David G. Whalley

Site of temperature monitoring and prediction of afterdrop after open heart surgery

To determine which of the commonly used “core” temperature sites, remote from the brain, best indicates total body rewarming, the temperatures in the rectum (RT), urinary bladder (UBT) and the pulmonary artery (PAT) at the termination of cardiopulmonary bypass (CPB) were correlated with the decrease in nasopharyn-geal temperature (NPT) after CPB (afterdrop) in 29 patients. The amount of afterdrop is inversely related to the adequacy of total body rewarming, smaller values indicating better rewarming. All patients had uncomplicated cardiac surgery and received high pump flows during rewarming on CPB. The UBT showed the best correlation with afterdrop (p < 0.001 ) compared with the other temperature sites, the durations of CPB and rewarming during CPB, and the time that the NPT was greater than 37° C during rewarming. The urinary bladder is a simple, non-invasive monitoring site when a urinary catheter is required and our results indicated that the UBT is a better monitor of the adequacy of total body rewarming on CPB than NPT alone. The study also suggested that rewarming to a UBT in excess of 36.2° C prior to the termination of CPB is unlikely to further reduce afterdrop.

HIGH DOSE FENTANYL ANAESTHESIA WITH OXYGEN FOR AORTO-CORONARY BYPASS SURGERY

Ten patients were anaesthetized with 100 per cent oxygen and fentanyl l00 μg · kg-1 for aorto-coronary bypass surgery and studied during induction of anaesthesia and initial surgical stimulation. All patients were taking propranolol and nitrates preoperatively. The patients were pre-medicated with diazepam 0.15mg·kg-1 by mouth and morphine 0.15mg·kg-1 and scopolamine 0.4 mg intramuscularly. Intravenous, arterial and Swan-Ganz catheters were inserted under local anaesthesia, after which control measurements were taken of heart rate, systolic blood pressure, pulmonary capillary wedge pressure, stroke index, cardiac index, left ventricular stroke work index, systemic vascular resistance, rate pressure product, triple index, Pao2 and Paco2.Observations were repeated after fentanyl 50 μg·kg-1 and pancuronium 0.1mg·kg-1, tracheal intubation, a further 50 μg · kg-1 of fentanyl, skin incision and sternotomy.No significant changes from control values were seen in heart rate, central venous pressure or systemic vascular resistance. Systolic blood pressure and left ventricular stroke work index decreased significantly after fentanyl 50 μg·kg-1 left ventricular stroke work index staying below control for the remainder of the study. Pulmonary capillary wedge pressure, triple index and Paco2 decreased significantly after fentanyl 100 μg·kg-1 skin incision and sternotomy. Significant decreases were noted in rate pressure product after skin incision, stroke index after sternotomy and cardiac index after both skin incision and sternotomy.Oxygen and fentanyl l00 μg·kg-1 provided stable indices of myocardial oxygen demand during induction, tracheal intubation and initial surgical stimulation in patients undergoing aorto-coronary bypass surgery.RésuméLes auteurs ont étudié les effets d’une anesthésie au fentanyl-oxygène chez dix patients soumis à un pontage aorto-coronarien. La dose totale de fentanyl administrée était de 100μg · kg-1; l’étude portait sur la phase d’induction et le début de la stimulation chirurgicale. Les dix patients étaient sous propranolol et nitrates et cette médication a été conservée jusqu’à la chirurgie. En prémedication, le diazépam par voie orale (0.5mg·kg-1était suivi d’une injection intramusculaire de morphine (0.15mg·kg-1) et de scopalamine à la dose de 0.4 mg. Après installation, sous anesthésie locale, des cathéters veineux et artériels, ainsi que d’un cathéter de Swan Ganz on effectuait la mesure des paramètres suivants: fréquence cardiaque, pression artérielle systolique, pression capillaire bloquée, index d’éjection, index cardiaque, index de travail d’éjection ventriculaire gauche, résistance vasculaire périphérique, produit pression-fréquence, triple index, Pao2 et Paco2 Les mêmes mesures étaient reprises après administration de 50μg · kg-1 de fentanyl et de pancuronium, apres l’intubation, après une seconde administration de 50 μg · kg-1 de fentanyl, après 1’incision cutanée et après la sternotomie.On n’a pas observé de modifications significatives de la fréquence cardiaque, de la pression veineuse centrale, ni de la résistance vasculaire périphérique. La pression artérielle systolique et l’index de travail d’éjection du ventricule gauche diminuaient de façon significative après l’injection de 50 μg · kg-1de fentanyl, ce dernier demeurant abaissé pour le reste de l’étude. La pression de wedge, le triple index et la Paco2 diminuaient de façon significative après l’administration de la dose totale de fentanyl (100μg · kg-1), après l’incision de la peau et la sternotomie. On a noté des diminutions significatives du produit pression fréquence après l’incision cutanée, de l’index d’éjection après la sternotomie et de l’index cardiaque après l’incision cutanée et la sternotomie.Une anesthésie au fentanyl-oxygène aux doses de 100μg · kg-1 a permis d’obtenir des indices de consommation d’oxygène ventriculaire stables durant l’induction de I’anesthésie et le début de la stimulation chirurgicale chez des malades soumis à un pontage aortocoronarien.

