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Chapter 7. Inhalation Anesthetics

Chapter 7. Inhalation Anesthetics. 경희의료원 마취통증의학과 R1 허 협. Inhalation anesthetics. First universally accepted general anesthetics - nitrous oxide, chloroform and ether. Ethyl chloride, ethylene, and cyclopropane were also used

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Chapter 7. Inhalation Anesthetics

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  1. Chapter 7. Inhalation Anesthetics 경희의료원 마취통증의학과 R1 허 협

  2. Inhalation anesthetics • First universally accepted general anesthetics - nitrous oxide, chloroform and ether. • Ethyl chloride, ethylene, and cyclopropane were also used - particularly popular ; fast induction - but toxicity and flammability led to their withdrawal from the market • Methoxyflurane and enflurane are no longer used ; toxicity & efficacy 1) Methoxyflurane : the most potent inhalation agent but vasopressin-resistant, high output, renal failure 2) Enflurane : nonpungent odor and nonflammable at clinical concentration but depresses myocardial contractility, sensitizes the myocardium to epinephrine, increases the secretion of CSF & resistance to CSF outflow • Five inhalation agents continue to be used in clinical anesthesiology : nitrous oxide, halothane, isoflurane, desflurane, and sevoflurane.

  3. Inhalation anesthetics • The course of general anesthesia 1) Induction (마취유도) 2) Maintenance (마취유지) 3) Emergence (마취회복) • Inhalation anesthetics are particularly useful in the induction of pediatric patients ; it may be difficult to start an iv line. • adults prefer rapid induction with intravenous agents. • regardless of the patient’s age, anesthesia is often maintained with inhalation agent • emergence depends primarily upon the pulmonary elimination of agents

  4. Inhalation anesthetics • Pharmacokinetics (약동학) ① relationship between a drug’s dose, tissue concentration, and elapsed time ② how a body affects a drug • Pharmacodynamics(약력학) ① the study of drug action, including toxic responses ② how a drug affects a body • Clinical pharmacology of individual agents Nitrous oxide, Halothane, Isoflurane, Desflurane, Sevoflurane

  5. Pharmacokinetics of Inhalation anesthetics • Although the mechanism of action of inhalation anesthetics remains unknown, it is assumed that their ultimate effect depends on attainment of a therapeutic tissue concentration in the central nervous system. • There many steps, between the administration of an anesthetic from a vaporizer and its deposition in the brain

  6. Pharmacokinetics of Inhalation anesthetics

  7. Pharmacokinetics of inhalation anesthetics -Factors affecting inspiratory concentration(FI ) 1) fresh gas flow rate(FGF rate) 2) volume of the breathing system(breathing circuit volume) 3) any absorption by the machine or breathing circuit(circuit absorption) the higher the FGF rate, the smaller the breathing system volume, the lower the circuit absorption → the closer the inspired gas concentration will be to the fresh gas concentration → the faster induction, recovery times

  8. Pharmacokinetics of inhalation anesthetics -Factors affecting alveolar concentration(FA ) • 1. Uptake • 2. Ventilation • 3. Concentration

  9. Pharmacokinetics of inhalation anesthetics -Factors affecting alveolar concentration(FA ) • 1. Uptake ① FA/FI <1.0 : 마취약제의 uptake가 없다면, FA 는 빠르게 FI와 같아질것이다. 그러나 마취약제의 uptake로 인해 FI > FA 가 되므로 FA/FI <1.0 가 된다. ② Anesthetic agent의 uptake가 클수록, alveolar concentration이 증가하는 정도가 느릴수록  FA/Fi는 낮다 ③ gas의 concentration은 그 partial pressure에 직접적으로 비례한다. alveolar partial pressure는 blood내 anesthetic partial pressure를 결정하고 이것은 brain tissue concentration에 직접적으로 비례하므로 매우 중요하다. ④ Anesthetic agent의 uptake가 클수록, inspired concentration(Fi)과 alveolar concentrations(FA),의 차이가 클수록  induction의 속도는 느려진다

