Entropiamonitorointi

Esitys aiheesta: "Entropiamonitorointi"— Esityksen transkriptio:

1 Entropiamonitorointi
Johanna Wennervirta HUS, Meilahden sairaala

2 Asiat Miksi unta pitäisi monitoroida? YA:n aikainen hereillä olo
Milloin monitoroida? EEG Entropiamonitoroinnista Monitoroinnin virhelähteistä Take home messages

3 Hyvä yleisanestesia Kortikaalinen aivotoiminta lamattu sopivasti EEG monitorointi Tajuttomuus (tahaton hereillöolo % muistamattomuus Subkortikaalinen keskushermoston toiminta lamattu sopivasti kivuttomuus  uusi monitorntimenetelmä (SSI) tulossa tähän piakkoin? autonomisten vasteiden lamaus  vakaa hemodynamiikka (RR ja pulssi) liikkumattomuus ja riittävä lihasrentous  NMT

4 Ideaalinen anestesiasyvyyden monitorointi
Muuttuu suhteessa anesteetin pitoisuuden muutoksiin Neuromuskulaariblokki ei vaikuta Ei riipu käytetystä anesteetista Muuttuu suhteessa kirurgiseen stimulaatioon Heijastaa tajuisuuden astetta Mitattavissa on-line Non-invasiivinen, halpa Jones, 2000

5 “Kliiniset mittarit” Verenpaine, pulssi, liikehtiminen, kyynelehtiminen Huono hereillä olon mittari Moerman 1994, Russell 1993

6 MAC, minimum alveolar concentration
Anesteetin ET-pitoisuus jolla saadaan estettyä liikevaste kivuliaalle stimulukselle 50%:lla potilaista MAC kuvaa anesteetin tehoa selkäydintasolla 1,2 Tajuttomuus ilman kipustimulusta jo 0.4 MAC aivot 3 x herkempi anesteetin vaikutukselle kuin selkäydin Anesteettien keskinäisen tehon vertailuun Kuvaa väestötason keskiarvoja, ei kerro yksittäisen potilaan anesteettiatarpeesta 1. Anesthesiology 1993:78:707-12 2. Anesthesiology 1994: 80:

7 Boston 1846

8 Hereillä olon esiintyvyys

9 Anesteettitarve Anesthetic requirements differ in the patient population. Some patient reach deep hypnotic state with low concentration of anesthetics. These patients are likely to awake slowly, if given the medium dose. Many elderly patients belong to this category. Most of us are here in the middle, but some individuals need very high doses to be asleep. These are the ones at risk of awareness, if given the medium ( 1 MAC) dose. Chronic excessive alcohol abuse may be behind persons increased need for anesthetic agents.

10 Milloin pitäisi monitoroida?
Anesteettien annostelun optimointi 1. yksilökohtaisen vasteen mukainen annostelu 2. PÄIKI-anestesia yliannostelun välttäminen 1 3. hereilläolon suhteen riskileikkaukset 2 Huonon kardiovaskulaaristatuksen potilaat YA keisarileikkaus, traumapotilaat aiempi anestesian aikainen hereilläolo kohonnut toleranssi (alko, lääkkeet) 4. anestesia, jossa tarvitaan syvä relaksaatio Whatever monitor you decide to use, you must decide to which patients you want to use it. I would like to one of these in all of general anesthesia patients, but I don’t because of costs. If costs are of no interest, these devices enable to provide individually tailored anesthesia to a specific patient undergoing a specific operation. They give a hint whether the patient is lacking mainly hypnotic medication or analgesics and so rationalize the dosing of anesthetic agents. Here are some occasions where I personally like to use depth of anesthesia monitor. When trying to avoid overdoses in day-case anesthesia, it is not wise to try to run anesthesia too light either because this gives so limited reaction time should something unexpected to happen. If one uses the monitor to balance anesthesia to the very border of unawareness, this might have the effect of increasing awareness during anesthesia which just the opposite to what we want. It is like driving 150 km/hour on a motorway with distance of 10 meters to the previous car, it’s just not wise. 1. Acta Anaesth Scand 2003; 47: Lancet 2004: 363; 1757.

