Intraoperative prevention of cognitive impairment in total intravenous anesthesia in school-age children: randomized clinical trial

A.V. Lugovoy, M.V. Panteleeva, E.D. Nadkina, A.M. Ovezov

Vladimirsky Moscow Regional Clinical Research Institute, Moscow

For correspondence: Alexandr V. Lugovoy — research fellow of Department of anesthesiology of Vladimirsky Moscow Regional Clinical Research Institute; e-mail: alelugovoj@yandex.ru

For citation: Lugovoy A.V., Panteleeva M.V., Nadkina E.D., Ovezov A.M. Intraoperative prevention of cognitive impairment in total intravenous anesthesia in school-age children: randomized clinical trial. Alexander Saltanov Intensive Care Herald. 2018;4:57–64.

DOI: 10.21320/1818-474X-2018-4-57-64


Objective. To determine the possibility of prophylactic use of the domestic drug Cytoflavin to reduce the incidence of cognitive impairment after total intravenous anesthesia based on propofol and fentanyl in school-age children.

Material and methods. A prospective randomized clinical trial involving 90 school-age children (ASA I–II) was conducted. Children operated under total intravenous anesthesia on the basis of propofol and fentanyl were randomized into two groups: intraoperative cerebroprotection with cytoflavine 0.25 mg/kg per minute by succinate was performed in group 1 (n = 30), and no cerebroprotection was performed in group 2 (n = 30). For the Z-assessment of cognitive potential, neuropsychological testing of children of the same age who were not subjected to anesthesia was performed (group 3, n = 30).

Research results. There were no significant differences in hemodynamic and neurophysiological parameters in the groups using total intravenous anesthesia based on propofol and fentanyl. Analysis of these parameters showed the safety of the study drug. In the 1 group postoperative cognitive dysfunction (POCD) was detected on the first day of 6.67 % of children, and on the 7th day of postoperative period — at 3.33 %. In group 2, on the first day of the postoperative period, POCD was verified in 13.79 % of patients, on the 7th day — in 27.59 %.

Conclusion. The obtained data showed the effectiveness and safety of the domestic drug Cytoflavin as a prophylactic agent of POCD in school-age children with total intravenous anesthesia based on propofol and fentanyl.

Keywords: postoperative cognitive dysfunction, total intravenous anesthesia, propofol, cytoflavine, school-age children