  10. Pharmacokinetics of inhalation anesthetics -Factors affecting alveolar concentration(FA ) • Anesthetic uptake factors 1) solubility in the blood 2) alveolar blood flow 3) difference in partial pressure between alveolar gas and venous blood Uptake = λ x Q x (PA-PV) / barometrc pr. (Q : cardiac output)

  11. Pharmacokinetics of inhalation anesthetics -Factors affecting alveolar concentration(FA ) 1) solubility in the blood (용해도) ① Insoluble agents(N2O)가 soluble agents(halothane) 보다 blood에 덜 녹는다 ∴ N2O 의 FA가 Halothane의 FA보다 더 빨리 증가함-> induction이 빠르다 ② Partition coefficients(λ:분배계수) relative solubilities of an anesthetic in air, blood, and tissues :즉 평형상태에서 두개의 상(액체와 가스상태등)간의 마취제의 농도비율을 나타내 는 것으로 마취제의 용해도를 나타낸다. (ex.isoflurane(λ: 1.4) : 평형상태에서 blood내 isoflurane농도가 alveolar내 isoflurane 농도보다 1.4배 더 높다는것을 의미함) ③ blood/gas partition coefficient가 크다.  마취 약제의 blood내로의 solubility가 크다는것을 의미하고 pulmonary circulation에 의한 마취 약제의 흡수(uptake)가 커진다. solubility가 크면 alveolar partial pressure 가 더 느리게 오르고 induction이 더 길 어진다.

  12. Pharmacokinetics of inhalation anesthetics -Factors affecting alveolar concentration(FA ) 2) alveolar blood flow ① in the absence of pulmonary shunting : equal to cardiac output ex) cardiac output ↑ → anesthetic uptake ↑, alveolar partial pressure 증가가 늦어지고, induction이 지연된다. ② insoluble agent는 alveolar blood flow의 영향을 별로 받지 않는다 ③ soluble agent사용시 low cardiac output 일 경우, 폐포농도가 급격히 증가하 여 과용량이 투여되어 soluble agent의 overdosage를 야기하기도 한다

  13. Pharmacokinetics of inhalation anesthetics -Factors affecting alveolar concentration(FA ) 3) difference in partial pressure between alveolar gas and venous blood - tissue uptake의 결과 (tissue uptake가 없다면 Alveolar to venous partial pr.difference는 0) -tissue uptake 결정인자 1) tissue solubility of the agent( tissue/blood partition coefficient) 2) tissue blood flow 3) difference in partial pressure between arterial blood and the tissue

  14. Pharmacokinetics of inhalation anesthetics -Factors affecting alveolar concentration(FA ) - tissue는 solubility와 blood flow에 의해 4개의 group으로 구분된다 1. vessel-rich group ex) brain, heart, liver, kidney, endocrine organ 2. muscle group ex) skin, muscle 3. fat group 4. vessel-poor group ex) bone, ligament, teeth, hair, cartilage Vessel-rich group으로 갈수록 blood의 tissue perfusion이 잘 일어나고 Vessel-poor group으로 갈수록 blood의 tissue perfusion이 잘 일어나지 않는다.

  15. Pharmacokinetics of inhalation anesthetics -Factors affecting alveolar concentration(FA ) • Initial rise of rate of FA/FI :처음 induction시 uptake가 없으므로 ventilation에 의해 FA/FI가 가파르게 상승 →ventilation increase FA/FI →alveolar/venous partial pr. difference↑ →uptake ↑ →초기의 빠른 FA/FI상승은 solubility가 높을수록 낮은 level에서 멈춤

  16. Pharmacokinetics of inhalation anesthetics -Factors affecting alveolar concentration(FA ) -각 tissue group의 마취 약제 흡수 양상의 차이를 설명하는 표

  17. Pharmacokinetics of inhalation anesthetics -Factors affecting alveolar concentration(FA ) 2. Ventilation pul. blood stream에 의해서 마취약제가 지속적으로 흡수되면서 alveolar concentration이 유지된다. (ventilation을 증가시키는 효과는  soluble agent에서의 FA/ FI 를 두드러지게 증가시킨다)

