Schnider 약동학모델을 이용한 Propofol의 목표효과처농도조절주입

Abstract

We investigated median effective concentration (EC50) of propofol for loss of consciousness and bispectral index (BIS), mean arterial pressure (MAP), heart rate (HR), and effect-site concentration at each anesthetic stages and awakening time to compare the differences between gender and age of patients using Schnider model. Total 91 patients were allocated into 4 groups: group 1 was male patients aged 18-34 years, group 2 was male patients aged 35-55 years, group 3 was female patients aged 18-34 years and group 4 was female patients aged 35-55 years. The EC50 for loss of consciousness in each groups were calculated by Dixon's up-and-down method. The effect-site concentration of propofol, BIS, MAP, HR were recorded at the loss of consciousness, immediately before, immediately after and 1-3 min after the intubation, before and after the skin incision, 30 min after, and end of the operation, at eye opening and after the extubation, and the awakening time of each groups were measured. Remifentanil was also infused with target effect-site controlled infusion throughout the operation from the loss of consciousness and the effect site concentrations of remifentanil and propofol were controlled to maintain vital signs within 20% of initial values and BIS of 40-60. As the results, EC50 for loss of consciousness in group 1 was 4.53 ± 0.30 μg/ml, in group 2 was 4.60 ± 0.25 μg/ml, in group 3 was 4.13 ± 0.39 μg/ml and in group 4 was 4.47 ± 0.65 μg/ml. The effect-site concentrations in male patients aged 18-34 years (4.30 ± 0.63-4.97 ± 0.59 μg/ml) were significantly higher than those in female patients (3.42 ± 0.84-4.27 ± 0.66 μg/ml) from the loss of consciousness to 3 min after the intubation. The awakening time of female patients aged 35-55 years (6.1 ± 3.1 min) was shorter than that of male patients (9.3 ± 6.1 min). The BIS, MAP, HR had no significant differences among the groups. In conclusion, EC50 for the loss of consciousness of propofol with target effect-site controlled infusion by using Schnider model had no significantly difference among the groups. The effect-site concentrations of propofol from the loss of consciousness to 3 min after the intubation were significantly higher in male patients aged 18-34 years than female patients. The awakening time in female aged 35-55 years was significantly shorter than male patients. During the anesthesia with propofol and remifentanil, the BIS, MAP and HR had no significant differences among the groups.;임상에서 널리 사용하는 propofol의 목표농도조절주입(target-controlled infusion, TCI)은 혈장 또는 효과처농도를 목표로 설정하여 지속주입하기 때문에 약물농도의 조절이 용이한데, 효과처농도를 목표로 주입하는 경우 혈장과 효과처농도가 빠르게 평형에 도달하여 의식소실이 더 빠르다. 