MD/QUA/EN52.ANI (ES)

¿Qué señal se debe analizar para evaluar el DOLOR?Numerosos estudios demuestran que el análisis de la arritmia sinusal respiratoria permite abrir una ventana hacia el sistema nervioso autónomo (SNA), que es influenciado por la nocicepción. Mdoloris Medical Systems (MDMS) desarrolla, fabrica y comercializa tecnologías que reflejan las variaciones del equilibrio entre nocicepción y antinocicepción de un paciente, a día de hoy, corroboradas por un número creciente de publicaciones científicas.

Los mecanismos fisiológicos relacionados con la nocicepción y su alivio se encuentran en diferentes niveles subcorticales. Por ello, ha sido necesario orientar la investigación hacia el descubrimiento de un medio para analizar el tono del sistema nervioso autónomo (SNA). El objetivo de MDMS es proporcionar a los médicos un sistema de monitorización no invasivo, de uso e interpretación simples y que ofrezca un índice continuo y fiable. En vista de ello, se ha seleccionado el acceso al SNA a través del electrocardiograma (ECG) del paciente.

Entre todas las tecnologías que se han interesado en este análisis, la tecnología ANI® es la única que coge una dirección contraria a las tentativas anteriores, ya que emplea el balance simpático-vagal para medir el efecto de la nocicepción y su tratamiento (antinocicepción). Antes de ser un sistema de monitorización del dolor, la tecnología ANI® es un sistema de monitorización de la actividad parasimpática que informa sobre el estado de bienestar o malestar del organismo, es decir, sobre la aparición de dolor o estrés sea de origen celular sea quirúrgico. A modo de ilustración, un paciente que se considera que siente «bienestar» presentará un tono parasimpático predominante, mientras que, si siente un dolor agudo, activará su sistema simpático con una disminución inversa del tono parasimpático.

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El análisis del ECG

El cálculo del Analgesia Nociception Index se basa en la adquisición de la serie de intervalos RR, que permite medir la influencia de la respiración en el ritmo cardíaco: esta influencia está relacionada con la breve disminución del tono parasimpático con cada ciclo respiratorio, que se traduce en una disminución de los intervalos RR durante la inspiración, lo que se expresa mediante la arritmia sinusal respiratoria. El interés clínico del análisis de la variabilidad sinusal respiratoria apareció en 1965, cuando Hon y Lee notaron que, previamente al sufrimiento fetal, tenía lugar una modificación de los intervalos RR antes de la alteración del ritmo cardíaco mismo. Hacia 1970, Ewing et al. desarrollaron pruebas simples empleando variaciones de los intervalos RR en periodos breves, para detectar la disautonomía en los pacientes diabéticos. En 1977, Wolf et al. demostraron que la disminución de variabilidad sinusal respiratoria tras un infarto de miocardio estaba asociada a una disminución de la supervivencia de estos pacientes. En 1981, Akselrod et al. emplearon los primeros análisis espectrales de la serie RR para cuantificar el control cardiovascular.

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Del ECG al ANI®Las fluctuaciones «a corto plazo» del ritmo cardíaco indican la influencia de los sistemas simpático y parasimpático (paraS).

La modulación de la frecuencia cardíaca instantánea inducida por los efectos opuestos de los sistemas simpático y paraS se puede medir mediante análisis espectral: el componente de altas frecuencias (HF) [0,15 – 0,4 Hz] está relacionado únicamente con el sistema paraS, mientras que el componente de bajas frecuencias (BF) [0,05 – 0,15 Hz] es influenciado por los sistemas simpático y paraS; la termorregulación y el barorreflejo influencian las frecuencias bajas y las muy bajas [0,004 – 0,05 Hz].

Los movimientos respiratorios representan una parte principal de la modulación HF del ritmo cardíaco, cuyos efectos en este último se describen como «Arritmia sinusal respiratoria»: el ritmo cardíaco se acelera temporalmente con cada inspiración bajo el efecto de la disminución temporal del tono paraS.

