En kombineret mikrodialyse og FDG-PET undersøgelse til påvisning af hjerneskade efter hjertestop (COMA-PROTECT)

Baggrund Overlevelsesrater omkring 50 % er rapporteret hos komatøse patienter behandlet med hypotermi på intensiv afdeling (ICU) efter hjertestop uden for hospitalet (OHCA). Den høje risiko for ICU-død skyldes generelt den primære hypoxisk-iskæmiske fornærmelse og efterfølgende sekundær hjerneskade forårsaget af langvarig utilstrækkelig cerebral blodgennemstrømning (CBF), forstyrret autoregulering, iskæmi-reperfusionsskade og kompromitteret cerebral energimetabolismeskade. Konklusiv bevis for sekundær cerebral iskæmi efter hjertestop har været uhåndgribelig. Sekundær skade er en væsentlig determinant for neurologiske udfald, og afhjælpning af dens skadelige virkninger er en grundpille i post-hjertestopbehandling. Indtil videre har klinikerne stadig brug for mere nøjagtige overvågningsmetoder til at identificere og håndtere potentiel reversibel igangværende hjerneiskæmi og forudsige tidligt neurologisk udfald på intensivafdelingen. Metoder, der måler global hjerneiskæmi og afspejler metaboliske forstyrrelser efter genoplivning, er nødvendige for en mere individualiseret post-genoplivningsbehandling og målstyret terapi for at forbedre patientresultatet.

Jugular bulb microdialyse (JBM) gør det muligt at overvåge globale cerebrale metaboliske variabler i det drænende venøse blod kontinuerligt og giver data om substratforsyning og metabolisme på cellulært niveau i hjernen. Evnen til at måle globale hjernemetabolitters koncentration af glucose, pyruvat, lactat, lactat til pyruvat ratio (LPR), glutamat og glycerol ved sengekanten har givet mulighed for at bruge JBM som en klinisk hjernemonitor. Høj LPR > 30 betragtes som en robust indikator for anaerob metabolisme (lavt pyruvat) og er en uafhængig prædiktor for dødelighed og ugunstigt udfald ved traumatisk hjerneskade blandt patienter monitoreret med MD (1-6).

Vores gruppe har for nylig offentliggjort, at I) metabolisk overvågning i halspæren er repræsentativ for det overordnede cerebrale metabolisme og kan bruges til diagnosticering af kompromitteret global cerebral metabolisme under hjertekirurgi (7) og II) global JBM, der indikerer isoleret tidlig hjerneskade var fundet efter OHCA og på hinanden følgende genoplivning (studie i tryk) III) foreløbige JBM-data indikerer, at ca. 30 % af de overlevende af komatøse OHCA (cerebral præstationskategori 3-5, dårligt neurologisk resultat) lider af tidlig sekundær hjerneiskæmi (8).

Yderligere fremskridt i viden om cerebral metabolisme er opnået ved at anvende positronemissionstomografi (PET) af 18-Fluor deoxyglucose ([F-18]-FDG) til OHCA-patienter, hvilket gør det muligt at kvantificere cerebral metabolisk hastighed af glucose CMRglc (9- 10). PET giver et globalt metabolisk kort over hele hjernen, men kun for hele scanningens varighed. FDG-PET-måling er primært en markør for glukoseoptagelse, som ikke kan bruges til at bestemme skæbnen for dette hjernebrændstof. Samtidig har JBM-variablerne potentialet til at vise flere muligheder med hensyn til glukoses skæbne og tegn på metabolisk krise. Det er i denne sammenhæng, at nærværende undersøgelse forsøger at afgøre, om der er en metabolisk krise på grund af iskæmi eller på grund af andre mekanismer end iskæmi ved at undersøge globalt hjernevæv med kombineret positronemissionstomografi og halskulemikrodialyse. Følsomheden af ​​JBM til at påvise relevant sekundær hjerneskade hos hjertestoppatienter undersøges yderligere gennem sammenlignende billeddannelse med PET-CT.

Formål Studiet sigter mod at bruge 18-Fluorodeoxyglucose positron emissionstomografi (PET) kombineret med halskulemikrodialyse til at undersøge patofysiologiske hjerneforstyrrelser efter hjertestop.

