Oksymetria mózgowa w kardioanestezjologii

Ciągła oksymetria mózgowa u 80 letniego pacjenta
podczas operacji naprawczej aorty wstępującej i
łuku w głębokiej hipotermii [18⁰].Opis przypadku.
Zaprezentowany opis przypadku klinicznego jest częścią materiału klinicznego
programu badawczego
ART
[A]mantadine [R]andomizing [T]rial]
realizowanego w Klinice Anestezjologii i Intensywnej Terapii Kardiologicznej
I Katedry Kardiologii i Kardiochirurgii UM w Łodzi
Kierownik programu
Dr n. med. Andrzej S. Banyś
Program ART jest finansowany jako praca własna 502-12-695 przez
Uniwersytet Medyczny w Łodzi
• Ostre rozwarstwienie aorty jest stanem zagrożenia
życia wymagającym leczenia operacyjnego w
trybie nagłym
• Śmiertelność przed operacją ocenia się na 1% na
godzinę (25% w pierwszej dobie)
• Rozwarstwienie, destrukcja i ich następstwa
postępują - decyduje czas
A
A
• Wg de Bakey’a: typy I, II, III
• Wg Standford: typy A i B
B
B
Leczenie tętniaków rozwarstwiających aorty
piersiowej
• Typ A
chirurgicznie
• Typ B
zachowawczo (proteza
endowaskularna)
Powikłania neurologiczne
Udar mózgu i powikłania neurologiczne
[ operacje aorty wstępującej i łuku ]
10 – 25%
Pooperacyjne zaburzenia świadomości
8,4 – 30%
Rozwarstwienie aorty i łuku
Patofizjologia zaburzeń neurologicznych
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Etiologia wieloczynnikowa
Miażdżyca aorty wstępującej /makrozatory/,
Wahania pH podczas CPB,
Hiperglikemia,
Mikrozatory,
Systemowa reakcja zapalna SIRS,
Temperatura podczas CPB
Szybkość ogrzewania chorego.
Protekcja mózgu podczas operacji
naprawczych aorty
„otwarte” zespolenie dystalne
chłodzenie do 20-22oC w nosogardzieli
zatrzymanie krążenia max. 20 minut
Totalna/subtotalna wymiana łuku
chłodzenie do 15-17oC w nosogardzieli
zatrzymanie krążenia max. 45 minut
wsteczna perfuzja mózgu
Kompleksowa wymiana łuku
chłodzenie do 20-22oC w nosogardzieli
zatrzymanie krążenia pozaustrojowego
„perfuzja antegrade” przez tętnice szyjne
• Powodzenie operacji zależy od trafności decyzji, w
jakich przypadkach rozwarstwienia łuku aorty
wykonywać jego protezę, a w jakich ograniczyć
operację do aorty wstępującej.
• Krytyczny stan chorego wymaga jak najkrótszej
operacji, jednakże nie wykonanie operacji
naprawczej łuku może zwiększyć ryzyko zgonu.
• Trafność decyzji zależy od osobistego
doświadczenia chirurga.
• Z naszych doświadczeń wynika, iż konieczność
zastosowania techniki zatrzymania krążenia
w głębokiej hipotermii istnieje, gdy wejście do
rozwarstwienia znajduje się w samym łuku aorty
lub wysoko w aorcie wstępującej, blisko ujścia
pnia ramienno - głowowego.
• Podczas gdy w pierwszym z powyżej
wymienionych rodzajów zawsze trzeba
protezować łuk aorty, w drugim często operację
można ograniczyć do protezy aorty wstępującej.
• Konieczność zastosowania głębokiej hipotermii
łączy się ze zwiększonym ryzykiem powikłań
mózgowych, szczególnie jeśli chory przed operacją
miał okresową śpiączkę lub udar mózgu.
• Jednocześnie stosujemy protekcję mózgu
przeztętniczą lub wsteczną zimną perfuzję mózgu
(WZPM)
• Krążenie pozaustrojowe (KP) z kaniulacją tętnicy
udowej wspólnej albo szyjnej wspólnej lewej oraz
obu żył głównych, hipotermia ogólna, zakleszczenie
aorty przed jej otwarciem i kardioplegina do ujść
wieńcowych.