  18. Pharmacokinetics of inhalation anesthetics -Factors affecting alveolar concentration(FA ) 3. Concentration Concentration Effect :inspired anesthetic concentration↑ →alveolar concentration↑& FA/FI ↑

  19. Pharmacokinetics of inhalation anesthetics -Factors affecting alveolar concentration(FA ) Anesthetic gas가 50%흡수시 10/90=11% 40/60=66% :Anesthetic gas concentration이 4배 증가시 alveolar concentration이 6배 증가됨 → →

  20. Pharmacokinetics of inhalation anesthetics -Factors affecting alveolar concentration(FA ) Second gas effect : 두 가지 흡입 마취제중 어느 하나(일차가스)가 solubility가 높고 고농도로 존재한다면 일차가스의 흡수된 자리를 채우기 위한 환기가 촉진되어 다른 마취가스(이차가스)의 폐포 농도가 상대적으로 빨리 상승되어 마취가 촉진되는 현상 1% of second gas 1% of second gas (1.7%) 1% of second gas uptake of half of the N2O absorbed gases replaced by added ventilation 0.4% of second gas

  21. Pharmacokinetics of inhalation anesthetics-Factors affecting arterial concentration(Fa ) • Ventilation/perfusion mismatch alveolar anesthetic partial pr.와 arterial anesthetic partial pr.는 같다고 가정하지만 실제로 arterial partial pr.는 항상 end-expiratory gas보다 작다. 그 이유는 ① venous admixture ② alveolar dead space   ③ nonuniform alveolar gas distribution   ④ ventilation/perfusion mismatching의 존재 ->alveolar- arterial difference 를 증가시킴. V/Q mismatching시(ex.Atelectasis,emphysema,pneumonia) →alveolar partial pr.↑,alterial partial pr. ↓ :특히 poorly soluble agent에서 alveolar gas와 arterial blood pr.차이가 증 가

  22. Pharmacokinetics of inhalation anesthetics-Factors affecting elimination • Recovery from anesthesia는 brain tissue내의 anesthetic concentration을 낮추는것에 의한다. • Anesthetics can be eliminated by 1) biotransformation – alveolar partial pr.의 감소율의 증가로 설명됨. Methoxyflurane처럼 체내에서 대규모 대사가 일어나는 soluble anesthetics의 elimination에 크게 기여함 2) transcutaneous loss – diffusion through the skin : insignificant 3) exhalation Induction을 촉진시키는 요소들은 Recovery도 촉진시킨다. - Rebreathing에 의한 Elimination - high Fresh gas flows - low Anesthetic-circuit volume - low absorption by the Anesthetic-circuit - decreased Solubility - high CBF(Cerebral Blood Flow) - increased Ventilation

  23. Pharmacokinetics of inhalation anesthetics-Factors affecting elimination • Diffusion hypoxia on recovery from anesthesia with N2O 시 room air만을 흡입하도록 방치하였을 경우 다량의 N2O가 혈액에서 폐포 내로 확산되어 Diffusion hypoxia 가 유발됨. 1`. Directly affect oxygenation by displacing O2 2. diluting alveolar CO2 → respiratory drive 감소 →이를 방지하기 위해서는 N2O공급 중단 이후 100% O2를 5~10분간 흡입시킨다.

  24. Pharmacodynamics of inhalation anesthetics-Theories of anesthetic action • Pharmacodynamics(약력학) ① the study of drug action, including toxic responses ② how a drug affects a body • General anesthesia 1) reversible loss of consciousness 2) analgesia of the entire body 3) amnesia 4) muscle relaxation 을 특징으로 하는 altered physiological state • General anesthesia를 일으키는 물질 1) inert elements ( 불활성 물질 ex) xenon ) 2) simple inorganic compounds ( 무기 화합물 ex) nitrous oxide) 3) halogenated hydrocarbons ( 할로겐화 탄화수소 ex) halothane ) 4) complex organic structures ( 복합 유기 화합물 ex) barbiturate )

  25. Pharmacodynamics of inhalation anesthetics-Theories of anesthetic action • 마취 작용에 관한 이론 및 가설들 1) Agent-specific theory   2) Unitary hypothesis 3) Critical volume hypothesis 4) Fluidization theory of anesthesia