La detección de la onda R de la señal ECG permite calcular de manera precisa el intervalo entre cada contracción cardíaca (intervalo RR) expresado en ms. Las series RR se filtran en tiempo real, gracias a un algoritmo de detección, para impedir que algún artefacto interfiera eventualmente con el cálculo de estas (por ejemplo, las extrasístoles).

Se vuelve a tomar muestras de cada serie RR a 8 Hz, después, se aisla en una ventana temporal de 64 segundos. Con el fin de eliminar la influencia de la frecuencia cardíaca básica del paciente, a cada muestra se le resta el valor medio M de los intervalos RR de la ventana: RRi = (RRi – M). Con el fin de poder comparar las series RR entre ellas, la serie RR (RRi) (considerada como un vector de 512 puntos) se normaliza usando su norma vectorial S.

Numerosos estudios han demostrado que el dolor y/o la ansiedad conllevan una activación simpática mensurable mediante la Variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC) en forma de un aumento del contenido espectral BF (simpático y paraS) y una disminución del contenido espectral HF (paraS). En consecuencia, la filtración de la serie RR en la banda de frecuencia [0,15-0,4 Hz] permite mostrar la superficie de influencia de la ventilación en la serie RR, que corresponde al tono paraS relativo del paciente.

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Análisis espectral del sistema nervioso autónomo.

0,004 Hz-0,05 Hz 0,05 Hz-0,15 Hz 0,15 Hz-0,4 Hz

Para no depender de las variaciones de frecuencia respiratoria, ANI® calcula las diferentes superficies en la serie RR: detección automática de los máximos y mínimos; delimitación de los contornos de las áreas inferior y superior y cálculo de las superficies A1, A2, A3 y A4 entre las áreas superior e inferior en 4 subventanas de 16 segundos.

Se define AUCmin (Area Under the Curve mínima) como la más pequeña de las cuatro superficies A1, A2, A3 y A4. En consecuencia, el Analgesia Nociception Index (ANI®) se calcula para expresar una fracción de la superficie de la influencia de ventilación y proporcionar un valor entre 0 y 100:

ANI = 100 * [α*AUCmin+β] / 12,8

donde α = 5,1 y β = 1,2 se determinaron para conservar la adecuación entre el efecto visual de la influencia de la respiración en la serie RR y el índice ANI®.

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Modelos respiratorios del ANI monitor

Serie

s RR

(nom

bre

desc

onon

cido)

Tiempo (s)

¿Por qué usar el ANI?

El monitor puede usarse con dos tipos de pacientes: inconscientes y conscientes. En el primer caso (paciente inconsciente bajo anestesia general en el quirófano), el ámbito del ANI® [50-70] corresponde a la zona de analgesia adecuada, es decir, que la cobertura morfínica es suficiente, y corresponde a un tono parasimpático relativo que predomina sobre el tono simpático.

Cuando el valor medio de ANI® desciende bajo 50, es muy probable que tenga lugar un episodio de reacción hemodinámica dentro de los 10 minutos (un 80% de probabilidad cuando la curva es inferior a 40 y un 100% de probabilidad cuando esta es inferior a 30). En ese momento, es conveniente que el anestesista vuelva a inyectar un poco de morfínico para evitar la futura reacción hemodinámica.*

En los casos en que el valor del ANI® se sitúe por encima de 70, es probable que tenga lugar una dosis excesiva de opiáceos. Entonces, los médicos pueden evitar una inyección adicional y disminuir los efectos secundarios relacionados con las sobredosis de opiáceos como:

- tiempo de recuperación más largo - náuseas, vómitos en sala de recuperación - bradicardias - depresiones respiratorias - hiperalgesia posoperatoria** - mareos - estreñimiento - delirio*** - hipotensión - alucinaciones**** - inmunodepresiones que favorecen el avance de un cáncer *****

* Boselli et al, Minerva Anestesiologica, 2014 ** Fletcher et al; BJA, 2014 *** Krenk et al, BJA, 2012 ****The Joint Commission, Issue 49, agosto 8 de 2012***** Nguyen et al, BJA, 2014

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¿Cómo interpretar los resultados del ANI?

Bajo anestesia general, se han identificado tres ventanas de uso principales: 50-70, <50 y >70. Aconsejamos emplear el ANIm (valor y curva naranja) como sigue: - La zona >70 corresponde sea a una dosis excesiva de morfínico sea a un periodo durante el cual los estímulos nociceptivos son claramente bajos.

