted by an independent observer. The following times were noted: from induction to intubation (t ANEST/INT ), from induction to the lowest BIS reading (t ANEST/BIS-MIN ), from induction to the BIS<50 (t ANEST/BIS<50 ) and the length of BIS<50 (t BIS<50 ). Results. The mean TBIS<50 was 143±102 sec, although the BIS never decreased below 50 in 5 cases. Forty-two patients (69%) were intubated at BIS<50, 16 (26%) at BIS>50. There was no correlation between the time of intubation (or LMA insertion) and the lowest BIS readings. T BIS<50 correlated positively (p<0.05) with a total thiopentone dose. t ANEST/INT and t ANEST/BIS-MIN correlated positively (p<0.05) with BIS readings at intubation. High BIS readings correlated positively with low oxygen saturation during intubation. Discussion and conclusions. The study suggests that clinical observation is inadequate for choosing the optimal moment for intubation or LMA insertion, which was usually performed too early and was occasionally associated with hypoxic events. Optimal depth of anaesthesia was related more to the time course of anaesthesia than to the anaesthetic agent used for induction. BIS can be regarded as a useful tool for optimizing intubating conditions and reducing the incidence of awareness episodes.
Polecane
książki z księgarni medycznej BORGIS:
Niezamierzony powrót świadomości u chorych znieczulanych z użyciem środków zwiotczających mięśnie jest trudno wykrywalny za pomocą standardowych metod monitorowania. Wprowadzenie do praktyki anestezjologicznej ciągłej rejestracji i analizy sygnału elektroencefalograficznego (EEG) stworzyło możliwość oceny stopnia depresji kory mózgowej podczas anestezji [1].
Indeks bispektralny (BIS) jest wielkością liczbową będącą wypadkową kilku na bieżąco uzyskiwanych pochodnych EEG, skorygowaną za pomocą wzorców opracowanych na podstawie badań klinicznych. BIS, przyjmujący wartości od 0 – w przypadku ciszy elektrycznej do 100 – przy maksymalnej aktywności elektroencefalograficznej, jest kombinacją pochodnych EEG: BRS ( Burst Suppression Ratio), indeks supresji QUAZI, BetaRatio i SynchFastSlow, gdzie udział poszczególnych parametrów zależy od sygnału EEG charakterystycznego dla poszczególnych etapów i głębokości znieczulenia. Przykładowo, BetaRatio dominuje podczas płytkiej sedacji, SynchFastSlow przy aktywacji sygnału EEG (faza ekscytacji) i w trakcie znieczulenia chirurgicznego, natomiast BSR i QUAZI identyfikują najgłębsze stadia znieczulenia [2]. Skala wartości BIS określająca poziom głębokości anestezji przedstawia się następująco: płaska linia EEG (BIS = 0), głęboki sen (BIS = 0-40), średnio głęboki sen charakterystyczny dla znieczulenia ogólnego z niskim prawdopodobieństwem powrotu świadomości (BIS = 40-60), głęboka sedacja (BIS = 60-70), sedacja średnia lub płytka (BIS> 70) oraz pacjent czuwający (BIS ~ 100).
Celem niniejszej pracy była analiza praktycznych aspektów zastosowania pomiaru BIS podczas indukcji znieczulenia ogólnego, w szczególności zaś ustalenie, czy pomiar ten jest przydatny do określania najwłaściwszego momentu przeprowadzenia laryngoskopii i intubacji.