  26. Pharmacodynamics of inhalation anesthetics-Minimum Alveolar Concentration(MAC) • MAC (Minimum alveolar concentration) ① 정의 : surgical incision과 같은 standardized stimulus가 가해진 환자의 50% 가 움직이 지 않을 때의 흡입마취제의 alveolar concentration. ② MAC is a useful measure ; brain partial pressure를 반영 agents간의 potency를 비교할수 있게 해준다. experimental evaluation의 기준을 제공해 준다. ③ Mac value는 서로 다른 마취 약제의 값을 서로 합하여 사용 가능함 ex) 0.5 MAC의 N2O (53%)와 0.5 MAC의 Halothane (0.37%)의 mixture는 CNS를 depression시키는 1.0 MAC의 isoflurane(1.7%)과 거의 비슷하다. ④ 같은 MAC에서 CNS를 depression시키는 정도와 Myocardial depression시키는 정도는 다름 ex) 0.5 MAC의 Halothane이 0.5MAC의 N2O 보다 더 강력하게 Myocardial depression 을 일으킨다.

  27. Pharmacodynamics of inhalation anesthetics-Minimum Alveolar Concentration(MAC) ⑤ MAC은 dose-response curve상의 한 점을 나타낸다.  ED50,( median effective dose) ⑥ 1.3 MAC은 surgical incision과 같은 standardized stimulus이 가해진 환자에 있어서, 약 95% 정도가 자극에 반응을 보이지 않도록 할 수 있는 흡입마취제의 alveolar concentration 이다 ⑦ MAC Awake = 0.3 ~ 0.4 MAC ⑧ Physiological and pharmacological variables에 의해 MAC값은 변한다. 한가지 인상적인 점은 10년씩 나이가 많아질수록 MAC이 6% 씩 감소한다는 사실이다. ⑨ MAC은 인종, 성별, 마취지속시간과 무관하다.

  28. Pharmacodynamics of inhalation anesthetics-Minimum Alveolar Concentration(MAC)

  29. Clinicalpharmacology of inhalation anesthetics 1.Nitrous oxide ( N2O)( N2O:laughing gas) 1) physical properties ① 임상에서 쓰이는 유일한 inorganic anesthetic gas ② 무색, 무취 ③ 폭발성 無, 인화성 無 이나 O2연소에 도움을 주는 물질 ④ 상온, 대기압에서 gas형태로 존재, 일정 압력하에서 액체상태로 보관이 가능 ⑤ N2O는 비교적 저렴

  30. Clinicalpharmacology of inhalation anesthetics 2) effect on organ systems A. Cardiovascular system - N2O stimulate the sympathetic nervous system in vitro, N2O가 심근 수축(myocardial contractility)을 direct depress but, in vivo, N2O의 catecholamines에 대한 stimulation 에 의해서 → ① arterial blood pressure ② cardiac output ③ heart rate 가 변하지 않거나 오히 려 약간 증가됨 - N2O의 Myocardial depression이 unmasked 되는경우 ① coronary artery diseases 가 있는 환자 ② severe hypovolemia 의 경우 ∴ BP ↓  myocardial ischemia - pulmonary vascular smooth muscle의 constriction  pulmonary vascular resistance ↑ -> Rt. Ventricular end-diastolic pr. ↑ - endogenous catecholamine level ↑ → epinephrine induced arrhythmia의 higher incidence

  31. Clinicalpharmacology of inhalation anesthetics B. respiratory - N2O가 CNS stimulation, pulmonary stretch receptors activation -> increase respiratory rate ( tachypnea) decrease tidal volume : net effect -> minimal change in minute ventilation and resting arterial CO2 level - Hypoxic drive ① 정의 : carotid bodies 내에 있는 peripheral chemoreceptor에 의해 조절되는 arterial hypoxia에 반응하는 ventilatory response ② 아주 작은 양의 N2O에 의해서도 hypoxic drive가 매우 depression될 수 있다. C. cerebral ① increasing cerebral blood flow & cerebral blood volume -> mild elevation of intracranial pressure ② increase CMRO2 ( cerebral oxygen consumption ) ③ MAC이하의 N2O level을 유지하여 dental surgery 와 다른 minor procedures에서 analgesia 효과를 낼 수 있다.

