Zerebrale Überwachung und postoperatives Delirium und Ergebnisse (Techno-5)

Die Problematik im Überblick: Postoperatives Delir in der Herzchirurgie Die Hirnüberwachung mittels NIRS startete 2002 in den Operationssälen des MHI. Seit diesem Zeitraum haben die Prüfärzte unsere Erfahrungen mit 1613 gemeldeten Patienten aus veröffentlichten Fallberichten (n=30), Kohortenstudien (n=1270), randomisierten kontrollierten Studien (n=313) und Übersichtsartikeln beschrieben.

Bei Vorliegen einer Entsättigung des Gehirns haben die Forscher zuvor einen algorithmischen Ansatz beschrieben, der auf einer Reihe von Interventionen basiert (wie Kopfpositionierung, Erhöhung des Blutdrucks und des eingeatmeten Sauerstoffs usw.), die durch die Ätiologie ausgelöst werden, eine nach der anderen oder gleichzeitig. idealerweise so früh wie möglich, d. h. wenn der zerebrale NIRS-Wert beginnt, um mehr als 10 % zu sinken. Die Erfolgsrate für die Korrektur der Gehirnentsättigung lag bei über 95 %.

Die Verwendung von sowohl zerebralem NIRS als auch pEEG führte zu neuen Erkenntnissen, die bei isolierter Verwendung dieser Technologien nicht offensichtlich waren. Beispielsweise wird beim Erwachen eine Entsättigung des Gehirns beobachtet, die aus einer erhöhten pEEG-Aktivität resultiert. Andererseits kann eine Entsättigung des Gehirns in Verbindung mit einer reduzierten pEEG-Aktivität auf eine Minderdurchblutung des Gehirns hindeuten. Ein neuer Algorithmus zur Verwaltung von zerebralem NIRS und pEEG wurde eingeführt und im Mai 2019 veröffentlicht.

Dieser Algorithmus wurde nicht validiert und könnte einen großen Fortschritt in der Versorgung von herzchirurgischen Patienten darstellen. Eine der potenziellen Aufgaben dieser Art der Überwachung wäre ihre Fähigkeit, das Auftreten von Delirium, postoperatives Delirium und andere Endorgankomplikationen vorherzusagen. Letztendlich könnte die Früherkennung dazu führen, postoperative Komplikationen wie Delir zu verhindern.

Hirnoximetrie und Delirium Zwischen 16 % und 30 % der älteren Krankenhauspatienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen entwickeln ein Delirium. Delirium und kognitive Dysfunktion sind bei Krankenhauspatienten in allen Bereichen des Gesundheitswesens sehr häufig, insbesondere jedoch bei chirurgischen und Intensivpflegegruppen, wo Raten von bis zu 70 % angegeben werden. Die Sterblichkeit ist bei Patienten mit Delirium nach einer Herzoperation erhöht.

Delirium wird vom DSM-5 als akute Hirnfunktionsstörung definiert, die mit Aufmerksamkeitsdefizit und Bewusstseinsstörungen einhergeht. Drei Arten von Delirien wurden beschrieben: hypoaktiv mit Lethargie, hyperaktiv mit Agitiertheit und eine Kombination aus beidem, die sich abwechseln kann. Es gibt mehrere prädisponierende Faktoren, wie z. B. eine präoperative kognitive Dysfunktion. Eine kürzlich durchgeführte systematische Übersichtsarbeit hat die folgenden Faktoren identifiziert, die mit dem Auftreten von Delirien assoziiert sind. Zu diesen Faktoren gehören fortgeschrittenes Alter, frühere psychiatrische Erkrankungen, leichte kognitive Beeinträchtigungen und zerebrovaskuläre Erkrankungen. Ein postoperatives Delirium ist mit einer verlängerten Dauer des Krankenhausaufenthalts, postoperativen Komplikationen und einer erhöhten Sterblichkeit verbunden.

