Innovative Brain-Computer Interface based on motor cortex activity to detect accidental awareness during general anesthesia

International audienceAccidental Awareness during General Anesthesia (AAGA) occurs in 1-2% of high-risk practice patients and is responsible for severe psychological trauma, termed post-traumatic stress disorder (PTSD). Currently, monitoring techniques have limited accuracy in predicting or detecting AAGA. Since the first reflex of a patient experiencing AAGA is to move, a passive Brain-Computer Interface (BCI) based on the detection of an intention of movement would be conceivable to alert the anesthetist and prevent this phenomenon. However, the way in which the propofol (an anesthetic drug commonly used for inducing and maintaining general anesthesia) affects the motor brain activity and is reflected by the electroencephalo-graphic (EEG) signal has been poorly investigated and is not clearly understood. The goal of this forward-looking study is to investigate the motor activity behavior with step-wise increase of propofol doses in 4 healthy subjects and provide a proof of concept for such an innovative BCI

Detection of Motor Cerebral Activity After Median Nerve Stimulation During General Anesthesia (STIM-MOTANA): Protocol for a Prospective Interventional Study

International audienceBackground Accidental awareness during general anesthesia (AAGA) is defined as an unexpected awareness of the patient during general anesthesia. This phenomenon occurs in 1%-2% of high-risk practice patients and can cause physical suffering and psychological after-effects, called posttraumatic stress disorder. In fact, no monitoring techniques are satisfactory enough to effectively prevent AAGA; therefore, new alternatives are needed. Because the first reflex for a patient during an AAGA is to move, but cannot do so because of the neuromuscular blockers, we believe that it is possible to design a brain-computer interface (BCI) based on the detection of movement intention to warn the anesthetist. To do this, we propose to describe and detect the changes in terms of motor cortex oscillations during general anesthesia with propofol, while a median nerve stimulation is performed. We believe that our results could enable the design of a BCI based on median nerve stimulation, which could prevent AAGA. Objective To our knowledge, no published studies have investigated the detection of electroencephalographic (EEG) patterns in relation to peripheral nerve stimulation over the sensorimotor cortex during general anesthesia. The main objective of this study is to describe the changes in terms of event-related desynchronization and event-related synchronization modulations, in the EEG signal over the motor cortex during general anesthesia with propofol while a median nerve stimulation is performed. Methods STIM-MOTANA is an interventional and prospective study conducted with patients scheduled for surgery under general anesthesia, involving EEG measurements and median nerve stimulation at two different times: (1) when the patient is awake before surgery (2) and under general anesthesia. A total of 30 patients will receive surgery under complete intravenous anesthesia with a target-controlled infusion pump of propofol. Results The changes in event-related desynchronization and event-related synchronization during median nerve stimulation according to the various propofol concentrations for 30 patients will be analyzed. In addition, we will apply 4 different offline machine learning algorithms to detect the median nerve stimulation at the cerebral level. Recruitment began in December 2022. Data collection is expected to conclude in June 2024. Conclusions STIM-MOTANA will be the first protocol to investigate median nerve stimulation cerebral motor effect during general anesthesia for the detection of intraoperative awareness. Based on strong practical and theoretical scientific reasoning from our previous studies, our innovative median nerve stimulation–based BCI would provide a way to detect intraoperative awareness during general anesthesia. Trial Registration Clinicaltrials.gov NCT05272202; https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT05272202 International Registered Report Identifier (IRRID) PRR1-10.2196/4387

Relation dose-réponse de la néostigmine dans l'antagonisation des faibles niveaux de curarisation induits par l'atracurium

Le but de cette étude prospective randomisée est de déterminer la dose optimale de prostigmine à injecter afin d'antagoniser un faible niveau de curarisation (T4/T1 = 40%) en 5 et 10 minutes. Nous avons inclus 60 patients consécutifs ASA I-III randomisés en 3 groupes recevant des doses croissantes de prostigmine (0,0 1, 0 ,02 et 0,03 g/kg) et un groupe témoin sans antagonisation. Le protocole anesthésique utilisait du propofol, un morphinique (choix libre) et un curare (atracurium). Un monitorage neuromusculaire était mis en place (TOF Watch SX) et étalonné selon le mode 2 de l'appareil. Dès l'obtention d'un rapport T4/T1 de 40%, la prostigmine était injectée et les données récupérées toutes les minutes jusqu'à décurarisation complète. Une transformation logarythmique permettait de déterminer la dose de prostigmine pour obtenir une décurarisation (Td/T ! > 90%) en 5 et 10 minutes. Les doses étant respectivement de 24 et de 8 g/kg, correspondant à une dose bien inférieure à celle recommandée dans la littérature. Ces résultats suggèrent que les posologies de prostigmine utilisées pour antagoniser les blocs neuromusculaires de faible profondeur peuvent être significativement réduite sans altération de l'effet clinique.NANCY1-Bib. numérique (543959902) / SudocSudocFranceF