Received: 05.10.2018


References

    1. Disma N., Hansen T.G. Pediatric anesthesia and neurotoxicity: can findings be translated from animals to humans? Minerva Anestesiol. 2016; 82: 791–796.
    2. DiMaggio C., Sun L., Li G. Early childhood exposure to anesthesia and risk of developmental and behavioral disorders in a sibling birth cohort. Anesth. Analg. 2011; 113: 1143–1145. DOI: 10.1213/ANE.0b013e3182147f42.
    3. ОвезовА.М., Князев А.В., Пантелеева М.В. и др. Послеоперационная энцефалопатия: патофизиологические и морфологические основы профилактики при общем обезболивании. Неврология. Нейропсихиатрия. Психосоматика. 2015; 2(7): 61–65. [Ovezov A.M., Knyazev A.V., Panteleeva M.V., et al. Postoperative encephalopathy: Pathophysiological and morphological bases of its prevention under general anesthesia. Nevrologiya. Neiropsikhiatriya. Psikhosomatika. 2015; 2(7): 61–65. (In Russ)]. DOI: 10.14412/2074-2711-2015-2-61-66.
    4. Jevtovic-Todorovic V. General Anesthetics and Neurotoxicity. How Much Do We Know? Anesthesiol. Clin. 2016; 34(3): 439–451. DOI: 10.1016/j.anclin.2016.04.001.
    5. Vutskitsa L., Davidson A. Update on developmental anesthesia neurotoxicity. Curr. Opin. Anesthesiol. 2017; 30: 337–342. DOI: 10.1097/ACO.0000000000000461.
    6. Montana M., Evers A.S. Anesthetic Neurotoxicity: New Findings and Future Directions. J. Pediatr. 2017; 181: 279–285. DOI: 10.1016/j.jpeds.2016.10.049.
    7. Rasmussen L.S., Larsen K., Houx P., et al. ISPOCD group. The International Study of Postoperative Cognitive Dysfunction. The assessment of postoperative cognitive function. Acta Anaesthesiol. Scand. 2001; 45(3): 275–289.
    8. Новицкая-УсенкоЛ.В. Послеоперационная когнитивная дисфункция в практике врача-анестезиолога. Медицина неотложных состояний. 2017; 4(83): 9–15. [Novitskaya-Usenko L.V. Post-operative cognitive dysfunction in an anesthesiologist’s practice. Emergency Medicine. 2017; 4(83): 9–15. (In Russ)]. DOI: 10.22141/2224–0586.4.83.2017.107418.
    9. ОвезовА.М., Лобов М.А., Машков А.Е и др. Частота развития и возможность коррекции послеоперационной когнитивной дисфункции у детей школьного возраста при современных вариантах анестезиологического обеспечения. Consilium Medicum. Педиатрия. (Приложение). 2013; 03: 16–20. [Ovezov A.M., Lobov M.A., Mashkov A.E., et al. Chastota razvitiya i vozmozhnost’ korrektsii posleoperatsionnoi kognitivnoi disfunktsii u detei shkol’nogo vozrasta pri sovremennykh variantakh anesteziologicheskogo obespecheniya. Consilium Medicum. Pediatriya. 2013; 03: 16–20. (In Russ)]
    10. Pearn M.L., Hu Y.B.S., Niesman I.R., et al. Propofol Neurotoxicity Is Mediated by p75 Neurotrophin Receptor Activation. Anesthesiology. 2012; 116: 1–10. DOI: 10.1097/ALN.0b013e318242a48c.
    11. ЛобовМ.А., Древаль А.А., Овезов А.М. и др. Влияние пропофола на гиппокамп развивающегося мозга. Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2013; 7(3): 42–46. [Lobov M.A., Dreval A.A., Ovezov A.M., et al. Influence of propofol on hippocampus in developing brain: an experimental study. Annaly klinicheskoi i eksperimental’noi nevrologii. 2013; 7(3): 42–46. (In Russ)]
    12. ЕлькинИ.О., Егоров В.М., Блохина С.И. Операционный стресс, общая анестезия и высшие психические функции. Екатеринбург: Клен, 2007. [El’kin I.O., Egorov V.M., Blokhina S.I. Operatsionnyi stress, obshchaya anesteziya i vysshie psikhicheskie funktsii. Ekaterinburg: Klen, 2007. (In Russ)]
    13. Euliano Т. Effects of General Anesthesia During Pregnancy on the Child’s Ability to Learn. Anesthesiology Clin. 2013; 31(3): 595–607. DOI: 10.1016/j.anclin.2013.04.003.
    14. ЗаваденкоН.Н., Григоренко Е.Л., Баранов А.А. и др. Синдром дефицита внимания с гиперактивностью: этиология, патогенез, клиника, течение, прогноз, терапия, организация помощи. Экспертный доклад. М., 2007; 64. [Zavadenko N.N., Grigorenko E.L., Baranov A.A., et al. Sindrom defitsita vnimaniya s giperaktivnost’yu: etiologiya, patogenez, klinika, techenie, prognoz, terapiya, organizatsiya pomoshchi. Ekspertnyi doklad. M., 2007; 64. (In Russ)]
  1. Овезов А.М., Пантелеева М.В., Луговой А.В. Интраоперационная церебропротекция при тотальной внутривенной анестезии у детей школьного возраста. Журнал неврологии ипсихиатрии им. С.С. Корсакова. 2017; 10: 28–33. [Ovezov A.M., Panteleeva M.V., Lugovoy A.V. Intraoperative cerebroprotection in total intravenous anesthesia in children of school age. S.S. Korsakov Journal of Neurology and Psychiatry. 2017; 10: 28–33. (In Russ)]. DOI: 10.17116/jnevro201711710128–33.