METODYKA
Badania, na które uzyskano akceptację Komisji Bioetycznej Śląskiej AM oraz świadomą, pisemną zgodę pacjentów, miały charakter prospektywny i zostały przeprowadzone metodą obserwacyjną z zastosowaniem pojedynczo ślepej próby (wskazania monitora BIS nie były udostępniane lekarzowi znieczulającemu). Włączono do nich chorych obojga płci, w wieku powyżej 18 lat, zakwalifikowanych do znieczulenia ogólnego celem wykonania planowych operacji. Wykluczono osoby w ogólnym stanie zdrowia ocenianym powyżej III stopnia wg klasyfikacji ASA, z obciążonym wywiadem neurologicznym oraz nadużywające alkohol lub inne środki uzależniające. Sześćdziesiąt minut przed znieczuleniem badanych premedykowano doustnie midazolamem (Dormicum, Roche, Szwajcaria) w dawkach 0,1-0,15 mg kg-1 mc. Przyjęto hipotezę, że stopień zniesienia świadomości podczas intubacji może zależeć od rodzaju środka użytego do indukcji oraz czasu jaki upływa od jego podania. W tym celu chorych podzielono na dwie grupy: T – otrzymujących tiopental (Thiopental, Biochemie, Austria) i E – etomidat (Hypnomidat, Janssen Pharmaceutica, Holandia). Do uzyskania zwiotczenia mięśni wykorzystywano: wekuronium (Norcuron, Organon, Holandia), cis-atrakurium (Nimbex, GlaxoSmithKline, Irlandia), alkuronium (Alloferin, ICN Pharmaceuticals, Niemcy) lub suksometonium (Succynylocholin, Polfa, Polska) w ogólnie przyjętych dawkach.
Do pomiaru stopnia depresji kory mózgowej używano monitora BIS A-2000 z wersją oprogramowania 2.21 (Aspect Medical Systems, USA) umożliwiającą ocenę współczynnika supresji fal (SR – Suppression Ratio) oraz aktywności elektromiograficznej (EMG) z mięśni skroni. Pomiar aktywności EMG wykorzystano do wykrywania artefaktów. Badanie przeprowadzono w okresie indukcji znieczulenia, przed rozpoczęciem operacji, eliminując w ten sposób zakłócenia związane z działalnością chirurgiczną. Fragmenty zapisu zawierające zakłócenia wywołane aktywnością mięśniową usuwano i zastępowano danymi z trendu. Do oceny pozostałych parametrów wykorzystano monitor Vitara PM 8060 (Dräger, Niemcy) oceniając: częstość akcji serca (HR), ciśnienie tętnicze skurczowe (SAP), rozkurczowe (DAP) i średnie (MAP) oraz wysycenie hemoglobiny tlenem metodą pulsoksymetryczną (SpO2 ). Rejestrację danych przeprowadzono w odstępach 5-sekundowych, a czas podaży poszczególnych leków odnotowywano z sekundową dokładnością z zastosowaniem przenośnego komputera i wykorzystaniem programów PROTO (Dräger, Niemcy) oraz TELIX (DeltaComm Development, USA). Parametrem, który z przyczyn technicznych oceniano w odstępach jednominutowych był nieinwazyjny pomiar ciśnienia tętniczego krwi.
Za wartości wyjściowe monitorowanych parametrów przyjęto uśrednienia z pięciominutowego okresu przed podaniem pierwszego środka w indukcji znieczulenia. Określono wyniki pomiarów w momentach: podania anestetyku (ANEST), intubacji tchawicy lub założenia maski krtaniowej (INT) oraz uzyskania najniższej wartości BIS (BIS-MIN). Wyznaczono i porównano odstępy czasowe od momentu ANEST do chwili wykonania intubacji lub założenia maski krtaniowej (tANEST/INT), do chwili uzyskania wartości BIS-MIN (tANEST/BIS-MIN) i wartości BIS<50 (tANEST/BIS<50) oraz czas utrzymywania się wartości BIS<50 (tBIS<50).
