Thesis (MMed)-- Stellenbosch University, 2013. / ENGLISH ABSTRACT: Introduction: Of the volatile anaesthetic agents, desflurane causes the greatest degree of potentiation of the neuromuscular blocking drugs (NMB). The purpose of this study was to determine whether desflurane prolongs the effects of 3xED95 doses of rocuronium and cisatracurium to the same degree. The two NMB represent potent and less potent classes respectively. Methods: Informed, written consent was obtained from 63 adult patients scheduled for routine surgery. They were randomly allocated to one of four groups to receive either desflurane-sufentanil (end-tidal partial pressure 4.0 kPa) or propofol-sufentanil anaesthesia and either rocuronium (0.9mg/kg) or cisatracurium (0.15mg/kg). All patients received a target-controlled sufentanil infusion (0.5 ng/ml). Neuromuscular blockade was recorded using accelerometry (TOFGUARD ®, Organon) while patients recovered spontaneously to a Train-of-Four ratio of 0.9 (TOFR0.9). Data were analysed using one- and two-way analysis of variance. The main effects were the types of anaesthetic and NMB on indices of recovery. Results: Compared with propofol-sufentanil anaesthesia, mean times to recovery to T125% and TOFR0.9, were prolonged by desflurane-sufentanil (p<0.01). There were no interactions. Mean prolongation of time to TOFR0.9 was 41 min (SD 36) for cisatracurium and 26.6 min (SD 39) for rocuronium. Discussion: Whereas previous studies did not reveal prolongation of the duration of action of rocuronium by desflurane, we demonstrated a statistically significant prolongation of the spontaneous recovery times of both rocuronium and cisatracurium by desflurane. From the data we could not conclude that there was a difference between the two NMB. A power study revealed that in order to detect a difference between times to recovery to TOF0.9, a sample size of 101 subjects per group would be required. Conclusion: Desflurane prolongs the mean time to spontaneous recovery from neuromuscular blockade after 3xED95 doses of both cisatracurium (a potent NMB) and rocuronium (a less potent NMB). There was wide inter-individual variation in times to spontaneous recovery. Any difference in the mean prolongations between the different types of NMB is unlikely to be of clinical importance. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Inleiding Van al die vlugtige narkosemiddels veroorsaak desfluraan die grootste mate van potensiasie van die neuromuskulêre blokkeermiddels. Die doel van hierdie studie was om vas te stel of desfluraan wel die effek van driedubbel die ED95 dosis van rokuronium en cisatrakurium tot dieselfde mate sal verleng. Metodiek Geskrewe ingeligte toestemming is verkry van 63 pasiënte wat voorgedoen het vir roetiene chirurgiese prosedures. Pasiënte is lukraak in een van vier groepe ingedeel om of desfluraansufentaniel (eind-gety parsieële druk 4.0 kPa) of propofol-sufentaniel narkose en of rokuronium (0.9 mg/kg) of cisatrakurium (0.15 mg/kg) te ontvang. Alle pasiënte het 'n teiken-beheerde sufentaniel infusie (0.5 ng/ml). Neuromuskulêre blokkade is waargeneem met behulp van aksellerometrie (TOF-GUARD, Organon) terwyl pasiënte spontaan herstel het tot “reeks-van-vier” verhouding (Engels “Train-of-four” ratio) 0.9 (TOFR0.9). Data analise is gedoen met behulp van een- en tweerigting analise van variansie. Resultate Desfluraan-sufentaniel het die gemiddelde hersteltyd tot T125% en TOFR0.9 verleng in vergelyking met propofol-sufentaniel. Geen interaksies is waargeneem nie. Gemiddelde verlenging van TOFR0.9 vir cisatrakurium was 41 minute (standaardafwyking 36) en vir rokuronium 26.6 minute (standaardafwyking 39). Bespreking Vorige studies kon nie vasstel of desfluraan die werkingsduur van rokuronium verleng nie. Ons het in hierdie studie vasgestel dat desfluraan wel 'n statisties beduidende verlenging in die hersteltyd van beide rokuronium en cisatrakurium veroorsaak. Ons kon egter nie 'n verskil tussen die twee neuromuskulêre agente aandui nie. 'n onderskeidingsvermoëstudie het getoon dat ten minste 101 pasiënte per groep benodig sou word om 'n beduidende verskil tussen die hersteltye tot TOFR0.9 te verkry. Gevolgtrekking Desfluraan verleng die gemiddelde hersteltyd tot spontane herstel van neuromuskulêre blokkade na driedubbele ED95 dosisse van beide cisatrakurium en rokuronium. Daar was egter groot interindividuele variasie ten opsigte van spontane hersteltyd. Enige verskille in die gemiddelde verlenging is onwaarskynlik van kliniese belang.

