Анализ электроэнцефалограммы

Сжатый спектральный ряд (массив)

Метод сжатого спектрального ряда (ССР, англ: CSA - compressed spectral array) на­правлен на измерение распределения сигналов ЭЭГ по их мощности. Производиться за­пись дискретных периодов ЭЭГ (в течение 2 или 8 секунд), которые далее подвергаются быстрой трансформации Фурье, что позволяет разделить суммарную мощность импуль­сов в зависимости от их частоты. Значение мощности импульсов определенной частоты может быть отображено графически в виде последовательности, состоящей из плато и пиков. В то же время математический анализ ССР дает возможность математического извлечения одинарных численных значений, которые могут в свою очередь использо­ваться в качестве показателя центрального эффекта анестетиков.

Спектральной границе соответствует уровень частоты ЭЭГ-сигналов, ниже которого находится 95% суммарной мощности ССР: данный показатель пытаются применить для измерения верхней границы спектрального распределения мощности. Было продемонст­рировано постепенное снижение спектральной границы на фоне увеличения концентра­ции анестетиков, но четкой корреляции между ее значением и глубиной анестезии обна­ружено не было. Анализ ССР дает средневзвешенную частоту (СЧ), которая представляет собой срединное значение распределения спектрального ряда. СЧ представляет собой значение частоты, ниже и выше которого лежит 50% суммарной мощности импульсов ЭЭГ. Было выдвинуто предположение, что значение средневзвешенной частоты является точным показателем глубины анестезии. В то же время попытка исследования системы мониторинга, основанной на принципе «замкнутой петли» и использовании данного пока­зателя при анестезии пропофолом, не дала положительных результатов. Достигнутая глубина анестезии не соответствовала условиям, в которых возможно начало и выполне­ние хирургического вмешательства, так как потеря роговичного рефлекса отмечалась не у всех добровольцев [5].

Биспектральный показатель

Биспектральный анализ – более новый метод анализа ЭЭГ, основанный на обработке фазовых межчастотных связей ЭЭГ [6]. Биспектральный показатель (БП, англ. BIS – bispectral index) представляет собой средневзвешенное значение измерения, анализи­рующего фазовые и частотные связи между тремя составляющими частотами ЭЭГ (схема 1)

Схема 1. Как рассчитывается биспектральный показатель

БП оказался более точным показателем, чем другие типы анализа, например CCPJ но и он может претерпевать определенные межпоказательные отклонения [7]. При и&[ следовании пациентов на фоне анестезии закисью азота или фентанилом [8, 9] можно не обнаружить изменений на ЭЭГ при переходе от бодрствования ко сну. Кроме того, малопоказательно применение данного показателя у многих пациентов при анестезии изофлюраном [10].

Слуховые вызванные потенциалы

Изучение ССГТ (соматосенсорные потенциалы) является альтернативной методикой определения глубины анестезии. На фоне передачи звуковых стимулов (щелчков) через наушники производится запись ЭЭГ. Электроды расположены на волосистой части голо­вы. Происходит запись, обработка и усреднение от сотен до тысяч импульсов ЭЭГ, в результате чего рассчитывается ССП (рисунок 2а и 2b). Имеются сообщения о том, что ССП надежно отражают уровень анестезии в течение различных этапов хирургического вмешательства [11].

Рисунок 2

Кривая 2а - типичная форма кривой ССП, записанных у пациентов в сознании.

Кривая 2b - типичная форма кривой ССП во время анестезии. Видно увеличение сглаженности пиков и снижение их амплитуды.

Единственный показатель, являющийся производным от ССП - Ехссп> четко корре­лирует с клиническим состоянием пациентов при серийном многократном переходе от состояния сна к бодрствованию [1, 12]. Данный показатель отличается меньшей вариа­бельностью, чем БП [12, 13]. При исследованиях, проведенных на фоне гипотермии и искусственного кровообращения, устойчивое значение показателя было в пределах 30-40, в то время как БП варьировал от 10 до 90 ед. [14]. БП рассматривался как индикатор глубины анестезии, но он не позволял предугадать реакции больного. Индекс ССП по­зволяет предугадать движения пациента во время введения ларингеальной маски на фо­не индукции пропофолом [15] и при разрезе во время анестезии севофлюраном [16].

