James G. Ramsay

The effects of shivering on oxygen consumption and carbon dioxide production in patients rewarming from hypothermic cardiopulmonary bypass.

Oxygen consumption (VO2), carbon dioxide production (VCO2), end-tidal carbon dioxide partial pressure (PETCO2), mixed venous oxygen saturation (SvO2) and haemodynamic variables were recorded every 30 min for four hours in 15 patients recovering from hypothermic cardiopulmonary bypass (CPB). All patients had been anaesthetised with fentanyl 40 μg · kg-1, supplemented with isoflurane, and pancuronium 0.15 mg · kg-1 for muscle relaxation. Three of the 15 patients (20 per cent) shivered, defined as intermittent or continuous, vigorous movements of chest or limb muscles. Patients who shivered had a VO2 of 159 ±16.4 ml·min-1 ·m-2 on arrival in the ICU which rose to a maximum value of 254 ± 28.3 ml·min-1·m-2 by 150 min post-CPB. in contrast, patients who did not shiver had a significantly lower VO2 of 93.1 ± 6.9 ml·min-1 ·m-2 on arrival in the ICU which rose to a maximal value of only 168 ± 11.5 ml·min-1·m-2 by 180 min post-CPB. Maximal VO2 in both groups was reached when the nasopharyngeal temperature (NPT) was approaching normal. VCO2 paralleled the increase in VO2 in both groups. By four hours there was no significant difference between the two groups; however, the VO2 in both groupsRésuméLa consommation ďoxygène (VO2), la production de CO2 (VC02), la PCO2 en fin ďexpiration (PetCO2), la saturation ďoxygène du sang veineux mixte (SvO2) et les données hémodynamiques ont été enregistrées chaque 30 min pour quatre heures chez 15 patients ayant subi une CEC hypothermique (CPB). Tous les patients ont été anesthésiés avec du fentanyl 40 μg · kg-1 supplémenté ďisoflurane et de pancuronium 0.15 mg · kg-1 pour le reláchement musculaire. Trois des 15 patients (20 pour cent) ont présenté des frissons, définis comme étant des mouvements vigoureux intermittents ou continus des muscles thoraciques ou des muscles périphériques. Les patients ayant présenté des frissons avaient une VO2 de 159 ± 16.4 ml· min-1 · m-2 à ľarrivée aux soins intensifs augmentant à une valeur maximale de 254 ± 28.3 ml · min-1 · m-2 après 150 min de ľarrêt de la CEC. Par contre, les patients n’ayant pas présenté des frissons avaient des valeurs de VO2 significativement plus basses de 93.1 ± 6.9 ml· min-1 · m-2 à ľarrivée aux soins intensifs augmentant à une valeur maximale de 168 ± 11.5 ml· min-1 · m-2 180 min, après ľarrêt de la CEC. La valeur maximale de la VO2 dans les deux groupes était atteinte quand la température nasopnaryngée (NPT) s’est approchée de la normale. Les valeurs de VCO2 augmentèrent en parallèle avec celles de la VO2 dans les deux groupes. Après quatre heure il n’y avait aucune différence significative entre les deux groupes, cependant la VO2 dans les deux groupes (160.5 ± 21.3 ml·min-1 ·m-2 et 173.9 ± 12.3 ml · min-1 · m-2 respectivement) était approximativement le double de celle qu’on mesure habituellement chez des patients anesthésiés. Les patients ayant présenté des frissons avaient une fréquence cardiaque et un index cardiaque significativement plus élevés et une SvO2 significativement plus basse. On conclut que les valeurs élevées de la VO2 et de la VCO2 accompagnant les frissons amènent une augmentation du travail myocardique et peuvent être néfastes chez les patients ayant une fonction cardiaque diminuée après la chirurgie coronarienne (CAS).

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.

