Performance pharmacodynamique prédictive du modèle pharmacocinétique-pharmacodynamique d'Eleveld pour le propofol : comparaison des indices bispectraux prédits et mesurés

Anesthésiologie Médecine
Propofol Pharmacocinétique Pharmacodynamique Indice bispectral Anesthésie intraveineuse Simulation informatique Erreur de prédiction

Dans le domaine de l’anesthésiologie, le propofol est un agent anesthésique intraveineux largement utilisé. Les modèles pharmacocinétiques (Pharmacokinetics, PK) et pharmacodynamiques (Pharmacodynamics, PD) du propofol sont essentiels pour un contrôle précis de la profondeur de l’anesthésie. Le modèle d’Eleveld est un modèle PK-PD largement utilisé pour le propofol, capable de prédire les concentrations plasmatiques, les concentrations au site d’effet et les valeurs associées de l’indice bispectral (Bispectral Index, BIS). Le BIS est un indicateur de la profondeur de l’anesthésie, dérivé de l’électroencéphalogramme (EEG), et est couramment utilisé en clinique.

Bien que le modèle d’Eleveld soit performant pour prédire les concentrations de propofol, sa capacité à prédire les valeurs de BIS reste incertaine. En particulier, dans le cadre de l’anesthésie intraveineuse totale (Total Intravenous Anaesthesia, TIVA), la précision de la prédiction des valeurs de BIS est cruciale pour un contrôle précis de la profondeur de l’anesthésie. Par conséquent, cette étude vise à évaluer la performance du modèle d’Eleveld dans la prédiction des valeurs de BIS pendant la TIVA, en examinant s’il peut prédire de manière fiable les valeurs de BIS mesurées.

Source de l’article

Cet article a été rédigé par Ettienne Coetzee, Johan F. Coetzee (Jeff) et Marlis Haasbroek, respectivement affiliés au Département d’anesthésie et de médecine périopératoire de l’Université du Cap et au Département d’anesthésiologie et de soins intensifs de l’Université de Stellenbosch. L’article a été publié le 23 août 2024 dans le British Journal of Anaesthesia (BJA), sous le titre Predictive pharmacodynamic performance of the Eleveld pharmacokinetic-pharmacodynamic model for propofol: comparison of predicted and measured bispectral index.

Méthodologie

Participants et échantillonnage

L’étude a inclus 40 adultes en bonne santé (état physique ASA 1-2) subissant une chirurgie des membres inférieurs, âgés de 18 à 65 ans. Les critères d’exclusion comprenaient un poids inférieur à 70 % ou supérieur à 130 % du poids idéal, des troubles neurologiques, des dysfonctionnements cardiaques, rénaux ou hépatiques, des myopathies ou dystrophies musculaires, des problèmes potentiels des voies aériennes, l’utilisation récente de médicaments psychoactifs, la nécessité d’une prémédication et une capacité de décision altérée.

Conception et déroulement de l’étude

  1. Induction de l’anesthésie : Aucun participant n’a reçu de prémédication. Avant l’induction, les chercheurs ont connecté les participants à des dispositifs de surveillance et ont établi une voie intraveineuse de 18G. Les paramètres surveillés comprenaient l’électrocardiogramme, la saturation en oxygène, la pression artérielle non invasive, la pression partielle d’oxygène inspirée, la capnographie, le BIS et la surveillance de la curarisation (TOF).

  2. Administration des médicaments : Le réfentanil (Remifentanil) a été administré par perfusion à objectif de concentration (Target-Controlled Infusion, TCI), avec une concentration initiale au site d’effet (Ce) de 3 ng/ml. Le propofol a été administré par perfusion guidée par objectif (Target-Guided Infusion, TGI), basée sur le modèle d’Eleveld et guidée en temps réel par deux logiciels de simulation pharmacocinétique (PKPD Tools et StelSim).

  3. Prédiction des valeurs de BIS : Le modèle d’Eleveld a été utilisé pour prédire les valeurs de BIS, et une analyse de Bland-Altman a été réalisée pour évaluer la concordance entre les valeurs prédites et mesurées. De plus, une analyse de Bland-Altman a été effectuée sur les données supplémentaires fournies par le modèle d’Eleveld.