  32. Clinicalpharmacology of inhalation anesthetics D. neuromuscular - not provide significant muscle relaxation - not a triggering agent of malignant hyperthermia E. Renal - N2O  renal vascular resistance ↑  renal blood flow ↓ : glomerular filtration rate(GFR) & urinary output ↓ F. hepatic - N2O  hepatic blood flow ↓ but other volatile agent에 비해 미미하다. G. gastrointestinal - N2O is cause of postoperative nausea & vomiting (∵ activation of the chemoreceptor trigger zone and the vomiting center in the medulla)

  33. Clinicalpharmacology of inhalation anesthetics 3) Biotransformation & toxicity - emergence(마취회복)시에 N2O is eliminated by exhalation : 대부분 diffuses out through skin :소량 biotransformation : 0.01%이하 - N2O는 Vitamine B12내부의 cobalt 원자의 비가역적 산화를 시킴으로써 Vitamine B12에 의존하는 enzyme을 억제  ① Myelin형성에 필요한 methionine synthetase ② DNA합성에 필요한 thymidylate synthetase 을 억제 ∴ N2O에 계속 노출될 경우  ① Bone marrow depression( ex) megaloblastic anemia )과 ② Neurological deficiencies ( ex) peripheral neuropathie와 pernicious anemia) 유발 - teratogenic effect : 임산부는 금기 - Polymorphonuclear leukocytes의 chemotaxis와 motility에 영향  infection에 대한 immunological response를 변화시킴

  34. Clinicalpharmacology of inhalation anesthetics 4) contraindication ① air embolism ② pneumothorax ③ acute intestinal obstruction, ④ intracranial air ( ex) dural closure나 pneumoencephalus로 인한 tension pneumocephalus) ⑤ pul. air cyst ⑥ intraocular air bubble ⑦ tympanic membrane grafting ⑧ Pulmonary HTN있는 환자 ( N2O의 pulmonary vasculature resistance ↑

  35. Clinicalpharmacology of inhalation anesthetics 5) drug interactions - N2O의 MAC값이 높아서 마취제로 단독 사용은 어렵고 more potent volatile agents와 함께 사용 - N2O도 neuromuscular blockade를 강화시키긴 하지만, 휘발성 마취약제 (volatile agents)에 비하면 약하다 - vaporizer를 통과하여 흐르는 N2O의 농도가 휘발성 마취약제의 농도에 영향을 줄 수 있다.

  36. Clinicalpharmacology of inhalation anesthetics 2. Halothane 1) physical properties ① 분자구조는 halogenated alkane ② 불연성 ③ 비폭발성 ④ 가격 저렴

  37. Clinicalpharmacology of inhalation anesthetics 2) effects on organ systems A. cardiovascular ① dose-dependent reduction of arterial blood pressure ② Halothane은 coronary artery vasodilator 이지만 Systemic arterial pressure ↓  coronary blood flow ↓ ③ 일반적으로 저혈압은 aortic arch와 carotid bifurcation 의 baroreceptor를 억제하여 vagal stimulation을 감소시키고 보상적으로 heart rate를 증가시킴 그러나 halothane이 이 reflex를 무디게 하고, sinoatrial node conduction을 느리게 하여,  Junctional rhythm이나 bradycardia를 유발 ④ 유아 : 심박수를 감소 & 심근수축력을 저하  심박출량을 감소시킴 ⑤ Halothane을 통한 마취시 cardiac arrhythmia가 유발 될 수 있는데 Halothane은 심장을 epinephrine의 arrhythmogenic effects에 감작시키므로 epinethrine을 투여 해야 할 경 우 1.5μg/kg이상 사용하는 것은 금기

