James B. Forrest

Epidural morphine reduces the riskof postoperative myocardial ischaemia in patients with cardiac risk factors

Perioperative myocardial ischaemia is a predictor of postoperative cardiac morbidity (PCM). Epidural anaesthesia and adequate perioperative analgesia have been shown to improve myocardial oxygen dynamics due to interruption of pain and sympathetic pathways. The aim of the present study was to compare the incidence of ischaemia after either general anaesthesia followed by parenteral analgesia with morphine or combined epidural/general anaesthesia followed by analgesia with epidural morphine. In a prospective observer-blinded analysis of the occurrence of ischaemia, 55 patients (epidural = 29/ parenteral = 26) scheduled for elective surgery with defined risks for ischaemic cardiac disease were entered and followed for 24 hr after surgery with two-lead continuous Hotter monitoring. Groups were similar with respect to age, weight, modified Goldman (Detsky) risk classification and the use of cardiac medications. Fewer patients receiving the epidural anaesthesia/ analgesia had ischaemic episodes (17.2 vs 50.0%, P = 0.01), and tachyarrhythmias (20.7 vs 50.0%, P < 0.05). Epidural patients had a four-fold reduction of the relative risk for either event (P < 0.001). All ischaemic events were asymptomatic and unrecognized (silent). All major morbid events (n = 5) (MI, congestive heart failure and death) occurred in patients who had perioperative episodes of ischaemia. There were three distinct peaks in onset of ischaemia, at 1–4 hr, 9–12 hr and 22–24 hr postoperatively. One third of postoperative ischaemic events occurred within the first four hours after operation and lasted from 1 to 31 min. Forty-two percent of ischaemic episodes were associated with a heart rate > 100 bpm, or an increase of 20% over the baseline heart rate. We conclude that epidural anaesthesia/analgesia reduces but does not eliminate the risk of myocardial ischaemia and tachyarrhythmia. We were unable to determine any associated reduction in the risk of PCM.RésuméL’ischémie myocardique périopératoire a une bonne valeur pronostique sur la morbidité cardiaque postopératoire (MCP). II a été démontré que l’anesthésie et l’analgésie post-opératoire épidurales favorisaient l’oxygénation myocardique par interruption des voies de conductions algiques et sympathiques. L’objectif de la présente étude est de comparer l’incidence de l’ischémie après l’anesthésie générale suivie d’analgésie parentérale à la morphine à l’association anesthésie générale-épidurale suivie d’analgésie à la morphine épidurale. Sont inclus dans cette étude prospective, à l’insu de l’observateur, 55 patients (29 dans le group épidural, 26 dans le groupe parentéral) programmés pour une chirurgie réglée et présentant des risques définis de maladie cardiaque ischémique. Les patients sont monitorés continuellement pendant 24 heures après la chirurgie avec un Hotter à deux dérivations. Il n’y a pas de différence entre les deux groupes pour l’âge, le poids, l’échelle de risque de Goldman (Detsky) et la médication cardiaque. Moins de patients du groupe anesthésie générale-épidurale souffrent d’épisodes ischémiques (17,2 vs 50%, P = 0,01), et de tachyarythmies (20,7 vs 50%, P < 0,05). Les patients du groupe épidural courent un risque quatre fois moins élevé de souffrir de l’une ou de l’autre complication (P < 0,001). Tous les épisodes ischémiques ont été asymptomatiques et sont passés inaperçus. Toutes les complications (n = 5) (infarctus du myocarde, défaillance cardiaque et décès) sont survenus chez des patients qui avaient présenté de l’ischémie périopératoire. On a identifié trois pointes d’incidence ischémiques postopératoires: à 1–4 hres, 9–12 hres et 22–24 hres. Un tiers des épisodes ischemiques est survenu en-deçà de quatre heures après l’opération et a duré de 1 à 31 min. Quarante-deux pourcent de ces épisodes étaient associés à une fréquence de plus de cent b · min−1 ou à une augmentation de 20% du niveau de base. Nous concluons que l’anesthésie / analgésie épidurale diminue mais n’élimine pas le risque d’ischémie cardiaque et de tachyarythmies. Nous n’avons pas démontré une réduction associée de la MCP.