Analyse des données

  1. Calcul des erreurs de prédiction : Les erreurs de prédiction (Prediction Error, PE) et les erreurs absolues de prédiction (Absolute Prediction Error, APE) ont été calculées pour chaque participant, ainsi que l’erreur médiane de prédiction (Median Prediction Error, MDPE) et l’erreur absolue médiane de prédiction (Median Absolute Prediction Error, MDAPE).

  2. Analyse de Bland-Altman : Une analyse de Bland-Altman a été réalisée pour évaluer la concordance entre les valeurs prédites et mesurées, en calculant le biais moyen (Mean Bias) et les limites de concordance (Limits of Agreement, LoA).

  3. Analyse des données supplémentaires : Une analyse de Bland-Altman a été effectuée sur les données supplémentaires du modèle d’Eleveld pour valider la fiabilité des résultats de l’étude.

Résultats principaux

  1. Erreurs de prédiction : Bien que les erreurs médianes de prédiction soient faibles (MDPE de -1,9, MDAPE de 10), les plages d’erreurs étaient larges (MDPE de -18,5 à 24,3, MDAPE de 1,7 à 24,3). 47,8 % des valeurs de MDAPE dépassaient 10 unités BIS, indiquant des erreurs de prédiction importantes.

  2. Analyse de Bland-Altman : L’analyse de Bland-Altman a montré un biais moyen faible (-0,52 unités BIS), mais des limites de concordance larges (-27,7 à 26,2). Les limites de concordance pour chaque participant n’ont pas atteint les critères d’interchangeabilité, indiquant des variations individuelles importantes entre les valeurs prédites et mesurées.

  3. Analyse des données supplémentaires : L’analyse de Bland-Altman des données supplémentaires du modèle d’Eleveld a donné des résultats similaires à ceux de l’étude, confirmant les limites du modèle dans la prédiction des valeurs de BIS.

Conclusion

Bien que le modèle d’Eleveld soit performant pour prédire les concentrations de propofol, sa capacité à prédire les valeurs de BIS présente des variations individuelles importantes et des incertitudes. Les résultats suggèrent que les valeurs de BIS prédites par le modèle d’Eleveld doivent être interprétées avec prudence, en particulier lors de l’ajustement des concentrations cibles pour atteindre des valeurs de BIS souhaitées. Par conséquent, le modèle d’Eleveld devrait être utilisé en combinaison avec d’autres méthodes de surveillance pour assurer un contrôle précis de la profondeur de l’anesthésie.

Points forts de l’étude

  1. Découverte importante : Le modèle d’Eleveld présente des variations individuelles importantes dans la prédiction des valeurs de BIS, bien que les erreurs médianes de prédiction soient faibles, ce qui limite son utilisation clinique.

  2. Innovation méthodologique : L’étude a utilisé deux logiciels de simulation pharmacocinétique (PKPD Tools et StelSim) pour guider les perfusions en temps réel, assurant la précision et la fiabilité des données expérimentales.

  3. Signification clinique : Les résultats suggèrent que les anesthésistes doivent être prudents lorsqu’ils utilisent le modèle d’Eleveld pour prédire les valeurs de BIS, en particulier dans des environnements où les moniteurs BIS ne sont pas disponibles, car les erreurs de prédiction pourraient entraîner un contrôle inadéquat de la profondeur de l’anesthésie.

Valeur de l’étude

Cette étude fournit une validation clinique importante de la performance du modèle d’Eleveld dans la prédiction des valeurs de BIS, révélant ses limites dans les applications cliniques. Les résultats ont une signification importante pour les anesthésistes cherchant à contrôler avec précision la profondeur de l’anesthésie pendant la TIVA, en particulier dans des environnements où les moniteurs BIS ne sont pas disponibles. Les valeurs prédites par le modèle d’Eleveld doivent être interprétées en combinaison avec d’autres indicateurs cliniques pour une prise de décision éclairée.