Endepunkter Primært endepunkt: Forskellen i samlet CMRglc på dag 0 og 3 efter OHCA mellem neurologiske udfaldsgrupper

Sekundære endepunkter:

1. Korrelation mellem JBM-variabler og den samlede CMRglc på dag 0 og 3 efter OHCA.
2. Afspejler mønstrene for PET-verificeret global glukosemetabolisme det tidlige globale neurometaboliske mønster (iskæmi/mitokondriel dysfunktion) opnået ved halskulemikrodialyse efter OHCA.

Metode En prospektiv forundersøgelse designet til at undersøge patofysiologiske hjerneforstyrrelser efter hjertestop ved brug af kombineret 18-FDG-PET med halskulemikrodialyse (JBM). Ti bevidstløse patienter indlagt på intensivafdelingen med vedvarende tilbagevenden af ​​spontan cirkulation efter hjertestop uden for hospitalet vil blive inkluderet. Der vil blive indhentet samtykke fra de pårørende.

Til påvisning af tidlig global hjerneiskæmi i post-genoplivningsfasen vil jugular bulb-mikrodialysekatetre blive implanteret så hurtigt som muligt efter ICU-indlæggelse. Patienterne vil blive overvåget i 96 timer eller indtil ophidselse eller seponering af livsopretholdende behandling. Intravenøse mikrodialysekatetre (CMA 67 IV 130 mm, membranlængde 10 mm, MDialysis AB, Stockholm, Sverige) med 20 kDa molekylvægt cut-off membraner muliggør måling af energirelaterede metabolitter: glucose, laktat, pyruvat, LPR, glutamat og glycerol. Prøverne vil blive indsamlet i mikrohætteglas til analyse hver time ved hjælp af enzymatiske fotometriske teknikker og præsenteret ved sengen.

FDG-PET vil blive opnået på dag 0 og 3 efter OHCA uanset neurologisk status. Neurologisk resultat vurderes ved hospitalsudskrivning i henhold til Cerebral Performance Category (CPC) skalaen: CPC 1 - ingen neurologisk deficit; CPC 2 - mild til moderat dysfunktion; CPC 3 - alvorlig dysfunktion; CPC 4 - koma; og CPC 5 - død. CPC-score på 1 og 2 betragtes som 'gode' resultater og en CPC 3-5 'dårlige' resultater.

Begrænsninger Lateralisering i cerebral venøs drænage kan påvirke jugular bulb prøvetagning. Selvom efterforskerne bruger ultralyd ved sengekanten til at identificere den dominerende halsvene, og JBM-teknikken anvendes på en tilstand, der producerer strengt global cerebral skade og hypoxisk iskæmi. Klinikere er ikke blindet over for data, der er opnået ved sengen fra halspæremikrodialyse, så alle resultatbedømmere vil blive blindet for at minimere risikoen for bias. Samtidig kan cerebral blodgennemstrømning ikke estimeres på grund af logistik- og driftsomkostninger.

Forventet klinisk effekt Dødeligheden af ​​patienter, der indlægges i komatøs tilstand efter vellykket genoplivning efter hjertestop, er fortsat høj. Kombineret JBM og FDG-PET har det kliniske potentiale til at give ny indsigt i dynamiske patogene metaboliske mønstre relateret til sekundær hjerneskade. Kombinationen af ​​disse to teknologier ville derfor synes at være attraktiv med henblik på at undersøge, om hjernevæv efter en periode med global forbigående iskæmi viser biokemiske tegn på igangværende iskæmi. I fremtiden vil denne multimodale tilgang muligvis optimere hjernens metabolisme og individualisere behandlingen af ​​post-hjertestoppatienter, der lider af sekundær iskæmi og potentielt forbedre resultaterne.

Projektgennemførlighed Forskergruppen har vist, at metabolisk overvågning i halspæren er repræsentativ for det overordnede cerebrale stofskifte og kan bruges til diagnosticering af kompromitteret global cerebral metabolisme i kliniske omgivelser. Det næste trin er at kombinere halspæremikrodialyse med FDG-PET i en pilotundersøgelse for at bevise gennemførligheden af ​​denne nye kombinerede teknik.

Etisk begrundelse

Deltagelse i undersøgelsen vil ikke forstyrre eller forsinke rutinediagnostiske eller terapeutiske procedurer. Den etiske begrundelse for at deltage i COMA-PROTECT undersøgelsen er:

Viden om cerebral metabolisme hos komatøse patienter genoplivet efter OHCA kan ikke opnås uden for den akutte situation.