Epidural epinephrine and the systemic circulation during peripheral vascular surgery

This study was designed to determine the haemodynamic effects of epidural epinephrine, 5 μg · ml- 1, added to bupivacaine, 0.75 per cent, in elderly patients with cardiac disease undergoing peripheral vascular surgery (PVS). The effect of epidural epinephrine on the plasma concentration of bupivacaine was also measured. Twenty patients with a history andlor ECG evidence ofmyocardial ischaemia requiring PVS were randomly assigned to two groups. The patients were monitored with a modified V5 ECG, oscillometric BP monitor and a PA catheter. After control haemodynamic measurements, 12 ml of bupivacaine, 0.75 per cent, ± epinephrine, 5 μg· ml- 1, was injected over five minutes into the epidural space at L3-4. Supine haemodynamic measurements were repeated at 15 and 45 min after injection. At 15 min after epidural injection, compared with control values, patients receiving epidural epinephrine showed a significantly greater decrease in mean blood pressure and systemic vascular resistance, and a significantly greater increase in cardiac output than patients receiving plain epidural bupivacaine (79.3 ± 11.6 per cent vs94.6 ± 16.8per cent, 61.6 ± 9.0 vs 91.6± 19.2 per cent, 130.8 ± 23 vs 105 ± 20.8 per cent, respectively). These differences were not present at 45 min after epidural injection. Heart rate was not significantly different between groups at either time. The presence of epidural epinephrine reduced the peak plasma concentration of bupivacaine from 0.86 ± 0.20 to 0.64 ± 0.33 μg · ml- 1 and increased the time to achieve this concentration from 16.1 ± 11.2 to 33.7 ± 20.1 min.RésuméCette étude était conçue afin de déterminer les effets hémodynamiques de 5 μg· ml- 1 d’épinephrine en épidurale ajouté à la bupivacaïne, 0.75 pour cent, chez les patients âgés atteints de maladie cardiaque et devant subir une chirurgie vasculaire périphérique (PVS). L’effet de l’épinéphrine épidurale sur les concentrations plasmatiques de bupivacaine était aussi mesuré. Vingt patients avec une histoire etlou évidence a l’ECG d’ischémie myocardique requérant une chirurgie vasculaire periphérique ont été randomisés en deux groupes. Les patients furent surveillés avec un électrocardiogramme modifié en V5, une pression artérielle par oscillométrie et un cathéter dans I’artère pulmonaire. Apres des mesures hémodynamiques de contrôle, 12 ml de bupivacaine, 0,75 pour cent, ± épinéphrine, 5 μg · ml- 1 a été injecté sur cinq minutes dans I’espace épidural de L3- 4. Les mesures hémodynamiques ont été repétées à 15 et 45 minutes aprés l’injection. Aprés 15 minutes de l’injection épidurale, comparativement aux valeurs de contrôle, les patients ayant reçu de l’ épinéphrine en épidurale ont démontré une plus grande diminution significative dans la pression artérielle moyenne et la résistance vasculaire systémique, et une plus grande augmentation significative du débit cardiaque comparativement aux patients ayant reçu une injection d’épidurale de bupivacaine seule (79,3 ± 11,6 vs 94,6± 16,8 pour cent, 61,6 ± 9,0 vs 91,6± 19,2 pour cent, 130,8± 23 vs 105± 20,8 pour cent, respectivement). Ces différences n’étaient pas présentes 45 minutes après injection épidurale. La fréquence cardiaque n’était pas significativement differente entre les groupes en aucun temps. La présence de l’épinéphrine épidurale a réduit la concentration plasmatique maximale de bupivacaine de 0,86 ± 0,20, à 0,64 ± 0,33 μg · ml- 1 et a augmenté le temps afin d’atteindre cette concentration de 16,1 ± 11,2 à 33,7 ± 20,1 min.

