Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Influence of ketamine or xylazine constant rate infusion on quality of anaesthesia, cardiopulmonary function and recovery in isoflurane anaesthetised horses - a clinical trial

Pöppel, Nina Franziska

The aim of this study was to compare the effects of three different anaesthetic protocols on cardiopulmonary function, end-tidal isoflurane and quality of recovery in isoflurane anaesthetised horses under clinical conditions. Fifty-one clinically healthy horses were randomly assigned to one of three treatment groups (n = 17). The horses were premedicated with acepromazine (0.03  mg  kg-1 IM), xylazine (0.5-1.0 mg kg-1 IV to effect) and butorphanol (0.025 mg kg-1 IV). Anaesthesia was induced with midazolam (0.06 mg kg-1 IV) and ketamine (2.2 mg kg-1 IV) and maintained with isoflurane in oxygen alone (I), or isoflurane balanced with either a constant rate infusion (CRI) of ketamine (IK) (1  mg kg-1 hour-1, stopped 20 minutes before end of anaesthesia) or a CRI of xylazine (IX) (1 mg kg-1 hour-1). All horses were mechanically ventilated (end-expiratory concentration of carbon dioxide between 4.6-6 kPa) using intermittent positive pressure ventilation. End-expiratory concentration of isoflurane (ETISO) was adjusted to an anaesthetic-depth-scoring system by the same anaesthetist. Mean arterial pressure (MAP) was maintained above 70 mmHg with dobutamine if required. Heart rate (HR), respiratory rate (RR), MAP, ETISO, cardiac output (CO; lithium dilution method) and arterial blood gases (PaO2, PaCO2) were measured at set time intervals. Cardiac index (CI), systemic vascular resistance (SVR), stroke volume (SV), arterial oxygen content (CaO2) and oxygen delivery (DO2) were calculated. Groups I and IK received xylazine (0.25 mg kg-1 IV) before recovery. Recovery quality was scored from 11 (best) to 100 (worst) and recovery times (time to first movement, sternal recumbency and standing) recorded. Data were analysed using one-way analysis of variance (ANOVA) and ANOVA for repeated measurements (p< 0.05). Mean averaged HR (31 ± 3 beats minute-1) was significantly lowest and MAP (90 ± 13 mmHg) was significantly highest in group IX. Isoflurane requirements (ETISO, vol %) were significantly reduced up to 20 % using balanced anaesthesia techniques (IK: 0.97 ± 0.08; IX: 0.95 ± 0.07) compared to group I (1.16  ±  0.13). To maintain MAP above 70 mmHg, groups I and IK required median [minimum – maximum] dose of dobutamine (μg kg-1 minute-1) at 0.38 [0.16  – 1.00] and 0.22 [0.07 – 1.20], respectively, which was significantly higher (p < 0.0001) compared to group IX, in which dobutamine was rarely infused. Differences in other cardiopulmonary parameters (CO, CI, SV, CaO2, DO2 and arterial blood gases) did not reach statistical significance. All horses recovered well, with a significant (p < 0.0407) difference between group IK (22 [13 – 45]) and IX (15 [11 – 42]). In conclusion, cardiopulmonary parameters were maintained within clinically acceptable ranges with all three protocols without clinically relevant differences in recovery quality, but with pronounced differences in required blood pressure support. Especially xylazine supplementation resulted in a pronounced reduction of anaesthetic requirements and less blood pressure support without clinically adverse impact on cardiovascular function.