  38. Clinicalpharmacology of inhalation anesthetics B. respiratory ① Halothane은 빠르고 얕은 호흡을 유발  증가된 호흡수는 감소된 tidal volume을 보상하기에는 역부족  alveolar ventilation이 감소되고, resting PaCO2가 증가됨 ② Halothane의 ventilatory effect는 central mechanism (medullary depression)과 peripheral mechanism (intercostal muscle dysfunction)때문임  pre-existing lung disease에 의해 보다 강화되고, surgical stimulation에 의해 약화됨 ③ Hypoxic drive는 0.1 MAC 정도의 Halothane에 의해서도 심하게 억제될 수 있음. ④ Halothane은 a potent bronchodilators (∵ Halothane은 Airway reflex 감소, bronchial smooth muscle 이완 시킴) ⑤Halothane은 mucociliary function ↓ → postoperative hypoxia & atelectasis촉진

  39. Clinicalpharmacology of inhalation anesthetics C. cerebral - cerebral vessels을 dilating  cerebral vascular resistance↓ , CBF ↑ ( arterial blood pressure의 변화에도 CBF를 유지하는 작용인 autoregulation이 무 뎌진다.) - 위의작용에 동반되는 intracranial pressure 증가는 Halothane사용전 Hyperventilation을 시키는 것으로 예방이 가능 D. neuromuscular - 골격근을 이완시키고, non-depolarizing neuromuscular-blocking agents (NMBA)를 강화시킴 - malignant hyperthermia를 유발

  40. Clinicalpharmacology of inhalation anesthetics E. renal - Halothane은 renal blood flow, GFR(glomelular filtration rate), urinary output ↓ (∵ Halothane은 arterial blood pressure와 cardiac output 을 감소시키기 때문 ) - GFR감소보다 renal blood flow감소가 더 크기 때문에filtration fraction은 증가됨 → 예방 : Preoperative hydration F. hepatic - cardiac output의 감소 비율 만큼 hepatic blood flow를 감소시킴 - hepatic artery vasospasm이 종종 보고됨. - fentanyl, phenytoin, verapamil 같은 약제의 체내 대사와 제거율을 떨어뜨림.

  41. Clinicalpharmacology of inhalation anesthetics 3) biotransformation & toxicity ① halothane → (liver) trifluoroacetic acid로 산화됨 cytochrome P450(2EI) 이러한 대사작용은 disulfiram 전처리에 의해 억제될 수 있다. ② postoperative hepatic dysfunction은 viral hepatitis, impaired hepatic perfusion, hepatocyte hypoxia, sepsis, hemolysis, benign postoperative intrahepatic cholestasis, drug induced hepatitis등에 의해 발생되지만,  halothane hepatitis는 매우 드물다. ③ Halothane hepatitis is increased risk at : halothane 마취에 짧은 간격으로 여러 차례 노출된 환자 : 중년의 비만한 여성 : halothane 독성에 노출된 가족력이 있는 환자 : 개인적으로 halothane 독성에 대한 Hx(+)인 환자

  42. Clinicalpharmacology of inhalation anesthetics 4) contraindication ① Halothane에 폭로된 과거력을 가진 환자 중 설명이 불가능한 간기능 장 애를 보일 때 ② intracranial mass lesion이 있는 경우 주의 intracranial hypertension의 가능성때문 ③ hypovolemic pt. ④ severe cardiac disease ( ex) aortic stenosis ) ⑤ epinephrine이 외부에서 주입된 환자 ⑥ Pheochromocytoma가 있는 환자

  43. Clinicalpharmacology of inhalation anesthetics 5) drug interactions ① Halothane과 β- adrenergic blocking agent(propranolol)나 Ca++ channel blocking agent(verapamil)를 같이 사용할 경우  myocardiac depression을 심하게 악화시킴 ② Tricyclic antidepressants, MAO inhibitor  fluctuations in blood pressure & arrhythmias ( but not absolute contraindication) ③ Halothane과 aminophylline함께 사용시  심각한 ventricular arrhythmias 유발