Pharmacokinetics of alfentanil and clinical responses during cardiac surgery

This study assessed the pharmacokinetic and pharmacodynamic behaviour of alfentanil during and after coronary artery bypass grafting (CABG). Twenty-eight patients with good ventricular function having CABG were divided into three groups and premedicated with morphine 0.1 mg · kg−1 IM, scopolamine 0.005 mg · kg−1 IM and diazepam 0.1 mg · kg−1 PO. Group I patients received an infusion of 250 μg · kg−1 of alfentanil over one hour coincidental with a second infusion at 2.5 μg · kg−1 · min−1 which was continued to the end of surgery. Patients in group II received 300 μg · kg−1 and 3.0 μg · kg−1 · min−1 and patients in group III 350 μg · kg−1 and 3.5 μg · kg−1 · min−1. The tracheas of all patients were intubated after receiving alfentanil 96 μg-kg−1 and pancuronium 0.15 μg · kg−1. Haemodynamic responses to intubation and surgical stimuli (≥ 20 per cent increase in heart rate and/or systolic blood pressure from control) were treated with isoflurane, one to two per cent inspired, until abolished. Blood samples were taken during and after surgery for plasma alfentanil concentrations which were determined by radioimmunoassay. After surgery the times to awakening and extubation, and alfentanil elimination half-life (t1/2B = 0.6931−k) were determined for each patient. Haemodynamic responses occurred in 20 patients. There were no significant differences in any variable among the groups. The times to awakening and extubation for all patients were 3.2 ± 0.6 and 8.8 ± 1.2 hr (mean ± SEM) respectively. The elimination half-life for all patients was 5.1 ± 1.0 hr(mean ± SEM). We conclude that alfentanil given at these rates of infusion provides inadequate adrenergic suppression for CABG yet does not allow early postoperative tracheal extubation. The elimination half-time appears prolonged after cardiopulmonary bypass compared with values obtained from volunteers or from patients undergoing non-cardiac surgery.RésuméCette étude évalue la pharmacocinétique et la pharmacodynamie de l’alfentanil lors d’un pontage aorto coronarien. Vingthuit patients ayant une bonne fonction ventriculaire et devant subir un pontage aorto coronarien furent divisés en trois groupes et prémédiques avec de la morphine 0,1 mg · kg−1 IM, scopolamine 0,005 mg · kg−1 IM et diazepam 0,1 mg · kg−1 PO. Pour le groupe I les patients ont reçu une perfusion de 250 μg · kg−1 d’alfentanil pour une période d’une heure suivie d’une seconde perfusion de 2,5 μg · kg−1 · min−1 qui fut continuée jusqu’ à la fin de la chirurgie. Les patients du groupe II ont reçu 300 μg · kg−1 et 3,0 μg · kg−1 · min−1 et les patients du groupe III 350 μg · kg−1 et 3,5 μg · kg−1. L’intubation trachéale fut accomplie après une dose d’alfentanil de 96 μg · kg−1 et du pancuronium 0,15 μg · kg−1. Les réponses hémodynamiques suite l’intubation et la stimulation chirurgicale (≥ 20 pour cent dans la fréquence cardiaque et/ou la pression artérielle partir du contrôle) furent traitées avec l’isoflurane, 1–2 pour cent jusqu’ à normalisation. Les échantillons sanguins furent pris durant et après la chirurgie pour des concentrations plasmatiques d’ alfentanil déterminées par radioimmunoessai. Après la chirurgie les temps de réveil et d’extubation ainsi que la demivie d’élimination (t1/2B = 0,6931−k) ont été déterminés pour chaque patient. Les réponses hémodynamiques sont survenues chez 20 patients. Il n’y avait aucune différence significative dans les variables étudies entre les groupes. Les temps de réveil et d’extubation pour tous les patients étaient de 3,2 ± 0,6 et 8,8 ±1,2 heures (moyenne ± SEM) respectivement. La demivie d’élimination pour tous les patients était de 5,1 ± 1,0 heure (moyenne ± SEM). On conclut que l’alfentanil administré à ces doses de perfusion amène une abolition de la réponse adrénergique inadéquate pour des pontages aorto coronariens et ne permet pas une extubation précoce en période postopératoire. Le demitemps d’élimination apparaît prolongé après pontage aorto coronarien comparé aux valeurs obtenues chez des volontaires ou chez des patients n’avant pas subi des opérations cardiaques.

