Porównanie wpływu anestezji złożonej z użyciem izofluranu i propofolu na wybrane parametry krążeniowo-oddechowe u chorych poddanych zabiegom torakochirurgicznym ze śródoperacyjną wentylacją jednego płuca

We have compared effects on intravenous (propofol) vs. inhalational (isoflurane-N₂O) anaesthesia on arterial oxygen and CO₂ partial pressures, end-tidal CO₂ concentration, blood pressure and heart rate during one-lung ventilation.
Sixty-four patients, aged 19-73, scheduled for elective lung cancer surgery, were randomly divided to receive etomidate- isoflurane-N₂O or propofol-N₂O anaesthesia. Physiologic variables were noted at four time points: 15 min after induction, 15 min after the start of one-lung ventilation, 15 min after tumour removal and 15 min after closure of the thorax.
We could not find any significant differences in measured parameters between the groups; blood pressure was less stable in the propofol group.

Celem pracy była ocena wpływu znieczulenia złożonego z użyciem propofolu i izofluranu na wybrane parametry krążeniowo-oddechowe podczas zabiegu torakochirurgicznego wymagającego zastosowania wentylacji jednego płuca.
Analizę przeprowadzono u 64 pacjentów w wieku 19-73 lat, których losowo podzielono na 2 grupy. W grupie I (n=31) zastosowano indukcję dożylną etomidatem, a znieczulenie podtrzymywano izofluranem w stężeniu 0,8-1,5% obj. W grupie II (n=33) do indukcji i podtrzymania anestezji zastosowano propofol.
Prężność tlenu i dwutlenku węgla we krwi tętniczej, końcowo-wydechowe stężenie dwutlenku węgla, saturację krwi tętniczej oraz ciśnienie tętnicze krwi i częstość skurczów serca rejestrowano w wybranych punktach czasowych: 1) 15 min. po indukcji po uzyskaniu ustabilizowanej wentylacji obu płuc, 2) 15 min. po rozpoczęciu wentylacji jednego płuca, 3) 15 min. po chirurgicznym usunięciu zmiany nowotworowej płuca, 4) 15 min. po zamknięciu klatki piersiowej.
Stwierdzono, że znieczulenie złożone z zastosowaniem izofluranu i propofolu wywiera zbliżony wpływ na wybrane parametry krążeniowo-oddechowe podczas kolejnych etapów zabiegu torakochirurgicznego z zastosowaniem wentylacji jednego płuca. Wykazano również, że w przebiegu całego znieczulenia większe wahania ciśnienia skurczowego krwi występują podczas anestezji propofolem.

Prowadzenie wentylacji jednego płuca (one lung ventilation, OLV) podczas zabiegu torakochirurgicznego zapewnia dobre warunki operacyjne oraz zabezpiecza chorego przed ewentualnym zakażeniem zdrowego miąższu. Taki sposob wentylacji i ułożenie boczne wpływają niekorzystnie na warunki wymiany gazowej, powodując wzrost przecieku śródpłucnego i spadek prężności tlenu we krwi [1, 2, 3]. Pewną ochronę przed niedotlenieniem zapewnia mechanizm obkurczenia naczyń płucnych pod wpływem miejscowej hipoksji (hypoxic pulmonary vasoconstriction, HPV) i redystrybucja przepływu krwi z rejonów niedodmowych, (które w pozycji na boku obejmują górne, niewentylowane płuco) do dolnego, wentylowanego płuca. Ponieważ zachowanie zjawiska HPV w możliwie maksymalnym zakresie jest podczas operacji z prowadzeniem OLV korzystne, więc należałoby stosować anestetyki dożylne, których hamujący wpływ na HPV jest znikomy [1, 2, 3].

Anestetyki wziewne posiadają stosunkowo dużą siłę działania, są szybko eliminowane, rozszerzają oskrzela i zmniejszają ich reaktywność, jednak wiadomo, że hamują zjawisko HPV w stopniu zależnym od dawki [4, 5, 6, 7]. Wyniki badań dotyczących klinicznego znaczenia takiego działania nie są jednoznaczne [6, 8, 9]. Panuje powszechnie pogląd, że w ocenie wpływu anestetyków wziewnych na HPV należy raczej brać pod uwagę ich działanie na układ krążenia, a także obecność innych czynników modyfikujących HPV pośrednio lub bezpośrednio, jak: hipokapnia, hipotermia, alkaloza metaboliczna lub stosowane leki [1, 3, 10, 11].