  44. Clinicalpharmacology of inhalation anesthetics 3. Isoflurane 1) physical properties ① nonflammable volatile anesthetic ② pungent ethereal oder ③ Enflurane과 chemical isomer지만, 물리 화학적 특성은 서로 다름 2) effects on organ systems A. cardiovascular ① mild cardiac depression but carotid baroreflex에 의한 heart rate 증가로 인해, cardiac output은 유지됨 ② β-adrenergic stimulation  skeletal muscle blood flow↑, systemic vascular resistance ↓arterial blood pressure ↓ ③ Isoflurane의 농도를 급격히 증가시킬 경우  heart rate ↑, arterial blood pressure ↑, norepinephrine의 plasma level ↑ ④ dilates coronary arteries

  45. Clinicalpharmacology of inhalation anesthetics B. Respiratory ① respiratory depression (resembles that of other volatile anesthetics) -> minute ventilation의 감소 ② 0.1MAC정도 소량의 Isoflurane도 hypoxia나 hypercapnia에 대한 정상적 인 호흡 반응을 둔화시킴 ③ good bronchodilator C. Cerebral ① >1.0 MAC : CBF & intracranial pressure↑ ( but, Halothane보다는 그 작용이 약하고,Hyperventilation에 의해 완화시 킬 수 있다. ) ② 두뇌 대사를 위한 O2요구량을 감소시킴 ③ 2.0 MAC일 때, electrically silent electroencephalogram(EEG)을 나타냄 →EEG suppression은 cerebral ischemia시 brain protection

  46. Clinicalpharmacology of inhalation anesthetics D. neuromuscular - relax skeletal muscles E. renal - renal blood flow ↓, glomerular filtration rate ↓ , urinary output ↓ F. hepatic - Total hepatic flow ↓ - Hepatic oxygen supply : better maintained than with Halothane ( ∵ Isoflurane사용시엔 hepatic artery perfusion과 hepatic venouse O2 saturation이 보존되기 때문)

  47. Clinicalpharmacology of inhalation anesthetics 3) biotransformation & toxicity ① trifluoroacetic acid로 대사됨 ② serum fluoride fluid level은 증가될 수 있지만, 신독성은 증가되지 않는다. 4) Contraindications : Isoflurane은 특별한 금기 사항이 없다. 5) Drug interactions ① Epinephrine은 4.5 μg/kg 까지 안전하게 사용가능 ② nondepolarizing NMBAs는 Isoflurane에 의해 강화됨

  48. Clinicalpharmacology of inhalation anesthetics 4. Desflurane 1) physical properties ① Isoflurane과 분자 구조가 비슷 ② Vapor pressure가 높다 ∵ 20 ℃ 에서 681 mmHg  ∴ 특수 기화기 필요 ③ low solubility in blood and body tissues -> ultrashort duration -> very rapid wash in and wash out of anesthetic ④ Moderate potency

  49. Clinicalpharmacology of inhalation anesthetics 2) effects on organ systems A. cardiovascular ① 심혈관계에 대한 작용은 Isoflurane과 비슷 ② 용량 증가시 systemic vascular resistance↓  arterial blood pressure ↓ ③ cardiac output 불변 or 약간 감소(1~2 MAC에서) ④ heart rate, central venous pressure, pulmonary artery pressure: moderate rise ⑤ 심혈관계 질환이 있는 경우 desflurane의 급속한 증가는 heart rate, BP, catecholamine level을 심각하게 증가시킬수 있음. ⑥ 심혈관계에 대한 작용은 fentanyl, esmolol, clonidine 으로 약화시킬수 있다. ⑦ coronary blood flow는 감소되지 않음.

  50. Clinicalpharmacology of inhalation anesthetics B. respiratory ① tidal volume ↓ respiratory rate ↑ ② Alveolar ventilation ↓  resting PaCO 2 ↑  ventilatory response ↓ ③ pungency and airway irritation during desflurane induction  salivation, breath-holding, coughing, laryngospasm유발 C. Cerebral ① directly vasodilates the cerebral vasculature, increasing CBF & intracranial pressure ② cerebral metabolic rate of oxygen(CMRO2) ↓  cerebral vasoconstriction & increase in CBF ③ cerebral oxygen consumption ↓ ∴during periods of desflurane-induced hypotension, CBF is adequate to maintain

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