The relationship between central venous pressure and pulmonary capillary wedge pressure during aortic surgery

Twenty-three ASA physical status II-III patients scheduled for elective abdominal aortic surgery were studied preoperatively with multiple unit gated acquisition angiography (MUGA) scan to determine the resting left ventricular and right ventricular ejection fractions (LVEF and RVEF respectively). lntraoperatively pulmonary capillary wedge pressure (PCWP) and central venous pressure (CVP) were measured in each patient at five different time periods in the horizontal, 24° head up, and 24° head down table tilt positions. The correlation between absolute values and changes in PCWP and CVP, and the degree to which preoperative knowledge of LVEF and RVEF predicted these correlations were examined. Resting LVEF ranged from 0.1 to 0.84. Thirteen of the 23 patients failed to show significant correlation (p < 0.05) between the absolute values of PCWP and CVP either before and/or after aortic crossclamp. When the correlation coefficients from this analysis were ranked against LVEF, there was a weak but significant correlation before aortic crossclamp (r = 0.41), but not after. The correlation between a change in PCWP and a change in CVP was significant for the 23 patients at all lime intervals, before and after aortic crossclamp. However, the prediction of a change of PCWP value from a known change of CVP value ranged in accuracy from ± 3 mmHg to ± 12.5 mmHg. The study suggests that if the filling pressures of both ventricles need to be assessed during aortic surgery, then the PCWP and CVP must be independently measured. Preoperative knowledge of LVEF and RVEF as determined by MUGA scan did not identify a subgroup of patients in whom PCWP and CVP correlated consistently throughout aortic surgery.RésuméNous avons mesuré la fraction ďéjection des ventricules droit et gauche, par ventriculographie isotopique, chez 23 patients de classe ASA I et II, devant subir une chirurgie de ľaorte abdominale. Durant ľopération, nous avons pris la tension veineuse centrale (TVC) et la pression ďocclusion de ľartère pulmonaire (POAP) chez tous les patients, à cinq moments différents, et ce en position horizontale, en trendelenbourg (24°) et en anti-trendelenbourg (24°). Nous avons cherché une corrélation entre les valeurs absolues de la TVC et de la POAP et leurs fluctuations respectives. On a tenté de prédire des corrélations à la lumière desfractions ďéjection ventriculaires. Les valeurs de fraction ďéjection du ventricule gauche, au repos, s’étendaient de 0.1 à 0.85. On n’a pas trouvé de corrélation (p < 0.05) chez 13 des 23 patients, entre les valeurs absolues de la POAP et de la TVC et ce avant, durant et après le clampage aortique. Nous avons identifié une corrélation entre les fluctuations du wedge et de la TVC chez les 23 patients, à tous les intervalles étudiés avant et aprés le clampage aortique. Les différences entre les valeurs mesurées de TVC et les valeurs prédites de POAP s’étendaient de ± 3 à 12.5 mmHg. Cette étude suggère que si les pressions de remplissage des deux ventricules doivent être evaluées au cours de la chirurgie de ľaorte, la tension veineuse et la tension pulmonaire de capillaire bloquée “wedge” doivent faire ľobjet de mesure indépendante. De plus la connaissance des fractions ďéjection ventriculaires, avant ľopération, n’a pas permis ďidentifier un sous groupe de patients chez qui on pouvait prédire de façon exacte la corrélation entre la TVC et la POAP.

