Assessment of the effectiveness of continuous erector spinae plane block versus continuous thoracic epidural analgesia following major thoracic surgery

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: Acute postoperative pain results from the physiological response to surgical stress. Without adequate management, it may not only contribute to early negative outcomes but also increase the risk of chronic postoperative pain. Despite numerous studies, the optimal postoperative analgesic strategy in thoracic surgery remains undefined.

AIM: To perform a comparative assessment of the analgesic effectiveness of continuous erector spinae plane block as part of multimodal analgesia versus continuous thoracic epidural analgesia within a multimodal pain management protocol in patients undergoing extensive thoracic surgery.

METHODS: This prospective randomized study was based on the analysis of analgesia quality and intensity in the early postoperative period in 66 patients who underwent thoracic surgery. Patients received either continuous ultrasound-guided erector spinae plane block (ESPB) in combination with nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) and paracetamol, or continuous thoracic epidural analgesia combined with NSAIDs and paracetamol. Pain intensity was assessed using the visual analog scale (VAS) at rest, during movement, and while coughing at 24 h, 72 h, and postoperative day 7. Vital capacity (VC) and peak expiratory flow were assessed at all stages of the study. The study evaluated the impact of the analgesic techniques on blood levels of C-reactive protein, substance P, interleukin-6, and tumor necrosis factor alpha as indirect markers of analgesic effectiveness.

RESULTS: On postoperative day 1, VAS scores for pain during movement and coughing were significantly lower in the study group (30 mm) compared to the control group (30 mm during movement and 40 mm during coughing; p=0.0004). No significant between-group differences in pain intensity during movement and coughing were found at 72 h or day 7 after operation. No significant between-group differences in inflammatory markers were observed at any time point. VC values decreased to 2.9 L on day 1 in both groups (p <0.01). By postoperative day 7, VC values returned to baseline in both groups: 3.6 L in the study group and 3.6 L in the control group (p <0.01).

CONCLUSION: Continuous ESPB ensures effective analgesia in the early postoperative period in patients after open thoracic surgery, comparable in efficacy to thoracic epidural analgesia, and may be used as an alternative.

About the authors

Ekaterina F. Drobotova

Northern State Medical University; Arkhangelsk Regional Clinical Hospital

Author for correspondence.
Email: katerina.drobotova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5332-4613
SPIN-code: 9162-8288

MD

Russian Federation, Arkhangelsk; Arkhangelsk

Eduard E. Antipin

Northern State Medical University; Research Center for Medical and Biological Problems of Human Adaptation in the Arctic, Kola Science Center, Russian Academy of Sciences; Multidisciplinary Center for Pain Management and Rehabilitation “Anesta”

Email: vard67@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2386-9281
SPIN-code: 8850-2071

MD, Dr. Sci. (Medicine), Associate Professor

Russian Federation, Arkhangelsk; Apatity; Arkhangelsk

Dmitrii A. Svirskii

Northern State Medical University

Email: dsvirskiy@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5798-9209
SPIN-code: 9740-9109

MD, Cand. Sci. (Medicine), Associate Professor

Russian Federation, Arkhangelsk

Konstantin V. Paromov

First City Clinical Hospital named after E.E. Volosevich

Email: kp-82@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5138-3617
SPIN-code: 9673-1896

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Arkhangelsk

Dmitriy A. Volkov

First Clinical City Hospital named after E.E. Volosevich; Northern State Medical University

Email: dmitrii_volkov_93@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1558-9391
SPIN-code: 9120-3931

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Arkhangelsk; Arkhangelsk

Nadezhda A. Bochkareva

Northern State Medical University

Email: noirsept@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-1912-4252
SPIN-code: 5515-8025

MD

Russian Federation, Arkhangelsk

Natalia I. Koroleva

Northern State Medical University

Email: la-reine-soleil@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5768-3859
SPIN-code: 9983-0954
Russian Federation, Arkhangelsk

Maksim P. Yakovenko

Pain Management Clinic, Ussuriysk

Email: alter83@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1267-9781
SPIN-code: 2074-3953

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Ussuriysk

Nikita S. Zagoskin

Northern State Medical University

Email: n_zagoskin@bk.ru
ORCID iD: 0009-0000-5366-1185
SPIN-code: 5221-2081
Russian Federation, Arkhangelsk

Maria А Bogatyreva

Northern State Medical University

Email: marishka11500@gmail.com
ORCID iD: 0009-0007-5461-5552
SPIN-code: 3555-7722
Russian Federation, Arkhangelsk

