Assessment of cerebral oxygen supply-demand balance by near-infrared spectroscopy during induction of anesthesia in patients undergoing coronary artery bypass graft surgery

Abstract

[한글]

본 연구는 근적외선 뇌산소포화도 측정기(Near-infrared spectroscopy, NIRS)를 이용하여 뇌산소포화도를 지속적으로 측정함으로써 midazolam의 뇌산소 전달 및 소모 균형(cerebral oxygen supply-demand balance)에 대한 효과를 알아보고자 하였다. 근적외선 뇌산소포화도 측정기는 비침습적으로 뇌산소포화도를 지속적으로 측정하는 장치로 뇌산소 전달 및 소모 균형의 작은 변화도 잘 반영하는 것으로 알려져 있다.2006년 8월부터 2007년 3월까지 체외순환없는 관상 동맥 우회로술(off-pump coronary artery bypass graft surgery, OPCAB)을 시행하는 60명의 환자를 대상으로 하고 무작위로 마취유도시 midazolam을 투여 받는 군(n = 30명)과 propofol을 투여 받는 군(n = 30명)으로 나누어 연구를 진행하였다. 뇌산소포화도는 기준값으로 대기 중에서 호흡하는 동안 측정하고 (T1), 100% 산소 마스크를 통해 탈질소화를 시행한 후(T2), midazolam 또는 propofol을 정주한 후(T3), sufentanil을 정주한 후(T4), 그리고 기관내삽관을 시행한 5분 후(T5) 각각 기록하였다. 각 시점에서 두 군의 뇌산소포화도의 값은 차이를 보이지 않았다. 각 군에서 100% 산소로 탈질소화 후(T2) 뇌산소포화도값이 기준값(T1)에 비해 의미있게 증가한 후 midazolam 또는 propofol 그리고 sufentanil을 투여 후에 추가적인 증가는 없었다. 기관삽관 후 5분 후의 값은 각 군에서 기준값을 포함한 어느 시점에 값과 비교하여도 통계학적인 의미를 가지지 않았다.본 연구를 통해서 midazolam이 propofol과 비슷한 정도로 뇌산소 전달 및 소모 균형을 유지하는 데 효과가 있음을 마취 유도하는 동안 뇌산소포화도 측정을 통해 확인할 수 있었다. 뇌산소포화도 측정기는 뇌산소 전달 및 소모 균형의 변화를 평가하는 간단한 장치로 앞으로 뇌산소포화도에 영향을 미치는 인자에 대한 연구가 더 필요할 것으로 생각된다.

[영문]

We evaluated the effect of midazolam on cerebral oxygen supply-demand balance by continuous monitoring of regional cerebral oxygen saturation (rSO2) through near-infrared spectroscopy (NIRS). Near-infrared spectroscopy continuously measures regional cerebral oxygen saturation noninvasively and has been shown to detect even small changes in cerebral oxygen supply-demand balance.60 patients scheduled for isolated off-pump coronary artery bypass graft surgery (OPCAB) between August 2006 and March 2007 were studied. Patients were randomly allocated into either midazolam (n = 30) or propofol (n = 30) group. Regional cerebral oxygen saturation was recorded before induction while patients were breathing room air as baseline (T1), after pre-oxygenation with 100% oxygen (T2), after administration of either midazolam or propofol (T3), after completion of administration of sufentanil (T4) and after tracheal intubation (T5). The rSO2 scores were similar between the groups throughout the study period. After pre-oxygenation at T2, rSO2 scores were significantly increased compared to baseline scores at T1 in each group, and did not show any additional increase after administration of either midazolam or propofol and sufentanil in both groups. The rSO2 scores at T5, 5 min after tracheal intubation showed no statistical significance compared to values of all other time points including baseline value in both groups.We demonstrated midazolam preserves cerebral oxygen supply-demand balance to a similar degree to propofol which could be assessed by NIRS during induction of anaesthesia. NIRS is a simple monitoring device able to detect changes in cerebral oxygen supply-demand balance and further studies regarding identification of factors closely correlating with changes in rSO2 scores are warranted.