Lung tissue plasticity: Morphometric analysis of anisotropic strain in liquid filled lungs

Lungs of rats were fixed at different inflation pressures (Ptp) during liquid filling with the pulmonary vessels tied to prevent vascular volume change after fixation had begun. Morphometric analysis showed that alveolar surface varied as a alveolar volume (Va) to the power 0.82, while the arithmetic mean tissue thickness varied as Va-0.2. This is interpreted as evidence for anisotropic expansion. Capillary volume (Vc) was found to increase from zero Ptp to a maximum at Ptp = 2 cm H2O then decrease as Va increased. Morphometric diffusion capacity of the membrane component increased as Va0.59 while that for whole lung (DL)paralleled the change in Vc. Alveolar capillary tissue unfolding is described as the main factor accounting for anistropic expansion of alveolar surface and for capillary configuration. The absolute values of Vc and DL were lower by 60% and 50%, respectively, compared with values obtained by standard instillation fixation methods and this is suggested could account for previous discrepancres between morphometric and physiologic estimates of DL.

The effects of aspirin and methysergide, singly and in combination, on systemic haemodynamic responses to pulmonary embolism.

Pretreatment of anaesthetized rabbits with aspirin (A), 250mg · kg-1, methysergide (M) 3 mg · kg-1 or a combination of both (A + M) was done before pulmonary embolism with a 1.0 ml autologous blood clot and compared with no pretreatment (C). Experiments were done until 10 survivors were present in each group. Mortality rate in controls (C) was 55 per cent (death in less than 30 minutes) compared to zero in (A) and (A + M) and nine per cent in (M). Arterial blood pressure fell to 60 per cent of pre-embolism values two minutes after embolism in (C) but had returned to 85 percent of pre-embolism values after 60 minutes. This compares with a drop to 82 per cent at two minutes and 83 per cent at 60 minutes in (A), a drop to 70 per cent at two minutes and 90 per cent at 60 minutes in (M) and a very small drop to 92 per cent at two minutes which was unchanged at 60 minutes in (A + M). Right ventricular pressure increased by 75 per cent after two minutes compared to pre-embolism values in (C) and was still elevated by 37 per cent after 60 minutes. This compares with increases at two minutes and 60 minutes respectively of 58 and 23 per cent in (A), 65 and 35 per cent in (M) and 55 and 18 per cent in (A + M). Heart rate did not show any significant changes in any of the groups after embolism.These results show a dramatic reduction in mortality from pulmonary embolism with aspirin or methysergide pretreatment, which is associated with significant attenuation of the hypotensive response seen in controls. These agents may act by inhibiting the actions of a release of prostaglandins and serotonin. The additive effects of the combination used suggests that both mediators may play a role in the haemodynamic responses to pulmonary embolism.RésuméLe pré-traitement à l’aspirine 250 mg· kg-1 et au méthysergide 3mg · kg-1 ou à une combinaison des deux a été administré au lapin anesthésié avant embolisation pulmonaire provoquée par l’injection d’un caillot de sang autologue de 1.0 ml et comparé à un groupe sans pré-traitement. L’expérience fut continuée jusqu’à ce que chacun des groupes atteigne le nombre de 10 survivants. La mortalité du groupe controle a été de 55 pour cent (morts en moins de 30 minutes) comparé à aucun chez les groupes de lapins traités à l’aspirine et à la combinaison aspirine-méthysergide et à 9 pour cent à la méthysergide seule. La pression artérielle est tombée à 60 pour cent de sa valeur pré-embolique deux minutes après embolisation dans le groupe contrôle mais s’est rétablie à 85 pour cent des valeurs pré-emboliques après 60 minutes. Par contre dans le groupe pré-traité à l’aspirine la baisse a été de 82 pour cent à la deuxième minute et 83 pour cent après 60 minutes, de 70 pour cent à deux minutes et 90 pour cent à 60 minutes dans le groupe méthysergide, et une très petite chute de pression à 92 pour cent à deux minutes qui est demeurée inchangée a 60iéme minute dans le groupe où la combinaison avait été employée. La pression ventriculaire droite augmenta de 75 pour cent après deux minutes si on compare aux valeurs pré-emboliques dans le groupe non traité mais était toujours élevée de 37 pour cent après 60 minutes. En comparaison des augmentations à deux et 60 minutes respectivement de 58 pour cent et 23 pour cent dans le groupe aspirine, 65 pour cent et 35 pour cent dans le groupe methysergide et 55 pour cent et 18 pour cent dans le group combinaison aspirine-méthysergide. La fréquence cardiaque n’a pas changée de façon significative dans aucun des groupes après embolisation.Ces résultats nous montrent une réduction dramatique du taux de mortalité par embolie pulmonaire lorsque les sujets sont traités à l’aspirine ou au méthysergide, réduction dramatique associée avec une atténuation significative de la réponse hypotensive que l’on trouve chez les lapins contrôle. Ces agents peuvent agir par inhibition de libération des prostaglandines et de la sérotonine. Les effets additifs: de la combinaison aspirinemethysergide employée porte à croire que les deux médiateurs peuvent jouer un rôle dans la réponse hémodynamique causée par l’embolie pulmonaire.