• Zatrzymanie krążenia w głębokiej hipotermii
(ZKwGH) stosujemy u chorych z „entry” powyżej
miejsca zakleszczenia aorty.
• Jednocześnie prowadzimy perfuzję mózgu wsteczną
zimną (WZPM) albo przez tętnicę szyjną
(ACP – antegrade cerebral perfusion).
• W czasie chłodzenia zakleszczamy aortę, otwieramy
ją, podajemy kardiopleginę do ujść wieńcowych,
podejmujemy decyzję o rodzaju operacji od strony
bliższej
• Po osiągnięciu głębokiej hipotermii (15-200C)
zatrzymujemy krążenie,
prowadzimy protekcję
mózgu i wykonujemy odpowiednie zespolenie
dalszej części aorty z protezą
• ZKwGH łączy się ze zwiększonym ryzykiem powikłań
mózgowych, szczególnie jeśli chory przed operacją miał
okresową śpiączkę lub udar mózgu.
• Częstość udarów mózgu wzrasta wraz z wydłużeniem
ZKwGH ponad 45 min., a śmiertelność - z wydłużeniem
ponad 65 min.
• Nie można dokładnie przewidzieć czasu ZKwGH
koniecznego w danej operacji.
• Bezpieczny okres trwania zatrzymania krążenia oraz
optymalny poziom głębokiej hipotermii (15-200 C) nie
został określony klinicznie, ani doświadczalnie.
• Niższa temperatura - dłuższe chłodzenie,
a później dłuższe ogrzewanie.
• ZKwGH obniża metabolizm mózgu, nie zatrzymując go
• Nie uszkodzony mózg zużywa tlen, nawet w głębokiej
hipotermii, która przeto nie jest wystarczająca do jego
ochrony i powinna być łączona z :
• protekcją farmakologiczną (barbiturany, Mannitol,
Dexamethason, Amantadyna, kontrola pH, kontrola
glikemii, insulina)
• perfuzją mózgu zimną utlenowaną krwią przez
- tętnice szyjne (ACP) albo
- wsteczną przez żyłę główną górną (RCP).
„
h
e
m
i
a
r
c
h
”
PRZYCZYNY HIPOKSEMII MÓZGOWEJ
1.
hipertermia
2.
hipotensja poniżej progu autoregulacji
3.
niedokrwistość
4.
desaturacja krwi tętniczej
5.
niskie PaCO2
6.
wazokonstrykcja naczyń mózgowych
7.
mikrozatorowość
Ad.1 HIPERTERMIA
ogrzewanie – temp krwi ≤ 37oC, tempo ogrzewania 1o/ 5 min
ogrzewanie z hipotermii w krążeniu pozaustrojowym skutkuje zaburzeniami
autoregulacji przepływu krwi w OUN; utrata autoregulacji powoduje
niedokrwienie przy niskich ciśnieniach systemowych krwi i nadmierny przepływ
przy wysokich ciśnieniach krwi
ograniczone korzyści hipotermii – jej neuroprotekcyjne działanie zostaje
nieodwracalnie utracone przez niedbałe ogrzewanie
w czasie ogrzewania zależny tylko od ciśnienia przepływ mózgowy (upośledzona
autoregulacja) może spowodować hipoperfuzję, szczególnie u chorych z
miażdżycą naczyń mózgowych; MAP ↓ w czasie grzania
hipotermia z szybkim wygrzewaniem jest powodem stresu oksydacyjnego i dysfunkcji
śródbłonka
Anesth Analg 2010;110:321-8
Ad.2 HIPOTENSJA PONIŻEJ PROGU
REGULACJI
Zalecane wartości MAP w czasie krążenia pozaustrojowego
MAP 50 -70 mm Hg