Ziel der Studie war es, sowohl die zwei balancierten Anästhesieprotokolle Isofluran-Ketamin und Isofluran-Xylazin untereinander, als auch jeweils mit einer Isofluranmononarkose hinsichtlich der kardiopulmonalen Stabilität, der dafür benötigten Isoflurankonzentration und der Qualität der Aufstehphase zu vergleichen. Einundfünfzig klinisch gesunde Pferde wurden randomisiert einer von drei Anästhesiegruppen zugeteilt. Alle Tiere wurden mit Acepromazin (0,03  mg/kg i.m.), Xylazin (0,5-1,0 mg/kg i.v.) und Butorphanol (0,025 mg/kg i.v.) sediert und die Anästhesie mittels Ketamin (2,2 mg/kg i.v.) und Midazolam (0,06 mg/kg i.v.) eingeleitet. Die Aufrechterhaltung der Narkose erfolgte entweder mit Isofluran alleine (Gruppe I), oder mit Isofluran in Kombination mit einer Dauertropfinfusion Ketamin (1 mg/kg/Stunde) (Gruppe IK) beziehungsweise Xylazin (1 mg/kg/Stunde) (Gruppe IX). Spätestens nach einer Narkosedauer von zwei Stunden wurde die Dosierung der Ketamininfusion halbiert und spätestens 20 Minuten vor Narkoseausleitung beendet. Alle Pferde wurden mit intermittierender, positiver Druckbeatmung ventiliert (end-exspiratorischer Kohlenstoffdioxidgehalt zwischen 4,7 und 6 kPa) und die end-exspiratorische Isoflurankonzentration (ETISO) nach einem Anästhesietiefenpunktesystem durch den gleichen Anästhesisten nach Bedarf eingestellt. Der mittlere arterielle Blutdruck (MAD) wurde mit Hilfe von Dobutamin ≥ 70 mmHg gehalten. Herz- und Atemfrequenz, MAD, ETISO, arterielle Blutgase und das Herzminutenvolumen (Lithiumdilution) wurden kontinuierlich gemessen. Herzindex (CI), der systemisch vaskuläre Widerstand (SVR), das Schlagvolumen (SV), die arterielle Sauerstoffkonzentration (CaO2) und die arterielle Sauerstoffaufnahme (DO2) wurden berechnet. Die Gruppen I und IK erhielten 0,25 mg/kg Xylazin kurz vor der Aufstehphase. Die Beurteilung dieser hinsichtlich der Qualität erfolgte nach einem Punktesystem von 11 (ideal) bis 100 (sehr schlecht). Die Dauer bis zur ersten Bewegung, bis zum Erreichen der Brustlage und bis zum sicheren Stand wurde notiert. Die Daten wurden mit einer Varianzanalyse für Messwiederholungen (p< 0.05) ausgewertet. Die mittlere Herzfrequenz (31 ± 3 Schläge/Minute) war im Vergleich zu beiden anderen Gruppen in der Gruppe IX signifikant am niedrigsten. Beide balancierten Anästhesieprotokolle führten zu einer statistisch signifikanten Reduktion des Isofluranbedarfes (ETISO (Volumen %); IK: 0,97 ± 0,08; IX: 0,95 ± 0,07) um ca. 20 %, verglichen mit dem über die Anästhesiedauer gemitteltem ETISO (1,16 ± 0,13 Volumen %) der Gruppe I. Pferde in Gruppe IX zeigten einen MAD von durchschnittlich 90 ± 13 mmHg ohne Dobutamin. Sowohl der mittlere MAD (I: 71 ± 8 mmHg; IK: 76 ± 7 mmHg), als auch der mediane Dobutaminbedarf (I:  0,38 μg/kg/Minute; IK: 0,22 μg/kg/Minute) der anderen Gruppen unterschied sich hiervon hochsignifikant (p< 0.0001). Keine Unterschiede zwischen den Gruppen zeigten sich hinsichtlich Atemfrequenz, Herzminutenvolumen, CI, SV, CaO2, DO2, SVR und arteriellen Blutgase. Alle Pferde zeigten insgesamt eine gute Aufstehqualität, die in Gruppe IX (15 [11 – 42]) leicht (p< 0,0407) besser war als in Gruppe IK (22 [13 – 45]). Zusammenfassend konnte eine kreislaufstabile Narkose, gefolgt von einer guten Aufstehqualität, mit allen drei getesteten Anästhesieprotokollen erreicht werden, allerdings bedurften Pferde unter Isofluranmononarkose hierfür deutlich mehr kreislaufunterstützende Maßnahmen. Vor allem durch die Supplementierung von Xylazin zu einer Inhalationsnarkose konnte die benötigte Isoflurankonzentration reduziert und die Kreislaufsituation besser stabil gehalten werden. Zusätzlich zeichnete sich dieses Anästhesieprotokoll durch eine gute Steuerbarkeit und eine leichte Aufrechterhaltung der adäquaten Anästhesietiefe, bei gleichzeitig sehr konstanten und über die Zeit kaum veränderten Kreislaufverhältnissen, aus.

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Pöppel, Nina Franziska: Influence of ketamine or xylazine constant rate infusion on quality of anaesthesia, cardiopulmonary function and recovery in isoflurane anaesthetised horses - a clinical trial. Hannover 2013. Tierärztliche Hochschule.

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