Методика «замкнутой петли» в мониторинге глубины анестезии

Последним требованием к измерению глубины анестезии является автоматическое определение скорости поступления анестетика для развития адекватной анестезии на фоне спонтанного дыхания. Любые, действующие по принципу замкнутой петли системы мониторинга должны быть точными, надежными и быстродействующими. Необходимо быстрое реагирование подобных систем на изменение характера входящих сигналов.

Применение показателя систолического артериального давления в качестве входно­го сигнала системы замкнутой петли отвечало за изменение количества ингаляционных анестетиков, а также позволяло производить дополнительное введение морфина [17]. Однако применение системы имело место только после развития адекватной анальгезии и на фоне интраоперационной миорелаксации. У трех пациентов не удалось достигнуть адекватного контроля над течением анестезии.

Средневзвешенная частота сжатого спектрального ряда также применялась для кон­тролируемого введения внутривенных анестетиков, но не исследовалась у пациентов с сохранением во время оперативного вмешательства спонтанного дыхания [5]. Дальней­шее развитие метод замкнутой петли получил при контролированной седации пропофолом на фоне эпидуральной анестезии, при этом в качестве входного сигнала был использован биспектральный показатель [18]. Система функционировала удовлетворитель­но, но в то же время в данной клинической ситуации уровень хирургической стимуляции представляется минимальным.

Вызванные слуховые потенциалы (ВСП) были использованы в роли входного сигнала системы замкнутой петли при управлении дозированием пропофола во время хирургиче­ских вмешательств, производимых на фоне спонтанного дыхания [2]. Извлечение сигнала СВП из кривой волны производилось каждые три секунды, при этом качество анестезии поддерживалось на приемлемом уровне под контролем ответа симпатической нервной системы и двигательной реакции. Метод с применением СВП был использован для ото­бражения фармакодинамической потребности в пропофоле и обеспечения непредвзятой оценки пропофол-сберегающих эффектов ремифентанила [19].

Сон и анальгезия

Изучение пропофол-сберегающих эффектов ремифентанила продемонстрировало существование взаимосвязи между состоянием сна, анальгезией и стимуляцией и пока­зало, что развитие адекватной анестезии не у всех пациентов зависит только от отдель­но взятой концентрации анестетика. Действительно, в каждом отдельном случае потреб­ность в анестетике значительно варьирует и зависит от выраженности хирургической стимуляции и качества анальгезии в любой определенный момент времени. Показатель СВП способен предоставить информацию, объединяющую в себе уровень гипнотическо­го эффекта, качество анальгезии и выраженности хирургической стимуляции (схема 3).

Схема 3: Отношения между хирургической стимуляцией, анальгезией и сном. Анальгетики подавляют стимулирующее влияние хирургического вмешательства и снижают потребность в гипнотиках [20].

Применение низких доз анальгетиков требует создания относительно высокой кон­центрации гипнотических препаратов. В противоположность этому, при введении аналь­гетиков в высоких дозах, адекватная анестезия может поддерживаться и формироваться при использовании меньших доз гипнотических препаратов. Наиболее ясно последнюю взаимосвязь демонстрирует проведение хорошей премедикации и формировании адекватного местного блока еще до доставки в операционную. В этих обстоятельствах, на фоне потенциального отсутствия хирургической стимуляции потребность в анестетиках может быть снижена до крайне низких значений.

Заключение

Предложено много новых разработок, объединенных общей целью – предоставить анестезиологу надежный метод контроля глубины анестезии. Для каждого из этих мето­дов должны быть предъявлены определенные требования. В таблице 2 представлены тесты, предложенные для определения состоятельности и надежности той или иной ме­тодики определения глубины анестезии.

