Peri- und intraoperative EEG-Signaturen bei Neugeborenen und Säuglingen während einer Sevofluran-Narkose

Abstract

Hintergrund Bei Neugeborenen und Säuglingen (≤ 1 Jahr) ist das intraoperative Elektroenzephalogramm (EEG) unzureichend charakterisiert und eine valide Narkosetiefenüberwachung ist ausstehend. Ziel dieser retrospektiven Beobachtungsstudie ist es, EEG-Signaturen bei Neugeborenen und Säuglingen während einer Allgemeinanästhesie mit Sevofluran zu charakterisieren.

Methoden Frontale EEGs, aufgenommen in der Charité vom 01.05.2018 bis 30.06.2019, von 207 Kindern (≤ 1 Jahr), die eine Allgemeinanästhesie mit Sevofluran erhielten, konnten aus dem Narcotrend Monitor heruntergeladen werden. Ein intraoperatives EEG wurde bei 115 Patienten ausgewertet: 0–3 Monate (n=27), 4–6 Monate (n=30), 7–9 Monate (n=29) und 10–12 Monate (n=29). Bei weiteren 20 Patienten, 0–6 Monate (n=10) und 7–12 Monate (n=10), waren perioperative EEG Event-Marker vorhanden (präoperativer Wachzustand [Base], Bewusstseinsverlust, Op[eration] und Ex[tubation]), um die perioperative EEG Dynamik zu analysieren. Analysiert wurden die totale EEG-Power (µV2), die relative β-, α-, θ- und δ Power (%) sowie die Spektrale Eckfrequenz 95 (SEF95 in Hz). Alle Werte sind als Mittelwert und Standardabweichung angegeben.

Ergebnisse Intraoperativ ist über alle Altersgruppen (0–3, 4–6, 7–9, 10–12 Monate) die relative δ Power das dominierende Frequenzband mit einem Abfall bei zunehmendem Alter (von 0–3 Monaten: Mittelwert [Standardabweichung]: 80,5 % [10,5 %] zu 4 6 Monaten: 61,8 % [17,2 %], p<0,006 und von 4–6 Monaten: 61,8 % [17,2 %] zu 7 9 Monaten: 47 % [16,6 %], p<0,022). Die θ Power ist schon mit 0–3 Monaten vorhanden und zeigt sich über alle Altersgruppen relativ stabil. Für alle weiteren Parameter zeigt sich ein Anstieg der schnelleren Frequenzbänder und der totalen Power, vor allem zwischen 0–3 zu 4–6 Monaten (totale Power 228,8 zu 741,2 µV2 [226,5 zu 483,1 µV2], p<0,001), β Power (3,2 zu 10,9 % [2,9 zu 7,4 %], p<0,001), α Power (4,6 zu 14,4 % [4,5 zu 9,1 %], p<0,001), SEF95 (5 zu 13,4 Hz [3,8 zu 4,6 Hz], p<0,006). Die perioperative EEG-Dynamik im Alter von 0–6 Monaten ist gering ausgeprägt. Sie zeigt eine hohe relative δ-Power (Mittel: ̴ 84 %), die intraoperativ lediglich leicht abfällt (OP: 74 %). Die älteren Säuglinge (7–12 Monate) zeigen eine stärkere Dynamik mit einem Abfall der δ-Power von Base (84,8 % [7,1 %]) bis OP (54,5 % [17,7 %]) und einem Anstieg der schnelleren Frequenzen zur OP (α Power: 18,1 [10,7%], β-Power: 11,8% [7,4%]) und Ex (α-Power: 8,5 % [8,1 %], β Power: 22,4 % [20,1 %]). Die totale Power zeigt in beiden Altersgruppen zur Extubation eine deutliche Abnahme, wobei diese Dynamik mit 7–12 Monaten deutlich ausgeprägter ist.

Schlussfolgerung Während einer Allgemeinanästhesie mit Sevofluran zeigt das EEG im ersten Lebensjahr charakteristische Veränderungen. Prospektive Studien sollten dies validieren, um zukünftig ein zuverlässiges EEG-Monitoring bei dieser vulnerablen Patientengruppe zu ermöglichen.

Background In newborns and infants (≤ 1 year) the intraoperative electroencephalogram (EEG) is insufficiently characterised and a valid monitoring of depth of anaesthesia is warranted. The aim of this retrospective observational study is to characterise the EEG signatures in newborns and infants during a general anaesthesia with sevoflurane.

Methods Frontal EEGs from 207 children (≤ 1 year) who received general anaesthesia with sevoflurane recorded at the Charité from 01.05.2018 until 30.06.2019 could be downloaded from the Narcotrend monitor. An intraoperative EEG of 115 patients was analysed: 0–3 months (n=27), 4–6 months (n=30), 7–9 months (n=29) and 10–12 months (n=29). In a further 20 patients, divided into 0–6 months (n=10) and 7 12 months (n=10), perioperative EEG event markers were available (base[line], loss of consciousness, OP[eration] and Ex[tubation]) to analyse the perioperative EEG dynamics. The total EEG-power (µV2), the relative β-, α-, θ- und δ-power (%), as well as the spectral edge frequency 95 (SEF95 in Hz) were analysed. All data are given as median and standard deviation.

Results Intraoperatively the dominating frequency is the relative δ-power across all age groups (0–3, 4–6, 7–9, 10–12 months) with a decline at increasing age (from 0 3 months: median [standard deviation]: 80,5 % [10,5 %] to 4–6 months: 61,8 % [17,2 %], p<0,006 and from 4 6 months: 61,8 % [17,2 %]) to 7–9 months: 47 % [16,6 %], p<0,022). The θ-power is already present at 0–3 months and proves relatively stable through all age groups. For all further parameters there is an increase of the faster frequencies and of the total power, especially between 0–3 to 4–6 months (total power (228,8 to 741,2 µV2 [226,5 to 483,1 µV2], p<0,001), β-power (3,2 to 10,9 % [2,9 to 7,4 %], p<0,001), α power (4,6 to 14,4 % [4,5 to 9,1 %], p<0,001), SEF95 (5 to 13,4 Hz [3,8 to 4,6 Hz], p<0,006). The perioperative EEG dynamic at 0–6 months is poorly modulated. It shows a high relative δ-power (mean: ̴ 84 %), which merely declines slightly intraoperatively (OP: 74 %). The older infants (7 12 months), show a stronger dynamic with a decline of the δ power from base (84,8 % [7,1 %]) to OP (54,5 % [17,7 %]) and an increase of the faster frequencies to OP (α power: 18,1 [10,7%], β-power: 11,8% [7,4%]) and Ex (α power: 8,5 % [8,1 %], β power: 22,4 % [20,1 %]). The total power shows a distinct decrease to extubation in both age groups while at 7–12 months this dynamic is considerably more pronounced.

Conclusion During a general anaesthesia with sevoflurane in the first year of life, the EEG shows characteristic changes. Prospective studies should validate this to enable a reliable EEG monitoring in this vulnerable patient group in the future.