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The Concept of Superposition of Clinical States Applied to Assess Preoperative Fasting

The Concept of Superposition of Clinical States Applied to Assess Preoperative Fasting

Bouarroudj Noreddine*

Clinique Maissalyne and Anesthesie Club, Constantine, Algeria

*Corresponding author: Bouarroudj Noreddine, Clinique Maissalyne and Anesthésie Club, Constantinme, Algeria

Citation: Bouarroudj Noreddine, The Concept of     Superposition of clinical states applied to assess preoperative fasting. Genesis J Surg Med. 1(2):1-4.
Received: December 25, 2024 | Published:  December 30, 2024.

Copyright©️ 2024 genesis pub by Noreddine B.  CC BY-NC-ND 4.0 DEED. This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-Non Commercial-No Derivatives 4.0  International License. This allows others distribute, remix, tweak, and build upon the work, even commercially, as long as they credit the authors for the original creation.

Introduction

To minimize the risk of pulmonary aspiration, preoperative fasting is a fundamental component and a cornerstone of safe anesthesia practice. However, the strict time-based fasting protocols that are frequently used in current guidelines fail to adequately account for the inherent uncertainties and unknowns that may exist in unclear situations of gastric emptying (uncertainties in patient histories, comorbidities, and physiological states). In this conceptual editorial we suggest an emerging term and concept of superposition of clinical states inspired by quantum mechanics. By analogy to Schrödinger’s quantum thought, where a cat is simultaneously alive and dead until observed, we propose in unclear situations that the stomach before anesthesia exists in a state of superposition where the stomach is both full and empty at the same time. Binary thinking, which aims to determine whether a patient is fasting or not, can only be subjective in certain cases because it does not consider unknowns and uncertainties. Therefore, it is reasonable to expect that only direct observation, such as through gastric ultrasound, resolves this uncertainty.

The Concept of Superposition of clinical states should improve how the anesthesia and critical care community assess preoperative gastric content. Also, this concept challenges the binary thinking in fasting protocols and highlights the need for point-of-care gastric ultrasound as a critical tool to individualize patient care.

Let’s investigate this paradigm and promote its implementation in contemporary anesthesia.

The Science Behind Superposition

In quantum mechanics, a particle can exist in multiple states simultaneously until observed. Similarly, the stomach of a preoperative patient may contain varying degrees of gastric content (solid, liquid, or empty), and the actual state remains indeterminate without direct examination especially in certain situations and cases (Pediatric Patients, Patients with Cognitive Dysfunction, Language Barriers). According to Schrödinger’s (1935) theory [1], this superposition is collapsed into a single reality through observation. This idea allows anesthesia professionals to evaluate the stomach’s actual condition in real time, overcoming presumptions based on fasting durations such as cases of Physiological Variations with Delayed Gastric Emptying. All these facts are arguments in favor of adopting this concept in fasting guidelines, as well as in the assessment of gastric content.

Data and Endorsements Supporting This Concept

There is no doubt that there are limitations in standard fasting guidelines, emphasizing the need for individualized approaches. Indeed, as highlighted by Hector Perera and col [2], a notable discrepancy was observed between the existing fasting practices and the guidelines established by the American Society of Anesthesiologists, the European Society of Anesthesiology, the Association of Anesthetists of Great Britain and Ireland, and the Royal College of Nursing. Also, according to   P. Van de Putte and col [3] more research is needed   to establish the clinical implications of these findings in the elective setting. The authors conclude that the clinical function of gastric ultrasonography is still to evaluate the contents of the stomach to direct treatment in cases where the risk of aspiration is unknown or unclear. This is how our concept of superposition of clinical states can be useful. Similarly, Charlesworth and Wiles (2019) introduced the metaphor of Schrödinger’s gut (should we look inside Schrödinger’s gut?) [4], highlighting the indeterminate state of gastric contents before intervention. This concept was discussed and proposed in our publication on Point-of-Care Gastric Ultrasound chapter [5] which outlines its ability to assess gastric content and volume accurately.

Practical Applications: Gastric Superposition States

Superposition states often arise in:

  1. Unclear or Uncertain Situations :
  • Pediatric Patients: Miscommunication regarding fasting times.
  • Patients with Cognitive Dysfunction: Difficulty in providing reliable fasting histories.
  • Language Barriers: Misunderstandings about fasting instructions.

2. Physiological Variations with Delayed Gastric Emptying:

  • Chronic gastric atony in diabetes or scleroderma.
  • Active labor or pregnancy.
  • Severe liver or kidney dysfunction.

      3. Post-Surgical or Pathological Alterations:

  • History of vagotomy, gastric resection, or alkaline reflux gastritis.
  • Neuromuscular disorders affecting gastric motility.
  • Obesity or critical illness.

