Hersensactiviteit toont bewusteloosheid en pijnloosheid aan bij de narcose

door Siem Simonis

Nicole de Beer kreeg haar interesse voor de geneeskunde al tijdens haar studie elektrotechniek aan de TUE, waar ze afstudeerde bij de vakgroep Medische Elektrotechniek. Haar promotieonderzoek bij dezelfde vakgroep viel binnen het programma van het SOBU (Samenwerkingsorgaan Brabantse Universiteiten). Voor dit zesentwintig jaar oude samenwerkingsverband met de Tilburgse universiteit is het een primeur dat twee aio’s samenwerken aan één promotieonderzoek. De Beer werkte samen met Hannie van Hooff, die in Tilburg promoveert bij de sectie Psychonomie.
De belangrijkste indicatoren voor de anesthesist om te zien of de gebruikte anesthetica werken zijn de bloeddruk en de hartslag. Vooral bij open-hart operaties, waar de hart- en longfunctie door apparatuur is overgenomen, blijkt het moeilijk de narcose te bewaken. Maar ook bij operaties waar slechts weinig verdovingsmiddel kan worden toegediend, heeft de anesthesist het moeilijker. Dit is bijvoorbeeld het geval bij een keizersnede, waar de baby geen schade mag oplopen door de narcose. De Beer: ‘Ik heb voor mijn onderzoek alleen gemeten heb bij open-hartoperaties. In de afgelopen vijf jaar ben ik bij meer dan vijftig operaties aanwezig geweest in het Eindhovense Catharinaziekenhuis.’
Moet je niet over een ijzeren maag beschikken om dit soort onderzoek te doen? De Beer vertelt glimlachend: ‘De tweede keer dat ik bij zo’n open-hart operatie was, ging ik bijna onderuit. De eerste keer was ik denk ik te druk bezig met mijn metingen. Na een tijdje wen je er wel aan, dan wordt het routine. Maar bij sternotomie (het doorzagen van het borstbeen -SS) keek ik wel altijd de andere kant op. Dat stinkt, ziet er verschrikkelijk uit, en het geluid gaat door merg en been.’

AEP-signalen
Voor het onderzoek plakten de onderzoekers een tiental plakkertjes op het hoofd van de patiënt. Ook kreeg deze oortelefoontjes in. De plakkers maten de elektrische hersenactiviteit. De oortelefoontjes gaven klikjes en piepjes te horen. Op het EEG is dan even later de reactie van de hersenen op dit auditieve signaal te zien. Dit is de auditory evoked potential (AEP).
De Beer: ‘De AEP-signalen zijn een factor honderd kleiner dan de gewone uitslagen in het EEG. Het zijn signalen van enkele microvolt. Je hebt dus al gauw last van storing van de andere apparatuur die in de operatiekamer staat.’
Een van de belangrijkste stoorsignalen was afkomstig van de incisiescalpel. De chirurg maakt gebruik van een soort antenne die zeer hoog frequente pulsen in het bereik van de megaHerzen uitzendt. Door deze energetische pulsen, met een vermogen van driehonderd Watt, kan het apparaat snijden. De Beer vertelt: ‘Op sommige momenten moest ik de chirurg vragen het werk even stil te leggen, zodat ik kon meten. Gelukkig waren de chirurgen heel erg behulpzaam.’

Pijngevoeligheid
Onderzocht is of met behulp van het EEG en de AEP de bewusteloosheid en de pijnloosheid van de patiënt te meten was. Vooral de AEP bleek te reageren op de aangeboden pijnprikkel. Deze prikkel was overigens niet gering, namelijk het doorzagen van het borstbeen. De Beer: ‘Na deze pijnprikkel was een piek in de AEP te zien. Maar ook bleek het mogelijk de AEP te gebruiken om bij patiënten aan het begin van de operatie te voorspellen hoe zij op een pijnprikkel zullen reageren. Met een combinatie van aflezingen uit de AEP en het EEG en metingen van hartslag en bloeddruk bij het begin van de narcose bleek het mogelijk om bij 72 procent van de patiënten correct te voorspellen of ze zouden reageren op de pijnprikkel.’ Voor de anesthesist is het kunnen voorspellen van de ‘pijngevoeligheid’ van de patiënt natuurlijk zeer waardevol.
Bij het onderzoek naar de mate van bewusteloosheid kwam de kennis van de Tilburgse promovendus om de hoek kijken. Op twee verschillende manieren zijn metingen gedaan aan de bewusteloosheid. Ten eerste met de zogenaamde oddball-metingen. Bij dit experiment krijgt de patiënt twee soorten tonen te horen: één lage toon die regelmatig aangeboden wordt en een hogere toon die op willekeurige momenten weerklonk. Uit de AEP konden de onderzoekers opmaken of de patiënt nog onderscheid kon maken tussen de lage en de hoge tonen, hetgeen een maat voor de bewusteloosheid is. Bovendien werd een zogenaamde impliciete geheugentest uitgevoerd.