- La zona [50-70] es la más importante. Corresponde a la zona de analgesia óptima, el objetivo es mantener la curva naranja en estos valores lo más posible.

- La zona <50 corresponde a un exceso de nocicepción. Esta ventana permite anticipar las reacciones hemodinámicas de los pacientes cuando persiste un estímulo nociceptivo.

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Captura de pantalla de la ventana ANIm y ANIi del ANI monitor

Paciente inconsciente:

Paciente consciente:

La zona óptima se encuentra entre 50 y 100. El objetivo es tener el valor de ANI más alto posible.

¿Para QUIÉN?

Las personas mayores, muy sensibles a las dosificaciones excesivas de opioides, las bradicardias y las hipotensiones

Los niños (mayores de 2 años)

Los pacientes que no comunican o lo hacen con dificultad

Los pacientes obesos cuyos volúmenes de distribución se han modificado respecto a otros pacientes. La mayoría de los clínicos que usan ANI® han disminuido las dosis de opioides de un 30% a un 60% respecto a las dosis usuales que se administran a los pacientes.

Los pacientes toxicómanos

Las cirugías de larga duración (más de tres horas), para asegurarse de que la titulación de opioides sea personalizada, evitando así los efectos adversos de las dosis excesivas y/o insuficientes.

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LÍMITES de uso

Cualquier medicamento o acción que interfiera con el arco reflejo parasimpático:

- Las apneas (interrumpen el arco entre receptores de estiramiento bronquiales y el nervio neumogástrico).

- La atropina (cuya acción anticolinérgica bloquea el nodo sinusal, que de este modo hace difícil estimar su influencia en el nervio vago). En ese caso, el ANI® no puede interpretarse durante alrededor de 20 minutos tras la inyección, según el efecto farmacocinético. Sin embargo, el ANI® puede interpretarse mientras el valor de la energía se encuentre en el rango normal [0,05-2,5].

- Efedrina (estimulación simpática indirecta); el ANI® no se puede interpretar durante alrededor de 10 minutos después de la inyección, excepto si el valor de la energía se encuentra en la horquilla normal.

- Es necesario un ritmo sinusal.

- Las situaciones de circulación extracorpórea.

- Las catecolaminas: el ANI® se puede interpretar únicamente cuando el parámetro de la energía se encuentra en la ventana [0,05-2,5].

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Ejemplos de INTERACCIONES

Inyección de efedrina: Como consecuencia del efecto parasimpatolíco de la efedrina, el ANI disminuye y se mantiene bajo mientras el producto esté activo (alrededor de 10 minutos). La energía disminuye por debajo de 0,05, lo que quiere decir que el ANI no se puede interpretar durante este periodo.

Agonistas Alfa 2 (ex clonidina): Los Alfa 2 son drogas parasimpaticomiméticas que pueden aumentar los valores del ANI (por ej.: en el caso de la clonidina durante 40 min). Sin embargo, las fluctuaciones del ANI siguen siendo interpretables.

Inyección de atropina: La atropina actúa como un parasimpatolíco, lo que provoca la disminución del ANI, pero al contrario de la efedrina, la curva se limitará en 100 debido a un artefacto matemático.

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Intubación:Dado que la intubación se realiza durante una apnea, la VFC desaparece.

Remifentanilo, sufentanilo... :Inyectar morfínicos conduce a un aumento de las curvas ANI debido a la modificación del balance antinocicepción/nocicepción. Las diferencias en el comportamiento del ANI principalmente dependen del contexto y la vida media de cada molécula.

Propofol, sevoflurano, desflurano, isoflurano:Durante la anestesia general, los agentes anestésicos no tienen efecto en los va-lores ANI.

Betabloqueadores:Los betabloqueadores no tienen efecto en los valores del ANI, ya que no interfieren en la variabilidad del ritmo cardíaco, sino en la variación de la frecuencia cardíaca.

Inyección de ketamina en dosis anti-NMDA:La ketamina en dosis anti-NMDA para prevenir la hiperalgesia posoperatoria no tienen efecto en el ANI.