Es gab mehrere Berichte über einen Zusammenhang zwischen reduzierten zerebralen NIRS-Messungen, Delirium und postoperativer kognitiver Dysfunktion bei chirurgischen Populationen. Der Mechanismus, durch den eine reduzierte Gehirnsättigung und ein Delir gleichzeitig bestehen, könnte eine zerebrale Malperfusion und eine venöse Stauung aufgrund einer Funktionsstörung des rechten Herzens umfassen. Diese Faktoren wurden kürzlich untersucht, und ihr Zusammenhang mit Delirium und postoperativer kognitiver Dysfunktion wurde sowohl auf der Intensivstation als auch im Operationssaal beschrieben. Da eine Funktionsstörung des rechten Herzens mit einem längeren Zeitraum von venöser Hypertonie einhergehen kann, kann dies zu einem interstitiellen Ödem führen, das die Durchblutung von Endorganen wie dem Gehirn weiter beeinträchtigen kann. Im Zusammenhang mit einem kardiopulmonalen Bypass (CPB) könnte dieses Phänomen durch eine Veränderung der endothelialen Glykokalyx verschlimmert werden, was zu einer erhöhten Permeabilität des kapillären Endothels führt. Es wird angenommen, dass das resultierende interstitielle Ödem ein Mediator für unerwünschte Folgen bei kritisch kranken Patienten mit Flüssigkeitsüberladung ist. Zusätzlich zu veränderten NIRS-Werten, die bei Delirium nach einer Herzoperation beobachtet wurden, wurde eine abnorme elektrische Aktivität des Gehirns beschrieben.

Elektroenzephalographische Überwachung des Gehirns und Delirium Die elektrische Aktivität des Gehirns kann durch Elektroenzephalographie (EEG) überwacht werden, und neuerdings ermöglichen pEEG-Monitore am Krankenbett wie BIS (Medtronic, USA) oder Sedline (Masimo Irvine CA) die bettseitige Messung der frontalen elektrischen Aktivität. Delirium ist mit EEG-Veränderungen verbunden, typischerweise einer globalen Verlangsamung der EEG-Aktivität. Signifikante Unterschiede im EEG wurden bei älteren Menschen mit oder ohne Delirium beobachtet. Die Alpha-, Theta- und Delta-Wellenleistung und das Theta-Verhältnis im Verhältnis zu den anderen EEG-Wellen sind bei Patienten mit oder ohne Delir unterschiedlich. Darüber hinaus wurde eine signifikante Verringerung der EEG-Aktivität, die zu einer "Burst-Suppression" führte, mit dem Auftreten von Delirium, verlängerter Krankenhausaufenthaltsdauer und Mortalität in Verbindung gebracht. Es wurden kontroverse Ergebnisse aus Studien und Metaanalysen berichtet, in denen Interventionen zur Korrektur dieser Faktoren und zur Verbesserung des Ergebnisses untersucht wurden. Diese Beobachtungen haben jedoch nie die aus dem Frontal-EEG erhaltenen Informationen mit der Hirnoximetrie kombiniert. Eine aktuelle prospektive Studie aus Belgien berichtete über einen Zusammenhang mit postoperativem Delirium und den Informationen, die aus der kombinierten Anwendung von Gehirn-NIRS und pEEG gewonnen wurden.

Frühere Arbeiten zu Delirium und Hirnoximetrie und elektroenzephalografischer Überwachung Im Jahr 2011 berichteten die Forscher über unsere ersten Erfahrungen mit der Verwendung von NIRS bei 61 Patienten, die sich einer Off-Pump-Bypass-Herzoperation als Prädiktor für eine postoperative kognitive Dysfunktion unterzogen. Im Jahr 2016 wurde eine Beobachtungsstudie mit 30 konsekutiven Erwachsenen mit Delir nach einer Herzoperation durchgeführt. Der mittlere Oximetriewert sank von (Mittelwert ± SD) 66,4 ± 6,7 auf 50,8 ± 6,8 am ersten Tag nach Beginn des Delirs und stieg bei Patienten an, deren Delir über die 3 Tage zurückging. Die Beziehung zwischen Oximetrie, Delirdiagnose und Schweregrad wurde mit einem marginalen Modell und linearen gemischten Modellen analysiert. Die zerebrale Oximetrie war mit der Delirdiagnose (p≤.0001) und dem Schweregrad (p≤.0001) verbunden. In dieser Studie waren die somatischen Oximetriewerte bei Patienten mit Delir normal.

