Fontana Giovanni Entropia dellEEG durante protossido dazoto Padova 20 Novembre 2010.
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Fontana Giovanni
Entropia dell’EEG durante protossido d’azoto
Padova 20 Novembre 2010
Bassa incidenza di effetti collaterali.Bassa incidenza di effetti collaterali.
NN22OO
Analgesia Ansiolisi Ipnosi AnestesiaAnalgesia Ansiolisi Ipnosi Anestesia
Farmacodinamica e Dosaggio N20
Corticodinamica e Origine dell’ EEG e ECoG
Metodi di conversione dell’EEG in un indice
Review: NReview: N220 EEG ed Indici0 EEG ed Indici
N20 Accende la corteccia ma non induce la sintonia
La “Metafora delle immagini”
Sommario
Recettori μ; κ; δ GABAA NMDA
Meccanismi recettoriali Aumento della conduttanza al K+ e
Ca2+
Aumento della conduttanza al Cl-
Aumento della conduttanza
ai cationi (Ca2+)
Azione sulla membrana Iperpolarizzazione Iperpolarizzazione Depolarizzazione
Funzione prevalente Analgesia Inibizione eccitabilità Aumento eccitabilità
Agonisti Morfina GABA
BDZ
An. alogenati
Ac. glutammico
Antagonisti Naloxone Flumazenil N2O
N2O
effetti recettoriali
Attivazione degli
oppiodi endogeni
Attivazione GABAA
Inibizione dei
NMDA
N2O
effetti generali
Analgesia Ansiolisi Sedazione
Ipnosi
AnestesiaNMDA: Rilevano eventi contemporanei (rivelatori di coincidenze) e inducono neuroplasticità. Sanders, 2008, Emmanouil 2007
NN22O O %
Analgesia 10-15%AnalgesiaAnalgesia 15-25%SedazioneSedazione 25-50%
Max < 50%NN22OO
Mai oltre Mai oltre > 75%NN22OO
25% NN22OO% analgesia equivalente a 10 mg di morfina PO
35% N2ON2O%analgesia equivalente a 15 mg di morfina PO
Farmacodinamica e Dosaggio N20
Livelli di coscienza
50%
N2O
60% 70%
1°) Sveglio 44 % 12 % 4 %
2°) Sonnolenza 48 % 65 % 42 %
3°) Molto sonnolento 8 % 8 % 29 %
4°) Dorme ma risvegliabile 12 % 8 %
5°) Incoscienza 4 4 %% 17 17 %%
Percentuali dei livelli di coscienza in 52 pazienti Cleaton-Jones P, Moyes DG, Whittaker AM. Anaesthesia. 1979. 34(9): 859-62.
Corticodinamica e Origine del EEG e ECoG
Eccitabilità: dipende dalla variazione del variazione del VoltaggioVoltaggio indotta dall’attività sinapticaattività sinaptica.
Sorgente principale dei segnali elettrici corticali: dipende dall’attività sinaptica di 100.000 neuroni piramidali.
Kandel et al 2002, Liley, Bojak, 2005
Metodi di conversione dell’EEG in un indice
Analisi EEG
Monitors Indice Frequenza
(Hz)Valori
Bispettrale Bispectral BIS: Livello di ipnosi 14 -30 0 -100
Spettrale dell’entropia
Entropy SE: Entropia di stato
RE: Entropia di risposta
0 – 32
0 - 47
0 - 91
0 -100
Effetti del solo N2O su EEGn N2O (%) δ θ α β γ Misc Autore
5 50 -100 - ↑ ↓ - - 150 μV pattern Derbyshire et al, 1941
5 50 ↑ - ↓ - - 40-70 μV δ Faulconer et al, 1949
18 30 - - ↓↑ ↑ - Overswing δ Henrie et al, 1961
30 ↑ - ↓ - - Burst activity Clark & Rosner, 1973
9 30, 50, 70 - - ↓ ↑ ↑ FOA 34 Hz Yamamura et al, 1981
15 10, 30, 50 - - - - - Withdrawal ↑ power Williams et al, 1984
13 10, 30, 50 - - - ↑ ↑ Withdrawal ↑ δ/θ Rampil et al. 1998
Review: NReview: N220 EEG ed Indici0 EEG ed Indici
Review: N20 EEG ed Indici
Bispectral Index
Concentrazioni N2O
Influenza sul BIS
Autore
<50% Nessuna Rampil, 1998
70%-75% Nessuna Anderson, 2004
Alla sospensione Riduzione paradossa del BIS
Puri,2001
Alla sospensione Riduzione paradossa del BIS
Rampil, 1998
Concentrazioni
N2O
Influenza sul
Entropy State
Autore
70%-75% Nessuna Anderson, 2004
N2O + An alogenati Alterazione dei valori Soto, 2006
Sloan, 1998
Review: N20 EEG ed Indici
Entropy Module
Sintesi delle variazioni EEG indotte dal N2OSintesi delle variazioni EEG indotte dal N2O1) Riduzione del ritmo alfa (in ampiezza e frequenza) 2) Attivazione del ritmo beta (alta frequenza). 3) All’inizio e alla fine della inalazione di N20 può esserci una transitoria attività delta ( grande ampiezza)
Sintesi delle variazioni del BIS e degli indici di entropia Sintesi delle variazioni del BIS e degli indici di entropia indotte dal Nindotte dal N22OO
1) Nessuna cambiamento EEG.1) Nessuna cambiamento EEG.2) Nessuna cambiamento dei potenziali evocati.2) Nessuna cambiamento dei potenziali evocati.
