TIVA în cadrul anesteziei pediatrice

TIVA in pediatric anesthesia

Abstract: Total intravenous anaesthesia (TIVA) has been widely used in adult anesthesia practice and its use in paediatrics is becoming more common. There are many indications and potential benefits of TIVA; however, many anaesthetists are unfamiliar with how to provide TIVA in children. Even, many principles of TIVA could be borrowed from adults to children; there are some important peculiarities and limitations that anaesthetists should be aware of.

Introducere
Aruncând o scurtă privire asupra istoriei și evoluției anesteziei de-a lungul secolelor, vom rămâne impresionați de faptul ca specialitatea noastră a evoluat foarte mult comparativ cu alte domenii medicale.
Este bine știut faptul că progresul tehnic în cadrul medicinei pediatrice în general și anesteziei pediatrice în particular are loc cu mult mai lent. În acest sens, odată cu introducerea propofolului în practica clinică, 1982, anestezia total intravenoasă a câștigat un areal foarte întins în cadrul anesteziei la pacientul adult.
Scopul acestui articol este de a descrie particularitațile pediatrice ale tehnicii TIVA, pornind de la conceptul farmacocinetic si farmacodinamic, metodele tehnice de administrare TIVA precum si recomandări practice. Acest articol vizează tehnica TIVA folosind propofol și remifentanyl, această combinație fiind folosită cel mai des în practica curentă.

Raționalitatea folosirii TIVA
Indicațiile folosirii TIVA pot fi categorizate în cele de: necesitate, beneficiu și alegere. Avantajele și dezavantajele acestei tehnici de anestezie comparativ cu anestezia inhalatorie clasică, sunt menționate în tabelul 1. (cf Practicalities of Total Intravenous Anesthesia and Target-controlled Infusion in Children Brian J. Anderson, Ph.D., F.A.N.Z.C.A., F.C.I.C.M., Oliver Bagshaw, M.B.Ch.B., F.R.C.A. Anesthesiology 2019; 131:164–85 )
Necesitatea
Indicația absolută pentru folosirea TIVA este susceptibilitatea de hipertermie malignă la un copil cu istoric familial sugestiv sau patologie predispozantă (distrofie musculară).
Beneficiu
Beneficiile majore sunt reducerea incidenței greței și vomei postoperatorii, trezire rapidă și coerentă (reducerea delirului postanestezic), reducerea reactivității căilor aeriene și a efectelor adverse ale extubării, ameliorarea calității monitorizării neurofiziologice (ex. intervențiile pe coloană vertebrală/maduva spinării), poluarea redusă a sălii de operație.
Alegerea
Folosirea iterativă a tehnicii TIVA menține gradul de competență pentru situații când folosirea acestei tehnici este indispensabilă.
Contraindicații
Probabil, folosirea propofolului ar trebui sa fie evitată în cazul pacienților cu boli mitocondriale deoarece, aceștia sunt susceptibili de a dezvolta sindromul asociat perfuziei de propofol. Cauza sindromului asociat cu perfuzia de propofol încă nu este pe deplin elucidată dar, se presupune că ar fi implicat un metabolit al propofolului care ar inhiba lanțul respirator mitocondrial, ceea ce duce la reducerea sintezei de ATP și disfuncție a proceselor metabolice. Pacienții care suferă de boli metabolice sunt, per se, într-un deficit energetic global, astfel postul alimentar prelungit împreuna cu perfuzia de propofol în concentrații mari pot induce apariția acestui sindrom. În schimb, perfuzia de soluții glucozate ar putea reduce acest risc.

Definiție
TIVA presupune inducerea și menținerea anesteziei generale prin medicație administrată exclusiv pe cale intravenoasă.
TIVA poate fi asigurată prin sistem:
Manual – Manual TIVA, în acest caz, setăm rata de infuzie a medicamentului pe un injectomat simplu
TCI – Target Controlled Infusion, unde setăm concentrația plasmatică sau de efect la care pacientul se mentine anesteziat, în timp ce o pompă dotată cu un algoritm farmacocinetic, calculează volumul bolusului, rata de infuzie a medicamentului pentru a menține concentrația plasmatică stabilită de către operator.

