The effect of anaesthetics on the electroretinogram and the visually evoked response in the rabbit

Abstract

A method is described for adequate ventilation of ‘curarized’ rabbits. Use is made of the so-called ‘Amsterdam Infant Ventilator’. Carbon dioxide content in the expiratory air is controled by an infrared CO₂ analyzer. Analysis of expiratory CO₂ is found to be an useful method for monitoring circulation.

A description is given of the system for quantitive application of volatile anaesthetics. The effect of halothane on the ERG and the VER of the rabbit is studied. Some pilot experiments with trichloroethylene and diethyl ether are described.

The ERG of spontaneously breathing rabbits during application of 1.3 vol% halothane showes some increase in b-wave amplitude. This enlargement is absent in artificially ventilated rabbits. Under both conditions a change in latency of a- and b-wave is absent. Trichloroethylene also, except for some increase of the b-wave amplitude at high doses, does not alter the ERG in artificially ventilated animals. No change in the ERG is found during ether anaesthesia as long as the ventilation is kept sufficient. The b-wave amplitude diminishes during hypoventilation.

In spite of adequate artificial ventilation, 1.3 vol% halothane strongly effects the VER. The shape of the response, i.e. the number of waves present, latencies and amplitudes change considerably. The effect of the same amount of halothane varies strongly between different animals.

Trichloroethylene up till a concentration of 1.2 vol% does not change the VER. At higher concentrations the slow surface-negative wave disappears.

As far as clinical electroretinography in anaesthetized human subjects is concerned, the present results suggest that a reliable recording of the ERG is possible under halothane anaesthesia. However, the VER is extremely sensitive to anesthesia. Since the effect of anesthesia varies in different animals, clinical studies of the VER in anaesthetized subjects is presumably of limited value. It is argued that the validity of these assumptions can be tested in experiments on monkeys.

Résumé

Une méthode pour ventilation adéquate de lapins curarisés est mise à point grâce à „l'Amsterdam Infant Ventilator”. Le CO₂ dans l'air expiré est controlé par un analiseur infrarouge. L'analyse du CO₂ expiré est une méthode utilisable pour régistrer les changements circulatoires. Une description pour un système d'application quantitative d'anesthésiques gazeuses est donnée. L'influence de trichloraethylène, diaethylaether et halothane sur l'électrorétinogramme et les réponses occipitales evoquées chez le lapin est étudiée.

L'électrorétinogramme de lapins, qui respirent spontanément durant une application de 1,3 vol% d'halothane montre une augmentation de l'amplitude de l'onde-b. Cet élargissement est absent chez des lapins artificiellement ventilés. Dans les deux groupes les temps de latence de l'onde-a et-b sont pas changés.

Trichloraethylène, également n'évoque pas un changement de l'électrorétinogramme chez des lapins artificiellement ventilés sauf une augmentation de l'amplitude de l'onde-b dans les concentrations hautes.

L'anesthésie à l'aether ne donne pas d'altération del 'électrorétinogramme si la ventilation est suffisante, l'amplitude de l'onde-b diminue pendant une hypoventilation.

Même si la ventilation artificielle est adéquate, 1,3 vol% d'halothane affecte considérablement les réponses corticales par stimulation intermittente lumineuse. La forme, c'est à dire le nombre d'ondes, les temps de latence et l'amplitude sont changés. Les changements par la même quantité d'halothane sont variables chez des animaux différents. Trichloraethylène jusqu'à une concentration de 1,2 vol% n'altère pas la réponse. A des doses plus hautes l'onde lente corticale négative disparaît.

Les résultats obtenues suggèrent que l'électrorétinogramme chez des enfants anesthésiés à l'halothane donne une information utilisable.

Les réponses corticales d'autre part sont tellement sensibles a l'anesthésie que l'étude de ces réponses est de valeur limité.

Enfin des arguments pour vérifiér ces faits chez des singes sont discutés.

Zusammenfassung

In der vorliegenden Arbeit wird eine Methode zur Kontrolle der Beatmung „kurarisierter” Kaninchen mit dem „Amsterdam Infant Ventilator” durch Messung des CO₂ Gehaltes der Ausatmungsluft beschrieben. Dabei erweist sich die Analyse des CO-₂-Gehaltes der Ausatmungsluft zugleich als brauchbarer Weg bei standarisierter Ventilation circulatorische Veränderungen anzuzeigen.

Darüberhinaus wird beschrieben, wie die gegebenen Mengen gasförmiger Anaesthetica quantitativ erfaßt werden können. Es wird der Einfluß von Trichloräthylen, Diäthyläther und vor allem von Fluothan auf das Elektroretinogramm und die kortikalen Reaktionen auf Lichtreize des Kaninchens beschrieben.

Das Elektroretinogramm zeigt unter Einfluß von 1,3 vol% Fluothan bei Spontanatmung eine Vergrößerung der b-Welle. Bei künstlicher Beatmung fehlt diese Vergrößerung. Die Latenzzeiten der a- un b-Welle bleiben bei beiden Atmungsformen unverändert.

Beim Gebrauch von Trichloräthylen bleibt das ERG beatmeter Kaninchen unverändert, abgesehen von einer Amplitudenvergrößerung der b-Welle bei sehr hohen Konzentrationen. Auch Diäthyläther macht bei normaler Ventilation keine Veränderung des ERG. Bei Hypoventilation zeigt sich jedoch eine deutliche Verkleinerung der b-Welle.

Die kortikalen Reaktionen auf Lichreize verändern sich stark trotz adäquater Beatmung mit einer Fluothankonzentration von 1,3 vol% in der Einatmungsluft. Dabei wechseln nicht nur die Amplituden, sondern auch die Form (d.h. die Zahl der Wellen), als auch die Latenzzeiten. Trotz gleicher Fluothankonzentration sind die Veränderungen bei verschiedenen Tieren sehr wechselnd.

Trichloräthyle macht bei Konzentrationen bis 1,2 vol% keine Veränderung der kortikalen Ausschläge beatmeter Kaninchen.

Bei höheren Konzentrationen verschwindet die langsame negative Welle der Hirnrinde.

Oben genannte Ergebnisse lassen für die ophthalmologische elektrophysiologische Untersuchung narkotisierter Kinder Fluothan als ein brauchbares Anaestheticum zur Untersuchung des Elektroretinogrammes erscheinen.

Die kortikalen Reaktionen sind jedoch so stark verändert daß sie lediglich angeben, daß überhaupt Impulse der Retina die Hirnrinde erreichen. Wegen des stark wechselnden Charakters der Ausschläge kann man auch keinerlei Aussagen darüber machen, ob die erzielten Reaktionen normal oder pathologisch zu werten sind.