Může nový nástroj založený na EEG předvídat pooperační delirium a kognitivní dysfunkci?

Vzhledem k tomu, že populace stárne a dochází k pokroku v lékařství, mnoho starších pacientů, kteří by dříve nebyli kandidáty na operaci, nyní podstupuje operace. U této skupiny starších pacientů je mozková dysfunkce po anestezii a operaci dobře rozpoznána a rozdělena do dvou odlišných klinických jednotek; Pooperační kognitivní delirium (POD) a pooperační kognitivní dysfunkce (POCD).

Delirium je akutní a kolísavé zhoršení pozornosti doprovázené buď změnou kognice nebo vzrušením a je často diagnostikováno podle kritérií stanovených v metodě Confusion Assessment Method (CAM). Delirium se může projevovat jako hypoaktivní (snížená bdělost, motorická aktivita a anhedonie), jako hyperaktivní (vzrušené a bojovné) nebo jako smíšené formy. Hlavními rizikovými faktory jsou věk a typ operace.

Pooperační kognitivní dysfunkce (POCD) je termín používaný k popisu jemných změn v kognitivních funkcích, jako je paměť a exekutivní funkce. Nejčastěji pozorovanými problémy jsou poruchy paměti a zhoršený výkon při intelektuálních úkolech. V závažných případech může vést k neschopnosti vykonávat každodenní životní funkce. Uváděné údaje o incidenci pooperační kognitivní dysfunkce se liší v závislosti na skupině sledovaných pacientů, použité definici POCD, testech použitých ke stanovení diagnózy a jejich statistickému vyhodnocení, načasování testování a výběru kontrolní skupiny. Diagnóza POCD se opírá o použití neuropsychologických testů, včetně; vizuální verbální test učení, založený na Reyově auditivním vybavování slov, test posunu konceptu, založený na testu vytváření stop z Halsteadovy a Reitanovy neuropsychologické testové baterie, Stroopův test barevné interference slov, kódování písmen a číslic na základě symbolu -místná substituční úloha z Wechslerovy škály inteligence dospělých a čtyřboxový test. Ve velké prospektivní multicentrické kohortové studii bylo zjištěno, že přítomnost kognitivní dysfunkce 3 měsíce po nekardiální operaci byla spojena se zvýšenou mortalitou. Kromě toho pacienti s kognitivním poklesem po 1 týdnu měli zvýšené riziko předčasného odchodu z trhu práce a vyšší prevalenci doby, kdy dostávali sociální transfery. Mechanismy vedoucí k poruše kognitivních funkcí po anestezii a operaci nejsou dosud zcela jasné. Rizikové faktory pro rozvoj POCD souvisejí s charakteristikami pacienta, typem operace a vedením anestezie.

Kardiovaskulární, respirační, jaterní a renální insuficience jsou všechny spojeny se zhoršenou výkonností mozku. Je teoreticky zřejmé, že adekvátní intraoperační zásobení všech životně důležitých orgánů kyslíkem je nezbytné, má-li se předejít pooperační mozkové dysfunkci. Casai et al zjistili, že desaturace mozku (snížení rSO2 < 75 % výchozí hodnoty) se objevila u 40 % starších pacientů po nekardiálních operacích a cerebrální desaturace byla spojena s vysokým výskytem POCD. Nedávný systematický přehled ukazuje, že snížení cerebrální saturace kyslíkem (rSO2) během kardiochirurgické operace může naznačovat nesprávné umístění kanyly CPB, zejména během operace aorty. Pouze slabé důkazy však spojují nízké rSO2 během kardiochirurgické operace s POCD.

POCD je dobře známý klinický fenomén multifaktoriálního původu; embolie, hypoperfuze, zánět a předoperační mozková dysfunkce pacienta Pečlivé chirurgické a anesteziologické techniky jsou důležité pro prevenci komplikací a pro udržení rizika POCD na minimu.

EEG je elektrofyziologická monitorovací metoda používaná k záznamu elektrické aktivity mozku, včetně normální a abnormální aktivity. V posledních letech byly provedeny četné klinické studie, které zhodnotily, zda použití v intraoperační elektroencefalografii (EEG) ke kontrole hloubky anestezie má nějaký vliv na POCD.

Nedávno bylo potvrzeno, že peroperační neuromonitoring hloubky anestezie je spojen s nižším výskytem deliria. To však nesouvisí s výskytem POCD. Nejběžnějším dostupným monitorem hloubky anestezie je Bispectral index, vyvinutý před více než 20 lety. Výstup přístroje je založen na elektroencefalografických (EEG) signálech z čelního laloku (monitoruje mozkovou aktivitu) v kombinaci s elektromyografickými (EMG) vlnami (monitoruje svalovou aktivitu). BIS vytváří číslo v rozmezí 0 - 100, které odpovídá úrovni vědomí pacienta (v bdělém stavu, sedativní nebo v bezvědomí) podle GA. Zařízení BIS má dva hlavní problémy: (1) Analyzuje EEG a EMG bez schopnosti odlišit aktivitu neuronů od aktivity svalů. Když se tedy použijí neuromuskulární blokující léky (NMBD), skóre produkované BIS je ovlivněno nedostatkem svalové aktivity a mylně indikují stav bezvědomí (nedostatek neuronální aktivity), i když nebyly použity žádné hypnotické léky, a (2 ) BIS je založen výhradně na čelních elektrodách a nesleduje zadní aktivitu. Anestezii se zadním účinkem (jako je ketamin) tedy získávají falešné skóre přístrojem BIS. V souladu s tím by systém BIS mohl být lépe použit jako prostředek pro sledování konkrétních anestetických léků a ne jako univerzální prostředek pro sledování bezvědomí.

Přes svá omezení byla nadměrná anestezie monitorovaná BIS přinejmenším korelativní s POD (ale ne s POCD). Je proto naděje, že ještě přesnější vyhodnocení úrovně anestezie ještě více zlepší predikci POD (a tím i prevenci). Na druhou stranu měření hloubky anestezie samo o sobě neposkytuje dostatečnou predikci pro POCD. V POCD byla hlavní role přiřazena poškození hipokampu.

Výzkumníci nedávno prokázali, že dočasné hipokampální přerušení se projevují interhemisférickou desynchronizací, kterou rozpoznává náš nový algoritmus, který monitoruje elektrofyziologické markery pozornosti a vnímání. Tento algoritmus byl založen na předchozí sadě studií, které prokázaly schopnost rozložit celý multielektrodový vzorek EEG/ERP na superpozici procesů pozornosti a vnímání, rozprostřených v prostoru (přes pokožku hlavy) a čase (stovky milisekund) . Náš algoritmus je jedinečný ve schopnosti extrahovat potřebné informace o vnímání a pozornosti indikující hloubku anestezie a poškození hemisféry (projevující se interhemisférickou desynchronizací) v reálném čase každých 30 sekund a s minimálním nastavením elektrod, které se skládá ze 6 elektrod.

Cíle tohoto proof of concept study jsou: (i) zjistit, zda interhemisférická desynchronizace procesů pozornosti souvisí s POCD; (ii) zjistit, zda úroveň anestezie souvisí primárně s POD a sekundární s POCD. Pro oba účely výzkumníci používají nový EEG algoritmus založený na konceptu monitorování vnímání a pozornosti a jejich interhemisférické synchronizace.