11 Mitä hyötyä EEG-monitoroinnista anestesiassa?
Anesteettien aliannostelun välttäminen anestesian aikainen hereilläolo vähenee1,2 eksplisiittisten muistikuvien ja trauman jälkeisen stressireaktion (PTSD) esiintyminen vähenee riskiryhmien turvallinen anestesia Anesteettien yliannostelun välttäminen nopeampi herääminen nopeampi toipuminen vähemmän anestesian jälkeisiä sivuvaikutuksia kuten PONV:ia 1. Myles et al. Lancet 2004: 363; 2. Ekman et al. Acta Anaesthesiol Scand 2004: 48; 20-6

12 EEG EEG:stä tarkastellaan frekvenssiä, amplitudia, rytmiä, spesifisiä käyrämuotoja ja artefaktoja. EEG:n frekvenssi jaetaan neljään osaan Delta ( < 4 Hz): lapsilla, aikuisilla syvässä unessa Theta (4-8 Hz): kevyessä unessa, varhaisnuoruudessa Alpha (8-13 Hz) : aikuisilla, hereillä kun silmät on kiinni Beta (> 13 Hz): aktiivisessa toiminnassa, jotkut lääkkeet

13 EEG:n taajuuskaistat

14 Anestesiaindeksien laskenta
Spontaani EEG Entropia: signaalin epäjärjestyksen määrä1 BIS: ainakin kolmen eri laskenta-algoritmin yhdistelmäindeksi2 1. Viertiö-Oja et al. Acta Anaesthesiol Scand 2004: 48; 2. Rampil. Anesthesiology 1998: 89; 980–1002

15 Anestesia-aineet ja EEG
Asteittaiset annosriippuvaiset muutokset tavallisimmilla hypnooteilla Pieni annos (sedaatio): aktivaatio,  (>13 Hz) lisääntyy,  (4-8 Hz) vähenee Keskimääräinen annos (kevyt anestesia): Keskitaajuus laskee, amplitudi kasvaa, tuloksena  ja  (< 4 Hz) Suuri annos (syvä anestesia): burst suppressio ja suppressio

16 Entropia ? Termodynamiikka: Entropia suhteessa termodynaamisen systeemin kaikkien mahdollisten mikrotilojen logaritmiin, suhteessa systeemin ”epäjärjestyksen” määrään Entropia informaatio-teoriassa: Shannon & Weaver 1949 Signaalin epäsäännöllisyys, kompleksisuus, ennakoimattomuus

17 Laaja taajuus- hajonta
Entropia mittaa signaalin epäsäännöllisyyttä Spektraalinen entropia on riippumaton amplitudista tai taajuusasteikosta Vain muutama taajuus Matala entropia Korkea entropia Laaja taajuus- hajonta May be familiar to you from thermodynamics. In INFORMATION THEORY, Entropy measures the irregularity of the signal. Several different entropies (eg ApEn) giving appr the same results - we chose the Spectral Entropy, which looks at the spectrum of a signal, EEG here, and at the spectral disorder. A very simple example: Fig 1 is white noise - equal amounts of all frequencies -> Entropy is max 1 Fig 2 simple sinusoid - only one frequency -> Entropy is min 0 In real life, rarely the extremes but somewhere in between. TAKE HOME MESSAGE: MORE FREQUENCIES - MORE DISORDER - - MORE ENTROPY

18 Mitä Entropia monitoroi?
Yleisanestesian hypnoottista komponttia Tietoisuuden ja muistikuvien synnyn estämiseen tarvittavan anestesian määrää Analgesia vaikuttaa epäsuorasti Huono analgesia lisää aivoihin suuntautuvaa afferenttia stimuloivaa impulssiliikennettä Hypnoottia kuluu paljon, kun kipulääkettä on vähän ja päinvastoin Suoraa analgesiamonitoria ei toistaiseksi ole saatavilla This presentation is focused on the monitoring of the hypnotic component of general anesthesia, the state of unawareness in the brain. When considering the many qualifications called for from such a monitor, it is clear that the ideal monitor is not yet available. However, some good attempts towards the right direction do exist.

