Forudsigelse af postoperativ delirium ved hjælp af EEG, genetik og neurobiomarkører for hjerneskade (POD-01)

POD defineres som en "fluktuerende forstyrrelse i opmærksomhed, der repræsenterer en akut ændring fra baseline, ledsaget af forstyrret kognition eller perception, og ikke på grund af en allerede eksisterende neurokognitiv lidelse eller forekommer i sammenhæng med et stærkt reduceret arousalniveau". Afhængigt af typen af ​​operation og den undersøgte population kan det forekomme hos 20 til 45 % af de ældre patienter. POD er ​​en belastning for sundhedsudbyderne. Faktisk er det stærkt forbundet med øget sygelighed og dødelighed. PODs patofysiologi er multifaktoriel og endnu ikke fuldstændig belyst. Den aldrende hjerne er mere sårbar over for udviklingen af ​​POD. Men mere end den kronologiske alder er patientens generelle sårbarhed og deres allerede eksisterende kognitive status indikatorer for deres evne til at klare disse perioperative stressfaktorer. Faktisk er patientens kognitive status en førende årsag til POD, og ​​modeller, der forudsiger POD, viser dårlig nøjagtighed, fordi de ikke tager hensyn til patientens præoperative kognitive status. Præoperativ neurokognitiv vurdering kunne udføres, men disse test er tidskrævende og underlagt forskellige påvirkningsfaktorer. Derfor kræves objektive værktøjer til at skelne patienter med præoperativ kognitiv svækkelse.

Første hypotese: Tilstedeværelsen af ​​et specifikt intraoperativt EEG-signalmønster kan være et værktøj til en sådan identifikation af patienter med underliggende præoperativ kognitiv skrøbelighed. Almindeligt anvendte anæstesimidler til induktion og opretholdelse af generel anæstesi (f. sevofluran eller propofol) giver et typisk elektroencefalografisk mønster med langsomme/delta- og alfaoscillationer, overvejende i den frontale hjernebark. Mere specifikt stammer alfa-oscillationer faktisk fra parieto-occipitale steder hos vågne patienter og migrerer mod frontale regioner efter induktion af anæstesi. Dette fænomen kaldes "anterioriseringen" af alfa-frekvensbåndet. Blandt alle EEG-frekvenser udvikler alfa-svingningers bidrag til den globale sporing sig gennem voksenalderen: alfa-kraften har en tendens til at falde med alderen, og dette fald er mere udtalt i nærvær af underliggende kognitiv lidelse (f.eks. let kognitiv svækkelse, Alzheimers sygdom). Endnu vigtigere er det blevet påvist, at en lavere frontal alfabåndanteriorisering under generel anæstesi er forbundet med lavere præoperativ kognitive score. Desuden kan disse patienter have højere risiko for intraoperativ EEG-suppression i tilfælde af en overdosis af bedøvelsesmidler eller endda ofte på trods af en lavere dosis af bedøvelsesmidler. I denne forbindelse kan tilstedeværelsen og styrken af ​​frontale alfaoscillationer under generel anæstesi være indikatorer for patientens præoperative kognitive status og kan derfor forudsige risikoen for at udvikle POD.

Anden hypotese: Genetiske undersøgelser har vist en sammenhæng mellem specifikke genotyper og risikoen for kognitiv tilbagegang. APOEe4-genotype er en kendt risikofaktor for Alzheimers sygdom (AD) og har vist sig også at være en risikofaktor for POD. Imidlertid er APOEe4-allelen hverken nødvendig eller eksklusiv for at udvikle AD, og ​​det kan også være tilfældet for POD, da denne sene hypotese er blevet forkastet i andre tidligere undersøgelser. Ellers har få undersøgelser set på nogle EEG-specialiteter ifølge APOEe4-genotypebestemmelse hos AD-patienter og kontrolpersoner. Desværre er deres resultater vedrørende tilstedeværelsen af ​​e4-allelen og tilhørende EEG-abnormiteter modstridende. Til dato har ingen undersøgelse relateret APOE-genotypebestemmelse og intraoperative EEG-mønstre under generel anæstesi.

Tredje hypotese: Ud over perioperative episoder med cerebral hypoxi og/eller hypoperfusion og neuroinflammation inkluderer patofysiologiske mekanismer af POD også en potentiel direkte fornærmelse af hjernen, induceret af både anæstesi og kirurgi. Alligevel mangler den ideelle biomarkør, meget følsom for hjerneskade, såvel som meget specifik for neuronalt væv, at blive identificeret. Faktisk kan frigivelsen af ​​sådanne proteiner efter en neuronal skade opstå fra mange niveauer, og nogle af dem har ekstrakranielle kilder. Disse kilder kan derfor påvirke de observerede resultater. Som en konsekvens heraf er der i klinisk praksis ingen af ​​de aktuelt evaluerede neurobiomarkører (f.eks. interleukiner, neuronspecifik enolase, S100 calciumbindende protein B) er dukket op som et pålideligt diagnostisk og/eller prognostisk værktøj til vurdering af postoperative neurologiske komplikationer. På det seneste har der været meget fokus på neurofilamenter, da denne gruppe af proteiner er en del af stilladset af axoner og udelukkende kommer til udtryk i neuronalt væv. Som følge heraf svarer unormalt høje niveauer af neurofilamenter i ekstracellulære væsker, såsom cerebrospinalvæsker (CSF) eller serum, specifikt til neuronal celleskade, hvilket repræsenterer en væsentlig fordel sammenlignet med andre biomarkører, der tidligere er testet. Blandt de tre underenheder af neurofilament har neurofilament lys (NfL) underenhed vist sig at være lovende. Høje niveauer af NfL er blevet fundet i en lang række neurodegenerative lidelser, men også ved akutte hændelser som traumatisk hjerneskade og slagtilfælde. Da det har været muligt at måle NfL i serum, hvilket har undgået behovet for cerebrospinalvæskeprøver, er deres analyse i den perioperative periode blevet lettere. Faktisk er serum-NfL-niveauer for nylig blevet undersøgt i den perioperative periode i forskellige kirurgiske patientpopulationer. Disse undersøgelser giver os information om kinetikken af ​​perioperativ NfL-frigivelse, men de viser modstridende resultater vedrørende en potentiel sammenhæng mellem høje perioperative NfL-niveauer og forekomsten af ​​POD.