Řízená terapie mozkovým monitorem na cerebrálních výsledcích po kardiochirurgii

Neurologický a kognitivní pokles zůstávají běžnými komplikacemi, které nepříznivě ovlivňují výsledky pacientů po operaci srdce. Začleněním monitoru mozku, který měří obsah kyslíku v mozku, do našeho perioperačního managementu se snažíme snížit pooperační neurologické a kognitivní deficity a zlepšit kvalitu života této populace pacientů. Naším cílem je také odhalit, jak narušený mozek mění svůj metabolismus v reakci na ischemické poškození a jak tyto nové informace mohou vést k novým metodám preventivní léčby pro zranitelné pacienty.

Stručně řečeno, cerebrální infračervená spektroskopie (NIRS) nebo cerebrální oxymetrie je neinvazivní monitor, který odhaduje cerebrální oxygenaci prostřednictvím měření regionální žilní saturace. Je založena na měření intravaskulární frakce oxyhemoglobinu v malém vzorku mozkové kůry přes lebku pomocí spektroskopie blízkého infračerveného světla. Mozková oxymetrie vyšetřuje veškeré odražené světlo z pulzující arteriální i nepulzující žilní krve, aniž by vyžadovala pulzaci, a proto může mozková oxymetrie nadále monitorovat okysličení mozku během CPB i zástavy oběhu. S touto výhodou je cerebrální oxymetrie široce využívána v naší každodenní praxi srdeční anestezie, rutinně při operacích vyžadujících zástavu oběhu a při dalších elektivních operacích CABG a náhrad/oprav chlopní v některých institucích. Navzdory širokému použití stále existuje kontroverze v jeho interpretaci a schopnosti optimalizovat cerebrální výsledek po operaci srdce. Klíčové otázky, na které je třeba odpovědět, jsou: 1) práh desaturace spojený se špatnou prognózou; 2) absolutní hodnota desaturace, při které se nepříznivý klinický výsledek zvyšuje, a 3); pokud je pro signalizaci blížícího se zhoršení důležitější relativní trend. Všechny tyto otázky jsou relevantní pro naši klinickou praxi, ale zůstávají nezodpovězeny. Naše výzkumná studie si klade za cíl učinit první krok k identifikaci ideální metody využití cerebrální oxymetrie při srdečních operacích ke zlepšení neurologických výsledků prostřednictvím zvýšení přesnosti řízení hemodynamických i laboratorních hodnot pomocí léčebného algoritmu.

Druhá složka této studie zahrnuje metabolomické profilování, protože zdokonalujeme perioperační management kardiochirurgického pacienta, abychom zlepšili jeho cerebrální výsledky. Přes enormní výzkumné úsilí v posledních desetiletích v současnosti neexistuje žádný specifický a jediný neurologický biomarker (nebo panely biomarkerů), který by byl validován pro klinické použití. Mezitím neurozobrazování (CT a MRI) zůstává zlatým standardem pro diagnostiku poranění mozku. Orgánově specifické biomarkery, pokud jsou identifikovány, mají potenciál být spolehlivou a nákladově efektivní metodou pro diagnostiku, vedení léčby, klasifikaci závažnosti cévní mozkové příhody, předvídání kognitivních funkcí a predikci komplikací. Metabolomické profilování nedávno umožnilo komplexní analýzy změn ve výběru metabolického paliva v různých modelech, včetně kardioplegické zástavy. Pokroky v analytické technologii umožnily kvantitativní analýzu několika stovek metabolitů v jediném měření s vysokou propustností a citlivostí.

Metabolomické profilování zahrnuje kvantifikaci metabolitů s malými molekulami z tělesných tekutin nebo tkání v jediném kroku a má potenciál pro včasnou diagnostiku, monitorování terapie a zkoumání patogeneze různých onemocnění. Tato detekce biomarkerů se provádí v buňkách, tkáních nebo biotekutách buď nukleární magnetickou rezonancí (NMR) spektroskopií nebo hmotnostní spektrometrií (MS), která pak prochází mnohorozměrnou analýzou dat. Jung a kol., pomocí 1H-NMR spektroskopie v kombinaci s multivariační statistickou analýzou hodnotili pacienty s mrtvicí. V této studii byly hodnoceny narušené metabolické vzorce v plazmě i moči od pacientů se známými příhodami mozkového infarktu, aby se identifikoval specifický proteom spojený s mrtvicí. Podobný výzkum byl proveden s širší kvantifikací neuroproteomiky pomocí modelu hlodavců. Byla také zkoumána prognóza biomarkerů akutního poškození ledvin u pacientů podstupujících kardiopulmonální bypass (CPB). Navzdory svému potenciálu pro široké použití se metabolomické profilování nevidělo jeho využití k vedení neuroprotektivní léčby u pacientů podstupujících kardiochirurgický výkon. Věříme, že jedinečná kombinace těchto dvou metod představuje cennou příležitost nejen ke zlepšení neurokognitivních výsledků pacienta, ale také k získání náhledu na to, které biomarkery představují mozkovou ischemii nebo jiné známky poškození mozku.

Naším konkrétním cílem je: 1. Posoudit transcerebrální metabolomický profil a neurokognitivní výsledek v reakci na poškození mozku u pacientů sledovaných a léčených podle mozkové oxymetrie (NIRS) au těch, kteří jsou právě monitorováni pomocí NIRS.

Na základě dostupné literatury je naší pracovní hypotézou, že oproti pouze sledovaným pacientům bude využití mozkového paliva rozdílně ovlivněno u pacientů sledovaných a léčených důsledným dodržováním specifického neuroprotektivního algoritmu.

1.a. Pomocí nukleární magnetické rezonance (NMR) a hmotnostní spektrometrie otestujte plazmatické koncentrace metabolitů představujících aminokyselinové, uhlohydrátové, energetické, lipidové a nukleotidové dráhy.

1.b. Porovnejte neurokognitivní funkce léčených a neléčených pacientů pomocí komplexní testové baterie sestávající z 5 hodnotících modalit na začátku, v době propuštění a 6 týdnů po operaci.