Do zabiegów torakochirurgicznych kwalifikowani są często chorzy z licznymi obciążeniami, szczególnie w zakresie układu krążenia. Równie ważne dla bezpieczeństwa chorego jest więc śródoperacyjne utrzymanie rzutu minutowego serca na poziomie zbliżonym do stanu sprzed anestezji. Udowodniono, że zachowanie wysokiego rzutu minutowego podczas zabiegu wpływa na zmniejszenie okołooperacyjnej zachorowalności i umieralności zwłaszcza u chorych z chorobą serca lub schorzeniami układu oddechowego [12, 13]. W codziennej praktyce anestezjologicznej, podczas dużych procedur torakochirurgicznych najczęściej stosuje się obecnie znieczulenie dożylne propofolem lub też anestezje wziewne, które to znieczulenia na ogół łączone są z wysoką blokadą zewnątrzoponową [2, 3, 8, 13]. Interesujące wydaje się więc porównanie znieczulenia złożonego z użyciem propofolu ze znieczuleniem złożonym przy użyciu anestetyków wziewnych.

Celem pracy była ocena wpływu anestezji złożonej z użyciem propofolu i izofluranu na wybrane parametry krążeniowo-oddechowe podczas zabiegu torakochirurgicznego wymagającego zastosowania OLV.

Po uzyskaniu zgody Komisji Etycznej badaniami objęto grupę 64 chorych (20 kobiet, 44 mężczyzn) operowanych z powodu nowotworu płuc. Do badań kwalifikowano pacjentów należących do II lub III grupy ryzyka operacyjnego w skali ASA. U wszystkich chorych wykonano przed zabiegiem badanie spirometryczne z oceną nasilonej objętości jednosekundowej (FEV1) i oceną, jaki odsetek objętości życiowej stanowi ta wartość (FEV1%VC). Z badań wykluczono chorych z niewydolnością nerek lub wątroby.

Wszystkich chorych premedykowano domięśniowo atropiną (Polfa) w dawce 0,01 mg kg^-1, fentanylem (Polfa) w dawce 0,1 mg i dehydrobenzperidolem (Droperidol, Gedeon Richter, H) w dawce 5 mg. U wszystkich chorych po założeniu bezpośredniego pomiaru ciśnienia tętniczego, a przed rozpoczęciem indukcji, wykonano gazometrię krwi tętniczej.

Chorych podzielono losowo na dwie grupy w zależności od rodzaju środka zastosowanego do indukcji i podtrzymania anestezji.

W grupie I (n=31) indukcję przeprowadzano fentanylem w dawce 0,1 mg oraz etomidatem (Hypnomidate, Janssen Pharmaceutica, B) w dawce 0,3 mg kg^-1, a znieczulenie podtrzymywano izofluranem (Forane, Abbott, GB) w dawce 0,8-1,5% objętości i mieszaniną 50% podtlenku azotu z tlenem w stosunku objętościowym 1: 1.

W grupie II (n=33) indukcję przeprowadzono fentanylem w dawce 0,1 mg oraz propofolem (Diprivan, Zeneca, GB) w dawce 2 mg kg^-1, a anestezję podtrzymywano ciągłym wlewem propofolu w dawce 4-6 mg kg^-1 i mieszaniną 50% podtlenku azotu i tlenu jak w grupie I.