The involvement of prostaglandins and thromboxanes in the response to pulmonary embolism in anaesthetized rabbits and isolated perfused lungs

Embolisation of blood clots produced an increased pulmonary artery pressure in vitro and systemic hypotension in vivo. In control anaesthetized animals, systemic blood pressure fell by 44.9 +/- 28.0 mm Hg following embolisation and 40% of the animals died within 5 minutes of embolisation. Plasma concentrations of thromboxane B2 (TXB222222 2) and 6-keto-prostaglandin F 1 alpha (6-keto-PGF 1 alpha) were increased by 0.54 +/- 0.13 ng/ml and 0.41 +/- 0.25 ng/ml, respectively. Pretreatment of animals with aspirin (ASA), 5 mg/kg or 250 mg/kg, reduced the hypotensive response and the TXB 2 and 6-keto-PGF 1 alpha release. Embolisation of isolated lungs perfused with blood-free medium induced an increase in pulmonary artery pressure of 32.7 +/- 21.0 mm Hg and significantly increased the content of TXB 2 and 6-keto-PGF 1 alpha in the perfusate. Pretreatment of lungs with indomethacin, 10 micrograms/ml, reduced the mean pulmonary pressure response to embolisation to 10.6 +/- 4.9 mm Hg and blocked the appearance of TXB 2 in the perfusate. Embolisation with an agarose clot induced only a 2.58 +/- 0.8 mm Hg increase in pressure and no detectable TXB 2 release. These results indicate that embolisation of lungs with a blood clot induces the release of TXB 2 and 6-keto-PGF 1 alpha. The release of these mediators, the hemodynamic responses and mortality were blocked by ASA pretreatment.

Effect of halothane on the pulmonary vascular response to hypoxia in dogs

SummaryThe pulmonary vascular response to alveolar hypoxia with and without halothane exposure was measured in dogs. Hypoxia increased pulmonary artery pressure (Ppa) and pulmonary vascular resistance (PVR) so that in each case inverse linear relationships were found with arterial oxygen saturation. These responses were highly significant and reproduceable but varied greatly between individuals. Halothane administration resulted in an increased slope of PVR against oxygen saturation due to the fact that reduction in cardiac output exceeded the reduction in Ppa. An analysis of variance showed that it was possible to predict accurately the hypoxic PVR and Ppa responses under halothane anaesthesia from the control hypoxic responses. Animals with low PVR responses showed the greatest arterial oxygen desaturation with hypoxia, whereas high responders showed least oxygen desaturation. Thus it was possible to predict those individuals at risk from severe arterial oxygen desaturation under halothane anaesthesia.RésuméLa réponse vasculaire pulmonaire à l’hypoxie alvéolaire seule et pendant l’exposition à l’halothane a été mesurée chez des chiens. L’hypoxie a augmenté la pression artérielle pulmonaire et la résistance vasculaire pulmonaire selon une relation linéaire inverse à la saturation du sang artériel en oxygène. Les réponses étaient très significatives et reproductibles mais variaient beaucoup d’un individu à un autre. L’administration d’halothane augmentait la pente de la résistance vasculaire pulmonaire en fonction de la saturation en oxygène, ceci à cause d’une réduction plus grande du débit cardiaque que de la pression de l’artère pulmonaire. Une analyse de variation a montré qu’il était possible de prédire précisément les changements de la résistance vasculaire pulmonaire et de la pression artérielle pulmonaire sous anesthésie à l’halothane à partir des réponses à l’hypoxie seule. Les animaux chez lesquels la résistance pulmonaire répondait peu à l’hypoxie présentaient le plus haut degré de désaturation en oxygène, alors que ceux qui répondaient le plus à l’hypoxie montraient des désaturations moindres en oxygène. Il devenait possible de connaître les individus présentant un risque de désaturation artérielle sévère sous anesthésie à l’ halothane.

