Het effect van diepte van anesthesie en bloeddruk op motor evoked potentials in spinale chirurgie.

Voor de meest complexe en hoog-risico spinale chirurgie wordt intra-operatieve
neurofysiologische monitoring (IONM) toegepast met als doel intra-operatieve
neurologische schade te voorkomen en/of beperken. Echter heeft anesthesie
effecten op de betrouwbaarheid van IONM. In dit onderzoeksvoorstel zullen we de
effecten van anesthesie op IONM onderzoeken.
IONM kan toegepast worden voor het monitoren van de sensibele banen en de
motorische banen. Het monitoren van de motorische banen gebeurt door middel van
*motor evoked potentials* (MEPs). Deze techniek wordt als de meest betrouwbare
techniek gezien om neurologische schade te detecteren en voorkomen. MEPs kunnen
worden gemeten door middel van elektrodes op verschillende niveaus van het
zenuwstelsel: elektrodes op het ruggenmerg kunnen directe golven meten
(D-waves) en elektroden op de beenspieren kunnen transcraniële spier MEPs
(Tc-MEPs) meten.
Om betrouwbare Tc-MEPs te kunnen opwekken moet de voltage drempel (het minimum
voltage wat nodig is om een signaal op te wekken) laag zijn en de amplitude van
het gemeten signaal hoog zijn. Vele factoren zijn van invloed op de voltage
drempels en de amplitude. Hieronder vallen: anesthesie, bloeddruk,
lichaamstemperatuur, zuurstof levels in het bloed en zenuw of motorische
zenuwbaan compressie en tractie.
Het is bekend dat met een combinatie van propofol en een opiaat, voor het
onderhouden van anesthesie, de meest optimale Tc-MEPs kunnen worden opgewekt in
vergelijking met andere anesthesiemiddelen. Desondanks zijn Tc-MEPs nog steeds
erg gevoelig voor het effect van propofol. Het effect van *diepte van slaap*,
gekwantificeerd door *processed elektro-encefalogram* (pEEG), op Tc-MEPs is nog
nooit goed onderzocht.
Een andere factor die een grote invloed heeft op Tc-MEP amplitudes is de
doorbloeding van het ruggenmerg. Helaas kan de doorbloeding niet direct worden
gemeten en wordt bloeddruk als surrogaat gebruikt. Alleen enkele studies hebben
het effect van bloeddruk op Tc-MEPs onderzocht. Hoewel anesthesiologen vaak
bloeddruk verhogende middelen toedienen, is het nog onbekend of dit de
doorbloeding van het ruggenmerg verbeterd dan wel verslechterd en is het dus
ook niet bekend wat voor effect dit heeft op de Tc-MEP amplitudes.
Echter zijn pEEG en bloeddruk erg gevoelig voor parameters als bloedverlies,
pijn en manipulatie/bewegingen van de patiënt. Om dus goed het effect van de
diepte van slaap en doorbloeding van het ruggenmerg op Tc-MEPs te willen meten,
met zo min mogelijk verstorende variabelen, moet dit onderzoek worden
uitgevoerd na inleiding van de anesthesie, en voor chirurgische incisie.
Concluderend is het doel van dit onderzoek de effecten van diepte van slaap en
bloeddruk op Tc-MEP metingen te onderzoeken en daarmee zo betrouwbaar mogelijke
MEP metingen te verkrijgen om zo de kans op postoperatieve neurologische schade
zo klein mogelijk te houden.

Deel 1:
Het vaststellen van het effect van diepte van anesthesie, gekwantificeerd door
pEEG, op de kwaliteit van Tc-MEP metingen tijdens spinale chirurgie.
Hypothese: een lagere diepte van anesthesie, gedefinieerd door hogere waarden
van pEEG zullen:
a. De voltage drempel verlagen die nodig is om een Tc-MEP op te
wekken.
b. De Tc-MEP amplitude en de Tc-MEP area under the curve (AUC)
verhogen.