Литература:

1. Davies FW, Mantzaridis H, Kenny GNC, Fisher AC. Middle latency auditory evoked potentials during repeated transitions from consciousness to unconsciousness. Anesthesia 1996; 51:107-113.

2. Kenny GN, Mantzaridis H. Closed-loop control ofpropofol anesthesia. Br J Anaesth 1999; 83(2): 223-228.

3. Sandin RH, Enlund G, Samuelsson P, Lennmarken C. Awareness during anesthesia: a prospective case study. Lancet 2000; 355(9205): 707-711.

4. Russel IF. Midazolam-alfentanil: an anesthetic? An investigation using the isolated forearm technique. Br] Anaesth 1993; 70: 42-46.

5. Schwilden H, Stoeckel H, Schutler J. Closed loop feedback control of propofol anesthesia by quantitative EEC analysis in humans. BrJ Anaesth 1989; 62:290-296.

6. Ramp// IJ. A primer for EEC signal processing in anesthesia. Anesthesiol 1998; 89(4): 980-1002.

7. Vernen JM, Lang E, Sebel PS, Manberg P. Prediction of movement using bispectral EEC analysis during propofol/alfentanil or isoflurane/alfentanil anesthesia. Anesthesia & Analgesia 1995; 80(4)-.780-785.

8. Barr G, Jakobsson JG, Owall A, Anderson RE. Nitrous oxide does not alter bispectral index: study with nitrous oxide as sole agent and as adjunct to i.v. anesthesia. BrJ Anaesth 1999; 82(6): 827-830.

9. Barr G, Anderson RE, Owall A. Jakobsson JG. Effect of the bispectral index during medium-high dose fentanyl induction with or without propofol supplement. Acta Anesthesiol Scand 2000; 44(7): 807-811.

10. Detsch O, Scheneider G, Kochs E, Hapfelmeier G, Werner C. Increasing isoflurane concentration may cause paradoxical increases in the EEC bispectral index in surgical patients. BrJ Anaesth 2000; 84(1): 33-37.

11. Thornton C, Konieczko K, Jones JG? Jordan C, Dore CJ, Heneghan CP. Effect of surgical stimulation on the auditory evoked response. BrJ Anaesth 1988; 60:372-378.

12. Gajraj RJ, Do/ M, Mantzaridis H, Kenny GN. Analysis of the EEC bispectrum, auditory evoked potentials and the EEC power spectrum during repeated transitions from consciousness to unconsciousness. BrJ Anaesth 1998; 80: 46-52.

13. Do/ M, Gajraj RJ, Mantzaridis H, Kenny GNC. Relationship between calculated blood concentration of propofol and electrophysiological variables during emergence from anesthesia: a comparison of bispectral index, spectral edge frequency, median frequency and auditory evoked potentials index. BrJ Anaesth 1997; 78(2): 180-184.

14. Do/ M, Gajraj RJ, Mantzaridis H, Kenny GN. Effect of cardiopulmonary bypass and hypothermia on EEC variables. Anesthesia 1997; 52:1048-1055.

15. Do/ M, Gajraj RJ, Mantzaridis H, Kenny GN. Prediction of movement at laryngeal mask airway insertion: comparison of auditory evoked response index, bispectral index, spectral edge frequency, and median frequency. Br J Anaesth 1999; 82: 203-207.

16. Kurita T, Do/ M, K, oh T, Kenny GN, Sato K. Auditory evoked potentials index predicts movement in response to skin incision during sevoflurane anesthesia. Anesthesiology 91, A501-A501.1999.

17. Robb HM, Asbury AJ, Gray WM, Linkens DA. Towards a standardized anesthetic state using isoflurane and morphine. Br J Anaesth 1993; 71:366-369.

18. Mortair E, Strays M, De ST, Versihelen L, Roily J. Closed loop controlled administration ofpropofol using bispectral analysis. Anesthesia 1998; 53(8): 749-754.

