Techniques d ’évaluation de la profondeur de l ’anesthésie Marcel Chauvin Département d ’Anesthésie-Réanimation Chirurgicale Hôpital Ambroise Paré Boulogne Billancourt

Anesthésie

Composantes de l ’anesthésie - Perte de conscience - Amnésie - Blocage des réactions nociceptives

Paramètres cliniques de surveillance Pression artérielle, fréquence cardiaque, sueurs, larmes Mouvement, diamètre pupillaire

Surveillance clinique de la profondeur d ’anesthésie: limites Pas de prédiction: événement à posteriori Hémodynamique Faible sensibilité et faible spécificité Hypovolémie, HTA, bloqueurs pharmacologiques, sujets âgés Coelioscopie, phéochromocytome Fortes doses de morphiniques Mouvements, ventilation alvéolaire Curares

Hypnose Antinociception Myorelaxation Anesthésie balancée Réponses somatique et du SNA Conscience Mémorisation Hypnose Antinociception Anesthésie balancée Myorelaxation Force musculaire Monitorage multimodal de l ’anesthésie

Monitorage des réponses nociceptives Somatique: – technique du bras isolé (uniquement expérimental, impossible en clinique) Du SNA: – variabilité de la fréquence cardiaque (« HRV = heart rate variability) analyse spectrale analyse fractale (Anemon-1) entropie

Monitorage de l ’hypnose Concentration alvéolaire des anesthésiques par inhalation Concentration prédite des anesthésiques IV Techniques d ’électrophysiologie: »EMG frontal spontané (expérimental, ne mesure pas les niveaux profonds d ’anesthésie, impossible en cas de curarisation) »Contractilité du bas œsophage (non fiable, difficile, induction non prise en compte)

Tech. d ’électrophysiologie (suite) Electroencéphalographie Activité spontanée: » analyse temporelle (rapport de suppression) » analyse spectrale » analyse bispectrale (BIS) » entropie Activité provoquée » potentiels évoqués auditifs (PEA) » potentiels somesthésiques (spinal)

EEG: analyse spectrale Fréquence , amplitude, phase Analyse de Fourier EEG

EEG: analyse spectrale Spectre de puissance Fréquence , amplitude Fréquence médiane (8 Hz) Front de fréquence spectrale 95% (20 Hz) 4 bandes:  (0,25-4 Hz)  (4-8 Hz),  (8-13 Hz),  (> 13 Hz)

EEG: induction d'anesthésie - PPF

EEG peropératoire: anesthésie par isoflurane

EEG: réveil d'anesthésie

Biphasic 95% SEF changes SEF 95% Kuizenga, Br J Anaesth 2001;86:354-60

95% spectral edge frequency and ET sevoflurane concentration Katoh et al. Anesthesiology 1998;88:642-50

EEG: analyse bispectrale Fréquence , amplitude, phase Analyse de Fourier EEG

EEG: analyse bispectrale Sinusoïdes de phases différentes, de même amplitude et fréquence

Index bispectral: calcul EEG Digitalisation + Filtrage artéfacts Détection de Burst suppression Analyse spectrale Transformée de Fourier rapide Algorithmes Bispectre, Bicohérence Béta Ratio (log (P30-47 Hz/P11-20Hz) BIS

Index bispectral: développement Sélection de variables EEG: Spectrales et bispectrales Association clinique et EEG Isoflurane Propofol Thiopental Midazolam Base de données EEG n1500->3000 Desflurane Sévoflurane Analyse multivariée INDEX BISPECTRAL

Relations linéaires entre BIS et concentrations d ’anesthésiques

Propofol - BIS - 95% SEF Leslie et al. Anesth Analg 1995;81:1269-74

Index bispectral et concentration de propofol Score OAAS Nom Glass et al. Anesthesiology 1997;86:836-47

Index bispectral et concentration de propofol Nom Glass et al. Anesthesiology 1997;86:836-47

Idem: - thiopental - midazolam - halogénés Index bispectral et concentration de propofol Idem: - thiopental - midazolam - halogénés Nom Glass et al. Anesthesiology 1997;86:836-47

Pas d ’effet sur le BIS: - N2O - morphiniques Augmentation du BIS Index bispectral et concentration de propofol Pas d ’effet sur le BIS: - N2O - morphiniques Augmentation du BIS - kétamine Nom Glass et al. Anesthesiology 1997;86:836-47

Sensibilité, spécificité Pk (prédiction de probabilité) Perte de conscience Amnésie

Probabilité PPF Midazolam Isoflurane Glass et al. Anesthesiology 1997;86:836-47

Probabilité de prédiction de perte de conscience † † † † † Katoh et al. Anesthesiology 2000;92:55-61

BIS et AAI vs. scores OAA/S Struys et al. 2002;96:803-16.