Kirill A. Gladkov

Northern State Medical University

Email: ya.ya-gladkov@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0001-7419-5643
SPIN-code: 9934-0351
Russian Federation, Arkhangelsk

Yulia M. Zvezdina

Northern State Medical University

Email: julia.pawlovskaya@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5725-0145
SPIN-code: 6959-2269
Russian Federation, Arkhangelsk

Mikhail Y. Kirov

Northern State Medical University; First City Clinical Hospital named after E.E. Volosevich

Email: mikhail_kirov@hotmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4375-3374
SPIN-code: 2025-8162

MD, Dr. Sci. (Medicine), professor, Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences

Russian Federation, Arkhangelsk; Arkhangelsk

References

  1. Marshall K, McLaughlin K. Pain Management in Thoracic Surgery. Thorac Surg Clin. 2020;30(3):339–46. doi: 10.1016/j.thorsurg.2020.03.001
  2. La Via L, Cavaleri M, Terminella A, Sorbello M, Cusumano G. Loco-Regional Anesthesia for Pain Management in Robotic Thoracic Surgery. J Clin Med. 2024;13(11):3141. doi: 10.3390/jcm13113141
  3. El-Hag-Aly MA, Hagag MG, Allam HK. If post-thoracotomy pain is the target, Integrated Thoracotomy is the choice. Gen Thorac Cardiovasc Surg. 2019;67(11):955–61. doi: 10.1007/s11748-019-01126-2
  4. Piler T, Creutzenberg M, Hofmann HS, Ried M. Moderne perioperative Versorgungskonzepte in der Thoraxchirurgie: Enhanced Recovery After Thoracic Surgery (ERATS). Zentralblatt für Chirurgie — Zeitschrift für Allgemeine, Viszeral, Thorax- und Gefäßchirurgie. 2022;149:116–22. doi: 10.1055/a-1823-1207
  5. Novak-Jankovič V, Markovič-Božič J. Regional anaesthesia in thoracic and abdominal surgery. Acta Clin Croat. 2019;58(Suppl 1):96–100. doi: 10.20471/acc.2019.58.s1.14
  6. Ovechkin AM, Politov ME. Problems of regional anesthesia in the modern period. Anesteziologiya i Reanimatologiya. 2018;63(1):9–16. doi: 10.18821/0201-7563-2018-63-1-9-16
  7. Dobson SW, Weller RS, Turner JD, Lack CM, Henshaw DS. Surface Landmarks in the Lateral Decubitus Position Are Unreliable for Thoracic Epidural Catheter Placement: A Case Series. A A Pract. 2022;16(12):e01649. doi: 10.1213/XAA.0000000000001649
  8. Slinchenkova K, Lee K, Choudhury S, Sundarapandiyan D, Gritsenko K. A Review of the Paravertebral Block: Benefits and Complications. Curr Pain Headache Rep. 2023;27(8):203–8. doi: 10.1007/s11916-023-01118-1
  9. Koryachkin VA. Peripheral nerve blocks and ultrasound navigation. Regional anesthesia and acute pain. 2020;14(1):4–5. doi: 10.17816/1993-6508-2020-14-1-4-5
  10. Chin KJ. Thoracic wall blocks: From paravertebral to retrolaminar to serratus to erector spinae and back again — A review of evidence. Best Pract Res Clin Anaesthesiol. 2019;33(1):67–77. doi: 10.1016/j.bpa.2019.02.003
  11. Paromov KV, Svirskij DA, Kirov MYU. Regionarnye metodiki v praktike kardioanesteziologa: est’ li vybor? Anesteziologiya i reanimatologiya. 2021;(6):75–81. doi: 10.17116/anaesthesiology202106175
  12. Pirri C, Torre DE, Stecco C. Fascial plane blocks: from microanatomy to clinical applications. Curr Opin Anaesthesiol. 2024;37(5):526–32. doi: 10.1097/ACO.0000000000001416
  13. Safin RR, Koryachkin VA, Zabolotskij DV. Forgotten pioneers of erector spinae plane block: historical digression. Regional anesthesia and acute pain management. 2023;17(2):89–99. doi: 10.17816/RA375334
  14. Svirskij DA, Antipin EE, Paromov KV, Drobotova EF, Nedashkovskij EV. Paraxial spinal nerve block. Russian Journal of Anesthesiology and Reanimatology. 2021;(4):128–35. doi: 10.17116/anaesthesiology2021041128
  15. Lakhin RE, Shapovalov PA, Shchegolev AV, et al. Effectiveness of erector spinae plane blockade in cardiac surgery: a systematic review and meta-analysis. Anesteziologiya i Reanimatologiya. 2022;(6):29. doi: 10.17116/anaesthesiology202206129