Die zweite Studie aus dem Jahr 2017 war eine retrospektive Fall-Kontroll-Studie mit 346 Patienten, von denen 39 (11 %), 104 (30 %) und 142 (41 %) Patienten nach 24, 48 und 72 Stunden ein Delir aufwiesen nach der Ankunft auf der Intensivstation. Der kumulative Flüssigkeitshaushalt war mit dem Auftreten eines Delirs assoziiert (OR 1,20, 95 % KI: 1,066–1,355, p=0,003). Die Anamnese der neurologischen Störung, sowohl Hör- als auch Sehbehinderung, Art des Eingriffs, perioperative zerebrale Oximetrie, mittlerer Lungenarteriendruck vor CPB und mittlerer arterieller Druck nach CPB trugen ebenfalls zum Delir im Modell bei.

In der dritten Studie wurde sowohl eine retrospektive als auch eine prospektive Kohorte mit insgesamt 382 Patienten berichtet. In die retrospektive Kohorte (n=237) wurden erwachsene Patienten eingeschlossen, die sich während der üblichen Pflege auf der Intensivstation einem portalvenösen Pulswellendoppler durch den behandelnden Arzt unterzogen. Bei der prospektiven Kohorte (n=145) wurden die Patienten am Tag vor der Operation und drei Tage nach der Operation täglich einer kognitiven und echokardiographischen Untersuchung unterzogen. Das Delirium wurde unabhängig vom Pflegepersonal in der prospektiven Kohorte beurteilt. In der retrospektiven Kohorte (OR: 2,69 KI: 1,47-4,90 p=0,001). In der prospektiven Kohorte wurden signifikante Assoziationen zwischen dem Vorhandensein von Pfortaderpulsatilität und der Entwicklung von kognitiver Dysfunktion und Asterixis bestätigt, die von den Prüfärzten beurteilt wurden (OR:2.10 KI: 1,25-3,53 p = 0,005 und OR: 5,19 [KI: 2,27; 11,88] p<0,001) Aber auch der vom Pflegepersonal festgestellte Zusammenhang mit Delirien wurde bestätigt (HR:2.63 CI:1.13-6.11 p=0,025). Höhere NT-pro-BNP-Messungen (OR:4.03 [CI: 1,78-9,15] p = 0,001) und zerebrale Entsättigungen (OR: 2,54 [CI:1.12-5.76] p=0,03) waren mit kognitiver Dysfunktion assoziiert. In dieser dritten Studie wurden tägliche Basislinien-pEEG in Kombination mit NIRS-Werten erhalten. Es wurde jedoch kein Zusammenhang zwischen Delirium und vorläufiger Wellenformanalyse beobachtet.

Zusammenfassend stützen diese Studien eine Assoziation zwischen Episoden zerebraler Entsättigung, die durch Hirnoximetrie gemessen wurden, und dem Auftreten von Delirium. Eine venöse zerebrale Stauung als Folge einer rechtsventrikulären Dysfunktion, die zu einer portalen Hypertonie und möglicherweise einer Zytokinfreisetzung durch ein kardiointestinales Syndrom führt, scheint ein möglicher Mechanismus zu sein. Wie von anderen Autoren unterstützt, könnten reduzierte zerebrale NIRS-Werte sekundär zu erhöhtem Venendruck und Flüssigkeitsüberlastung sein und letztere zu einer Art kongestivem Delirium beitragen. Es könnte auch einen erhöhten zerebralen Metabolismus widerspiegeln, wie er beobachtet werden kann, wenn ein Patient nach einer Herzoperation aus der Vollnarkose kommt. In diesen Studien wurde jedoch nur ein einziger zerebraler NIRS- und pEEG-Wert erhalten. Die Kombination beider Modalitäten mit dem Einsatz von bilateralem zerebralem NIRS wurde sowohl im OP als auch auf der Intensivstation nicht prospektiv untersucht. Derzeit ist nicht bekannt, ob sich die von diesen Monitoren erhaltenen Informationen bei Patienten mit einer Delir-Episode von denen unterscheiden, die keine postoperative Delir-Episode zeigen.