Objectif initial du BIS: titration de l ’anesthésique en maintenant un BIS entre 40 et 60

Index Bispectral: Réduction de la consommation en anesthésique A Propofol Gan et al. Anesthesiology 1997 B Propofol Matsunami et al. Anesthesiology 1998 C Sévoflurane Song et al. Anesthesiology 1997 D Desflurane Song et al. Anesthesiology 1997 E Isoflurane Silva et al. Anesthesiology 1997 F Isoflurane Gan et al. Anesth Analg 1998 G Isoflurane Guignard et al. Acta Anaesth Scand 2001 H Isoflurane Wong et al. Anesthesiology 1999

Isoflurane / sufentanil - BIS vs control BIS Group n=41 n=39 Duration of surgery (min) 74 ± 37 82 ± 43 HR (beats/min) 66 ± 10 66 ± 12 MAP (mmHg) 81 ± 10 82 ± 10 Awakening (min) 9.4 ± 6,0 8.5 ± 5,0 Isoflurane (ml/h) 8.0 ± 2.9 6.0 ± 2.7* MAC exposure 0.66 ± 0.19 0.58 ± 0.15* Intraoperative movers (n) 8 7 * P < 0.05 Guignard et al. Acta Anaesthesiol Scand 2001;45:308-14

Intraoperative time spent in each BIS value category Control N=41 BIS group N=39 80 70 p<0,01 60 50 Time (% of total) 40 30 20 10 100-70 70-60 60-40 40-0 BIS category P < 0.001 mean + 95% CI Guignard et al. Acta Anaesthesiol Scand 2001;45:308-14

Sedation scores Control group BIS group * P < 0.01 Guignard et al. Acta Anesthesiol Scand 2001;45:308-14

Recovery profiles Song et al. Anesthesiology 1997;87:842-8

Fast-track eligibility (min) Aldrete score of 10 Laparoscopic tubal liga. BIS > 75 End of surgery Song et al. Anesth Analg 1998;87:1245-8

Fast-track eligibility (min) Aldrete score of 10 Laparoscopic tubal liga. BIS < 45 End of surgery Song et al. Anesth Analg 1998;87:1245-8

Gynecologic laparoscopy Incidence of vomiting Gynecologic laparoscopy Sevoflurane Nelskylä et al. Anesth Analg 2001;93:1165-9

Pas de prédiction de la réaction nociceptive

Prelaryngoscopy hemodynamic and BIS variables for movers and nonmovers Coste et al. Anesth Analg 2000;91:130-5

Probabilité (Pk) de prédiction d ’un mouvement à l ’incision chirurgicale BIS: 0,656 ± 0.084 95% SEF: 0,571 ± 0,086 MPF: 0,515 ± 0,088 CA de sévoflurane: 0,902 ± 0,041 Katoh et al. Anesthesiology 1998;88:642-50

Probability of no movement after skin incision Versus ET sevoflurane concentration CA 50 = MAC Katoh et al. Anesthesiology 1998;88:642-50

Le mouvement = réflexe médullaire Anesthetic potency (MAC) is independent of forebrain structures in the rat. Rampil et al. Anesthesiology 1993,78:707-12. Anesthetic potency (MAC) is not altered after hypothermic spinal cord transection in rats. Rampil. Anesthesiology 1994;80:606-10.

Limites du BIS Prédiction à posteriori de ce qui existe 15 à 30 sec avant Réduction seulement si titration Pas de prévention de la réaction nociceptive Pas de prévention à 100% de la mémorisation Artéfacts du bistouri électrique, activité EMG Le BIS échappe à l ’effet de certaines substances: morphiniques, N2O, kétamine Cortex frontal (Schnider et al. Anesthesiology 1998;89:1607-8)

BIS during physiologic sleep SWS: slow wave sleep Nieuwenhuijs et al. Anesth Analg 2002;94:125-9

Mémorisation peropératoire

63 cas de mémorisations explicites (généralement BIS > 60) > 15000 cas pour études > 10000 moniteurs de BIS > 275 millions d ’anesthésies réalisées avec un BIS 1/1/01 63 cas de mémorisations explicites (généralement BIS > 60) Rosow C and Manberg PJ. Anesthesiology Clinics of North America 2001;4:947-66.