  16. Mehta S, Jen TTH, Hamilton DL. Regional analgesia for acute pain relief after open thoracotomy and video-assisted thoracoscopic surgery. BJA Educ. 2023;23(8):295–303. doi: 10.1016/j.bjae.2023.05.001
  17. Sluka KA, Wager TD, Sutherland SP, et al. Predicting chronic postsurgical pain: current evidence and a novel program to develop predictive biomarker signatures. Pain. 2023;164(9):1912–26. doi: 10.1097/j.pain.0000000000002938
  18. An N, Dong W, Pang G, Zhang Y, Liu C. TPVB and general anesthesia affects postoperative functional recovery in elderly patients with thoracoscopic pulmonary resections based on ERAS pathway. Transl Neurosci. 2023;14(1):20220305. doi: 10.1515/tnsci-2022-0305
  19. Yang JH, Sun Y, Yang YR, et al. The Analgesic Mechanism and Recent Clinical Application of Erector Spinae Plane Block: A Narrative Review. J Pain Res. 2024;17:3047–62. doi: 10.2147/JPR.S468560
  20. Kalagac Fabris L, Biberić M, Zrna S. New concept of fusion technics in regional anesthesia. Acta Clin Croat. 2022;61(Suppl 2):135–44. doi: 10.20471/acc.2022.61.s2.18
  21. Koo CH, Lee HT, Na HS, Ryu JH, Shin HJ. Efficacy of Erector Spinae Plane Block for Analgesia in Thoracic Surgery: A Systematic Review and Meta-Analysis. J Cardiothorac Vasc Anesth. 2022;36(5):1387–95. doi: 10.1053/j.jvca.2021.06.029
  22. Syal R, Mohammed S, Kumar R, Jain N, Bhatia P. Continuous erector spinae plane block for analgesia and better pulmonary functions in patients with multiple rib fractures: a prospective descriptive study. Braz J Anesthesiol. 2024;74(1):744289. doi: 10.1016/j.bjane
  23. Mashaghi A, Marmalidou A, Tehrani M, et al. Neuropeptide substance P and the immune response. Cell Mol Life Sci. 2016;73(22):4249–64. doi: 10.1007/s00018-016-2293-z
  24. Graefe SB, Rahimi N, Mohiuddin SS. Biochemistry, Substance P. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2024 [cited 2025 Jan 6]. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK554583/
  25. Gaddam RR, Chambers S, Murdoch D, Shaw G, Bhatia M. Circulating levels of hydrogen sulfide and substance P in patients with sepsis. J Infect. 2017;75(4):293–300. doi: 10.1016/j.jinf.2017.07.005
  26. Chidambaran V, Duan Q, Pilipenko V, et al. The Role of Cytokines in Acute and Chronic Postsurgical Pain in Pediatric Patients after Major Musculoskeletal Surgeries. medRxiv. 2024;2024.03.27.24304974. doi: 10.1101/2024.03.27.24304974
  27. Ivascu R, Torsin LI, Hostiuc L, et al. The Surgical Stress Response and Anesthesia: A Narrative Review. J Clin Med. 2024;13(10):3017. doi: 10.3390/jcm13103017

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Flowchart for the trial. ESPB — erector spinae plane block, ГЭА — thoracic epidural analgesia, НСПВС — nonsteroid anti-inflamatory drugs, НА — narcotic analgetics.

Download (209KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Changes of pain intensity usinga visual analogue scale (cm) at control points in the study group. ВАШ — visual analog scale.

Download (84KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Changes of pain intensity usinga visual analogue scale (cm) at control points in the control group. ВАШ — visual analog scale.

Download (98KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4 Сhanges of external respiration indicator values. ЖЕЛ — vital capacity of the lungs, ВАШ — visual analogue scale, ОФВ1 — forced expiratory volume in one second, ESPB (erector spinae plane block) — nerve block of the neurofascial space of the muscles that straighten the spine, ГЭА — thoracic epidural analgesia.

Download (127KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Changes of the studied laboratory parameters values. Суб. Р — substance P (pg/ml), IL-6 — interleukin 6 (pg/ml), СРБ — C-reactive protein (mg/l), ФНО — tumor necrosis factor (pg/ml), ESPB — erector spinae plane block, ГЭА — thoracic epidural analgesia. For TNF, an additional logarithmic scale is used on the right.

Download (131KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».