The role of intrathecal morphine in the anesthetic management of patients undergoing coronary artery bypass surgery

The study was undertaken to assess the effects of intrathecal morphine (ITM) on perioperative hemodynamics, and anesthetic and postoperative analgesic requirements in patients anesthetized with fentanyl/enflurane undergoing coronary artery bypass surgery. Forty patients were randomized in a double-blind fashion to receive either intrathecal morphine or saline. Nineteen patients received ITM, 0.02 mg/ kg, and 21 intrathecal saline (ITS) after induction of anesthesia. Anesthesia included fentanyl, 40 microg/kg, and pancuronium, 0.15 mg/kg, and was supplemented with enflurane when systolic blood pressure was 20% higher than ward pressure. Intrathecal morphine did not improve hemodynamic stability or reduce enflurane requirements perioperatively. No significant difference was found between ITM and ITS groups for postoperative requirements of morphine (3.5 +/- 0.5 v 4.5 +/- 0.6 mg), diazepam (5.6 +/-1.25 v 3.9 +/- 1.26 mg), and vasodilators (6 v 13 patients), respectively. Comparable and significant reductions of peak expiratory flow rates (PEFR), forced vital capacity (FVC), and forced expiratory volume (FEV1) occurred in both groups postextubation when compared with preoperative values. Intrathecal morphine at the dose of 0.02 mg/kg does not offer any clear benefit to patients anesthetized with fentanyl, 40 microg/kg, for coronary artery bypass surgery.

WEANING FROM VENTILATION AFTER CARDIOPULMONARY BYPASS : EVALUATION OF A NON-INVASIVE TECHNIQUE

Weaning of patients from IPPV after cardiopulmonary bypass (CPB) is usually monitored by frequent arterial blood gas analysis. Non-invasive monitoring has the advantage of providing continuous and instantaneous information and could reduce the frequency of arterial blood gas sampling. Twenty patients were studied to determine the reliability of capnometry and pulse oximetry in this situation. The effects of hypothermia and moderate haemodynamic instability were examined. A further 40 patients were then weaned using non-invasive monitoring. Correlation between PaCO2 and PETCO2 was 0.64–0.79 for the mass spectrometer and 0.67–0.81 for the infrared analyser. No clinical problems arose. The detection rate for mild hypercarbia was 78.6 per cent and 50 per cent for hypoxia. Possible reasons for this are discussed. Once CO2 and O2 gradients are established, pulse oximetry and capnometry provide sufficiently reliable monitoring to enable weaning from IPPV, with the advantage of continuous display, and allow a reduction in the use of arterial blood gas analyses.RésuméLe sevrage du respirateur des patients après circulation extracorporelle (CPB) est habituellement surveillé par une analyse fréquente des gaz sanguins artériels. Une surveillance non-invasive offre l’avantage de fournir une information instantanée et continu pouvant diminuer la fréquence de prélèvements sanguins artériels. Vingt patients ont été étudiés afin de déterminer la fiabilité de la capnométrie et de la saturométrie du pouls dans cette situation. Les effets de l’hypothermie et de ’instabilité hémodynamique modérée furent examinés. Quarante autres patients ont été par après sevrés du respirateur utilisant la surveillance non-invasive. La corrélation entre la PaCO2 et PETCO2 était de 0,64–0,79 pour le spectomètre de masse et de 0.67–0.81 pour l’analyseur à infrarouge. Aucun problème clinique n’est survenu. Le taux de détection d’une hypercarbie légère était de 78,6 pour cent et d’une hypoxie de 50 pour cent. Les raisons possibles expliquant ces résultats sont discutées. Une fois que les gradients d’O2 et de CO2 sont établis. L’oxymétrie du pouls et la capnométrie fournissent un moyen de surveillance suffisamment fiable afin d’assurer un sevrage du respirateur avec les avantages d’un affichage continu et la diminution du nombre de prélèvements sanguins artériels pour gazométrie.