Effets confondants des médicaments cardio-vasoactifs sur les valeurs de l index de stress chirurgical (SSI, GE Healthcare, Helsinki, Finlande) (exemple de l éphédrine)

Introduction : l adéquation de l anesthésie peut être estimée au niveau cortical (paramètres dérivés de l EEG) et sous-cortical pour la balance nociception/antinociception ou BNAN. Il a été proposé que la BNAN puisse être appréciée par un nouveau paramètre : le SSI ou Surgical Stress Index (GE Healthcare, Helsinki, Finlande). L algorithme de calcul du SSI étant développé à partir de l amplitude de l onde de photopléthysmographie digitale et des variations de l intervalle R-R de l ECG, il pourrait être influencé par les vasoconstricteurs. Notre objectif était de rapporter les effets de l éphédrine sur les valeurs du SSI grâce à l étude de patients devant bénéficier d une resynchronisation bi-ventriculaire par implantation d un défibrillateur automatique (DAI) sous anesthésie générale. Matériel et méthode : 10 patients insuffisants cardiaques sévères (NYHA III-IV) traités par bétabloquants et devant bénéficier de la pose d un DAI étaient inclus dans cette étude observationnelle. Les données du monitorage étaient enregistrées grâce aux logiciels RUGLOOP II (Demed, Temse, Belgique) et S5-I Collect v 4.0 (GE Healthcare, Helsinki, Finlande) permettant le calcul post-hoc du SSI. L anesthésie générale était assurée par AIVOC de propofol et de rémifentanil (modèle de Schnider et de Minto) en utilisant une base Primea® (Fresenius Vial, Brézins, France), titrés afin de maintenir des valeurs de SE et RE (M-Entropy® module ; GE Healthcare, Finlande) entre 40 et 50. Quand la Ce de remifentanil atteignait 4-5 ng/ml et que les valeurs de SE/RE étaient inférieures à 50, l intubation orotrachéale facilitée par atracurium était réalisée. Ensuite, la région sous-clavière gauche était infiltrée par ropivacaine 0,75%. Des bolus d éphédrine étaient administrés quand les valeurs de pression artérielle moyenne (PAM) étaient inférieures à 60 mmHg (ou inférieures de 30 % aux valeurs pré-induction) pendant au moins 2 minutes. Nous avons analysé séparément les effets de l injection de bolus d éphédrine avant et après l incision. Les résultats sont exprimés sous forme de médiane et range interquartile et analysés par un test de Wilcoxon. Résultats : Nous avons analysé 10 patients (6 hommes et 4 femmes) âgés en moyenne de 58 ans (44-77). Avant incision, les valeurs médianes de SSI (écart-type) avant injection d éphédrine étaient 35 (21-44) et 32 (24-52) 200 secondes après. Après incision (10 bolus), les valeurs de SSI avant éphédrine étaient 48 (36-59) et 42 (37-57) 200 secondes après. Conclusion : Chez les patients insuffisants cardiaques recevant un traitement chronique par bétabloquants, les doses d éphédrine utilisées pour corriger l hypotension induite par le propofol et le rémifentanil ne changent pas les valeurs du SSI avant et après l incision. Dans les conditions de l étude, ces résultats suggèrent que le SSI n est pas influencé par l éphédrine et pourrait être utilisé comme estimateur de la BNAN]NANCY1-Bib. numérique (543959902) / SudocSudocFranceF

EVALUATION DE LA FONCTION CARDIAQUE CHEZ LES DONNEURS D'ORGANES EN VUE DE LA TRANSPLANTATION CARDIAQUE (EXPERIENCE DU CHU DE NANCY ENTRE OCTOBRE 1998 ET DECEMBRE 2000)

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Interêt du PFA-100* chez des patients ayant bénéficié d'un circuit de C.E.C pre-heparines en chirurgie cardiaque

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Causes d'augmentation des concentrations de la procalcitonine chez les patients en état de mort encéphalique