W obu grupach chorzy byli intubowani rurką dooskrzelową o podwójnym świetle (Robertshaw Broncho-Cath, Mallinckrodt, IRL). Prawidłową pozycję rurki intubacyjnej kontrolowano poprzez osłuchiwanie po każdej zmianie pozycji pacjenta. W celu zwiotczenia chorych podawano suksametonium (Chlorsuccillin, Jelfa) w dawce 1,5 mg kg^-1 po prekuraryzacji 5 mg atrakurium (Tracrium, Glaxo-Wellcome, GB). Podczas zabiegu zwiotczenie uzyskiwano podając atrakurium w dawce wstępnej 0,5 mg kg^-1, a następnie we wlewie ciągłym. Stopień zwiotczenia monitorowano klinicznie oraz za pomocą stymulatora nerwów obwodowych typu TOF-Guard (Organon Teknika N. V., B) zachowując 0 – 5% początkowej siły skurczu. Po zakończeniu operacji zwiotczenie mięśni odwracano w razie potrzeby za pomocą neostygminy (Polstigminum, Polfa) po wcześniejszym podaniu atropiny.

Analgezję w obu grupach zapewniano za pomocą fentanylu w dawkach frakcjonowanych po 2 mcg kg^-1, powtarzanych co 20 – 30 min. Podczas zabiegu prowadzono klasyczną wentylację kontrolowaną z okresowym zastosowaniem OLV. Wstępne parametry wentylacji wynosiły 10 ml kg^-1 objętości oddechowej, przy częstości oddechów 12 min^-1, które to parametry później korygowano według potrzeb. Przy wystąpieniu zaburzeń gazometrycznych podczas stosowania OLV wentylację minutową korygowano głównie przez zmianę częstości oddechów. Aby zapobiec potencjalnemu niedotlenieniu chorego podczas OLV, w płucu niewentylowanym stosowano ciągłe dodatnie ciśnienie 5 cm H2O, co uzyskiwano przez insuflację tlenu o przepływie 5 l min^-1 do zestawu CPAP (Broncho-Cath, Mallinckrodt, IRL).

W trakcie znieczulenia monitorowano: EKG, ciśnienie tętnicze krwi metodą bezpośrednią, parametry wentylacji, stan zwiotczenia mięśni poprzecznie prążkowanych, wysycenie hemoglobiny tlenem, stężenie końcowo-wydechowe dwutlenku węgla i ciepłotę ciała. Prężność tlenu i dwutlenku węgla we krwi tętniczej, końcowo-wydechowe stężenia dwutlenku węgla, saturację krwi tętniczej, oraz ciśnienie tętnicze krwi i częstość skurczów serca rejestrowano w wybranych punktach czasowych:

– 15 min. po indukcji po uzyskaniu ustabilizowanej wentylacji obu płuc (pomiar 1),

– 15 min. po rozpoczęciu wentylacji jednego płuca (pomiar 2),

– 15 min. po chirurgicznym usunięciu zmiany nowotworowej płuca (pomiar 3),

– 15 min. po zamknięciu klatki piersiowej (pomiar 4).

Dla każdej z grup wyniki przedstawiono w postaci średniej i odchylenia standardowego. Znaleziono też najwyższą i najniższą zarejestrowaną wartość w zakresie parametrów hemodynamicznych i na tej podstawie obliczono amplitudę tych wartości dla każdego chorego, a następnie wyliczono średnią amplitudę każdego z rejestrowanych parametrów hemodynamicznych dla każdej z grup.

Po potwierdzeniu rozkładu normalnego badanych parametrów (testem Kołmogorowa-Smirnowa) porównano wartości zarejestrowanych parametrów w obu grupach.

W obliczeniach statystycznych zastosowano test t-Studenta dla danych niepowiązanych, lub test Mann-Whitney´a. Jako znamienne przyjęto wartości p<0,05.

W grupie I (9 kobiet, 21 mężczyzn) średni wiek chorych wynosił 56,7 ± 11,4 lat, a średnia masa ciała 71,7 ± 8,8 kg. W grupie II (11 kobiet, 22 mężczyzn) średni wiek wynosił 57,3 ± 10,9 lat, a średnia masa ciała 72,5 ± 16,4 kg. Rozkład chorych według płci, oraz ich wiek i masa ciala nie różniły się znamiennie pomiędzy grupami. Znamiennych różnic nie stwierdzono też w zakresie stanu układu oddechowego przed znieczuleniem (spirometria, gazometria), oraz w zakresie przeprowadzonego zabiegu (tab. I).