BIS monitoring to prevent awareness during general anesthesia? Explicit intraoperative recall at a BIS of 47 Mychaskiw et al. Anesth Analg 2001;92:808-9 – awareness during sternal splitting – electrosurgical currents (SQI)? Titration ?

Calcul d ’effectifs pour démontrer l ’efficacité du BIS pour prévenir la mémorisation O ’Connor et al. Anesthesiology 2001;94:520-2

Mémorisation explicite = BIS à 50 ne prévient pas totalement Calcul d ’effectifs pour démontrer l ’efficacité du BIS pour prévenir la mémorisation Mémorisation explicite = événement rare (0,2%) BIS à 50 ne prévient pas totalement cet événement. O ’Connor et al. Anesthesiology 2001;94:520-2

1 MAC-incision sevoflurane prevents explicit awareness during surgical skin incision and tracheal intubation Mollestad et al. Acta Anaesthesiol Scand 1998;42:1184-7

BIS: pas seulement l ’hypnose, mais aussi réactivité aux stimulations nociceptives

Movers = 10/10

FA de DES. vs BIS - Effet de la chir. Sans chir. Avec chir. Röpcke et al. Anesthesiology 2001;94:390-9

DES - BIS et chirurgie BIS No Stim. BIS Stim. Röpcke et al. Anesthesiology 2001;94:390-9.

BIS

Composantes sur le BIS - Degré d ’hypnose - Intensité des réactions nociceptives

Mouvement

Guignard & col Anesth Analg 2000;90:161-7 BIS et réaction à l’intubation en fonction de doses croissantes de rémifentanil 20 40 60 80 100 Base PréRemi PréIOT Post IOT 2 4 8 16 Ce rémi (ng/ml) BIS Propofol 4 µg/ml Remifentanil AIVOC Guignard & col Anesth Analg 2000;90:161-7

Intérêt particulier du BIS dans certaines situations cliniques Chirurgie sous laparoscopie (Hoymork et al. Acta Anaesthesiol Scand 2000;44:1138-44) HTA, syndrome carcinoïde (Capron et al. Ann Fr Anesth Rénim 2000;19:552-5) Obstétrique, polytraumatisé Chirurgie cardiaque (fortes doses de morphiniques) Sujet âgé

Coelioscopie: anesthésie par propofol-rémifentanil

Les potentiels évoqués auditifs PEA

Potentiels évoqués auditifs: schéma Amplification Micro-ordinateur Clicks Affichage

PEA Cortex frontal Tronc cérébral Cortex temporal

Signaux électrophysiologiques 10000 ECG PEA: rapport signal-bruit 1000 EMG µV Délai de réponse: - index de Kenny = 37 sec 100 EEG A-Line ARX Index (AAI) - délai de 6 s (Jensen et al) 10 PEA

PEA - Perte de conscience - PPF Kochs et al. Anesthesiology 2001;95:1141-50

PEA - PPF Iselin-Chaves et al. Anesthesiology 2000;92:1300-10

PEA - intubation Thornton et al. Br J Anaesth 1998;81:771-81

BIS vs PEA Doi M et al. Br J Anaesth 1997;78: 180-4

Conscience/perte de conscience: PEAi - BIS PPF Gajraj et al. Br J Anaesth 1998;80:46-52

Aline et BIS : réveil d’anesthésie FeDES BIS Aline

PEA Ne sont pas modifiés par les morphiniques (Schwender et al. Br J Anaesth 1993;71:622-8), le N2O, le midazolam ou la kétamine (Schwender et al. Br J Anaesth 1993;71:629-32). Ne préviennent pas le mouvement à la stimulation nociceptive.

Intérêts du PEA - Aline Artéfacté par le bistouri mais récupération plus rapide du signal Electrodes moins chères Problème: validation de l ’index ?

Conclusion - Monitorage EEG de la profondeur d ’anesthésie Utile en clinique. Valeur pédagogique. Amélioration dans la connaissance des interactions pharmacodynamiques des hypnotiques avec d ’autres médicaments agissant sur le SNC. Coût du consommable. Présente des limites (ne prévient pas à 100% la mémorisation peropératoire).