NEUROPIIYSIOLOGICAL MONITORING OF ANESTHETIC DEPTH

NEUROPIIYSIOLOGICAL MONITORING OF ANESTHETIC DEPTH

Door P.J.M. Cluitmans. 26 juni 1990.

Promotoren:

Prof.dr.ir. J.E.W. Beneken, Prof.dr. L.H.D.J. Booij.

In dit proefschrift is een onderzoekproject beschreven dat tot doel had een gemakkelijk te gebruiken, objectieve en betrouwbare methode ter bepaling van anesthesiediepte te ontwikkelen.

In hoofdstuk 2 wordt beschreven dat algehele anesthesie bestaat uit vier componenten:

— bewusteloosheid ("slaap", "hypnose")

— onderdrukking van het verwerken van pijnprikkels (analgesie) — verminderen van autonome reflexen

— onderdrukken van de spierfunkties (relaxatie)

De moderne gebalanceerde anesthesietechniek maakt het mogelijk om door gebruik van combinaties van verschillend werkende stoffen de vier aspekten van anesthesie min of meer onafhankelijk van elkaar te regelen. Daarmee kan de oorspronkelijke manier van anesthesiediepte bepaling niet meer gebruikt worden. In de afgelopen jaren zijn er diverse meetbare parameters voorgesteld als mogelijke indicatoren voor anesthesiediepte, maar tot nu toe is er nog geen algemeen bruik­

bare en betrouwbare techniek voorhanden. De behoefte aan zulk een meetmethode wordt echter geïllustreerd door een toenemend aantal gevallen van bewustzijn tijdens een operatie.

In Hoofdstuk 3 is een methodologie beschreven die is gebruikt om de korrelatie tussen neurofysiologische grootheden en klinisch bepaal­ de anesthesiediepte te onderzoeken. Daarbij wordt een indicatie van het nivo van anesthesie door de anesthesist, gebaseerd op klinische waarnemingen en metingen gebruikt als referentie voor de evaluatie van zo’n potentiële nieuwe anesthesiemonitor.

Hoofdstuk 4 behandelt de conventionele neurofysiologische meet­ technieken zoals die tegenwoordig worden toegepast.

Het gebruik ten behoeve van anesthesie wordt echter belemmerd door diverse technische en praktische nadelen.

Door de recente technologische ontwikkelingen kunnen verschillende van deze technieken nog steeds worden beschouwd als mogelijke toe­

komstige anesthesie monitors.

In het onderhavige onderzoek is gekozen voor auditieve evoked poten- tial parameters die werden getest als mogelijke indicatoren voor het nivo van anesthesie. Hiermee wordt de respons van een zenuwbaan ten gevolge van een gehoorprikkel bepaald. Als een onderdeel van het onderzoek zijn bestaande artefact detectie methoden uitgebreid door het gebruik van frekwentie kriteria en het optimaliseren van de drem­ pels voor signaalparameters bij de detectie van verstoringen.

Hoofdstuk 5 beschrijft een nieuwe techniek die is ontwikkeld om niet-lineaire analyse van auditieve evoked potentials mogelijk te maken. Evenals bij de conventionele techniek, worden er hier meerdere zintuig- prikkels toegediend, maar het tijdsinterval tussen opeenvolgende prik­ kels is niet meer konstant. Ook is de gemiddelde stimulus frekwentie vele malen hoger dan de vaste frekwenties die bij de conventionele evoked potential techniek gebruikelijk zijn. Evenals bij de eerder ge­ noemde techniek wordt bij deze z.g. niet lineaire analyse (NLA) ook de gemiddelde respons van een zenuwbaan ten gevolge van enkele stimuli bepaald. Deze gemiddelde respons wordt de eerste orde kernei, of h1 genoemd. Door de gebruikte hoge gemiddelde stimulusfrekwentie kan zo’n respons in principe vele malen sneller worden verkregen dan bij de

conventionele techniek. Als de zenuwbaan die de respons genereert te beschouwen is als een lineair systeem zal de eerste orde kemel gelijk zijn aan de conventionele evoked respons.

Als er echter significante verschillen zijn waar te nemen tussen de twee types van responsen, dan duidt dit op niet-lineariteiten die een belang­ rijke rol spelen bij de prikkeloverdracht. Deze niet-lineariteiten kunnen worden gekwantificeerd aan de hand van de zogenaamde recovery kerneis, die worden bepaald uit dezelfde meetgegevens die nodig zijn voor het uitrekenen van de eerste orde kernei.

In Hoofdstuk 6 wordt de apparatuur die is ontwikkeld en gebruikt voor het onderzoek beschreven. Alle apparatuur is gebaseerd op alge­

mene personal computers.

In Hoofdstuk 7 worden de methoden beschreven die zijn gebruikt bij de data reductie en de uiteindelijke statistische analyse van de meetgegevens die tijdens het onderzoek zijn verzameld.

Hoofdstuk 8 beschrijft een laboratorium studie met katten onder Isofluraan-lachgas anesthesie waarin de effecten hiervan op de resul­ taten van conventionele en niet-lineaire analyse werden bestudeerd.

Hoofdstuk 9 beschrijft een klinische studie die is verricht om de effecten van totaal-intraveneuze propofol-alfentanyl anesthesie op evoked potential parameters te onderzoeken.

In beide studies werd aangetoond dat de vorm van de eerste orde kernei gelijk is aan die van de conventionele evoked potential. De amplitudes van de h1 golfvorm zijn echter significant kleiner. Dit duidt dus op belangrijke niet-lineariteiten. De relatieve veranderingen ten opzichte van de referentiecurve ten gevolge van dieper wordende anesthesie blijken echter voor beide soorten responsen vergelijkbare resultaten opleveren. De eerste orde kernei heeft echter een potentieel voordeel van een kortere benodigde meettijd. Bij overgangen van en naar lichtere nivo’s van anesthesie blijken er monotone veranderingen in zowel amplitudes als latenties van beide types responsen op te treden.

De kwantificatie van niet-lineaire eigenschappen zoals die bepaald zijn in de laboratorium studie van Hoofdstuk 8 laten zien dat de respons op een enkele stimulus sterk wordt onderdrukt door het kort tevoren optreden van een andere stimulus. Deze inhibitie vermindert snel bij een toenemende tijd tussen de stimuli. Er werden geen significante veranderingen waargenomen in de niet-lineaire eigenschappen van de auditieve prikkeloverdracht bij verschillende nivo’s van anesthesie. De niet-lineaire eigenschappen bij de metingen die tijdens de klinische studie zijn verzameld konden niet worden bepaald door de sterk gere­ duceerde amplitude van de recovery kemels.

De algemene conclusie van het onderzoek dat wordt beschreven in dit proefschrift is, dat meting van anesthesiediepte met behulp van auditieve evoked potentials mogelijk is, maar dat de praktische en technische toepasbaarheid van de technieken nog verbeterd moet wor­ den aleer een algemeen geaccepteerde "anesthesiemeter" in gebruik zal worden genomen.