La procalcitonine (PCT) est un polypeptide nornalement indétectable chez le sujet sain et qui augmente de façon significative au cours des infections bactériennes sévères mais parfois aussi dans d'autres situations moins documentées. Chez le donneur d'organes, les lésions initiales responsables de la mort encéphalique et la réanimation qui suit sont pourvoyeurs de réactions inflammatoires qui pourraient altérer la qualité des greffons. Le but de cette étude est de comprendre les mécanismes d'augmentation de la PCT chez le donneur et ses conséquences sur le pronostic de la greffe. Nous avons étudié 100 patients en état de mort encéphalique (EME) de janvier 2003 à septembre 2004 au CHU de Nancy. Nous avons analysé les étiologies (anoxie cérébrale, accident vasculaire cérébral, infection, suicide par arme à feu, traumatisme crânien) et le délai de survenue de la mort encéphalique, les paramètres cliniques et/ou bactériologiques d'infection, l'antibiothérapie éventuelle, et le dosage de la protéine C réactive et de la PCT avant le prélèvement d'organe. La médiane de la PCT était de 1,5 ng/ml (25-75 percentiles: 0,4-6,9). Une valeur de PCT supérieure à 2 ng/ml a été retrouvée chez 38 patients. L'augmentation de la PCT n'était associée à aucune des définitions de l'infection. Le seul facteur prédictif d'augmentation de la PCT était l'anoxie cérébrale comme étiologie de la mort encéphalique. Ces infonnations pennettent de faire 1 'hypothèse que chez les patients en EME il existe différents profils inflanlffiatoires dont les mécanismes sont variés et qui pourraient être responsables de l'incidence des rejets. Cette étude ouvre les perspectives d'une une intervention pharmacologique afin de diminuer la réponse inflammatoire chez les donneurs d'organes après une étude détaillée des mécanismes cellulaires et moléculaires de la réponse inflammatoire chez les patients en EME dans le but d'apporter une réponse à la pénurie de greffons.NANCY1-SCD Medecine (545472101) / SudocPARIS-BIUM (751062103) / SudocSudocFranceF

Valeurs de BNP ou de NT-proBNP chez des donneurs d'organes en état de mort encéphalique

Les concentrations de peptides natriurétiques de type B, forme active (BNP) ou le produit de dégradation (NT-proBNP) sont augmentées dans l'insuffisance cardiaque. Nous avons analysé la relation entre dysfonction systolique et valeurs de BNP ou de NT-proBNP chez les patients en état de mort encéphalique, donneurs cardiaques potentiels. Méthodes. Le BNP a été mesuré chez 57 patients, le NT-proBNP chez 35 autres et la troponine I (TnIc) chez tous les patients. La Fraction d'Ejection Ventriculaire Gauche (FEVG) a été mesurée par Echographie Cardiaque Trans-Thoracique (ETT). Les résultats sont exprimés sous forme de médianes (25ème - 75ème percentile). p < 0,05 était considéré significatif. Résultats. 29 patients du groupe BNP ont bénéficié d'une échographie. Le BNP était significativement plus élevé chez les 3 patients avec FEVG < 0,5 : 143 pg/mL (21 - 79) versus non prélevés : n = 40 ; 175 pg/mL (74 - 365). Pour le NT proBNP, 28 patients ont bénéficié d'une ETT. Les valeurs de NT-proBNP n'étaient pas corrélées à la FEVG (r = 0,13 ; p = 0,07) mais elles l'étaient faiblement à la TnIc (r = 0,3 ; p = 0,006). Conclusion. La relation entre BNP et dysfonction systolique ventriculaire gauche chez les donneurs cardiaques potentiels pourrait contribuer à affiner le diagnostic de dysfonction cardiaque et la décision de prélever.NANCY1-SCD Medecine (545472101) / SudocSudocFranceF

ACTION DU CISATRACURIUM AU NIVEAU DES MUSCLES ADDUCTEURS DU LARYNX ET DE L'ADDUCTEUR DU POUCE

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Etude sur l'intérêt des valeurs de la troponine Ic dans l'évaluation de la qualité d'un greffon cardiaque et sur la survie du patient transplanté

La transplantation cardiaque est le traitement principal de l'insuffisance cardiaque.L'amélioration de l'évaluation de la fonction cardiaque du patient en état de mort encéphalique est donc une priorité. Apres un rappel des recommandations actuelles de la physiopathologie et de la prise en charge des patients en état de mort encéphalique, nous présentons les résultats de notre étude, réalisée du 1 octobre 1998 au 30 septembre 2003. Nos résultats montrent que les valeurs de la troponine Ic chez le donneur sont corrélées avec l'altération de la fraction d'éjection ventriculaire gauche. Les valeurs de la troponinie ne sont pas liées à la survenue d'un rejet aigu et à la survie à un an des patients transplantés.NANCY1-SCD Medecine (545472101) / SudocPARIS-BIUM (751062103) / SudocSudocFranceF