Farmacocinetica
Algoritmul farmacocinetic care stă la baza funcționării sistemului TCI este reprezentat de către modelul farmacocinetic tricompertimental (Fig 1). Acest tip de comportament farmacocinetic este aplicabil pentru majoritatea drogurilor anestezice intravenoase.
Aceste compartimente sunt niste structuri ipotetice care ne permit să descriem comportamentul unui medicament în organism.
Modelul tricompartimental consta din:

• compartiment central,
• compartiment cu echilibrare rapidă
• compartiment cu echilibrare lentă

În acest model medicamentul este injectat dar și eliminat din compartimentul central, acesta este și volumul inițial de distribuție, V1. Acest volum nu reprezintă volumul plasmatic sau volumul sanguin, acesta este un volum ipotetic, care poate fi net superior volumului sanguin, mai ales pentru medicamente foarte lipofile sau cu legare proteică crescută.
Din compartimentul central drogul “trece reversibil”, se distribuie reversibil în cele două compartimente periferice. Aceasta distribuire și redistibuire are loc cu o anumita viteza, determinată de niște constante (K), prin convenție acestea sunt numite K10 pentru constanța de eliminare, iar celelalte descriu distribuirea și redistibuirea intercompartimentală.
K e0 descrie rata de echilibrare între concentrația plasmatică și concentrația la nivel efect, la nivel de sistem nervos central. Echilibrarea acestor concentrații depinde de debitul cardiac, fluxul sanguin cerebral, gradul de liposolubiltate al medicamentului, permeabilitatea barierei hematoencefalice, pK de ionizare, etc. Este imposibil să măsurăm concentrația efectivă la nivel neuronal (celular), în schimb, putem monitoriza efectul hipnotic al medicamentului. Cunoscând concentrația plasmatică la care a ajuns pacientul și monitorizând electroencefalografic viteza cu care se instalează efectul hipnotic și cât durează acesta, putem deduce matematic această constantă.

Conceptul de Timp de Înjumătățire Dependent de Context
În situația în care administrăm un medicament în perfuzie continuă, acesta se distribuie spre compartimentele periferice. Atunci când perfuzia este oprită, medicamentul se redistribuie spre compartimentul central, de unde acesta este eliminat.
În această situație, timpul de înjumătățire al medicamentului depinde de durata de perfuzie și efectiv de ce cantitate de medicament s–a acumulat în țesuturi.
Conceptul timpului de înjumătățire dependent de context reprezintă timpul de înjumătățire al medicamentului dependent de durata perfuzarii continue a acestuia.
Acest timp de înjumătățire a concentrației plasmatice este diferit pentru diferite medicamente anestezice. (Fig 2) Comparând Propofolul cu Tiopentalul, dupa 6 ore de perfuzie, timpul de înjumătățire va fi foarte mare pentru Tiopental, ceea ce îl face indezirabil pentru TIVA
În cadrul opioizilor, merită menționat “fenomenul” remifentanylului, ultimul fiind metabolizat de esterazele plasmatice, a căror capacitate de liză este foarte mare, are un timp de înjumătățire dependent context de aprox. 6 min. și de fapt este considerat « insensibil » din punct de vedere contextual.
Cu alte cuvinte pentru TIVA – TCI sunt recomandate medicamentele cu efect rapid, metabolizare, clearance rapid și timp de înjumătățire contextual scurt, ex: Propofol, Remifentanyl, Alfentanyl.

Particularitățile proceselor farmacocinetice la copii
Marea diferență dintre procesele farmacocinetice și farmacodinamice la copii și adulți sunt determinate de perioada de creștere și dezvoltare. După vârsta de 2 ani, clearance-ul medicamentelor exprimat în kg pe unitate de timp crește vădit. Dozele trebuie scăzute la nou născuți, prematuri, din cauza imaturității metabolice. La copiii mai mari dozele anestezicelor sunt de obicei mai mari, raportate la greutate, datorită volumului de distribuție mai mare, comparativ cu adultul.

TIVA Manual

Există scheme de administrare în funcție de vârstă și greutatea copilului. Aceste scheme rămân în continuare valabile acolo unde nu există posibiliatea tehnică de a efectua TCI sau în cazul folosirii TIVA la copiii sub 1 an, pentru care nu exista modele TCI fiabile.

Schema Mcfarlan este descrisă pentru categoria de vârstă între 3 și 11 ani și presupune administrarea unui bolus de propofol de 2,5 mg/kg, apoi în funcție de durata anesteziei stabilim o rata de infuzie pentru fiecare 15 minute de la inceput cu 15mg/kg/h, apoi aceasta doza se va scadea treptat pentru a respecta principiile comportamentului farmacocinetic tridimensional al Propofolului. (Tab 2)

Steur et al au propus o schemă de perfuzie manuală a propofolului pentru copii < 3 ani (Tab 3). După administrarea bolusului de inducție, rata perfuziei variază în funcție de subgrupa de vârstă, respectând particularitățile farmacocinetice întâlnite la copiii de vârstă diferită. Este de menționat că, în schema propusă de Steur sunt sugerate doze foarte mari în raport cu greutatea pentru copii < 6 luni (20 mg/kg/h), astfel este imperativ să monitorizăm atent efectul hipnotic precum și impactul hemodinamic pe care îl va avea propofolul în aceste doze.