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Design of the study n Results Conclusion References

Aw

ake

pati

ents

During laborANI and NRS during and between uterine contractions

45 Negative linear relationship between ANI and NRS (p=-0.18) Good correlation between ANI and NRS during labor

Le Guen M et al., Int J Obstet Anesth, 2012.

ANI and NRS in PACU after general anesthesia,ANI performance for the pain detection (NRS > 3) in PACU

200 Negative linear relationship between ANI and NRS (r²=0.41)Good pain detection performance in PACU (AUC ROC=0.86) ANI ≤57 Se =78% and Sp=80%

Good correlation between ANI and NRS during immediate postopera-tive pain

Boselli E et al., Br J Anaesth, 2013.

ANI and NRS in PACU after general anesthesia with sevoflurane and fentanyl,ANI performance for the pain detection (NRS ≥ 6) in PACU

120 Weak negative linear relationship between ANI and NRS (p=-0.075)

The use of sevoflurane and/or fen-tanyl could interfere with the ANI interpretation

Ledowski T et al., Br J Anaesth, 2013.

ANI variations and VAS scores during physical therapy procedure, 24 and 48 hours

12 Decrease of ANI when VAS > 30. Good pain detection (AUC ROC=0.76, ANI Se=76%, SP=78%)

ANI can be used for pain manage-ment during physical therapy

De jonckheere J et al., Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc, 2014.

ANI variations during the projection of a violent film, comparisons between controls and anorexia nervosa patients

24 Decrease of ANI during the projection, with a delay anorexia nervosa patients

ANI is decreased after an unplea-sant emotion

Rommel et al. Psy-chiatry Res, 2015.

Estudios clínicos con el ANI en pacientes despiertos y anestesiados

Design of the study n Results Conclusion References

Ane

sthe

tize

d pa

tien

ts

Pediatric (8 ± 5 years old)ANI variations after tetanic stimulation (50 mA, 50 ms, 5s) with desflurane and different concentrations of remifentanil (0.04 to 0.2 µg/kg/min)

12 Decrease of ANI after tetanic stimulation, more important with the lowest remifentanil concentration

ANI is decreased after tetanic stimulation during pediatric surgery and seems more sensitive than the skin conductance

Sabourdin N et al., Paediatr Anaesth, 2013.

Pediatric (2 – 16 years old)Locoregional anesthesia before surgery and sevoflurane only,ANI performance for the detection of a locoregional anesthesia failure (increase HR ≥ 10 % 2 min after incision)

58 ANI performance for the detection of locoregional anesthesia failure: AUC ROC=0.75 (0.61 - 0.88) ANI ≤ 51, Se=79% and Sp=62%

ANI is able to detect locoregional anesthesia failure

Migeon A et al., Paediatr Anaesth, 2013.

Intravenous anesthesia with propofol and remifentanilANI variations after tetanic stimulation (50 mA, 60 Hz, 30 s) at different targets of remifentanil (0., 2 and 4 ng/mL)

25 Decrease of ANI after tetanic stimulation ANI is efficient for the detection of pain response during surgery under gene-ral anesthesia

Gruenewald M et al., Br J Anaes-th,2013

Design of the study n Results Conclusion References

Aw

ake

pati

ents

During laborANI and NRS during and between uterine contractions

45 Negative linear relationship between ANI and NRS (p=-0.18) Good correlation between ANI and NRS during labor

Le Guen M et al., Int J Obstet Anesth, 2012.

ANI and NRS in PACU after general anesthesia,ANI performance for the pain detection (NRS > 3) in PACU

200 Negative linear relationship between ANI and NRS (r²=0.41)Good pain detection performance in PACU (AUC ROC=0.86) ANI ≤57 Se =78% and Sp=80%

Good correlation between ANI and NRS during immediate postopera-tive pain

Boselli E et al., Br J Anaesth, 2013.

ANI and NRS in PACU after general anesthesia with sevoflurane and fentanyl,ANI performance for the pain detection (NRS ≥ 6) in PACU

120 Weak negative linear relationship between ANI and NRS (p=-0.075)

The use of sevoflurane and/or fen-tanyl could interfere with the ANI interpretation

Ledowski T et al., Br J Anaesth, 2013.