MAP 70 – 90 mm Hg: obciążenia – udar; TIA; zwężenia tętnic
szyjnych; uogólniona miażdżyca
↓ RR o każde 10% zwiększa 2x prawdopodobieństwo wystąpienia
powikłań (funkcja OUN) u chorych bezpośrednio po udarze
(wzrost ciśnienie perfuzji otwiera krążenie oboczne i ogranicza
następstwa udaru – umiejętne prowadzenie znieczulenia pozwoli
ograniczyć udar do TIA)
The Heart Surg Forum 2004;7:E376-381
Ad. 3 NIEDOKRWISTOŚĆ
↑zużycie krwi ale ↓częstości powikłań neurologicznych
Ht 20% - niebezpieczeństwo
metoda off-pump – mniej powikłań neurologicznych –
zabieg bez hemodilucji
zalecane układy do krążenia pozaustrojowego z małą
objętością wypełnienia (priming)
efekt finalny – „adekwatna perfuzja”
Ad. 5 PaC02 pH-stat czy α-stat
opór naczyń mózgowych zależy od pH płynu pozkomórkowego otaczającego tętniczki
mózgowe
zmiany PaC02 wpływają na CBF prawie natychmiast ponieważ C02 dyfunduje bardzo szybko
z naczyń, modyfikując pH płynu pozakomórkowego
rozpuszczalność CO2 ↑ w hipotermii; Pa CO2 ↓; pH ↑
równanie Hendersona-Hasselbalcha) – klinicznie korzystne?
skorygowana do temperatury metoda - pH-stat
nieskorygowana do temperatury metoda - α-stat
GŁĘBOKA HIPOTERMIA Z ZATRZYMANIEM KRĄŻENIA:
pH–stat → DZIECI;
α–stat → DOROŚLI
*Interact CardioVasc Thorac Surg 2010;10;271-282
Ad.6 WAZOKONSTRYKCJA NACZYŃ
MÓZGOWYCH
leki o bezpośrednim działaniu obkurczającym naczynia
mogą wpływać na opór naczyń mózgowych i CBF
w czasie krążenia pozaustrojowego preferowanym lekiem
obkurczającym naczynia jest noradrenalina
Ad. 7 MIKROZATOROWOŚĆ
epiaortic scan przed kaniulacją aorty
insuflacja C02 do śródpiersia
agresywne odpowietrzanie aorty przed odklemowaniem
INTERWENCJE W ODPOWIEDZI NA ↓rS02
zmiana pozycji głowy lub kaniuli perfuzyjnej
↑ PaCO2 (40 mmHg); α-stat
↑ MAP
zwiększenie przepływu pompy
pogłębienie znieczulenia
↓temperatury
podanie leków rozkurczających naczynia
przetoczenie krwi
Opis przypadku
Opis przypadku
• 80 letni pacjent, z nadciśnieniem,DM2, przyjęty
do Kliniki Kardiologii I Katedry Kardiologii i
Kardiochirurgii w 2/3 godzinie silnego
spoczynkowego bólu zamostkowego,
promieniującego do pleców
• W wykonanej koronaroangiografii uwidoczniono
poszerzenie aorty wstępującej i łuku do 6 cm z
cechami ostrego rozwarstwienia. Nie udało się
zobrazować tętnic wieńcowych.
Opis przypadku
• Po konsultacji kardiochirurgicznej
zakwalifikowany do leczenia operacyjnego w
trybie pilnym.
• Operowany w 1.5 godziny od chwili przyjęcia
• OPERACJA AORTY WSTĘPUJĄCEJ I ŁUKU
AORTY w głębokiej hipotermii 18°
• Czas trwania operacji 6 h 25 min
• Czas trwania ECC 4 h 20 min [ 260 min ]
• Czas zatrzymania krążenia mózgowego z
okresami wstecznej perfuzji mózgu 75 min
1 h 15 min !!!