Bazę danych stworzono w oparciu o program Excel for Windows 2000 (Microsoft, USA), a obliczenia statystyczne przeprowadzono za pomocą pakietu STATISTICA for Windows w wersji 6.0. (StatSoft, Tulsa, USA). W opisie monitorowanych parametrów wykorzystano wartość maksymalną i minimalną, średnią arytmetyczną i odchylenie standardowe. Do analizy zmiennych pozostających ze sobą w ewentualnym związku wykorzystano metodę korelacji. Wcześniej przeprowadzano analizę merytoryczną uzasadniającą logiczne występowanie danej zależności oraz testowano zmienne sprawdzając normalność ich rozkładu. Siłę i kierunek współzależności wyrażano za pomocą współczynników korelacji Pearsona lub Spearmana przy dwustronnym poziomie istotności. Do oceny różnic między średnimi stosowano test „t”, natomiast zależności pomiędzy zmiennymi jakościowymi weryfikowano testem chi2 z poprawką Yatesa. Jako graniczny przyjęto poziom istotności 0,05.
WYNIKI
Badaniami objęto 61 losowo wybranych chorych w tym 42 kobiety i 19 mężczyzn. Pięćdziesięciu siedmiu intubowano rurką dotchawiczą, a u czterech drożność dróg oddechowych zapewniano przy użyciu maski krtaniowej. Stan zdrowia badanych wynosił: 22 chorych (36,1%) – I stopień, 29 (47,5%) – II oraz 10 (16,4%) – III stopień wg klasyfikacji ASA. Znieczulenia wykonywało 9 specjalistów anestezjologii z wieloletnim doświadczeniem zawodowym, do zabiegów z zakresu: chirurgii ogólnej (n = 43), szczękowo-twarzowej (n = 9) oraz okulistyki (n = 9).
W indukcji znieczulenia podawano midazolam (Sopodorm, Solco-Basel, Szwajcaria) w dawce 0,01-0,05 mg kg-1 (0,02 ±0,0 mg kg-1), oraz fentanyl (Fentanyl, Polfa Warszawa, Polska) w dawce 1,1-5,7 mcg kg-1 (2,9 ±0,9 mcg kg-1). W celu zniesienia świadomości zastosowano: w 42 (69%) przypadkach tiopental w dawce 3,7-5,9 mg kg-1 (4,7 ±0,6 mg kg-1) oraz w 19 (31%) przypadkach etomidat w dawce 0,1-0,4 mg kg-1 (0,2 ±0,1 mg kg-1). W grupie E średni wiek oraz najczęstszy stopień oceny stanu zdrowia wg klasyfikacji ASA były wyższe, niż w grupie T (p<0,05) (tab. I). Nie stwierdzono istotnych różnic pomiędzy grupami w zakresie średnich wartości SR, BIS, SAP, DAP, MAP, SpO2 , HR (tab. II) oraz większości badanych odcinków czasowych (p>0,05), za wyjątkiem TBIS<50, gdzie różnica wartości była znamienna statystycznie (p<0,05) (tab. III). Zaobserwowano incydenty spadków SpO2 w momentach intubacji (INT) oraz uzyskania wartości BIS-MIN (p<0,05) (tab. II).
Tab. I. Charakterystyka badanych grup chorych otrzymujących w indukcji tiopental (T) lub etomidat (E).
| Grupa chorych | T (n=42) | E (n=19) |
| ASA* | I° (n=27), II° (n=11), III° (n=4) | I° (n=4), II° (n=9), III° (n=6) |
| średnia ?SD | min. | max. | średnia ?SD | min. | max. |
| Wiek (lat)** | 53?14 | 19 | 76 | 63?12 | 33 | 78 |
| Waga (kg) | 73?14 | 44 | 104 | 69?12 | 45 | 95 |
| Wzrost (cm) | 166?9 | 150 | 191 | 162?8 | 146 | 176 |
Test chi2 : *p<0,05; Test t: **p<0,01
Tab. II. Wartości badanych parametrów w okresie indukcji znieczulenia (objaśnienia w tekście).