Deel 2:
Het vaststellen van het effect van het verhogen van de bloeddruk op de
kwaliteit van Tc-MEP metingen tijdens spinale chirurgie.
Hypothese: een hogere bloeddruk zal:
a. De voltage drempel verlagen die nodig is om een Tc-MEP op te
wekken.
b. De Tc-MEP amplitude verhogen en de Tc-MEP area under the curve
(AUC)
*

Dit onderzoeksprotocol bestaat uit 2 prospectieve observationele pilot studies.
In deel 1 willen we het effect van diepte van anesthesie, gekwantificeerd door
pEEG, op Tc-MEP karakteristieken onderzoeken. In deel 2 willen we het effect
van bloeddruk, gekwantificeerd door de *mean arterial pressure* (MAP), op
Tc-MEP karakteristieken onderzoeken.
Patiënten die spinale chirurgie ondergaan met het gebruik van Tc-MEP komen in
aanmerking voor deze 2 studies. Patiënten worden in studie 1 of 2 geïncludeerd.
Dit wordt niet gerandomiseerd.
Deel 1: De effecten van diepte van anesthesie op Tc-MEP karakteristieken
gedurende spinale chirurgie.
Na inleiding van anesthesie en voor start van chirurgie zal de anesthesioloog
de propofol concentraties toedienen om pEEG waardes, zoals te zien in flowchart
1 in het onderzoeksprotocol, te verkrijgen.
Hoewel er modellen bestaan die het tijdsverloop voorspellen van de klinische
effecten van propofol, door de interactie met de GABAA receptor, blijven er
onzekerheden over de nauwkeurigheid van deze modellen en over de
waarschijnlijkheid van langdurige structurele veranderingen na propofol
interactie met de GABAA receptor. Als er langdurige effecten zijn, kunnen er
pad afhankelijke verschillen bestaan. Daarom hebben we gekozen voor 2 groepen.
Eén groep zal starten met afnemende propofol concentraties en de andere groep
zal starten met toenemende propofol concentraties resulterend in de pEEG
waardes zoals weergegeven in flowchart 1 in het onderzoeksprotocol. Deze pEEG
waardes zijn niet in strijd met de standaard zorg aangezien pEEG waardes van
30-60 veel voorkomende waardes zijn gedurende spinale chirurgie. Wanneer een
stabiele pEEG is bereikt, wat ongeveer 15 minuten duurt om te bereiken zullen
gedurende 3 minuten Tc-MEPs worden gemeten waarin het volgende wordt bepaald:
de voltage drempel die nodig is om een Tc-MEP op te wekken, 3 Tc-MEP amplitudes
en 3 Tc-MEP AUCs in de tibialis anterior spier links en rechts, de
gastrocnemius spier links en rechts en de abductor hallucis spier links en
rechts. Gedurende de metingen en de daaropvolgende chirurgie zullen volgens
standaard protocol bloeddruk verhogende middelen worden gebruikt om een MAP
tussen de 70 en 90 mmHg te behouden, en zal de ventilatie worden aangepast om
normocapnie te handhaven (eind-expiratoire CO2 4 - 5.0 kPa; of PaCO2 4.5 - 5.5
kPa) om beïnvloedende factoren van hypotensie en hypocapnie op Tc-MEPs te
vermijden.
Om vast te stellen of een combinatie van pEEG en propofol concentratie (de
geschatte effect concentratie, of de gemeten plasmaconcentratie) en/of de
daadwerkelijke MAP gedurende de Tc-MEP registraties, beter het effect op Tc-MEP
karakteristieken voorspellen dan de pEEG op zichzelf, zullen er in totaal 3
bloed samples worden afgenomen (10 ml per bloed sample) direct na elke serie
van Tc-MEP metingen, om de propofol plasma concentratie te bepalen. De
geschatte effect concentratie van propofol en de MAP waardes direct na een
serie Tc-MEP metingen zullen ook worden verzameld.
Om de incidentie en ernst van de neurologische uitval te onderzoeken zal pre-
en postoperatief neurologisch onderzoek worden uitgevoerd. Wanneer we uitgaan
van genoeg patiënten met postoperatieve neurologische uitval, willen we de
sensitiviteit en specificiteit van de verschillende drempels en veranderingen
in Tc-MEP amplitudes vaststellen en willen we de invloed van pEEG en MAP op de
sensitiviteit van significant afgenomen Tc-MEP amplitudes vaststellen.
Gedurende de operatie zullen de Tc-MEPs worden gemeten volgens standaard
protocol. Significante Tc-MEP amplitude dalingen, gedefinieerd als een 50%
afname ten opzichte van de baseline, en de pEEG en MAP waardes op exact
hetzelfde moment van een significante Tc-MEP afname, zullen ook worden
verzameld.