Opis przypadku
• Reperfuzja + ogrzewanie 70 min
• Czas IPPV 10 h
• Powrót świadomości [ kontakt logiczny ]
po 8 h od zakończenia operacji
• Pacjent wydolny oddechowo, stabilny
krążeniowo, bez zaburzeń świadomości
• Wypisany z OIT w 3 dobie pobytu
Zasady monitorowania
Zasady monitorowania
Przegląd piśmiennictwa
Eur J Cardiothorac Surg 2008;33:560-565; Hong SW i wsp.
metodyka – 100 pacjentów, zabiegi zastawek serca,
śródoperacyjnie rS02(<50%; <40%; >20% od linii bazowej); bez
interwencji; ocena występowania pooperacyjnego CD w
odniesieniu do desaturacji OUN; ograniczenie metody – brak
monitorowania w okresie pooperacyjnym
wyniki 23% - POCD
pooperacyjne zaburzenia poznawcze nie korelują z mierzonymi
śródoperacyjnie wartościami rS02, śródoperacyjna desaturacja
(NIRS) wiąże się z przedłużonym czasem pobytu w szpitalu
autorzy sugerują użycie monitorowania OUN jako wykładnika
perfuzji systemowej
Can J Anesth 2005;52:79-87; Taillefer M Ch i wsp.
•
metodyka – znaleziono 417 artykułów, analizowano 48 - 5931 pacjentów
(kch; monitorowanie śródoperacyjne oxymetrii mózgowej)
wyniki:
2.
1.
efektywność metody niejednoznaczna
wyznaczenie punktu odcięcia: ↓ 20% w stosunku do linii bazowej lub rS02
< 50% - wskazanie do interwencji – obiecujące wyniki (linia bazowa <
50% - granica krytyczna; wartość interwencyjna - redukcja 15% wartości)
3.
możliwość przewidywania:
a)
wystąpienia pooperacyjnych powikłań: neurologicznych; niewydolności nerek; innych
dysfunkcji narządowych
a)
czasu pobytu w oddziale pooperacyjnym; w szpitalu
a)
kosztów leczenia
większość badań z istotnymi ograniczeniami w metodologii; potrzebne nowe badania
Anesth Analg 1999;88:26; abst. Edmonds HL Jr i wsp.
Anesthesiology 1997;87:426; abst. Edmonds HL Jr i wsp.
potencjalne korzyści finansowe wynikające z
monitorowania NIRS
• nie monitorowany pacjent przebywa 43 h dłużej w POP ↑ kosztów o 3 569$ / pacjent (43 h x 83 $/h)
• koszt monitorowania INVOS 375 $ / pacjent
• każdy deficyt neurologiczny – średni koszt 15 000 $
Minerva Anestesiol 2006;72:605-625; Casati A i wsp.
• ↑ zapotrzebowanie OUN na O2 powoduje ↓ rS02 nawet jeśli
saturacja tętnicza jest prawidłowa
• niska wartość linii bazowej wiąże się z pogorszeniem wyników
operacyjnych (kch i inne) i sugeruje obniżoną zdolność tkanki
mózgowej do ↑ ekstrakcji tlenu w odpowiedzi na obniżenie jego
dostarczania
Ann Thorac Surg 1995;60:165-70; Schwarz AE i wsp.
•
metodyka – praca eksperymentalna na zwierzętach
(↓RR – lignocaina podpajęczynówkowo; ↑RR – opaska
na aorcie zstępującej)
wyniki:
1. przepływ mózgowy w czasie krążenia pozaustrojowego
i hipotermii jest zależny od ciśnienia krwi a nie od rzutu
pompy
2. prawidłowe prowadzenie krążenia pozaustrojowego
polega na utrzymaniu ciśnienia krwi przy niskich i
wysokich przepływach pompy
Heart Surgery Forum 2004;7:E376-E381; Goldman S i wsp.
• metodyka: porównano 2 grupy (bez
monitorowania; rS02 + interwencje; 1034/1245);
badanie retrospektywne; pacjenci w grupie NIRS
– z wyższym ryzykiem operacyjnym
• wyniki – w grupie NIRS - ↓ udarów;
↓konieczności przedłużonej wentylacji płuc; ↓
czasu pobytu w szpitalu
J Cardiothorac Vasc Anesth 2008;20:1-7; Paquet C i wsp.