Role of renin-angiotensin system in cardiopulmonary bypass hypertension.

The role of the renin-angiotensin system in the aetiology of perioperative hypertension was studied in 15 previously normotensive patients undergoing coronary artery surgery and anaesthetized with fentanyl. Measurements of plasma renin activity were made at intervals before and during cardiopulmonary bypass (CPB). In addition, angiotensin II blockade with saralasin was used in an attempt to treat hypertension during CPB. Nine of the patients became hypertensive (increase in systemic pressure of more than 20 per cent) before CPB and although the mean plasma renin activity was higher in this group than in the normotensive patients it was within normal limits for each group. Hypertension during CPB (mean blood pressure greater than 100 mmHg at 1.8l·m-2 flow), occurred in seven patients but was not associated with increased renin activity and did not respond to saralasin in doses up to 20 µg·kg-1·min-1, It is concluded that cardiopulmonary bypass associated hypertension is not mediated by activation of the reninangiotensin system.RésuméNous avons étudié la participation du système rénineangiotensine dans l’étiologie de l’hypertension périopératoire chez 15 patients normotensifs soumis à une chirurgie coronaire sous anesthésie au fentanyi. Les mesures de l’activité de la rénine plasmatique ont été effectuées à intervalles avant et durant la circulation extracorporelle (CEC). En plus, on a utilisé la saralasine, un bloqueur de l’Angiotensine II pour tenter de traiter l’hypertension durant la CEC, Neuf patients ont présenté de l’hypertension (augmentation des pressions systémiques de plus de 20 pour cent) avant la CEC: l’activité de la rénine plasmatique était plus élevée dans ce groupe que chez les patients normotendus cependant elle demeurait dans les limites de la normale.Durant la CEC, sept malades ont présenté de l’hypertension (pression moyenne plus grande que 100 mmHg à 1.8l·m-2 de débit), mais cette hypertension n’était pas associée avec une augmentation d’activité de la rénine plasmatique et elle n’a pas répondu à la saralasine à des doses qu’on a montées jusqu1 à 20 µg·kg-1min-1. On a conclu que l’hypertension survenant au cours de la CEC n’est pas attribuable à l’activation du système rénineangiotensine.

The effects of vascular catheterizations upon heart rate and blood pressure before aorto-coronary bypass surgery

Ten patients presenting for aorto-coronary bypass surgery were premedicated with their regular dose of propranolol and nitrates and diazepam 0.15 mg . kg-1 by mouth, morphine 0.15 mg . kg-1 and scopolamine 0.4 mg intramuscularly, 60 to 90 minutes before arrival in the operating room.Venous, arterial and pulmonary artery catheterizations were done under local anaesthesia. No significant changes were noted in systolic blood pressure and rate pressure product.Heart rate was decreased after internal jugular puncture and for the remainder of the study. Paco2 increased and Pao2 decreased from values obtained the day before operation. Cardiovascular stability during vascular catheterization was achieved by emphasizing a detailed preoperative explanation, maintenance of beta-blockade up to the time of operation, substantial sedative premedication, and the liberal use of local anaesthesia.RésuméDix patients opérés pour pontages aorto-coronariens reçurent leur dose habituelle de propranolol, de nitrates et de diazepam 0.15 mg . kg-1 p.o., morphine 0.15 mg . kg-1 i.m., scopolamine 0.4 mg. i.m., de 60 à 90 minutes avant leur arrivée à la salle d’opération.Les canules veineuse, artérielle et de l’artère pulmonaire furent insérées sous anesthésie locale. Aucun changement significatif de la pression artérielle systolique et du produit fréquence-pression artérielle ne fut enregistré.Le rythme cardiaque ralentit après la ponction de la jugulaire interne et demeura stationnaire pendant le reste de la période d’observation. La stabilité cardiovasculaire durant les cathétérisations fut obtenue grâce a une explication détaillé du processus avant l’opération ainsi que la maintenance des bloquers beta jusqu’au temps opératoire, une sédation pré-anesthésique profonde et un usage libéral d’anesthésie locale.