19 Entropiamonitorointi
Aika-taajuusbalansoitu spektraalinen entropia Kaksi lukua: SE ja RE SE = State Entropy, lasketaan EEG-sisällöstä RE = Response Entropy, EEG + frontaalinen EMG (FEMG) Eri taajuuksille erilaiset aika-ikkunat Laaja artefaktarejektio 1. Acta Anaesthesiol Scand 2004; 48:154

20 Aika-taajuusbalansoitu?
EMG Korkea fr. EEG Matala fr. EEG Mitä nopeampitaajuinen signaali, sitä lyhyempi on laskentaan tarvittava näytepätkä

21 Kaksi Entropianumeroa?
SE = State Entropy Hz, EEG:tä, indeksin vaihtelualue RE = Response Entropy Hz, EEG + EMG, indeksin vaihtelualue Frontaalinen EMG (fEMG) on erittäin resistentti relaksanttien vaikutuksille Kipu ja kevyt anestesia aktivoivat fEMG:n, RE nousee tällöin SE:n yläpuolelle Jos EMG:tä ei ole, RE = SE Riittävä anestesia: SE 40-60, RE - SE < 10

22 Entropian erityspiirteitä
EMG hyväksytty informatiiviseksi signaalin osaksi Sama laskukaava kaikilla anestesiasyvyyksillä Acta Anaesthesiol Scand 2004: 48; 153 Antaa viitettä myös analgeettitarpeesta? Nopea, RE reagoi 2 sec RE:n nousu nopea heräämisen ennakoija

23 Burst suppressio BS:n näkyminen raakaEEG:ssä = unilääkkeen yliannostelu !

24 Scandinavian EEG Multicenter Study
Entropiamonitoroinnin merkitys 1. Anesteetin kulutukseen 2. Anestesiasta toipumisnopeuteen 6 sairaalaa, 368 potilasta ( ) Prospektiivinen, randomoitu Vakkuri et al 2005, Anesthesiology

25 Ongelmatilanteita? Neurologiset poikkeavuudet Ketamiini-anestesia
Epilepsia, enkefalopatiat? Ketamiini-anestesia Hypotermia Hypoglykemia Hypoksia Hypotensio Ulkoiset häiriölähteet (diatermia, tahdistin) EKG-artefakta!

26 Artefaktoja Relaksanttivaikutus A. EKG + 50 Hz B. Takykardia, EKG
C. Ballistokardio- grafia D. EMG E. Liikuttelu F. Bair Hugger G. Diatermia Wennervirta et al. Intensive Care Medicine 2007:33;133-6

27 Background: Electromyographic activity has previously been reported to elevate the Bispectral Index (BIS) in patients not receiving neuromuscular blockade while under sedation in the intensive care unit. This study aimed to investigate the magnitude of the decrease of BIS following administration of muscle relaxant in sedated intensive care unit patients. Methods: The authors prospectively investigated 45 patients who were continuously sedated with midazolam and sufentanil to achieve a Sedation-Agitation Scale value equal to 1 and who required administration of muscle relaxant. BIS (BIS® version 2.10), electromyography, and acceleromyography at the adductor pollicis muscle were recorded simultaneously before and after neuromuscular blockade. Sixteen of these 45 patients were also studied simultaneously with the new BIS® XP. Results: After administration of a muscle relaxant, BIS (67 ± 19 vs. 43 ± 10, P < 0.001) and electromyographic activity (37 ± 9 vs. 27 ± 3 dB, P < 0.001) significantly decreased. Multiple regression analysis showed that the decrease of BIS following administration of myorelaxant was significantly correlated to BIS and electromyographic baseline values. Using standard BIS range guidelines, the number of patients under light or deep sedation versus general anesthesia or deep hypnotic state was markedly overestimated before administration of myorelaxant (53 vs. 2%, P < 0.001). Conclusions: The BIS in sedated intensive care unit patients may be lower with paralysis for an equivalent degree of sedation because of high muscular activity. The magnitude of BIS overestimation is significantly correlated to both BIS and electromyographic activity before neuromuscular blockade. The authors conclude that clinicians who determine the amount of sedation in intensive care unit patients only from BIS monitoring may expose them to unnecessary oversedation. Anesthesiology 2003:99;9-17

28 Artefaktojen vaikutus BIS:iin, RE:hen ja SE:hen aivokuolleilla elinluovuttajilla
SE, RE and BIS differed from zero 17%, 18%, and 62% of the recorded time, respectively (P < for all) SE, RE ja BIS erosivat 0:sta 17%, 18%, ja 62% rekisteröintiajasta (P < kaikille) Wennervirta et al. Intensive Care Medicine 2007:33;133-6