• hipoteza - pacjenci z niewydolnością serca mają niższą
wartość bazową oxymetrii mózgowej
• metodyka: 99 pacjentów poddanych różnym procedurom
kardiochirurgicznym z lub bez użycia krążenia
pozaustrojowego
• wyniki: rS02 może reprezentowć inwazyjny pomiar Sv02
(wzajemna korelacja rS02 i funkcji serca); NIRS mógłby
potencjalnie być używany jako nieinwazyjne
monitorowanie funkcji serca (potwierdzenie tezy wymaga
dalszych badań)
Can J Anesth 2007;54:718-727; Piquette D i wsp.
• hipoteza: krążenie pozaustrojowe powoduje aktywację
komplementu, uwalnianie endotoksyn, uraz niedokrwiennoreperfuzyjny – aktywacja SIRS – uszkodzenie tkanek, podanie
dożylne donorów NO (NTG iv.) stanowi prewencję lub korekcję
poniedokrwiennego uszkodzenia tkanek
• metodyka: 30 chorych, 2 grupy (iv NTG/placebo); monitorowanie
rS02
• iv. NTG (0,1 µg/kg/min) podana przed i w czasie krążenia
pozaustrojowego umożliwia zachowanie rS02 na stałym poziomie u
chorych wysokiego ryzyka – działanie prewencyjne; efekty uboczne:
↑ stężenia CK-MB24h po operacji i ↑drenażu
Ann Thorac Surg 2009;87:36-45; Slater JP i wsp.
• metodyka: 265 pacjentów; CABG;
monitorowanie rS02; 2 grupy - interwencja
terapeutyczna / monitorowanie niewidoczne dla
anestezjologa; ocena POCD i czasu pobytu w
szpitalu
• wyniki: przedłużające się, śródoperacyjne
okresy obniżonej rS02 powodują ↑ryzyka
zaburzeń poznawczych po operacji i ↑czasu
pobytu w szpitalu; pacjenci z rS02 > 50% w
czasie trwania operacji nie mają zaburzeń
poznawczych
Br J Anaesth 2008;101:870-875; Hammerling TM i wsp.
• hipoteza: zmiany patofizjologiczne w czasie SLT – HPV
(hipoxic pulmonary vasoconstriction) kieruje krew do
płuca wentylowanego ale 20-25% CO stanowi przeciek
śródpłucny z nie wentylowanego płuca; ↓FRC
wentylowanego płuca; ↑różnicy pęcherzykowowłośniczkowej prężności tlenu; ↓CO; ↑PVR; ↓SVR;
aktywacja reakcji zapalnej, pozycja na boku indukuje
↓rS02 o 10% w stosunku do linii bazowej
• metodyka: 20 pacjentów wentylowanych jednym płucem
(SLV) przez > 1h; monitorowanie rS02
• wyniki: u 70% badanych wystąpiła desaturacja OUN o
wartości > 20% w stosunku do linii bazowej
OGRANICZENIA METODY
niejasna, nieudokumentowana granica krytycznej wartości
rS02
niereprezentatywna część mózgu dostępna badaniu
pomiar regionalnej saturacji (diagnozowanie / różnicowanie
pomiędzy ogniskową a globalną hipoperfuzją,
desaturacją?
zmienny stosunek krwi żylnej do tętniczej
możliwość zmiany położenia elektrod
wpływ innych tkanek (mięśnie) na finalny odczyt
NIRS PODSUMOWANIE
• 20%↓rS02 w stosunku do linii bazowej, jako czynnik
prognostyczny powikłań neurologicznych charakteryzuje
się 80% czułością i 82,2 % swoistością i niską
pozytywną wartością przewidywania
• rS02 pozytywnie koreluje z ciśnieniem perfuzji
mózgowej, punktacją w skali Glasgow, śmiertelnością w
grupie z urazem OUN
• epizody desaturacji mózgowej podczas znieczulenia
ogólnego nie mają związku z jednoczesnym obniżeniem
saturacji tętniczej
Dziękuję za uwagę