Introdução e objetivos: a monitorização neuromuscular objetiva é prática médica baseada em evidências e deve ser empregada rotineiramente quando do uso de fármacos bloqueadores neuromusculares. Entretanto, pesquisas relacionadas a esta monitorização em pacientes pediátricos não estão vastamente documentadas como nos adultos. Em pesquisa clínica, o monitor neuromuscular deve apresentar resposta estável (menor que 5% de variação na altura de T1) por um período de dois a cinco minutos antes da administração do bloqueador neuromuscular. O tempo necessário para se alcançar esta estabilidade na resposta pode variar, mas pode ser encurtado por meio da aplicação de um estímulo tetânico por cinco segundos. Aventouse a hipótese de que a aplicação de estímulo tetânico antes da calibração poderia levar a diferenças nos parâmetros de início de ação e nos tempos de recuperação. O objetivo primário deste estudo foi comparar o tempo de início de ação e os tempos de recuperação após dose única de rocurônio 0,6 mg/kg seguido de recuperação espontânea, entre dois grupos de pacientes com sequências diferentes para a calibração (com e sem o uso de estímulo tetânico). Os objetivos secundários foram a avaliação da altura inicial e final de T1, tempo para se obter estabilidade da altura de T1 e os seguintes ajustes do monitor neuromuscular: corrente elétrica e sensibilidade. Método: consentimento informado dos responsáveis, foram incluídos no estudo 50 pacientes, estado físico 1 ou 2, de dois a 11 anos, agendados para cirurgias abdominais e/ou perineais com tempo cirúrgico estimado superior a 60 minutos. Os pacientes (25 por grupo) foram submetidos a anestesia intravenosa e alocados randomicamente para receber estímulo tetânico (grupo T) ou não (grupo C), antes da calibração do monitor. Após a calibração do monitor, a modalidade sequência de quatro estímulos foi iniciada e mantida em intervalo de 15 segundos. Resultados: não houve diferença significativa no início de ação (C: 57,5±16,9 versus T: 58,3±31,2 s; p=0,917). O tempo normalizado para as relações da sequência de quatro estímulos 0,7, 0,8 e 0,9 diferiram significativamente entre os grupos (C: 40,1 ± 7,9 versus T: 34,8±10 min; p=0,047, C: 43,8±9,4 versus T: 37,4±11 min; p=0,045 e C: 49,9±12,2 versus T: 41,7±13,1 min; p=0,026, respectivamente). O tempo necessário para a estabilização da altura de T1 não mostrou diferença estatística entre os grupos (C: 195±203 versus T: 116±81,6 s; p=0,093). Os valores de altura inicial de T1 mostraram diferença significativa entre os grupos (C: 98 versus T: 82,7%; p < 0,001). Os valores de altura final de T1 também mostraram diferença significante entre os grupos (C: 95,3 versus T: 69,3%; p < 0,001). Conclusões: o estímulo tetânico encurtou o tempo normalizado das relações da sequência de quatro estímulos 0,7, 0,8 e 0,9. As alturas inicial e final de T1 foram menores no grupo tétano. Não houve diferença estatística entre os grupos relativo ao tempo necessário para estabilização da altura de T1. Os ajustes do monitor (corrente elétrica e sensibilidade) não apresentaram diferenças entre os gruposEffect of tetanic stimulation, prior to calibration, on the onset of action and recovery times of neuromuscular blockade in pediatric patients / Background and objective: objective neuromuscular monitoring is evidence-based medical practice and should be routinely used when using neuromuscular blocking drugs. However, research related to this monitoring in pediatric patients is not widely documented as in adults. In clinical research, the neuromuscular monitor should have a stable response (less than 5% change in T1 height) for a period of two to five minutes before administration of the neuromuscular block agent. The time required to achieve this stability in response may vary, but may be shortened by the application of a tetanic stimulus for 5 seconds. It was hypothesized that the application of tetanic stimulus prior to calibration could lead to differences in the parameters of onset of action and recovery times. The primary outcome of this study was to compare time to onset and recovery times after single dose rocuronium 0.6 mg.kg-1 followed by spontaneous recovery between two groups