W obu badanych grupach wartości parametrów hemodynamicznych przed rozpoczęciem OLV były nieistotnie różne (tab. II, pomiar 1). W dalszym przebiegu znieczulenia średnie wartości analizowanych parametrów układu krążenia kształtowały się podobnie w badanych grupach chorych, jedynie amplituda ciśnienia skurczowego krwi była znamiennie większa w grupie chorych znieczulanych propofolem (tab. III).

W poszczególnych punktach pomiarowych nie stwierdzono istotnych różnic w zakresie pomiarów gazometrycznych, a najniższe zarejestrowane wartości prężności tlenu we krwi tętniczej były wyższe niż 60 mmHg (8 kPa). U 4 chorych grupy pierwszej oraz 5 chorych grupy drugiej zaistniała konieczność okresowego zwiększenia stężenia tlenu do 100% ze względu na spadek saturacji włośniczkowej do wartości niższych niż 90% podczas OLV.

U wszystkich pacjentów wysycenie hemoglobiny tlenem wzrosło w przeciągu 5 min. i możliwe było ponowne włączenie 50% podtlenku azotu w mieszaninie oddechowej oraz rejestracja pomiarów gazometrycznych po 15 min. stabilnej OLV. Końcowo-wydechowe stężenie dwutlenku węgla mierzone w 15 min. po rozpoczęciu OLV było znamiennie wyższe w grupie chorych znieczulanych izofluranem (tab. IV).

Porównanie wpływu anestetyków dożylnych i wziewnych na układ krążenia, a także wartość przecieku nieutlenowanej krwi podczas OLV było przedmiotem badań kilku autorów. Reid i wsp. porównując wpływ izofluranu lub propofolu zaobserwowali podobny wpływ anestetyków na ciśnienie tętnicze krwi podczas stosowania OLV, natomiast częstość skurczów serca była znamiennie niższa u chorych znieczulanych propofolem [18]. Zbliżone wyniki uzyskali Kellow i wsp., wykazując jednocześnie większą depresję czynności prawej komory podczas anestezji propofolem w stosunku do anestezji z użyciem izofluranu [13]. Wartości średniego ciśnienia tętniczego, oraz częstość skurczów serca zanotowane przez autorów pracy były nieco niższe w stosunku do uzyskanych przez nas wyników. Możliwe, że było to spowodowane zastosowaniem wyższej dawki propofolu, nie mniejszej niż 6 mg kg^-1 (w naszych badaniach stosowano dawkę 4 – 6 mg kg^-1), oraz trzykrotnie większą dawką fentanylu zastosowaną do indukcji. W piśmiennictwie często podkreśla się bowiem konieczność indywidualnego dawkowania propofolu i zredukowania dawki u chorych w starszym wieku, ze współistniejącymi chorobami układu krążenia, oraz podczas anestezji złożonej z zastosowaniem opioidów lub podtlenku azotu [14, 15, 16, 17].

Średnie wartości analizowanych parametrów układu krążenia były podobne w badanych grupach w poszczególnych przedziałach czasowych, a ich wartości ulegały niewielkim zmianom w przebiegu znieczulenia. Jednak porównując amplitudy poszczególnych parametrów zanotowano znamiennie większe wahania skurczowego ciśnienia tętniczego krwi w grupie chorych znieczulanych propofolem. Obserwacja ta może wskazywać na większą stabilność układu krążenia podczas anestezji z zastosowaniem izofluranu.

Prężność tlenu oraz średnie wartości saturacji hemoglobiny zanotowane podczas znieczulenia były podobne w badanych grupach i mieściły się w granicach normy. Zagadnienie to badali Reid i wsp., którzy u chorych znieczulanych propofolem lub izofluranem podczas OLV również wykazali zbliżone wartości prężności tlenu przy zastosowaniu 100% tlenu w mieszaninie oddechowej [18]. Podobne wyniki i brak istotnych różnic w porównaniu do złożonej anestezji dożylnej uzyskał w podobnych warunkach Benumof, który analizował wpływ 1 MAC izofluranu i halotanu na oksygenację krwi tętniczej w warunkach OLV [6].