In all these scenarios, Point-of-Care Gastric Ultrasound offers a solution to confirm or refute gastric emptiness, thus collapsing the superposition state and guiding safe clinical decisions.

Solutions to the Problem

  1. Integration of Gastric Ultrasound: Equip anesthesiology departments with ultrasound devices and train providers in their use.
  2. Revision of Fasting Guidelines: Collaborate with societies like ASA to incorporate contextualized assessments using Point-of-Care Gastric Ultrasound into fasting protocols. As Dourish pointed out, we must know “what we are talking about when we talk about preoperative fasting” [6].
  3. Education and Awareness: Promote the concept of gastric superposition states through conferences, workshops, and academic curricula.

Conclusion 

As Charlesworth and Wiles aptly stated, “It’s time to look inside Schrödinger’s gut.” The concept of superposition of clinical states provides a convincing framework for reevaluating fasting prior to surgery. By recognizing the indeterminate nature of gastric contents and employing Point-of-Care Gastric Ultrasound to resolve this uncertainty, we can enhance patient safety and tailor anesthesia practices to individual needs.

Let us adopt this innovative perspective and spearhead a perioperative care paradigm change. We invite readers to ponder: Are we prepared to break down the superposition state and use Point-of-Care Gastric Ultrasound to reveal the real nature of preoperative fasting?

Similar to the quantum world, observation holds the key to the solution especially since the principle of superposition extends beyond anesthesia.

References

  1. Schrödinger E. (1935) Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik. Naturwissenschaften. 23: 807–812.
  2. Perera H, Wusu A, Mohammad A, Qulaghassi MZ and Abdulkarim A. (2023) An Audit on the Pre-operative Fasting Time of Trauma-List Orthopaedic Patients at a District General Hospital in Chichester, United Kingdom. Cureus. 15(11): e48327.
  3. Van de Putte P, Vernieuwe L, Jerjir A, Verschueren L, and Tacken M et al. (2017). When fasted is not empty: a retrospective cohort study of gastric content in fasted surgical patients†. Br J Anaesth. 118(3);363–371.
  4. Charlesworth M, and Wiles MD. (2019). Pre-operative gastric ultrasound – should we look inside Schrödinger’s gut?  Anaesthesia. 74(1):109-112.
  5. Bouarroudj, N. (2024). Point-of-Care Gastric Ultrasound. In: Bouarroudj, N., Cano, P.C., Fathil, S.b.M., Hemamid, H. (eds) POCUS in Critical Care, Anesthesia and Emergency Medicine. Springer, Cham
  6. Dourish P. (2004) What we talk about when we talk about context. Pers Ubiquit Comput 8:19-30.
échographie gastrique
Webinar sur l’Échographie Gastrique

Webinar sur l’Échographie Gastrique

Bienvenue sur la page dédiée au webinar sur l’échographie gastrique. Cette vidéo informative présente les dernières avancées et les meilleures pratiques en matière d’échographie abdominale, en mettant particulièrement l’accent sur l’examen de l’estomac.

Le POCUS représente un précieux complément à l’arsenal des anesthésiologistes et des médecins d’urgence, offrant une évaluation en temps réel et non invasive du contenu gastrique et contribuant au diagnostic de l’estomac plein. En améliorant la sécurité des patients, en optimisant la gestion anesthésique et en accélérant le diagnostic dans les scénarios d’urgence, le POCUS offre un grand potentiel pour améliorer les résultats cliniques dans le domaine de l’anesthésie et de la médecine d’urgence.

Objectifs d’apprentissage :

1.Expliquer les principes et les indications de l’échographie gastrique au chevet du patient.
2.Évaluer le volume gastrique qualitatif et quantitatif chez les adultes, pendant la grossesse, chez les enfants et chez les patients obèses.
3.Interpréter les résultats et conclure à une prise de décision médicale.

Comment Participer :

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échographie gastrique
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Enfin, l’échographie gastrique préopératoire recommandée par la prestigieuse ASA