 

Dynamics of cognitive functions in the early postoperative period after spinal neurosurgical operations

A.V. Solenkova, A.A. Poddubskaya, A.Yu.Lubnin, D.A. Moshchev, N.A. Dzyubanova

“National Medical Research Center of Neurosurgery” named after N.N. Burdenko Ministry of Health of Russian Federation, Moscow

For correspondence: Lubnin Andrei Yurevich — MD, Professor, head of Department of anaesthesiology and intensive care unit “National Medical Research Center of Neurosurgery” named after Ac. N.N. Burdenko Ministry of Health of Russian Federation, Moscow; e-mail: lubnin@nsi.ru

For citation: Solenkova AV, Poddubskaya AA, Lubnin AYu, et al. Dynamics of Cognitive Functions in the Early Postoperative Period after Spinal Neurosurgical Operations. Alexander Saltanov Intensive Care Herald. 2018;1:27–36.

DOI: 10.21320/1818-474X-2018-1-27-36


The aim of the study was to study cognitive changes in the early postoperative period after spinal neurosurgical operations. Material and methods. 80 patients were operated with spinal pathology. The patients were divided into two groups: the 1st group consisted of 40 patients under the age of 60 (mean age 42 ± 11.6), the second group consisted of 40 patients aged 60 years and older (mean age was 68 ± 9.77). Various methods of anesthesia were used in the work. Neuropsychological examination in accordance with the general clinical protocol before the operation and 5–7 days after the operation. The following factors for evaluation were chosen: duration of anesthesia, hemodynamics, anesthesia method and type of anesthetic, monitoring of the depth of anesthesia using BIS technology. Results. Patients ≥ 60 years before the operation had cognitive changes in working memory and regulatory functions aggravated in the postoperative period. With short anesthesia (< 200 minutes), significant differences in test results before and after surgery were not obtained. Prolonged anesthesia (≥ 200 minutes) has negative effects on cognitive functions based on the results of the working memory test and MOCA. A greater decrease in neurodynamic parameters and MOCA scores is observed with the intravenous propofol anesthesia compared with an inhaled anesthesia with sevoflurane.

Keywords: cognitive functions, spinal pathology, spinal operations, postoperative cognitive dysfunction