| SR(n) | BIS(n) | SAP (mm Hg) | DAP (mm Hg) | MAP (mm Hg) | SpO2(%) | HR (ud.min-1) |
| Wyjściowe |
| średnia | 0,0?0,0 | 93,9?4,2 | 142?25 | 83?13 | 101?16 | 96?2 | 79?12 |
| min. | 0,0 | 83,3 | 108 | 45 | 61 | 90 | 51 |
| max. | 0,0 | 97,7 | 211 | 122 | 143 | 100 | 102 |
| ANEST |
| średnia | 0,0?0,0 | 92,8?5,8 | 140?21 | 83?11 | 102?15 | 96?3 | 80?14 |
| min. | 0,0 | 71,3 | 107 | 66 | 78 | 91 | 51 |
| max. | 0,0 | 97,7 | 204 | 124 | 164 | 100 | 131 |
| INT |
| średnia | 1,1?3,0 | 48,2?18,4 | 139?22 | 82?12 | 101?16 | 95?6* | 80?15 |
| min. | 0,0 | 27,5 | 97 | 59 | 70 | 72 | 56 |
| max. | 13,4 | 95,6 | 202 | 124 | 145 | 100 | 130 |
| BIS-MIN |
| średnia | 1,7?3,6 | 36,4?8,3 | 140?20 | 83?10 | 102?14 | 95?9* | 82?14 |
| min. | 0,0 | 23,3 | 112 | 66 | 79 | 53 | 58 |
| max. | 12,5 | 70,1 | 202 | 109 | 145 | 100 | 128 |
*p<0,05
Tab. III. Porównanie odstępów czasowych (s) mierzonych pomiędzy poszczególnymi momentami indukcji w grupach chorych T i E.
| Odstępy czasowe | Grupa chorych |
| T (n = 42) | E (n = 19) |
| średnia?SD | min | max | średnia?SD | min | max |
| tANEST/INT (s) | 99?44 | 35 | 230 | 86?31 | 20 | 135 |
| tANEST/BIS-MIN (s) | 95?32 | 55 | 190 | 88?16 | 50 | 125 |
| tBIS<50* (s) | 120?77 | 0 | 270 | 188?130 | 20 | 600 |
| tANEST/BIS<50 (s) | 66?20 | 35 | 160 | 67?16 | 25 | 95 |
*p<0,05
Przyjmując najniższą obserwowaną wartość BIS (BIS-MIN) jako wykładnik najgłębszego zniesienia świadomości, ocenie porównawczej poddano czas wystąpienia BIS-MIN z czasem, w którym intubowano tchawicę lub zakładano maskę krtaniową. Jedynie w 16 (26%) przypadkach wykonano ją dokładnie wtedy, gdy wartość BIS była najniższa. W 23 (38%) miała ona miejsce przed, a w 22 (36%) po czasie, w którym BIS uzyskał swoje minimum, średnio 27±10 s przed lub 33±25 s po momencie najgłębszego zniesienia świadomości. U 9 badanych rozbieżności te były mniejsze niż 15 s, natomiast przekroczenie o 45 s stwierdzono u 8 chorych (u 2 przed, a u 6 po BIS-MIN).
Średni TBIS<50 wynosił 143 ±102 s. U trzech (5%) chorych BIS ani na chwilę nie obniżył się poniżej wartości 50. Stwierdzono, że otrzymali oni mniejsze dawki tiopentalu niż pozostali badani. U 42 (69%) osób intubację przeprowadzono przy BIS<50. W 16 (26%) przypadkach intubacji dokonano przy BIS>50, mimo że moment spadku BIS poniżej wymienionej wartości wystąpił w czasie indukcji: 11 (18%) razy przed (13±9 s) i 5 (8%) razy po (13±13 s) dokonanej instrumentacji dróg oddechowych.
Próbowano wyjaśnić okoliczności wykonywania intubacji przy słabym zniesieniu świadomości (BISł70). Miało to miejsce 9 razy (15%) i korelowało wyraźnie z krótkim czasem pomiędzy podaniem anestetyku a momentem intubacji – średnio 42±11 s (p<0,01). Nie wykazano związku pomiędzy intubowaniem przy BISł70 a rodzajem stosowanych anestetyków oraz ich dawkowaniem (p>0,05). Występowała natomiast ujemna zależność pomiędzy intubowaniem przy BISł70 a niskimi wartościami SpO2 (88±8%) w tym momencie (p<0,01). Stwierdzono także dodatnią korelację pomiędzy całkowitymi dawkami tiopentalu a czasem utrzymywania się wartości BIS<50 (p<0,05).