Odmienne od tych wyników są spostrzeżenia Kellowa i wsp., którzy zanotowali dwukrotny wzrost przecieku nieutlenowanej krwi u chorych znieczulanych izofluranem w stosunku do wartości uzyskanych u chorych znieczulanych propofolem. W omówieniu swoich wyników autorzy powołują się na opisaną przez Marshalla, odwrotnie proporcjonalną zależność pomiędzy zjawiskiem HPV, a rzutem minutowym serca w obecności anestetyku. Według autorów utrzymanie wyższego rzutu minutowego serca podczas anestezji z użyciem izofluranu, mogło być jednym z czynników predysponujących do zmniejszenia skuteczności HPV i zwiększenia przecieku nieutlenowanej krwi w badanej grupie chorych [13]. Pomimo stosowania jedynie 50% tlenu w mieszaninie oddechowej, autorzy pracy nie posługiwali się ogólnie akceptowanymi metodami zwalczania śródoperacyjnej hipoksemii. Nie podają także w pracy wartości prężności tlenu we krwi zanotowanych u badanych chorych.

Powszechnie wiadomo, że zastosowanie ciągłego, dodatniego ciśnienia końcowo-wydechowego (PEEP) w „dolnym”, wentylowanym płucu, czy też CPAP w płucu operowanym oraz 100% O₂ w mieszaninie oddechowej, w dużym stopniu zabezpiecza chorych podczas OLV przed śródoperacyjną hipoksemią. Campos i wsp. zanotowali wysokie wartości tlenu we krwi tętniczej (290 ± 129 mm Hg (38,6 ± 17,2 kPa)) w grupie chorych znieczulanych izofluranem w stężeniu 0,5 – 1,5% obj. przy zastosowaniu CPAP 5 cm H2O do niewentylowanego płuca i 100% tlenu w mieszaninie oddechowej [18]. Dlatego też w opinii niektórych autorów hamowanie HPV przez anestetyki wziewne ma w rzeczywistości niewielkie znaczenie kliniczne, co znalazło potwierdzenie w naszych badaniach [3, 8, 19].

Uzyskanie prawidłowych wartości prężności dwutlenku węgla we krwi, podobnych w obu grupach chorych, potwierdza pogląd, że usuwanie dwutlenku węgla nie stanowi większego problemu podczas OLV. Utrzymanie dużej objętości oddechowej po zmianie sposobu wentylacji, czy też – bezpieczniejsze – zmniejszenie objętości i zwiększenie częstości oddechów, jest wystarczającym postępowaniem [2]. Końcowo-wydechowe stężenie dwutlenku węgla mierzone 15 min. po rozpoczęciu OLV było znamiennie wyższe w grupie chorych znieczulanych izofluranem. Była to jedyna różnica zanotowana w wartościach ETCO₂ i mogła być spowodowana hamowaniem przez izofluran odruchu hipoksycznego obkurczenia naczyń i utrzymaniem przepływu przez niewentylowane płuco, co być może znalazło wyraz w zwiększonej eliminacji dwutlenku węgla.

Podsumowując należy stwierdzić, że żadna z zastosowanych metod znieczulenia nie wykazuje wyraźnej przewagi w warunkach OLV. Można przyjąć, że zarówno znieczulenie propofolem, jak i izofluranem jest bezpieczne i przydatne podczas zabiegów torakochirurgicznych ze śródoperacyjną wentylacją jednego płuca. Zanotowana przez nas większa amplituda ciśnienia skurczowego w grupie chorych znieczulanych propofolem oraz dane z piśmiennictwa mogą jednak skłaniać do wyboru anestezji wziewnej, jeżeli u chorych kwalifikowanych do OLV występują dodatkowe obciążenia ze strony układu krążenia.

1. Znieczulenie z użyciem izofluranu i propofolu wywiera zbliżony wpływ na zachowanie się parametrów krążeniowo-oddechowych podczas kolejnych etapów zabiegu torakochirurgicznego z zastosowaniem śródoperacyjnej wentylacji jednego płuca.

2. Większe wahania ciśnienia skurczowego krwi występują podczas znieczulenia propofolem.