Received: 20.12.2017


References

  1. Gatchel R.J., Polatin P.B., Mayer T.G. The dominant role of psychosocial risk factors in the development of chronic low back pain disability. Spine. 1995; 20: 2702–2709.
  2. Schnurr R.F., MacDonald M.R. Memory complaints in chronic pain. Clin. J. Pain. 1995; 11(2): 103–111.
  3. Karp J.F., Reynolds C.F., Butter M.A., et al. The relationship between pain and mental flexibility in older adult pain clinic patients. Pain. Med. 2006; 7(5): 444–452. doi: 10.1111/j.1526-4637.2006.00212.x.
  4. Moriarty O., McGuire B.E., Finn D.P., et al. The effect of pain on cognitive function: A review of clinical and preclinical research. Progress in Neurobiology. 2011; 93: 385–404. DOI: 10.1016/j.pneurobio.2011.01.002.
  5. Berryman C., Stanton T.R., Bowering K.J., et al. Evidence for working memory deficits in chronic pain: A systematic review and meta-analysis. PAIN. 2013; 154: 1181–1196. doi: 10.1016/j.pain.2013.03.002.
  6. Canet J., Raeder J., Rasmussen L.S., et al. (ISPOCD2 investigators).Cognitive dysfunction after minor surgery in the elderly. Acta Anaesthesiol. Scand. 2003; 47(10): 1204–1210.
  7. Newman S., Stygall J., Hirani S., et al. Postoperative cognitive dysfunction after noncardiac surgery: a systematic review. Anesthesiology. 2007; 106: 572–590.
  8. Johnson T., Monk T.G., Rasmussen L.S., et al. Postoperative Cognitive Dysfunction in Middle-aged Patients. Anesthesiology. 2002; 96: 1351–1357.
  9. Stump D.A., Brown W.R., Moody D.M., et al. Microemboli and neurologic dysfunction after cardiovascular surgery. Cardiothorac. Vasc. Anesth. 1999; 3: 47–54.
  10. Monk T.G., Weldon B C., Garvan C.W., et al. Predictors of Cognitive Dysfunction after Major Noncardiac Surgery. Anesthesiology. 2008; 108: 18–30.
  11. Moller J.T., Cluitmans P., Rasmussen L.S., et al. Long-term postoperative cognitive dysfunction in the elderly: ISPOCD1 study. Lancet. 1998; 351: 857–861.
  12. Rasmussen L.S., Larsen K., Houx P., et al. The assessment of postoperative cognitive function. Acta Anaesthesiol. Scand. 2001; 45(3): 275–289.
  13. Соленкова А.В., Бондаренко А.А., Дзюбанова Н.А., Лубнин А.Ю. Оценка состояния когнитивных функций при операциях на позвоночнике и спинном мозге. Анестезиология и реаниматология. 2012; 4: 38–41. [Solenkova A.V., Bondarenko A.A., Dzyubanova N.A., Lubnin A.Y. Cognitive status assessment after spinal surgery. Anesthesiology and resuscitation. 2012; 4: 38–41. (In Russ)]
  14. Fritz H.C., McAuley J.H., Wittfeld K., et al. Chronic Back Pain Is Associated With Decreased Prefrontal and Anterior Insular Gray Matter: Results From a Population-Based Cohort Study. J. Pain. 2016; 17(1): 111–118. doi: 10.1016/j.jpain.2015.10.003.
  15. БорисовК.Ю., Шайбакова В.Л., Чепраков Р.А.  и др. Кардио- и нейропротекция ингаляционными анестетиками в кардиохирургии. Патология кровообращения и кардиохирургия. 2014; 3: 5–11. [Borisov K.Y., Shaybakova V.L., Cherpakov R.A., et al. Cardio- and neuroprotection of inhaled anesthetics in cardiac surgery. Pathology of circulation and heart surgery. 2014; 3: 5–11. (In Russ)]
  16. ЛарионовМ.В., Трубникова О.А., Плотников Г.П. и др. Обоснование выбора анестетиков с целью защиты головного мозга и профилактики когнитивного снижения во время операции коронарного шунтирования. Медицина в Кузбассе. 2015; 14(3): 43–51. [Larionov M.V., Trubnikova O.A., Plotnikov G.P, et al. Rationale for anesthetics choice to protect the brain and prevent cognitive dysfunction during coronary artery bypass surgery. Medicine in the Kuzbass. 2015; 14(3): 43–51. (In Russ)]
  17. Wang H., Lu S., Yu Q., Liang W., et al. Sevoflurane preconditioning confers neuroprotection via anti-inflammatory effects. Front. Biosci. 2011; 3: 604–615.
  18. Shan J., Sun L., Wang В.,et al. Comparison of the neuroprotective effects and recovery profiles of isoflurane, sevoflurane and desflurane as neurosurgical pre-conditioning on ischemia/reperfusion cerebral injury. Int. J. Exp. Pathol. 2015; 8: 2001–2009.
  19. Hu X., Zhang Y., Li W., Liu J., Li Y. Preconditioning with sevoflurane ameliorates spatial learning and memory deficit after focal cerebral ischemia-reperfusion in rats. Int. J. Dev. Neurosci. 2013; 31: 328–333. doi:10.1016/j.ijdevneu.2013.04.004.