Target Controlled Infusion

Ein TCI-System reguliert eigenständig die Medikamentendosierung – hauptsächlich bei Anästhetika – basierend auf spezifischen Algorithmen, die sowohl die Pharmakokinetik, als auch die Pharmakodynamik des jeweiligen Arzneistoffs in Betracht ziehen.

TCI-Systeme bestehen in der Regel aus einer spezialisierten Spritzenpumpe oder Infusionspumpe und einer Steuereinheit. Die Steuereinheit verwendet Modelle, um die Verteilung und Elimination des Medikaments im Körper zu simulieren. Auf Grundlage von Patientendaten wie Alter, Geschlecht, Gewicht und anderen relevanten Faktoren, berechnet das System die benötigte Infusionsrate, um näherungsweise die gewünschte Plasmakonzentration des jeweiligen Wirkstoffs zu erreichen.

TCI-Systeme werden häufig in der Anästhesie, seltener in der Intensiv- oder Schmerzmedizin verwendet. TCI kann dabei als besondere Form der totalen intravenösen Anästhesie (TIVA) verstanden werden.

TCI erlaubt eine genaue Steuerung der Medikamentenkonzentration, was besonders bei Medikamenten mit enger therapeutischer Breite vorteilhaft ist. Das System kann die Infusionsrate dynamisch an veränderte Bedingungen anpassen, z.B. wenn sich der Metabolismus des Patienten ändert oder wenn eine andere Medikamentenkonzentration gewünscht wird. TCI-Systeme sollen zudem dazu beitragen, Über- oder Unterdosierungen von Medikamenten zu verhindern, und so die Medikamentensicherheit zu erhöhen.

In der Anästhesie sind verschiedene pharmakokinetische Modelle mit Parametersätzen zur Steuerung von verschiedenen Anästhetika entwickelt worden. In der Praxis kommen für gewöhnlich nur Modelle zum Monitoring von Hypnotika und Opioiden zum Einsatz.

Zu den bekanntesten, in der Anästhesie genutzten Systemen zählen:

• Marsh-Modell: Basiert auf Daten von erwachsenen Patienten, eines der am häufigsten verwendeten Modelle für Propofol.
• Schnider-Modell: Berücksichtigt zusätzliche Variablen wie Alter, Größe und Gewicht, wurde entwickelt, um eine genauere Dosierung von Propofol über verschiedene Patientenpopulationen hinweg zu ermöglichen.
• Eleveld-Modell: Weiterentwickeltes Modell, das die Dynamik der Medikamentenverteilung und -elimination von Propofol genauer abbildet.
• Minto-Modell: Genutzt für Remifentanil
• Gepts-Modell und Shafer-Modell: Genutzt für Sufentanil

• Schnider et. al Safety of Target-Controlled Infusions. Anesthesia & Analgesia, Volume 122, Number 1, January 2016, pp. 79-85(7)

• Glen et al., The Development and Future of Target Controlled Infusion. In: Vuyk et al., Advances in Modelling and Clinical Application of Intravenous Anaesthesia. Advances in Experimental Medicine and Biology, 2003
• Basics of Anesthesiology – TCI Modelle und Dosierungen, abgerufen a 04.09.2023
• Absalom et al., Target-Controlled Infusion, A Mature Technology, Anesthesia & Analgesia, 2016
• Short et al., Increasing the utililty of target-controlled infusions: one model to rule them all, British Journal of Anaesthesia, 2018