An unusual complication after stellate ganglion block by the paratracheal approach: a case report.

SummaryA case is presented of repeated stellate ganglion block using the paratracheal approach at the level of C6 and using the low dose method. Subarachnoid spread of local anaesthetic resulted in total spinal block below the level of C4. The potential hazards of this technique of stellate ganglion block and methods of avoiding them are discussed, together with the possible mechanism in this case.RésuméOn présente une complication survenue au cours d’un traitement par blocages sériés du ganglion stellaire par la voie paratrachéale au niveau de C6: malgré les doses minimes utilisées avec cette méthode, la diffusion de l’anesthésique local s’est faite de telle manière qu’elle a provoqué une anesthésie rachidienne totale. L’auteur discute des perils éventuels de cette technique de blocage du ganglion stellaire et des mesures à prendrepour les éviter ; il cherche en outre à expliquer de façon plausible comment une telle complication a pu survenir dans ce cas.

A quantitative morphological study of early platelet aggregation in rabbit lungs.

Abstract A cross-circulation model was used to induce mild platelet aggregation in the lungs of anesthetized rabbits. Electron microscopic examination and morphometric analysis revealed two phases in the early aggregation process. In phase 1 (nonocclusive aggregation), platelets adhered loosely in small numbers and there were a 50% reduction in the number and volume and a 40% reduction in the surface of serotonin-containing granules (β granules). The platelet large dense bodies (α granules) were found to comprise two distinct groups ( α 1 and α 2 ). The volume and surface of α 1 granules increased more than twofold with no change in number per platelet, and while the volume and surface of α 2 granules similarly increased, their number was increased by some 30%. In phase 2 (occlusive aggregation) large numbers of closely packed platelets occluded alveolar capillaries, and there was a small decrease in number, volume, and surface of α 1 granules. However, the volume and surface of α 2 granules increased threefold while their number per platelet increased some 40%. The β granules were reduced in number and surface by 60% and in volume by 25%. The change in surface of the β granules was largely accounted for by the reduction in their number. These findings are discussed in relation to release of platelet bioactive substances.

A Multi-centre clinical evaluation of isoflurane

ISOFLURANE (1-chloro-2,2,2-1rifluoroethyl difluroromethyl ether) was synthesized in 1965 by R.C. Terrell two years after development of its isomer, enflurane. It is nonflammable at all concentrations used for clinical anaesthesia, is stable without the need for preservatives and is not degraded during five years of storage. It has a molecular weight of 184.5, a specific gravity of 1.50 at 20~ a boiling point of 48.5~ and vapour pressure at 20~ of 31.85kPa (239.5 torr) compared to 32.46kPa (244.1torr) for halothane. 1 Clinical trials in human volunteers confirmed the rapid uptake of isoflurane (blood/gas solubility coefficient equals 1.4) and equally rapid recovery with minimal postanaesthetic sequelae. Metabolism of isoflurane was shown to be minimal while its relaxant properties, including potentiation of muscle relaxant drugs, were relatively potent. It produces peripheral vascular vasodilation and hypotension but does not alter cardiac output and is the least arrhythmogenic anaesthetic currently available. 2 The introduction of isoflurane into clinical practice was originally scheduled for 1975; however a small pilot study by Corbett 3 in mice

Variability of the pulmonary vascular response to hypoxia and relation to gas exchange in dogs