29 State Entropia ja BIS aivokuolleella elinluovuttajalla elinten irrotusleikkauksessa
1. NMBA 2. Sternotomia 3. Maksan perfuusio säilytysnesteellä Wennervirta et al. Intensive Care Medicine 2007:33;133-6

30 RE, SE ja BIS lapsilla 20 imeväistä (1 kk - 1 v), 40 lasta (1 -15 v) sevo anestesiassa RE, SE, BIS käyttäytyminen OAAS:n ja ET-sevon funktiona Tulokset: Korreloi hyvin OAAS:n ja käänteinen korrelaatio ET-sevo-pitoisuuteen lapsilla, mutta ei imeväisillä Konkluusio: RE ja SE hyödyllisiä anestesiasyyvyden mittareita, toimivat kuten BIS lapsilla, mutta ei < 1v:illa Klockars et al: Anesthesiology 2006;104:708

31 Milloin anestesian EEG-monitorointi ei ole luotettava?
Ketamiinianestesiassa1 Mono”anestesia” typpioksiduulilla2 1. Hans et al. Br J Anaesth 2005: 94; 2. Anderson et al. Br J anaesth 2005: 92;

32 Ketamiinin aiheuttamia gammasukkuloita
Maksimow et al. Clin Neurophysiol 2006:117;1660-8

33 Tajuttomuus vs. amnesia
56 pt, isolated forearm technique (IFT) TCI-propofoli ja –alfentaniili Tutkittu intubaation ja inkision välisellä ajalla BIS Kehotus ”purista kättä”, seurataan vastetta Varma noudattaminen (pt puristaa kättä pyynnöstä kerran tai kaksi): 37 pt Kerssens et al. Anesthesiology 2003:99;570-5

34 Tajuttomuus vs. amnesia
Vain 9 (25%) 37:stä muisti kehotuksen leikkauksen jälkeen haastattelussa BIS 67.6 jos muisti BIS 67.1 jos ei muistanut Konkluusio: leikkauksen jälkeinen haastattelu ja siinä muistaminen aliarvioivat anestesian aikaisen hereilläolon insidenssin Jos BIS > 60, pt voi muistaa tai olla muistamatta Kerssens et al. Anesthesiology 2003:99;570-5

35 Tajuttomuus vs. amnesia
Onko anestesian aikainen hereillä olo haitallista, jos potilas ei koe eikä muista kipua tai lihashalvausta jälkeenpäin? Pitääkö monitorin kertoa, että potilas on todennäköisesti tajuton? VAI Riittäisikö, jos monitori kertoo että potilas ei todennäköisesti muista anestesian aikaisia tapahtumia jälkeenpäin?

36 Jos epäilet potilaasi olevan hereillä anestesian aikana
Jos epäilet hereillä oloa, puhu potilaalle heti- jo anestesian aikana! Jos kuulet puheeni, hra X, huomasin juuri että nukutuksesi on liian kevyt, ja annan heti lisää unilääkettä Ei mitään hätää, nukahdat ihan kohta. Leikkausta ei aleta/jatketa ennen kuin nukahdat Et voi liikkua etkä puhua, mutta se johtuu vain nukutusaineista, sinussa ei ole mitään vikaa

37 Take home messages Hyvä anestesia  tasainen verenkierto ja liikkumaton pt Anestesiasyvyyden monitoroinnilla vältät anesteettien yli- ja aliannostelun = pitkittynyt herääminen, PONV ja anestesian aikaisten muistikuvien muodostuksen taikka hereillä olon Opettele tuntemaan raakaEEG:n peruspiirteet ja tavallisimmat häiriösignaalit Opettele tuntemaan käyttämäsi monitori, ja ensimmäsenä tarkista raakasignaali (EEG), jos indeksi käyttäytyy oudosti Matala indeksiluku + liikahdus = kattamaton kipu Korkea indeksiluku, joka laskee lihasrelaksantin annon jälkeen = EMG

38 Take home messages Yli 1-v lapset: BIS ja Entropia toimivat
Tehosedaatio: BIS ja Entropia eivät toimi Köyhän anestesiasyvyysmonitori: älä anna lihasrelaksanttia Jos epäilet hereilläoloa anestesian aikana, lisää unilääkitystä heti ja vaikutuksen alkua odottaessa puhu potilaalle rauhoittavasti bentsodiatsepiinit voivat vähentää muistikuvien määrää