19. Milne SE, Kenny GN. Increasing the remifentanil target blood concentration reduces closed loop propofol administration. BrJ Anaesth 82 (suppl.), 119-119. 19-99.

20. Do/ M, Gajraj RJ, Mantzaridis H, Kenny GN. Comparison of bispectral EEC analysis and auditory evoked potentials for monitoring depth of anesthesia during propofol anesthesia. BrJ Anaesth 1999; 82(5): 672-678.

АНЕСТЕЗИЯ У БОЛЬНЫХ С ЗАБОЛЕВАНИЯМИ КЛАПАНОВ СЕРДЦА ПРИ НЕКАРДИАЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЯХ

В. Шлак (Дюссельдорф, Германия)

Анестезия у больных с поражением клапанов сердца может представлять определенные трудности. Периоперационный риск зависит от степени и прогрессирования заболевания. Целью анестезии является сохранение больного сердца в «оптимально рабочем состоянии». Однако в зависимости от вида поражения это состояние меняется.

В лекции приводится патофизиологические особенности каждого вида поражения, предоперационная оценка, цели управления гемодинамикой и методы лечения. Рекомен­дации по профилактике эндокардита приведены в приложении.

Понятие кривой «давление-объем»

Кривая «давление-объем» помогает понять гемодинамические особенности различ­ных видов поражения клапанов. На рисунке 1 представлено соотношение между давлением и объемом в левом желудочке (ЛЖ) во время сердечного цикла в норме. В момент А открывается митральный клапан и заполняется левый желудочек. Давление в ЛЖ нарастает с увеличением в нем объема крови (линия АВ). Эта линия отражает пассивное отношение (покоя) давление-объем в левом желудочке, которое в основном зависит от податливости («жесткости») желудочка. В момент В ЛЖ начинает сокращаться и митральный клапан закрывается. Увеличивается изоволемическое давление (линия ВС) до точки С, в этот момент давление в левом желудочке превышает давление в аорте и от­крывается аортальный клапан. Начинается фаза изгнания (линия CD), давление увеличи­вается дальше, а объем крови уменьшается. В момент D аортальный клапан закрывается и наступает изоволемическая релаксация (при постоянном желудочковом объеме быстро снижается желудочковое давление (линия DA)). Зона кривой давление-объем равна внешней работе, выполняемой сердцем в течение одного цикла.

Рис. 1. Нормальная кривая давление-объем.

Положительное инотропное влияние усиливает работу сердца (рис. 2). При том же конечном диастолическом объеме (объем в момент В) создается более высокое давле­ние и больший объем изгоняется из желудочка. На следующих рисунках для сравнения с патологией при поражении клапанов нормальная кривая давление-объем показана в ви­де пунктирной линии. Анализ кривой давление-объем поможет объяснить цели анестезиологического пособия для поддержания гемодинамической стабильности у больных с заболеваниями клапанов.

Рис. 2. Влияние инотропной стимуляции на кривую давление-объем (пунктирная линия норма).

Аортальный стеноз

Аортальный стеноз представляет собой препятствие изгнанию объема левого желу­дочка через аортальный клапан. В норме площадь аортального клапана 2-3 см². Гемодинамически значимым является уменьшение площади менее 1,5 см², а если она становит­ся меньше 0,4 см² или градиент давления больше 50 mm Hg, стеноз является критиче­ским. Основные причины стеноза аорты – врожденная патология клапанов (двустворча­тый клапан), кальциноз и ревматическое поражение сердца. При современной антибак­териальной терапии большинство аортальных стенозов вызваны калыдификацией двустворчатого аортального клапана (двустворчатый аортальный клапан встречается в 2% случаев).

Рис. 3. Сравнение кривой давление-объем при аортальном стенозе по сравнению с нормой (пунктирная линия).