Early extubation after high-dose fentanyl anaesthesia for aortocoronary bypass surgery: reversal of respiratory depression with low-dose nalbuphine

To investigate the possibility of selective reversal of narcotic-induced respiratory depression following fentanyl anaesthesia, we studied 20 patients after aortocoronary bypass surgery. All patients were anaesthetized with fentanyl, 40 μg·kg-1 and oxygen, with isoflurane as indicated. In a random double blind fashion either incremental doses of nalbuphine, or normal saline were administered approximately four hours after cardiopulmonary bypass. Respiratory depression was evaluated using blood gas and end tidal CO2 (PetCO2) measurement, and in addition, a ventilatory response to CO2 was obtained preoperatively and at selected intervals postoperatively. Despite randomization, patients with more respiratory depression were assigned to nalbuphine. There appeared to be a reversal of respiratory depression with nalbuphine, indicated by a fall in the restingPetCO2 value. This apparent reversal of respiratory depression was associated with a significant increase in pain, requiring treatment in three patients. We conclude that low-dose nalbuphine is not an acceptable method of antagonism of respiratory depression in this group of patients. Many patients who did not receive nalbuphine were able to breathe adequately at an earlier stage than was previously suspected. Close monitoring of the respiratory system may permit earlier extubation without the requirement of a narcotic antagonist after this dose of fentanyl.RésuméLa possibilité d’antagoniser sélectivement la dépression respiratoire morphinique consécutive à l’anesthésie par le fentanyl a été etudiée chez 20 patients ayant subi une chirurgie de revascularisation coronaire. Quarante μg·kg-1 de fentanyl ont été administrés à tous les patients, ventilés en oxygène pur avec de l’isoflurane si necessaire. Des doses croissantes de nalbuphine ou de serum salé isotonique ont été administrées au hasard et en double aveugle, quatre heures environ après le circulation extracorporelle. La dépression respiratoire a été évaluée par la mesure des gaz du sang artériel et de la pCO2 téléexpiratoire (PetCO2). La réponse ventilatoire au CO2 a été étudiée avant et à intervalles réguliers, après l’intervention. Malgré la répartition au hasard des patients on retrouve dans le groupe soumis à la nalbuphine ceux présentant une depression respiratoire plus marquée. La nalbuphine a provoqué une diminution de la dépression respiratoire morphinique post operatoire comme l’indiquent la chûte de laPetCO2- L’évidente diminution de la dépression respiratoire fut cependant associée à une augmentation notable de la douleur. Nous concluons que l’utilisation de faibles doses de nalbuphine pour antagoniser les dépressions respiratoires profondes n’est pas une méthode à recommander chez ce type de patients. La plupart des patients n’ayant pas reçu de nalbuphine furent capables de respirer normalement plus tôt que prévu. Un monitorage attentif de la ventilation pourrait donc permettre une extubation précoce sans l’aide d’un antagoniste morphinique après l’administration de la posologie de 40 μg·kg-1 de fentanyl.

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.

Amrinone before termination of cardiopulmonary bypass: haemodynamic variables and oxygen utilization in the postbypass period