현재까지 propofol 투여 후 의식소실 시 혈장 및 효과처농도에 대한 많은 연구들은 혈장농도를 목표농도로 조절주입하거나 Marsh 모델을 이용하였으나, 남녀간에 차이를 보일 수 있는 신장, 체중 및 마른체중과 나이를 변수로 포함한 Schnider 모델을 이용하여 목표효과처농도조절주입(효과처-TCI)을 시행하면서 성별 및 연령별 차이를 비교한 연구는 많지 않다. 본 연구의 목적은 Schnider 약동학모델을 이용한 propofol의 효과처-TCI 시 성별 및 연령별로 의식소실의 중간유효농도(median effective concentration, EC50)를 알아보고 마취보조제로 투여한 remifentanil의 효과처-TCI와 함께 기관내삽관을 시행한 후, 이중분광지수(bispectral index, BIS)의 감시 하에 활력징후를 적절히 유지하였을 때 기관내삽관 전후, 피부절개 전후, 수술 중, 수술 종료 및 각성 시 효과처농도의 변화와 각성시간에 있어 성별, 연령별로 차이가 있는지 알아보고자 하였다. 총 91명의 대상 환자는 연령과 성별에 따라 1군은 18-34세의 남자, 2군은 35-55세의 남자, 3군은 18-34세의 여자, 4군은 35-55세의 여자로 분류하였다. 환자들은 2% propofol과 remifentanil을 Base Primea infusion system (Fresenius Vial) 2 channel에 장착하여 환자의 나이, 성별, 체중, 신장을 입력한 후, Schnider 모델로 선택하여 약물주입이 시작되도록 하였다. 각 군의 첫 환자는 propofol의 효과처목표농도를 4.0 μg/ml로 설정하였으며, 이때 의식 소실이 일어나는지를 확인하고, 의식소실이 일어나지 않으면 반응이 나타날 때까지 효과처목표농도를 증량하였고, 의식소실이 일어날 때의 효과처농도, 활력징후, BIS를 기록하였다. 다음 환자의 효과처목표농도는 Dixon의 up-and-down method를 이용하여 0.4 μg/ml씩 증감 시켰으며, 각 군에서의 EC50을 구하였다. 모든 환자에서 마취 유지는 O2와 N2O를 투여하면서 혈압과 심장박동수가 마취유도 전의 20%이내, BIS가 40-60으로 유지되도록 remifentanil과 propofol의 효과처농도를 조절하였고 삽관 전, 삽관 직후, 삽관 1, 2, 3분 후, 피부절개 전후, 수술 시작 30분 후, 수술 종료 시, 의식회복 시 및 기관내관 발관 시의 효과처농도, 평균동맥압, 심장박동수 및 BIS 를 기록하였다. 수술 종료 후 환자에게 눈을 떠보라는 구두명령에 반응하는 의식회복 시의 remifentanil과 propofol의 효과처농도 및 propofol 투여 중단부터 의식회복 시까지 걸린 시간을 비교하였다. 결과적으로, 의식소실 시 효과처농도의 EC50은 1군에서 4.53 ± 0.30 μg/ml, 2군에서 4.60 ± 0.25 μg/ml, 3군에서 4.13 ± 0.39 μg/ml 그리고 4군에서 4.47 ± 0.65 μg/ml로 군간 유의한 차이가 없었다. Propofol의 효과처농도는 의식소실 시, 삽관 전과 삽관 직후 및 1, 2, 3분 후에 1군이 3군에 비해 유의하게 높았다(P < 0.05). 그러나 피부절개 전부터 각성 시까지 propofol의 효과처농도는 네 군 간에 차이가 없었고, 의식소실 후 투여하기 시작한 remifentanil의 영향으로 네 군 모두에서 삽관 1-3분 후부터 수술시작 후 30분까지 통계적으로 유의하게 점차적으로 감소하였다(P < 0.05). 의식소실 시 BIS는 네 군 모두에서 마취 전에 비해 유의하게 감소하였으나(P < 0.05), 군 간에 차이는 없었다. 평균동맥압과 심장박동수는 네 군 모두에서 기관내삽관 직후에 삽관 전에 비해 유의하게 증가하였으나(P < 0.05) 군 간에 차이는 없었다. 각성 시까지 걸린 시간은 35-55세 여자(6.1 ± 3.1분)에서 남자(9.3 ± 6.1분)보다 유의하게 짧았으며(P < 0.05), 수술종료 및 각성 시 remifentanil의 잔류 효과처농도는 각 군 간에 차이가 없었다. 결론적으로, Schnider 모델을 이용한 propofol의 효과처-TCI 시 의식소실의 EC50은 성별, 연령별 유의한 차이가 없었으며, 의식소실부터 삽관 후 3분후까지 효과처농도는 18-34세 남자에서 여자에 비해 유의하게 높았다. Propofol 마취 후 각성시간은 35-55세 여자에서 남자에 비해 유의하게 짧았다. Propofol과 remifentanil을 이용한 마취 유지 시 BIS, 평균동맥압, 심장박동수는 성별, 연령별 차이가 없었다.