SummaryAnaesthetized and mechanically ventilated dogs were subjected to five minutes of alveolar hypoxia with FIo2 ranging from 0.08 to 0.20 while pulmonary artery pressure (Ppa), pulmonary wedge pressure (Pwp) and cardiac output (Q) were measured. Hypoxia increased Ppa in all dogs whereas Pwp and Q did not change significantly. Thus pulmonary vascular resistance (PVR) increased by a mean for all dogs of 56 per cent. There was great variation in the absolute increase in Ppa and PVR between animals and these were not statistically correlated with arterial Po2, but highly significant and reproduceable inverse relationships were found for Ppa and PVR against arterial oxygen per cent saturation. The slopes of these responses varied between dogs from -0.013 to -0.144 for PVR and from-0.038 to -0.561 for Ppa. The alveolar-arterial oxygen gradient and the pulmonary shunt fraction were reduced in a similar way with decreasing arterial oxygen per cent saturation, but dead space/tidal volume ratio remained unchanged. Thus the slope of PVR response to hypoxia against arterial oxygen per cent saturation is unique for individual animals. This may reflect functional and likely structural adaptations of the pulmonary vascular smooth muscle.RésuméDes chiens anesthésiés et ventilés mécaniquement ont été soumis à des épisodes ďhypoxie alvéolaire de cinq minutes en les exposant à des FIo2 de 0,08, de 0,11, de 0,16et de 0,2; la pression artérielle pulmonaire, la pression pulmonaire coincée (wedge) et le débit cardiaque étaient mesurés lors de ces épisodes.Ľhypoxie s’est traduite par une élévation de la pression de ľartère pulmonaire chez tous les chiens, alors que la pression pulmonaire coincée et le débit cardiaque n’ont pas changé de façon significative. On a observé une élévation de la résistance vasculaire pulmonaire chez tous les chiens (élévation moyenne de 56 pour cent). ľon a noté de grandes variations dans les augmentations de pression artérielle pulmonaire et de résistance vasculaire pulmonaire, variations sans relation significative avec la Pao2; une relation inverse hautement significative et constante a cependant été trouvée entre la pression de ľartère pulmonaire et la résistance vasculaire pulmonaire et la saturation en oxygène du sang artériel.Le gradient en oxygène alvéolo-artériel et le shunt diminuaient avec la désaturation en oxygène, mais le rapport espacemort/volume courant demeurait le même. Donc, la courbe représentant la modification de résistance vasculaire pulmonaire secondaire à i’hypoxie en rapport à la saturation artérielle en oxygène est unique chez un animal donné. Ceci peut représenter des adaptations fonctionnelles et possiblement structurales de la musculature vasculaire pulmonaire.

The current status of anaesthesia research in Canada.

SummaryThe Association of Canadian University Departments of Anaesthesia (A.C.U.D.A.) surveyed all 16 university departments during 1975/76/77, to obtain detailed and accurate in formation on manpower and research activities. The results of this survey have been summarized and show that only 0.68 per cent of federal MRC funds support anaesthesia research compared with 3.29 percent of the U.S. federal N.I.G.M.S. funds. Notably 90 per cent of Canadian research funds are held in three departments. Canadian academic anaesthetists spend twice as much time in clinical service as their U.S. counterparts and there are 46 percent fewer full-time faculty and 64 per cent fewer researchers in Canadian departments of Anaesthesia as compared to the U.S. A number of recommendations are made which will be acted upon as a basis for future planning.RésuméĽAssociation Canadienne des Départements Universitaires ďAnesthésie a fait enquête auprès de ses 16 membres au cours des années 1975/76/77, en vue ďobtenir des renseignements aussi précis que possible sur les ressources humaines et financières de la recherche dans nos départements. En résumé, cette enquête démontre qu’à peine 0.68 pour cent des fonds du Conseil de la Recherche Médicale sont assignés à la recherche en anesthésie en comparaison de 3.29 pour cent des ressources comparables (mutatis mutandis) qui du côté américain sont distribués par le National Institute of General Medical Science.A noter plus particulièrement que 90 pour cent des fonds canadiens de recherche sont entre les mains de trois départements seulement. Les anesthésistes universitaires canadiens passent deux fois plus de temps aux activités cliniques que leurs collègues américains; les départements universitaires canadiens ont moins (—46 pour cent) de membres plein temps et aussi moins de chercheurs (—64 pour cent) que leurs équivalents américains.Ce rapport comporte un certain nombre de recommandations à ľadresse des départements universitaires en vue de guider leur action future.