Assessing the depth of hypnosis of xenon anaesthesia with the EEG / Bestimmung der Hypnosetiefe bei Xenon-Narkosen mit dem EEG

Abstract Xenon was approved as an inhaled anaesthetic in Germany in 2005 and in other countries of the European Union in 2007. Owing to its low blood/gas partition coefficient, xenons effects on the central nervous system show a fast onset and offset and, even after long xenon anaesthetics, the wake-up times are very short. The aim of this study was to examine which electroencephalogram (EEG) stages are reached during xenon application and whether these stages can be identified by an automatic EEG classification. Therefore, EEG recordings were performed during xenon anaesthetics (EEG monitor: Narcotrend®). A total of 300 EEG epochs were assessed visually with regard to the EEG stages. These epochs were also classified automatically by the EEG monitor Narcotrend® using multivariate algorithms. There was a high correlation between visual and automatic classification (Spearman's rank correlation coefficient r=0.957, prediction probability Pk=0.949). Furthermore, it was observed that very deep stages of hypnosis were reached which are characterised by EEG activity in the low frequency range (delta waves). The burst suppression pattern was not seen. In deep hypnosis, in contrast to the xenon EEG, the propofol EEG was characterised by a marked superimposed higher frequency activity. To ensure an optimised dosage for the single patient, anaesthetic machines for xenon should be combined with EEG monitoring. To date, only a few anaesthetic machines for xenon are available. Because of the high price of xenon, new and further developments of machines focus on optimizing xenon consumption. Zusammenfassung Xenon wurde im Jahr 2005 in Deutschland und 2007 auch in anderen Ländern der Europäischen Union als Inhalationsanästhetikum zugelassen. Aufgrund seines niedrigen Blut-Gas-Verteilungskoeffizienten flutet Xenon sehr schnell an und ab, daher ist die Aufwachzeit auch nach langen Xenon-Narkosen sehr kurz. In einer Untersuchung sollte geprüft werden, welche Stadien unter Xenon im Elektroenzephalogramm (EEG) erreicht und ob diese mittels einer automatischen EEG-Klassifikation erkannt werden. Aus diesem Grund erfolgten EEG-Registrierungen während Xenon-Narkosen (EEG-Monitor Narcotrend®). 300 EEG-Abschnitte wurden visuell hinsichtlich der EEG-Stadien bewertet. Zum Vergleich wurden die EEG-Abschnitte durch den EEG-Monitor Narcotrend® über multivariate Algorithmen klassifiziert. Es gab eine hohe Übereinstimmung zwischen visueller und automatischer Klassifikation (Spearmanscher Rangkorrelationskoeffizient r=0,957, Pk=0,949). Zudem zeigte sich, dass auch sehr tiefe Hypnosestadien erreicht wurden, bei denen das EEG durch langsame Deltaaktivität geprägt war. Das Burst-Suppression-Muster war nicht vorhanden. Das Propofol-EEG zeigte in tiefer Hypnose im Gegensatz zum Xenon-EEG eine ausgeprägte überlagernde höherfrequente Aktivität. Um für den einzelnen Patienten eine Dosisoptimierung zu gewährleisten, sollten Narkosegeräte für Xenon mit einem EEG-Monitoring kombiniert werden. Bisher stehen nur wenige Typen von xenontauglichen Narkosegeräten zur Verfügung. Im Hinblick auf den hohen Xenon-Preis liegt ein Schwerpunkt bei Neu- bzw. Weiterentwicklungen von Geräten in der Optimierung des Xenonverbrauchs.