NB: NB: NN22OO usato con altri farmaci anestetici determina sul EEG effetti additividetermina sul EEG effetti additivi
Review: Tecniche di analisi EEGReview: Tecniche di analisi EEG
N2O Effetti Autore
20 % Attivazione della corteccia cingolata
Deattivazione dell‘ippocampo
Gyulai, 1996
Review: Tecniche di analisi non EEGReview: Tecniche di analisi non EEG
N2O Effetti Autore
20% - 40% 60%
Aumento delle frequenze alfa e beta
Foster, 2008
33% 66%
Riduzione degli Input corticali (corteccia frontale)
Liley, 2008
ReviewReview:: Tecniche di analisi non EEGTecniche di analisi non EEG
NN220 Accende la corteccia ma non induce la sintonia0 Accende la corteccia ma non induce la sintonia
La “Metafora delle immagini”La “Metafora delle immagini”
2) Se combiniamo 184 · 289 pixel ed una scala dei grigi a due colori
possiamo ottenere 3,72 · 1016.007 possibili immagini.
Il Supercomputer Tianhe-1° (che segue 1015 operazioni/sec) impiega milleni per individuarle.
L’entropia origina dal riarrangiamento dinamico degli input, dovuto ai neuroni corticali (microstrati)
1) Se assimiliamo i neuroni corticali a dei pixel
On / Off N2O Nessuna Sintonia
La “Metafora delle immagini”La “Metafora delle immagini”
Procedendo dal grande al piccolo, la legge dell’entropia si disgrega
in un concetto probabilistico
BibliografiaSanders RD, Weimann J, Maze M. Biologic effects of nitrous oxide: a mechanistic and toxicologic review. Anesthesiology. 2008.109(4):707-22.
Emmanouil DE, Quock RM: Advances in understanding the actions of nitrous oxide. Anesth Prog. 2007, 54(1), 9-18.
Liley DTJ, Bojak I: Understanding the transition to seizure by modelling the epileptiform activity of general anesthetic agents. J. Clin. Neurophysiol 2005, 22 (5), 300–313.
Liley DT, Leslie K, Sinclair NC, Feckie M. Dissociating the effects of nitrous oxide on brain electrical activity using fixed order time series modeling. Comput Biol Med. 2008, 38(10), 1121-30.
Derbyshire AJ, Murphy FJ, Corrigan KE, Lobdell L: Some observations of the effects of nitrous oxide upon the electroencephalogram in man. Am. J. Phys 1941, 133 , 261–262.
Faulconer A, Pender JW, Bickford RG: The influence of partial pressure of nitrous oxide on the depth of anesthesia and the electro-encephaogram in man. Anesthesiology 1949, 10 , 601–609.
Henrie JR, Parkhouse J, Bickford RG: Alteration of human consciousness by nitrous oxide as assessed by electroencephalography and psychological tests. Anesthesiology 1961, 22 (2), 247–259.
Clark DL, Rosner BS: Neurophysiologic effects of general anesthetics: I the electroencephalogram and sensory evoked responses in man. Anesthesiology 1973, 38 (6), 564–582.
Yamamura T, Fukuda M, Takeya H, Goto Y, Furukawa K: Fast oscillatory eeg activity by analgesic concentrations of nitrous oxide in man. Anesth. Analg 1981, 60 (5), 283–288.
Williams DJ, Morgan RJ, Sebel PS, Maynard DE: The effects of nitrous oxide on cerebral electrical activity. Anaesthesia 1984, 39 (5), 422–5.
Rampil IJ: A primer for eeg signal processing in anesthesia. Anesthesiology 1998, 89 (4), 980–1002.