ANI variations and VAS scores during physical therapy procedure, 24 and 48 hours

12 Decrease of ANI when VAS > 30. Good pain detection (AUC ROC=0.76, ANI Se=76%, SP=78%)

ANI can be used for pain manage-ment during physical therapy

De jonckheere J et al., Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc, 2014.

ANI variations during the projection of a violent film, comparisons between controls and anorexia nervosa patients

24 Decrease of ANI during the projection, with a delay anorexia nervosa patients

ANI is decreased after an unplea-sant emotion

Rommel et al. Psy-chiatry Res, 2015.

Design of the study n Results Conclusion ReferencesA

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heti

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pati

ents

General anesthesia under sevoflurane and remifentanilANI variations after tetanic stimulation (50 mA, 60 Hz, 30 s) at different targets of remifentanil (0, 2 and 4 ng/mL),

24 delta ANI significantly indicated patient’s movement after tetanic stimulation (Se=77% and Sp=84%)

ANI is efficient for the detection of pain response during surgery under general anesthesia

Gruenewald M et al., Minerva Anestesiol, 2014.

Intravenous anesthesia with propofol and remifentanilAbdominal laparoscopic surgeryANI variations at different times and after tetanic stimulation (80 mA, 100 Hz, 5 s)

15 Decrease of ANI during different no-ciceptive stimuli.

ANI is able to detect painful stimu-lations under general anesthesia

Jeanne M et al., J Comput, 2012.

Intravenous anesthesia with propofol and sufentanil bolusKnee arthroplastyANI performance for the detection of peroperative hemodyma-nic reactivity (increase > 20% HR and/or BP in 5 min)

27 Good performance for the hemodyna-mic reactivity (AUC ROC=0.92)ANI ≤ 63 Se=80% and SP=88%

A drop of ANI values predicts a hemodynamic response lead by pain

Jeanne M et al., Clin J Pain, 2014.

TIVA propofol and remifentanilLaryngoscopy suspension proceduresANI performance for the prediction of hemodynamic reactivity and sedation.

50 Good performance for the hemodyna-mic reactivity (AUC ROC=0.88)ANI ≤ 55, Se=88% and Sp=83%

The prediction of hemodynamic reactivity is slightly reduced by the use of sevoflurane and/or fentanyl

Boselli et al. Minerva Anestesiol, 2015.

General anesthesia with sevoflurane and fentanylGeneral or orthopedic surgeryANI variations at different timesPK for the prediction of increase HR and Systolic BP >10%

30 Decrease of ANI after nociceptive stimulationIncrease of ANI after fentanyl adminis-trationModest prediction probability for increase HR (PK=0.61), increase BP (PK=0.59)

The prediction of hemodynamic reactivity is slightly reduced by the use of sevoflurane and/or fentanyl

Ledowski T et al., Acta Anaesthe-siol Scand, 2013.

General anesthesia with halogen and remifentanilORL surgery or inferior limb orthopedic surgeryANI performance before extubation for the prediction of imme-diate postoperative pain (NRS >3)

200 Negative linear relationship ANI before extubation and NRS in PACU (r²=0.33)Good ANI performance for the predic-tion of NRS > 3 (AUC ROC=0.89)ANI ≤ 50, Se=86%, Sp=86%

ANI values at the end of the sur-gery are able to predict postope-rative pain

Boselli E et al., Paris:SFAR, 2014.

General anesthesia with sevoflurane and fentanylAbdominal hysterectomy proceduresEffect of 0.5 mg/kg ketamine administration on ANI

20 No modifications of ANI 5 min after ketamine administration

Ketamine administration does not interfere with ANI response during surgery

Bollag L et al., J Clin Monit Com-put, 2014.

Experimental study on anesthetized piglets Continuous admi-nistration of beta-blockers (Esmolol ®, 0.3mL/20kg/min) after induction of septic shock

10 Decrease of HRNo variations of ANI values

ANI values are not influenced by beat-blockers administration

Boselli E et al., Abstract from SFAR Congress, 2014.