Woordjes
Voor deze geheugentest kregen de testpersonen voor de operatie een rijtje woorden te horen. Tijdens de operatie werd een ander rijtje opgenoemd. ‘Slang, vlieg, geit, beer, vis’, dreunt De Beer direct op. ‘Na de operatie lieten we de patiënten een hele rij woorden horen. Ze moesten dan zeggen of ze het woord de dag ervoor geleerd hadden, of het woord nieuw was, of dat er zomaar een belletje ging rinkelen. Daarbij maten we ook weer de reactie van de hersenen op die woorden. In een voorstudie leek het dat mensen onder narcose soms onderbewust wat van die testwoorden onthouden, maar daar hebben we in het eigenlijke onderzoek geen bewijs meer voor gevonden.’
Het meest opvallende resultaat van de Beer’s onderzoek is wel dat metingen van het EEG en de AEP te gebruiken zijn om de mate van pijnloosheid en bewusteloosheid apart van elkaar te beoordelen. Vooral de AEP is hiervoor geschikt. Uit de onderzoeksresultaten blijkt dat bij een hogere mate van pijnloosheid, de amplitude van de AEP kleiner wordt. De hersenen reageren dus minder sterk op een auditieve prikkel. Bij een grotere mate van bewusteloosheid is uit de AEP echter af te lezen dat de hersenen later reageren op een geluidssignaal.

Anesthesie wordt alsmaar complexer

Anesthesie is een discipline van de geneeskunst waarbij naast een grote hoeveelheid kennis ook een flinke dosis fingerspitzengefühl nodig is. Het is een tak van de medische wetenschap waar de specialisten veel op ervaring werken. De hoeveelheid anesthetica die wordt toegediend is afhankelijk van het gewicht en de fysieke conditie van de patiënt. Tijdens de operatie kijkt deze medicus vooral naar de bloeddruk en de hartslag. Maar ook let hij op andere zaken: of de patiënt veel zweet bijvoorbeeld. Meestal gaat er niks mis bij een narcose. Slechts eens in de duizend keer gaat niet alles naar wens. Zo is het wel eens voorgekomen dat een patiënt hele delen van de gesprekken uit de operatiekamer kon navertellen. Deze persoon was dus niet helemaal weg.
Naarmate de anesthetica beter worden, wordt de anesthesie ingewikkelder. Deze paradox is als volgt te verklaren. De patiënt krijgt verschillende stoffen toegediend, onder andere spierverslap-pende middelen. De chirurg wil natuurlijk niet graag tijdens de operatie dat een been of een arm schokbewegingen begint te maken. Maar voor de anesthesist is het moeilijk spierverslapping niet te verwarren met verdoving. Doordat de patiënt verlamd is, zal hij geen reactie vertonen op een pijnprikkel. Maar het is nog wel mogelijk dat hij deze prikkel voelt.
Vroeger diende de anesthesist alleen ether toe voor de verdoving. Tegenwoordig staat hem een hele apotheek aan verdovingsmiddelen ter beschikking. Hij maakt gebruik van gassen en injectiestoffen om de patiënt onder narcose te brengen. Het is eigenlijk niet juist te spreken over dè narcose, aangezien deze uit verschillende as-pecten bestaat. De anesthesist wil bewusteloosheid, pijnloos-heid en spierverslapping bewerkstelligen. Bovendien probeert hij de autonome reflexen te onderdrukken.
Pijnloosheid bereikt hij met behulp van opiaten, van morfine afgeleide stoffen. Voor spierverslapping wordt een stof geïnjecteerd die is afgeleid van curare. Curare is de giftige stof waarmee Amazone-indianen hun pijlpunten bewerkten. Deze stof kan de dood tot gevolg hebben, doordat door de spierverslapping de ademhaling stopt. Onderdrukking van de autonome reflexen is belangrijk, aangezien het lichaam over een groot recuperatievermogen beschikt. De anesthesist wil graag de bloeddruk van de patiënt laag houden om bloedingen tegen te gaan. Door de autonome reflexen zou de bloeddruk kunnen gaan stijgen.