Doppler transcraneal, BIS y entropía como medición indirecta del flujo cerebral durante la anestesia inhalatoria en pacientes pediátricos

Resumen

Objetivos

El Doppler transcraneal (DTC) es una técnica de monitorización no invasiva de la velocidad del flujo sanguíneo cerebral en las principales arterias intracraneales, especialmente las arterias del polígono de Willis. Nuestro propósito es analizar mediante Eco Doppler pulsado, si durante la anestesia inhalatoria en pediatría, las alteraciones del flujo sanguíneo cerebral (FSC), se corresponden con modificaciones en los valores medidos de índice biespectral (BIS) y entropía espectral de electroencefalograma (EEG) (Estado y Respuesta).

Material y métodos

Estudio observacional prospectivo, ciego, en 36 pacientes de 5 a 11 años, ASA I-II, bajo anestesia general inhalatoria, para cirugía general menor. Se indujo la anestesia con sevoflurano. Se mantuvo anestesia con sevoflurano al 2,5% en O₂/Aire (FiO₂50%). Se utilizó remifentanilo en perfusión continua para analgesia. Se monitorizó variables hemodinámicas y respiratorias, de gases, temperatura, patrón de hipnosis (BIS y Entropía –ES y ER–), y patrón de flujo sanguíneo cerebral estimado (sonografía Doppler pulsada) en la arteria cerebral media. Se obtuvieron los parámetros de índice de resistencia, índice de pulsatilidad, velocidad media y flujo sanguíneo estimado. Se determinaron correlaciones (r de Pearson) para los valores de BIS, ES, ER, índice de pulsatilidad, índice de resistencia, velocidad media, FSC estimado, F_ETCO₂ y Tª obtenidos. Se determinó la existencia de modelos de regresión.

Resultados

La inducción produjo un sonograma con patrón de alta velocidad (elevación de velocidad media, índice de pulsatilidad normal o disminuido) hasta obtener el valor más bajo de BIS y ES (31 y 29). Durante el mantenimiento se presentó un patrón de sonografía más enlentecido (normalización de índice de pulsatilidad, índice de resistencia y velocidad media), existiendo correlación estadística y concordancia entre las modificaciones de flujo y los valores absolutos de entropía y BIS (–Pearson– r [H11350] ± 0,91. Concordancia Doppler-Bis de 93,4%); coincidentes con valores de BIS y ES de 35–45. En el despertar, las velocidades de flujo se acercaron a cifras basales cuando los valores de BIS y ES ascendieron a 98–90. Se detectaron modificaciones puntuales de FSC coincidentes con elevación o descenso casi concomitante de BIS (r > 0,95), que presentó un ligero retraso no superior al minuto, y que no fueron detectadas de igual modo por entropía.

Conclusiones

Proporcionamos los patrones sonográficos en la inducción para sevoflurano. Los sistemas de monitorización de hipnosis podrían ser considerados como sistemas indirectos de medición de flujo cerebral (siendo BIS el de mayor sensibilidad). El DTC permitiría objetivar modificaciones de flujo durante la anestesia relacionados con la profundidad de la hipnosis.

Summary

Background and objective

Transcranial Doppler ultrasound is a noninvasive technique for monitoring the velocity of blood flow in the main intracranial arteries, particularly those in the circle of Willis. Our aim was to assess whether changes in cerebral arterial blood flow in pediatric patients under sevoflurane anesthesia demonstrated by pulsed Doppler ultrasound correlate with changes in the bispectral (BIS) index and electroencephalographic state and response entropy (ES and ER, respectively).

Material and methods

Prospective, blinded observational study of 36 pediatric patients (age range, 5 to 11 years; ASA physical status classification, 1–2) under sevoflurane anesthesia for minor surgical procedures. Anesthesia was induced with sevoflurane and maintained with 2.5% sevoflurane in an inspired oxygen fraction of 50% in air. A continuous perfusion of remifentanil was provided for analgesia. In all patients we monitored hemodynamic and respiratory patterns, gases, temperature, and hypnosis (BIS, ES and ER) as well as cerebral blood flow estimated by pulsed Doppler ultrasound in the middle cerebral artery. The resistance index, pulsatility index, mean velocity, and estimated baseline cerebral blood flow were calculated from the Doppler sonogram. Correlations (Pearson’s r) were calculated between BIS, ES, ER, the pulsatility index, resistance index, mean flow velocity, estimated cerebral blood flow, fraction of end-tidal carbon dioxide, and temperature. A regression model was constructed.

Results

Induction caused a pattern of high velocity (elevated mean velocity and normal or reduced pulsatility index) until the lowest BIS and ES values of 31 and 29, respectively, were reached. During maintenance, the Doppler sonogram pattern was slower (normalization of the pulsatility index, the resistance index, and mean velocity). Changes in flow and absolute entropy and BIS values were statistically correlated (Pearson’s r values ≥ 0.91); there was 95.6% agreement between Doppler values and BIS and agreement between BIS and ES values of 35 to 45. On awakening, flow velocities approached baseline values when BIS and ES rose to between 90 and 98. The estimated cerebral blood flow underwent fluctuations coinciding with an approximately concomitant increase or decrease in BIS (r > 0.95); the BIS response occurred with a slight delay of no more than a minute. The entropy measurements did not reflect the fluctuations.

Conclusions

We show Doppler ultrasound patterns during anesthetic induction with sevoflurane. Systems for monitoring hypnosis could be considered indirect measurements of cerebral blood flow; BIS measurements are more sensitive to change. Transcranial Doppler ultrasound facilitates the observation of changes in blood flow that occur at different levels of hypnosis during anesthesia.