One hundred patients were randomly allocated to receive saline or amrinone, 0.75 mg · kg−1, ten minutes before separation from cardiopulmonary bypass (CPB) after elective coronary artery bypass grafting, in order to determine the effects of this agent on haemodynamic variables and O2 utilization. Anaesthesia and CPB were managed in a standard fashion. Before induction of anaesthesia, at pericardiotomy, then at 1, 10, 20 and 30 min after CPB, haemodynamic profiles, haematocrit, and O2 saturation of arterial and mixed venous blood were measured. Incremental doses of ephedrine or phenylephrine, or an infusion of norepinephrine with phentolamine were administered when required. The groups were demographically similar and surgical variables were also similar. Haemodynamic measurements were similar between groups at all times; however, a higher dose of phenylephrine was given immediately before weaning from CPB in the amrinone group, and more patients in this group received phenylephrine in the first 30 min after CPB. Mixed venous saturation (S− vO2) was higher in the amrinone patients at all times after CPB, leading to lower calculated oxygen consumption (VO2) (P < 0.05). Insufficient dosage may explain the lack of haemodynamic effect, while possible reasons for the higher S− vO2 and lower VO2 are either reduced whole body VO2 or peripheral shunting.RésuméAfin de déterminer les effets de l’amrinone sur les paramètres hémodynamiques et sur l’utilisation de l’oxygène, 100 patients ont été désignés au hasard à recevoir soit du soluté physiologique, soit de l’amrinone 0,75 mg · kg− 1 dix minutes avant l’arrêt de la circulation extracorporelle (CEC) pour une chirurgie de revascularisation coronarienne nonurgente. L’anesthésie et la CEC ont été réalisées de la manière habituelle. Les paramètres hémodynamiques, l’hématocrite, et la saturation en O2 du sang artériel et veineux mêlé ont été mesurés avant l’induction de l’anesthésie, lors de la péricardectomie et à 1, 10, 20 et 30 minutes après la CEC. Des doses progressives d’éphédrine ou de phényléphrine, ou une perfusion de norépinéphrinephentolamine étaient administrees au besoin. Les groupes étaient identiques sur la plan de la démographie ainsi que des variables chirurgicales. Les mesures hémodynamiques ont été comparables en tout temps entre les deux groupes. Cependant, dans le groupe amrinone, une dose plus élevée de phényléphrine a dû être administrée immédiatement avant le sevrage de la CEC et un plus grand nombre de patient ont dû recevoir ce médicament pendant les 30 minutes qui ont suivi la CEC. Après celleci, la saturation oxyhémoglobinée du sang veineux mêlé (S−vO2) a toujours été plus élevée chez les patients du groupe amrinone, ce qui a fait baisser la valeur calculée de la consommation d’oxy gène (VO2) (P < 0,05). Une dose insufflsante d’amrinone peut expliquer l’absence d’action hémodynamique, alors que la diminution de VO2 systémique ou un effet shunt périphérique pourrait expliquer l’augmentation de la S−vO2 et la diminution de la VO2.

The incidence of prebypass dysrhythmias in patients undergoing coronary artery surgery

The incidence of dysrhythmias during the prebypass period of coronary artery surgery has not been accurately reported. Using Holter monitoring of the electrocardiogram, this study was undertaken to determine the incidence of dysrhythmias and ischemia and their relationship to specific events during the prebypass period. The role of preoperative calcium entry blockers (CEB), beta-adrenergic blockers (BB), or both on the incidence of dysrhythmias and ischemia was also studied. One hundred thirty-eight patients were premedicated with morphine, scopolamine, and diazepam. Anesthesia was induced with fentanyl or sufentanil followed by either pancuronium or vecuronium and maintained with sufentanil or enflurane. All 138 patients experienced a dysrhythmia during the prebypass period. Seventy-five percent of the patients had at least one episode of a supraventricular dysrhythmia (SVD), 39% had a sinus bradycardia, and 20% had a conduction abnormality. Ninety-two percent of the patients had premature ventricular contractions (PVC) and, surprisingly, 76% had non-sustained ventricular tachycardia. One patient developed ventricular fibrillation and one had ventricular tachycardia. The peak incidence of dysrhythmias occurred at insertion of the pulmonary artery (PA) catheter and at aortic dissection. The incidence of prebypass ischemia was 18%, but these patients did not have a higher incidence of ventricular dysrhythmias. Preoperative CEBs and BBs did not influence the incidence of ischemia or dysrhythmias with the exception of SVD; there was a significantly lower incidence at PA catheterization in patients taking CEBs preoperatively (P < .05). It can be concluded that dysrhythmias are very common during the prebypass period. The low rate of progression to life-threatening dysrhythmias may be related to the fact that the majority occurred during mechanical stimulation and that patients were chronically taking CEBs and/or BBs preoperatively.