Enfin, l’échographie gastrique préopératoire recommandée par la prestigieuse ASA

Par le Dr Bouarroudj Noreddine

L’American Society of Anesthesia (ASA) a récemment émis une recommandation majeure concernant la gestion péri-opératoire des patients sous agonistes des récepteurs du GLP-1, tels que l’Ozempic. Les agonistes du GLP-1 sont utilisés chez le sujet diabétique  type 2 mais aussi prescrits pour la perte de poids en raison de leur capacité à retarder la vidange gastrique et à réduire l’appétit. Ces medicaments retardent donc la vidange gastrique chez des sujets qui possèdent deja un haut risque d’inhalation (diabétiques et obèses). Les premiers rapports (1), (2) ont montré que les patients qui ont subi des effets secondaires gastro-intestinaux, tels que des nausées ou des vomissements, pendant qu’ils prenaient des agonistes du GLP-1 étaient plus susceptibles d’avoir un contenu gastrique résiduel plus important. Le risque d’aspiration pulmonaire et de syndrome de Mendhelson est donc réel. Pour cela L’ASA a émis des recommandations notamment la réalisation d’une échographie gastrique pour l’évaluation du contenu chez des patients qui sont toujours sous agoniste du GLP-1. Il faut rappeler que la molécule de l’Ozempic est prescrite toutes les semaines. Il est recommandé donc pour une chirurgie réglée d’arrêter cette médication une semaine avant (3). Dans le cas contraire et particulièrement chez les malades présentant des troubles Gastro-intestinaux qui sont susceptibles d’avoir un continu gastrique résiduel, une échographie gastrique est indiquée à fin d’évaluer le contenu gastrique.Le POCUS Point Of Care Ultrasound commence a entrer dans les moeurs de la pratique anesthésique.En 2020 ,dans un article en ligne publié sur ce site et intitulé L’Échographie en Urgence et POCUS : Point of Care Ultrasound j’ai insisté sur ce qu’il convient d’appeler le POCUS gastrique.En 2015-2016 a Lyon j’ai été initié a cette technique par les Dr Bouvet et Boselli lors du DU d’Anesthesie Regionale.A l’époque beaucoup d’encre a coulé.

GASTRIC POCUS ECHOGRAPHIE GASTRIQUE

Recommandations de l’American Society of Anesthesia (ASA)  concernant les patients sous agonistes des récepteurs du GLP-1, tels que l’Ozempic, et devant subir une intervention chirurgicale (4):

Le jour ou la semaine précédant l’intervention :

-Arrêter les agonistes du GLP-1 le jour de l’intervention ou de la chirurgie pour les patients qui prennent le médicament tous les jours.
-Arrêter les agonistes du GLP-1 une semaine avant l’intervention ou la chirurgie pour les patients qui prennent le médicament chaque semaine.
-Envisagez de consulter un endocrinologue pour les patients qui prennent des agonistes du GLP-1 pour la gestion du diabète afin de les aider à contrôler leur état et à prévenir l’hyperglycémie (taux élevé de sucre dans le sang).

Le jour de l’intervention :

-Envisager de retarder l’intervention si le patient présente des symptômes gastro-intestinaux tels que des nausées/vomissements sévères, des ballonnements abdominaux ou des douleurs abdominales et discuter des risques potentiels de régurgitation et d’aspiration avec le chirurgien et le patient.
-Poursuivre l’intervention si le patient ne présente pas de symptômes gastro-intestinaux et si les médicaments agonistes du GLP-1 ont été maintenus comme conseillé.
-Si le patient ne présente aucun symptôme gastro-intestinal, mais que les agonistes du GLP-1 n’ont pas été arrêtes, prendre des précautions en supposant que le patient présente un « estomac plein » ou envisager de recourir à l’échographie pour évaluer le contenu de l’estomac. Si l’estomac est vide, procédez comme d’habitude. Si l’estomac est plein ou si l’échographie gastrique n’est pas concluante ou n’est pas possible, envisagez de retarder l’intervention ou de prendre les précautions nécessaires en cas d’estomac plein. Discuter du risque potentiel de régurgitation et d’aspiration du contenu gastrique avec  le chirurgien et le patient.

La recommandation de l’échographie gastrique péri-opératoire par l’ASA pour les patients sous agonistes du GLP-1  marque une avancée importante dans la prise en charge préopératoire et le recours au POCUS gastrique. En identifiant les cas présentant un contenu gastrique résiduel élevé, les professionnels de santé peuvent désormais avoir recours a aux ultrasons afin de  réduire les risques de complications et d’aspiration pulmonaire.Lors des Masterclass POCUS cette technique est enseignée systématiquement depuis 2017…..Un avenir prometteur pour l’échographie gastrique.

 

(1)Silveira SQ, da Silva LM, Abib ACV, et al. Relationship between perioperative semaglutide use and residual gastric content: A retrospective analysis of patients undergoing elective upper endoscopy. J Clin Anesth. 2023; 87: 111091.

(2)Klein SR, Hobai IA. Semaglutide, delayed gastric emptying, and intraoperative pulmonary aspiration: A case report. Can J Anesth. 2023. DOI: 10.1007/s12630-023-02440-3.

(3) Pfeifer KJ, Selzer A, Mendez CE, et al. Preoperative management of endocrine, hormonal, and urologic medications: Society for Perioperative Assessment and Quality Improvement (SPAQI) Consensus Statement. Mayo Clin Proc 2021; 96: 1655-69.

(4) https://www.asahq.org/about-asa/newsroom/news-releases/2023/06/american-society-of-anesthesiologists-consensus-based-guidance-on-preoperative