Deel 2: de effecten van bloeddruk op Tc-MEP karakteristieken gedurende spinale
chirurgie.
Na inleiding van anesthesie en voor start van chirurgie zal de anesthesioloog
de propofol concentraties toedienen om de pEEG constant op ongeveer 40 te
houden. Een corresponderende lage MAP van ongeveer 60 mmHg wordt dan bereikt.
Langzame toediening van noradrenaline zal de MAP langzaam doen toenemen. Elke 2
minuten, gedurende het steeds meer toedienen van noradrenaline, zullen de
Tc-MEP karakteristieken worden gemeten in de tibialis anterior spier links en
rechts, de gastrocnemius spier links en rechts en de abductor hallucis spier
links en rechts. De MAP wordt continu gemeten door middel van een invasieve
arteriële lijn die volgens standaard protocol bij de patiënt is ingebracht.
Gedurende de metingen en de daaropvolgende chirurgie zal volgens standaard
protocol propofol worden toegediend om de pEEG tussen de 40 en 60 te behouden,
en zal de ventilatie worden aangepast om normocapnie te handhaven
(eind-expiratoire CO2 4 - 5.0 kPa; of PaCO2 4.5 - 5.5 kPa) om beïnvloedende
factoren van propofol en hypocapnie op Tc-MEPs te vermijden.
Om vast te stellen of een combinatie van MAP, met pEEG en/of propofol
concentratie (de geschatte effect concentratie, of de gemeten
plasmaconcentratie) gedurende de Tc-MEP registraties, beter het effect op
Tc-MEP karakteristieken voorspellen dan de MAP op zichzelf, zullen er in totaal
3 bloed samples worden afgenomen (10 ml per bloed sample) op MAP waardes van
ongeveer 60, 80 en 100, om de propofol plasma concentratie te bepalen. De
geschatte effect concentratie van propofol en de MAP waardes direct na elke
Tc-MEP meting zullen ook worden verzameld.
Om de incidentie en ernst van de neurologische uitval te onderzoeken zal pre-
en postoperatief neurologisch onderzoek worden uitgevoerd. Wanneer we uitgaan
van genoeg patiënten met postoperatieve neurologische uitval, willen we de
sensitiviteit en specificiteit van de verschillende drempels en veranderingen
in Tc-MEP amplitudes vaststellen en willen we de invloed van MAP en pEEG op de
sensitiviteit van significant afgenomen Tc-MEP amplitudes vaststellen.
Gedurende de operatie zullen de Tc-MEPs worden gemeten volgens standaard
protocol. Significante Tc-MEP amplitude dalingen, gedefinieerd als een 50%
afname ten opzichte van de baseline, en de pEEG en MAP waardes op exact
hetzelfde moment van een significante Tc-MEP afname, zullen ook worden
verzameld.

Verlengde totale anesthesietijd
Door ons onderzoeksprotocol zal de anesthesietijd worden verlengd met ongeveer
30-60 minuten. Met een gemiddelde duur van grote neurochirurgische en
orthopedische operaties van tussen de 4 - 7 uur is deze verlenging van
anesthesietijd niet substantieel. Er is geen bewijs dat een verlengde duur van
30-60 minuten van anesthesietijd een effect heeft op uitkomstmaten als pijn,
misselijkheid en overgeven.