Anestezide bilinç düzeyi değişikliklerinin beyin biyofiziği yöntemleri ile irdelenmesi
Evaluating the level of consciousness with brain biophysics methods in anaesthesia
Yazar: ALİ NECATİ GÖKMEN
Danışman: PROF. DR. MURAT ÖZGÖREN
Dokuz Eylül Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Anestezi ve Reanimasyon = Anesthesiology and Reanimation ; Biyofizik = Biophysics
Dizin: Anestezi = Anesthesia ; Beyin = Brain ; Elektroensefalografi = Electroencephalography ; Propofol = Propofol ; Uyarılmış potansiyeller-işitsel = Evoked potentials-auditory

Özet:
Amaç: Bu tez çalışmasının amacı genel anestezi uygulamasında oluşan bilinç değişikliği düzeylerinin beyin dalgası dinamikleri üzerine etkilerini, kognitif beyin biyofiziği yöntemleriyle tanımlamaktır.Yöntem: Etik kurul izni ve aydınlatılmış onamları alınan 14 kişinin verisi değerlendirmeye alındı. Hastalara, rutin anestezi ve Bispektral İndeks (BIS) monitörizasyonu yapıldı. Elektroensefalografi (EEG) bonesi giydirildi ve işitsel uyarılma potansiyel (İUP) kayıtları için 40 kanallı dijital EEG cihazı ve uyaran ünitesi (EMISU) kullanıldı. İşitsel uyaranlar (1500-1600Hz, 85dB SPL) gürültü azaltıcı özelliği olan kulaklıkla uygulandı. Operasyon odasında hastanın başlangıç durumunda ilaçsız olarak (0µg/mL), bazal EEG aktivitesi ve İUP kayıtları alındı. Propofol Marsh ve arkadaşları tarafından geliştirilen farmakokinetik model temel alınarak, hedef kontrollü infüzyon cihazı ile propofol beyin konsantrasyonu (0,4, 0,8, 1,2, 1,6 ?g/mL) olacak şekilde infüze edildi. Bu infüzyon sırasında EEG aktivitesi ve İUP kayıtları alındı. Verilerin istatistiksel değerlendirilmesinde tek yönlü ANOVA kullanıldı.Bulgular: İUP (N1P2) genliği ilaç uygulanmayan oturumda 13,9 µV olarak bulundu. 0,4 ?g/mL doz seviyesinde 11,33 µV, 0.8 ?g/mL doz seviyesinde 6,00 µV, 1.2 ?g/mL dozunda 3,58 µV ve 1,6 ?g/mL dozunda 2,77 µV olarak bulundu. İlaçsız durumdaki N1P2 genliği 0,8 ?g/mL doz seviyesine göre (p<0.01) ve ayrıca 1,2-1,6 ?g/mL dozlarına göre (p<0,001) anlamlı olarak yüksekti. Benzer yönelim BIS değerlerinde de mevcuttu. İlaçsız doz ortalama BIS değeri 94 iken, 0,4 ?g/mL dozunda 92,68, 0,8 ?g/mL dozunda 87,71, 1,2 ?g/mL'de 79,32 ve 1,6 ?g/mL doz seviyesinde 75,61 olarak bulundu. İlaçsız doz BIS değeri diğer doz seviyelerinden anlamlı olarak yüksektir (p<0,001). Çalışmada uygulanan 1,2 ?g/mL propofol dozunda tüm katılımcıların bilincini kaybettikleri gözlendi.Tartışma ve Sonuç: İUP kullanılan birçok çalışmada erken ve orta latanslı yanıtlar incelenmiştir. Çalışmamızda, BIS monitorizasyonuna paralel olarak propofolün geç latanslı İUP yanıtları üzerindeki suprese edici etkisi gösterilmiştir. Bu yöntem ile İUP yanıtları ve BIS skorlarında birbirleriyle korele olarak doğrusal azalma saptanmıştır. Çalışmamızda gösterilen BIS ve İUP korelasyonunun, bilinç ve bilinç dışı durumlarının fonksiyonel özellikleriyle beraber değerlendirilmesi için uygun bir analiz platformu sağlayacağı kanısına varılmıştır.

Abstract:
Objective: The purpose of the thesis is evaluating the level of consciousness with brain biophysics methods during general anesthesia.Method: Total of 14 subjects with an age range of 25-46 (mean 36.54) years participated in this study. The participants were patients undergoing a surgery protocol for lumbar disc hernia. The propofol administration was provided with a target controlled infusion (TCI) device (Fresenius Vial Orchestra Base Primea, Le Grand Chemin, France). Marsh model for calculation of brain dosage (effect-site) was used. Propofol dosages of 0.4, 0.8, 1.2, 1.6 ?g/mL were administered. For auditory evoked potentials (AEP) recording, a 40 channel data acquisition system (Scan 4.3, Neuroscan, Nuamps, USA) and embedded microcontroller stimulus unit (EMISU) were used. The auditory stimuli (1500-1600Hz, 85dB SPL) was applied with headphones which had noise cancellation feature (Creative HN- 700, Republic of Singapore). Central (C3, CZ, C4 electrodes) location was analyzed as region of interest. Additionally, the EEG epochs were set to -500ms prestimulus and +1000ms poststimulus period. BIS recording was performed using a bispectral index monitor (BIS Vista, Aspect Medical System Inc., MA, USA) with a sensor. In every five seconds BIS was recorded via USB interface. One-way ANOVA and posthoc Bonferroni correction were used for statistical analysis.Results: The amplitude of N1P2 was found to be 13.9 µV at 0.0 dosage (no-drug) level, 11.33 µV at 0.4 ?g/mL, 6.00 µV at 0.8 ?g/mL, 3.58 µV at 1.2 , and 2.77 µV at 1.6 ?g/mL dosage levels respectively. At no-drug dosage (0.0) level, AEP amplitude was significantly higher than of 0.8 ?g/mL dosage level (p<0.01) and also 1.2-1.6 ?g/mL dosage level (p<0.001). As a parallel findings were seen in the BIS values. The mean BIS value was found to be 94 at 0.0 dosage (no-drug) level, 92.68 at 0.4 ?g/mL, 87.71 at 0.8 ?g/mL, 79.32 at 1.2 ?g/mL, and 75.61 at 1.6 ?g/mL dosage levels respectively (Figure). At no-drug dosage (0.0) level, BIS values were significantly higher than the other dosage level (p<0.001). Beyond 1.2 all subjects reached loss of consciousness.Conclusion: The vital sign monitoring is most commonly used method in anesthesia. Besides that EEG and AEP based methods were used. There are number of AEP studies during anesthesia which have more focus on early and middle latency responses. The anesthesia procedure administrated by means of the N1P2 amplitude has decreased during step by step increasing propofol dosage. In the current study, we tested the suppression effect of propofol on AEP (late latency responses) while monitoring BIS. This way we have obtained a linear decrease of potentials as anesthetics suppression, accompanied by a direct correlation with BIS values. These late responses disappeared reaching a dosage level of 1.6 ?g/mL propofol target controlled infusion. Accordingly, these late auditory responses should not be expected at regular anesthesia levels of typical surgery (>2 ?g/mL propofol). However the present functional correlation between these two parameters may provide a suitable analysis platform to study the transition between consciousness states as well as their functional properties.