of patients with different sequences for calibration (with and without use of tetanic stimulus). The secondary outcomes were the evaluation of the initial and final T1 height, time to obtain stability of T1 height and the following neuromuscular monitor settings: electric current and sensitivity. Methods: after approval by the Institutional Ethics Committee and obtaining the informed consent of those responsible for the patient, were included in the study 50 patients, physical status 1 or 2, from 2 to 11 years, scheduled for abdominal and/or perineal surgeries with estimated surgical time greater than 60 minutes. Patients (25 per group) underwent intravenous anesthesia and were allocated randomly to receive tetanus stimulation (group T) or not (group C) prior to calibration of the monitor. After calibration of the monitor, train-of-four mode was initiated and maintained at interval of 15 seconds. Results: there was no significant difference in onset of action (C: 57,5±16,9 versus T: 58,3±31,2 s; p=0,917). The train-of-four normalized times 0.7, 0.8 and 0.9 differed significantly between the groups (C: 40,1±7,9 versus T: 34,8±10 min; p=0,047, C: 43,8±9,4 versus T: 37,4±11 min; p=0,045 and C: 49,9±12,2 versus T: 41,7±13,1 min; p=0,026, respectively). The time required to stabilize the T1 height did not show statistical difference between the groups (C: 195±203 versus T: 116±81,6 s; p=0,093), The initial values of T1 height showed a significant difference between the groups (C: 98 versus T: 82,7%; p < 0,001). The final T1 height values also showed a significant difference between the groups (C: 95,3 versus T: 69,3%; p < 0,001). Conclusions: the tetanic stimulus shortened the normalized time of the fourstimulus sequence ratios 0.7, 0.8, and 0.9. The initial and final T1 heights were lower in the tetanus group. There was no statistical difference between the groups regarding the time required to stabilize the T1 height. The monitor settings (electric current and sensitivity) did not show differences between groups. Trial registration: Clinicaltrials.gov identifier: NCT0249867

Introdução e objetivos: a monitorização neuromuscular objetiva é prática médica baseada em evidências e deve ser empregada rotineiramente quando do uso de fármacos bloqueadores neuromusculares. Entretanto, pesquisas relacionadas a esta monitorização em pacientes pediátricos não estão vastamente documentadas como nos adultos. Em pesquisa clínica, o monitor neuromuscular deve apresentar resposta estável (menor que 5% de variação na altura de T1) por um período de dois a cinco minutos antes da administração do bloqueador neuromuscular. O tempo necessário para se alcançar esta estabilidade na resposta pode variar, mas pode ser encurtado por meio da aplicação de um estímulo tetânico por cinco segundos. Aventouse a hipótese de que a aplicação de estímulo tetânico antes da calibração poderia levar a diferenças nos parâmetros de início de ação e nos tempos de recuperação. O objetivo primário deste estudo foi comparar o tempo de início de ação e os tempos de recuperação após dose única de rocurônio 0,6 mg/kg seguido de recuperação espontânea, entre dois grupos de pacientes com sequências diferentes para a calibração (com e sem o uso de estímulo tetânico). Os objetivos secundários foram a avaliação da altura inicial e final de T1, tempo para se obter estabilidade da altura de T1 e os seguintes ajustes do monitor neuromuscular: corrente elétrica e sensibilidade. Método: consentimento informado dos responsáveis, foram incluídos no estudo 50 pacientes, estado físico 1 ou 2, de dois a 11 anos, agendados para cirurgias abdominais e/ou perineais com tempo cirúrgico estimado superior a 60 minutos. Os pacientes (25 por grupo) foram submetidos a anestesia intravenosa e alocados randomicamente para receber estímulo tetânico (grupo T) ou não (grupo C), antes da calibração do monitor. Após a calibração do monitor, a modalidade sequência de quatro estímulos foi iniciada e mantida em intervalo de 15 segundos. Resultados: não houve diferença significativa no início de ação (C: 57,5±16,9 versus T: 58,3±31,2 s; p=0,917). O tempo normalizado para as relações da sequência de quatro estímulos 0,7, 0,8 