A profile of intravenous nitroglycerin use in cardiopulmonary bypass surgery

We studied the indications for use, time to onset of effect, approximate effective concentration and therapeutic success of commercially prepared intravenous nitroglycerin (NTG) in 50 patients undergoing cardiopulmonary bypass (CPB) surgery, Nitroglycerin was used to treat systemic or pulmonary hypertension, myocardial ischaemiaand ventricular failure. Twenty-one patients had more than one indication for NTG use. Nineteen of 22 patients with pulmonary hypertension, 12 of 13 patients with ischaemic changes, and 13 of 15 patients with ventricular failure improved during intravenous NTG administration. Hypertension during CPB was ameliorated in only six often instances. The time to onset of effect ranged from 4.1 ± 0.8 to 7.8 ± 2.8 minutes and the mean approximate effective NTG concentration varied from 1.7 ± 0.3 to 2.9 ± 0.7 μg · kg-1 ± min-1 (doses only approximate due to our use of an infusion system which absorbs NTG). Complications from intravenous NTG administration were not seen. We conclude that this NTG preparation facilitates treatment of prebypass hypertension, pulmonary hypertension, myocardial ischaemiaand ventricular failure but is less effective for the treatment of hypertension during CPB.RésuméChe: 50 patients subissant une intervention chirurgicale avec l’emploi du cceur-poumon artificiel, nous avons étudié les indications, le temps d’action, l’approximation de la concentration effective et le succès thérapeutique de la nitroglycérine préparée commercialement et injectée par voie intraveineuse. Lanitroglycérine fut employée pour trailer l’hypertension pulmonaire et systémique, l’ischémie du myocarde et la défaillance ventriculaire. Vingtet-un des patients ont eu plus d’une indication d’emploi de nitroglycérine. Dix-neuf des 22 patients souffrant d’hypertension pulmonaire, 12 des 13 patients avec changements ischémiques et 13 des 15 patients souffrant de défaillance ventriculaire s’améliorèarent pendant l’administration par voie intraveineuse de nitroglycérine. L’hypertension s’amélioradans seulement six des dix cos pendant la circulation extra-corporelle. Le temps du début de l’effet de la nitroglycérine varia entre 4.1 ± 0.8 à7.8 ± 2.8 minutes et la moyenne effective et approximative de la concentration de nitroglycérine varia entre 1.7 ± 0.3 à 2.9 ± 0.7 μg · kg-1· min-1 (ces doses sont seulement approximatives dû à l’emploi d’un système d’administration qui absorbe la nitroglycérine). On n’observapas de complications avec la nitroglycérine administrée par voie intraveineuse. Nous concluons que cette préparation de nitroglycérine facilite le traitement de l’hypertension du pré-pontage cardiopulmonaire, de l’hypertension pulmonaire, de l’aischémie du myocarde et de la défaillance. ventriculaire mais elle est mains efficace pour le traitement de l’hypertension pendant la circulation extra-corporelle.

Haemodynamic monitoring: pulmonary artery catheterization

Of all the monitors at our disposal, the use of the pulmonary artery catheter (PAC) arouses the greatest debate amongst anaesthetists, lncontrovertably, it provides information conceming the cardiovascular and metabolic state of the patient that is not available by more conventional monitoring ~ but it does so at a price. The potential complications described with its use are far from innocuous and the dollar cost of its insertion and treatment of complications can be considerable. Add to this the paucity of literature in which benefits have been demonstrated in terms of mortality and morbidity and it is easy to understand the reluctance with which the PAC has been received into many hospitals. This review will summarize much of the controversy in a discussion of the methodology, complications, interpretations and indications of the use of the PAC.