На рисунке 3 показана типичная кривая давление-объем при аортальном стенозе. Обструкция оттока требует создания высокого давления в левом желудочке для изгнания крови, работа сердца усиливается, что отражается в увеличении площади кривой давле­ние-объем. Сердце адаптируется к работе при повышенном давлении с помощью кон­центрической гипертрофии, т.е. увеличения мышечной массы ЛЖ при его нормальном объеме. Гипертрофия стенки желудочка приводит к увеличению количества миофибрилл. Увеличение толщины стенки при нормальном объеме левого желудочка сохраняет ее на­пряжение на нормальном уровне несмотря на увеличенное давление. К сожалению, увеличение мышечной массы ЛЖ не сопровождается увеличением количества капилляров, поэтому часто при нагрузке возникают признаки ишемии миокарда, а на поздних стадиях у 50% больных наблюдается стенокардия даже при отсутствии поражения коронарных артерий. Кривая давление-объем показывает уменьшение комплайнса левого желудочка (линия" АВ). Чтобы достичь необходимый конечный диастолический объем в «жестком» желудочке, требуется гораздо большее давление заполнения. Высокое конечное диасто-лическое давление увеличивает риск развития ишемии миокарда, которая, в свою оче­редь, нарушает расслабление ЛЖ. Низкий комплайнс ЛЖ («плотный желудочек») приво­дит к усилению роли предсердий в заполнении желудочка. В норме сокращение пред­сердия обеспечивает 15-20% желудочкового наполнения, а в условиях аортального сте­ноза способствует наполнению на 40%. Это значит, что внезапное нарушение синусового ритма может быть катастрофическим. В противоположность другим вариантам патологии сердечная недостаточность в условиях аортального стеноза является не результатом не­обратимого нарушения насосной функции сердца, а истощения резервов компенсации преднагрузки. Несмотря на достаточную сократимость, «плотный» желудочек заполняется недостаточно. Высокое давление заполнения отражается на легочном кровообращении.

К клиническим симптомам аортального стеноза относятся:

• стенокардия;

• сердечная недостаточность;

• синкопальные состояния;

• внезапная смерть.

Если не используется хирургическое лечение, продолжительность жизни после воз­никновения симптомов сокращается до 2-5 лет. С другой стороны, не у всех больных с тяжелым аортальным стенозом наблюдаются соответствующие симптомы. Если при фи­зическом обследовании выявлены симптомы аортального стеноза (типичный систоличе­ский шум), определить тяжесть поражения может помочь эхокардиография.

Главной целью во время анестезии является уменьшение работы желудочка на оп­тимальном уровне - для проталкивания крови через стеноз лучшим вариантом является низкая частота и высокий ударный объем. Необходимо избегать тахикардии (интубаци-онная реакция, хирургическая стимуляция) с помощью углубления анестезии и дополни­тельного введения опиоидов. В то же время гипертрофированный миокард требует большой преднагрузки для заполнения ЛЖ, поэтому также необходимо поддержание си­нусового ритма и достаточное инфузионная терапия.

В противоположность нормальному состоянию низкое периферическое давление не уменьшает работу желудочков, т.к. не оно определяет давление в левом желудочке, а стеноз. Низкое артериальное давление уменьшает коронарное перфузионное давление, т.к. коронарные артерии лежат перед стенозом. Низкое коронарное давление, в свою очередь, может вызвать ишемию миокарда, потому что давление внутри левого желудочка остается высоким. Следовательно, для предотвращения падения артериального дав­ления необходимо быстро применять вазопрессоры. Спинальная анестезия, уменьшаю­щая пред- (наполнение желудочка) и постнагрузку (давление коронарной перфузии), неблагоприятна для больных с тяжелым аортальным стенозом. Большинство анестезиоло­гов не используют катетер Свана-Ганца, т.к. при возникновении вентрикулярной фибрилляции шанс успешной сердечной реанимации значительно уменьшается.

Гемодинамические цели при аортальном стенозе

• нормальная (низкая) частота сердечных сокращений;

• поддержка синусового ритма;

• адекватная волемическая нагрузка;

• нормальное периферическое сопротивление.