Wykazano ujemne korelacje między wartościami BIS w momencie intubacji (BIS-INT) a czasami tANEST/INT oraz czasem tANEST/BIS-MIN (p<0,05) (tab. IV).
Tab. IV. Znamienne statystycznie korelacje między wartościami pochodnych zapisu EEG a wielkością ocenianych przedziałów czasowych.
| Pochodna EEG | Przedział czasowy | n | r | t(N-2) | p |
| BIS-INT | tANEST/INT | 61 | -0,450 | -3,869 | 0,000** |
| BIS-INT | tANEST/BIS-MIN | 61 | -0,367 | -3,034 | 0,004** |
| SR-INT | tANEST/BIS-MIN | 61 | 0,283 | 2,268 | 0,027* |
| BIS-MIN | tANEST/BIS-MIN | 61 | -0,342 | -2,797 | 0,007** |
| SR przy BIS-MIN | tANEST/BIS-MIN | 61 | 0,290 | 2,329 | 0,023* |
*p<0,05; **p<0,01
W 12 (20%) przypadkach w chwili intubacji oraz w 17 (28%) w momencie BIS-MIN zarejestrowano cechy napadowych spłaszczeń (SR>0) ze średnim BIS wynoszącym 32,5±2,8. Nie wykazano istotnej różnicy w częstości występowania zjawiska napadowych spłaszczeń w przypadku użycia tiopentalu lub etomidatu (p>0,05).
DYSKUSJA
Wyższy średni wiek chorych oraz stopień oceny stanu zdrowia wg ASA obserwowany w grupie, w której do indukcji wykorzystywano etomidat odzwierciedla prawdopodobnie trend częstszego stosowania tego środka u osób starszych, ze współistniejącymi chorobami (tab. I).
Stosowane w badanej populacji standardowe techniki indukcji znieczulenia powodowały, w większości przypadków, głębokie zniesienie świadomości (BIS<50) o czasie trwania wystarczającym dla przeprowadzenia intubacji. Wielkość BIS<50 uznano za odpowiednią dla wykonania intubacji, mimo iż producent monitora BIS A-2000 określa wartość 60 jako poziom znieczulenia chirurgicznego. Powodem takiej decyzji był powszechnie znany fakt stresogennego charakteru laryngoskopii i intubacji, a także doniesienia o pamięci zdarzeń okresu anestezji przy wartościach BIS w zakresie 55-59 [3]. Pomimo występowania podczas indukcji momentów dostatecznego zniesienia świadomości (BIS<50), jej stopień nie był u wielu chorych identyfikowany prawidłowo za pomocą tradycyjnych metod oceny klinicznej. Wybór momentu intubacji był w dużej mierze przypadkowy, o czym świadczy zbliżona liczba chorych intubowanych przed uzyskaniem minimalnej wartości BIS, jak i po jej osiągnięciu. Podczas indukcji stosowane były zwykle środki wywołujące sen, wiernie naśladujący w swym zapisie EEG wzorzec anestezji podstawowej (tiopental i etomidat) oraz niewielkie dawki fentanylu, którego wpływ zakłócający ten wzorzec uznać można za mało istotny [4].