e 0,9 diferiram significativamente entre os grupos (C: 40,1 ± 7,9 versus T: 34,8±10 min; p=0,047, C: 43,8±9,4 versus T: 37,4±11 min; p=0,045 e C: 49,9±12,2 versus T: 41,7±13,1 min; p=0,026, respectivamente). O tempo necessário para a estabilização da altura de T1 não mostrou diferença estatística entre os grupos (C: 195±203 versus T: 116±81,6 s; p=0,093). Os valores de altura inicial de T1 mostraram diferença significativa entre os grupos (C: 98 versus T: 82,7%; p < 0,001). Os valores de altura final de T1 também mostraram diferença significante entre os grupos (C: 95,3 versus T: 69,3%; p < 0,001). Conclusões: o estímulo tetânico encurtou o tempo normalizado das relações da sequência de quatro estímulos 0,7, 0,8 e 0,9. As alturas inicial e final de T1 foram menores no grupo tétano. Não houve diferença estatística entre os grupos relativo ao tempo necessário para estabilização da altura de T1. Os ajustes do monitor (corrente elétrica e sensibilidade) não apresentaram diferenças entre os gruposEffect of tetanic stimulation, prior to calibration, on the onset of action and recovery times of neuromuscular blockade in pediatric patients / Background and objective: objective neuromuscular monitoring is evidence-based medical practice and should be routinely used when using neuromuscular blocking drugs. However, research related to this monitoring in pediatric patients is not widely documented as in adults. In clinical research, the neuromuscular monitor should have a stable response (less than 5% change in T1 height) for a period of two to five minutes before administration of the neuromuscular block agent. The time required to achieve this stability in response may vary, but may be shortened by the application of a tetanic stimulus for 5 seconds. It was hypothesized that the application of tetanic stimulus prior to calibration could lead to differences in the parameters of onset of action and recovery times. The primary outcome of this study was to compare time to onset and recovery times after single dose rocuronium 0.6 mg.kg-1 followed by spontaneous recovery between two groups of patients with different sequences for calibration (with and without use of tetanic stimulus). The secondary outcomes were the evaluation of the initial and final T1 height, time to obtain stability of T1 height and the following neuromuscular monitor settings: electric current and sensitivity. Methods: after approval by the Institutional Ethics Committee and obtaining the informed consent of those responsible for the patient, were included in the study 50 patients, physical status 1 or 2, from 2 to 11 years, scheduled for abdominal and/or perineal surgeries with estimated surgical time greater than 60 minutes. Patients (25 per group) underwent intravenous anesthesia and were allocated randomly to receive tetanus stimulation (group T) or not (group C) prior to calibration of the monitor. After calibration of the monitor, train-of-four mode was initiated and maintained at interval of 15 seconds. Results: there was no significant difference in onset of action (C: 57,5±16,9 versus T: 58,3±31,2 s; p=0,917). The train-of-four normalized times 0.7, 0.8 and 0.9 differed significantly between the groups (C: 40,1±7,9 versus T: 34,8±10 min; p=0,047, C: 43,8±9,4 versus T: 37,4±11 min; p=0,045 and C: 49,9±12,2 versus T: 41,7±13,1 min; p=0,026, respectively). The time required to stabilize the T1 height did not show statistical difference between the groups (C: 195±203 versus T: 116±81,6 s; p=0,093), The initial values of T1 height showed a significant difference between the groups (C: 98 versus T: 82,7%; p < 0,001). The final T1 height values also showed a significant difference between the groups (C: 95,3 versus T: 69,3%; p < 0,001). Conclusions: the tetanic stimulus shortened the normalized time of the fourstimulus sequence ratios 0.7, 0.8, and 0.9. The initial and final T1 heights were lower in the tetanus group. There was no statistical difference between the groups regarding the time required to stabilize the T1 height. The monitor settings (electric current and sensitivity) did not show differences between groups. Trial registration: Clinicaltrials.gov identifier: NCT0249867