Aceste scheme de perfuzie manuală a propofolului au o valoare orientativă și necesită a fi adaptate în funcție de profunzimea anestezică vizată de către operator, ținând cont de factori ca anxietatea preanestezică, folosirea adjuvanților (opioid, curare, ALR), variabilitate interindividuală și comorbiditățile pacientului.

Sistemul TCI

Sistemul TCI de administrare TIVA este format dintr-o pompă de infuzie (injectomat) cu o interfață prin care putem seta vârsta, greutatea, sexul.

Aceasta pompă este dotată cu un microprocesor programat să calculeze prin algoritme matematice, pe baza modelului tricompartimental, care va fi doza bolusului de inductie și la fiecare 10 sec. va recalcula rata de infuzie astfel încât să mențină concentrația plasmatică sau/și concentrația efect setată de către operator. Totodată, aceste calcule țin cont și de constanța de redistribuire a medicamentului, astfel încât rata infuziei va diminua automat atunci când va fi cazul.

Modele TCI de administrare TIVA au o acuratețe la fel de variabilă precum schemele de administrare manuală. Fiabilitatea acestui sistem depinde în egală măsură de aceiași factori, cum sunt: anxietatea preanestezică, folosirea adjuvanților (opioid, curare, ALR), variabilitate interindividuală și comorbiditățile pacientului. De aceea, monitorizarea profunzimii anesteziei este una dintre cheile de succes ale acestei tehnici anestezice.

Modele TCI pediatrice

Modelele Paedfusor și Kataria sunt printre cele mai des folosite sisteme TCI în practica pediatrică. Aceste modele au fost adaptate pentru copii conform particularităților farmacocinetice ale acestora, adică volumul de distribuție mai mare și clearance-ul mărit. Modelul Paedfusor poate fi folosit la copii cu vârsta între 1 și 16 ani și cu greutatea cuprinsa între 5 și 61 kg. Modelul Kataria a fost descris pentru copii între 3 și 16 ani și greutate minimă de 15 kg. Diferențele tehnice dintre aceste modele pediatrice sunt destul de mici și nu au un impact decizional important. Pentru modelul Kataria covariabile dependente sunt vârsta, greutatea și suprafata corporală, astfel volumul compartimentelor este mai important în acest model, respectiv doza bolusului și rata infuziei de obicei este mai mare.

Concentrațiile plasmatice țintă sugerate pentru anestezia la copii sunt :

Pentru TCI cu Propofol în funcție de efectul pe care vrem sa-l obținem putem seta o concentrație plasmatică de 2-3 mcg/ml pentru a obține un efect de sedare în respirație spontană.

Pentru a obține o anestezie mai profundă putem ajunge la o concentrație plasmatică între 3-5 mcg/ml

Daca se impune folosirea unui opioid și alegem remifentanylul, trebuie să ținem cont de faptul că, modelul Minto pentru remifentanyl este descris doar pentru copii cu vârsta > de 12 ani.

În cazul în care se impune folosirea remifentanylului la copii cu vârsta <12 ani putem aplica o schemă de TIVA manual și să dozăm efectul analgezic în mcg/kg/min. (Tab 4)

Întotdeauna vom ține cont de asocierea și interacțiunea sinergică a remifentanylului cu propofolul și impactul hemodinamic important al acestei combinații medicamentoase.

Propofolul duce la scăderea rezistenței vasculare sistemice, bradicardie de rând cu remifentanilul, dozele trebuie crescute treptat și în funcție de efectul scontat, analgezic sau hipnotic, să balansăm aceste concentrații pentru a evita efectele deletere.

CONCLUZIE

Datorită disponibilității modulelor farmacocinetice pentru administrarea propofolului și remifentanilului, tehnica TIVA și anume sistemul de admistrare TCI devine o alegere tot mai populară în cadrul practicii anestezice pediatrice. Această tehnică rămâne electivă pentru pacientul cu risc de hipertermie malignă. Folosirea acestei tehnici anestezice trebuie încurajată cu scopul de a instrui personalul medical și a oferi pacientului pediatric o alternativă benefică față de anestezia inhalatorie.