Wyniki badań własnych wskazują, że monitorowanie indeksu bispektralnego mogłoby optymalizować wybór najwłaściwszego momentu przeprowadzenia intubacji. Sam zanik odruchu rzęsowego nie wyznacza najgłębszego poziomu zniesienia świadomości, bowiem po tym momencie następuje dalszy spadek BIS do wartości minimalnych, trwający nawet dłużej niż 2 minuty [5]. Myles i wsp. [4] wykazali, że monitorowanie BIS ogranicza o ponad 80% ryzyko odzyskania świadomości podczas znieczulenia w grupie chorych z dużym ryzykiem jej śródoperacyjnego powrotu (np. zabiegi cięcia cesarskiego lub operacje kardiochirurgiczne). Świadczyć to może o przydatności BIS nie tylko do optymalnego wyboru momentu zabezpieczenia dróg oddechowych ale i do przeprowadzenia wszelkiego rodzaju krótkotrwałych bolesnych procedur w znieczuleniu ogólnym. Omawiane monitorowanie umożliwia także zredukowanie dawek anestetyków stosowanych w trakcie indukcji, albowiem osiągnięcie optymalnego poziomu depresji kory mózgowej, niepowodującej całkowitego zniesienia sygnału EEG (SR=0), zależy bardziej od czynnika czasu niż rodzaju i dawki stosowanych środków. Świadczą o tym uzyskane w przeprowadzonych badaniach: ujemna korelacja pomiędzy wartością BIS w momencie intubacji a czasem jaki upłynął od podania anestetyku do momentu intubacji oraz związek przypadków intubacji przy BISł70 z wymienionym przedziałem czasowym.
Znamienna zależność między BISł70 a niskimi wartościami SpO2 w momencie intubacji oraz ujemna korelacja między wartościami BIS w momencie intubacji a czasem indukcji pozwalają stwierdzić, że czynnikiem powodującym wykonywanie intubacji przy niskim stopniu zniesienia świadomości jest pośpiech powodowany prawdopodobnie spadkami SpO2 , co wskazuje na konieczność poprawy techniki preoksygenacji. Obserwowane przez nas niekorzystne zjawiska prowadzące do obniżenia SpO2 , wynikłe zapewne z niedostatecznego natlenienia pacjenta, pojawiły się pomimo prowadzenia anestezji przez lekarzy z dużym doświadczeniem zawodowym. W tej sytuacji rodzi się pytanie: czy anestezjolodzy nie rezygnują zbyt pochopnie z biernego i/lub czynnego natleniania chorych, dążąc „na skróty” do jak najszybszej intubacji? Monitorowanie BIS mogłoby zatem spełniać nie tylko rolę ostrzegawczą przed ryzykiem zachowania świadomości znieczulanego ale także poprawić technikę indukcji anestezji.
WNIOSEK
Monitorowanie indeksu bispektralnego (BIS) poz-wala na optymalny wybór momentu instrumentalnego zabezpieczenia dróg oddechowych w trakcie indukcji znieczulenia.
Polecane
książki z księgarni medycznej BORGIS:
Piśmiennictwo
1. Rudner R, Jałowiecki P, Kawecki P: Anestezjologia a nowo-czesne techniki elektroencefalograficzne. Anest Inten Terap 2001; 33: 227-232.
2. Rampil IJ: A primer for EEG signal processing in anesthesia. Anesthesiology 1998; 89: 980-1002.
3. Black S, Mahla M, Cucchiara R: Neurologic monitoring; in: Anesthesia V Ed. vol. I. (Ed: Miller R), Churchill Livingstone, Philadelphia 2000; 1324-1350.
4. Myles PS, Leslie K, McNeil J, Forbes A, Chan MT: Bispectral index monitoring to prevent awareness during anaesthesia: the B-Aware randomised controlled trial. Lancet 2004; 363: 1757-1763.
5. Lallemand MA, Lentschener C, Mazoit JX, Bonnichon P, Manceau I, Ozier Y: Bispectral index changes following etomidate induction of general anaesthesia and orotracheal intubation. Br J Anaesth 2003; 91: 341-346.

Adres do korespondencji:
Wojewódzki Szpital Specjalistyczny Nr 5 im. Św. Barbary
Plac Medyków 1, 41-200 Sosnowiec
e-mail: anestitsos@slam.katowice.pl
Anestezjologia Intensywna Terapia 2/2005Pozostałe artykuły z numeru 2/2005: