Funkcionális közeli infravörös spektroszkópia a felnőtt szívsebészetben

A perioperatív agysérülés a szívműtéten átesett betegek gyakori és jelentős szövődménye. 1,2 Szívműtét során agysérülés léphet fel hipoperfúzió, agyembólia és/vagy gyulladás következtében. 3 Ezek az intraoperatív agyi sérülések posztoperatív neurokognitív diszfunkcióként (pl. memória- és figyelemzavar, hangulati változások), stroke, delírium, látótér-deficit és kóma formájában nyilvánulhatnak meg. 4 A zártkamrás szívműtétekkel rendelkező szívsebészeti betegek körülbelül 1-4%-a szövődik stroke-tal. A stroke incidenciája jelentősen, körülbelül 8-9%-ra nő nyitott kamrás (például billentyűsebészet) vagy kombinált/komplex eljárások esetén. Ezeknél a neurológiai sérülésben szenvedő betegeknél megnövekedett posztoperatív mortalitás, elhúzódó intenzív osztály, kórházi tartózkodás, csökkent életminőség és csökkent hosszú távú túlélés. 4 Annak ellenére, hogy az 1980-as évek óta a sebészeti technikák és a perioperatív ellátás fejlődése a szívsebészeti mortalitás fokozatos csökkenéséhez vezetett1,5,6, a posztoperatív neurológiai szövődmények gyakorisága viszonylag változatlan maradt. Ez nagymértékben összefügg a hatékony monitorozás és beavatkozás hiányával az intraoperatív agysérülések kimutatására és enyhítésére.

A szívműtét során fellépő agyi sérülések egyik potenciálisan kezelhető oka a hipoperfúzióval összefüggő infarktus/ischaemia. 7 A vízválasztó vagy határzóna két nagy agyi artéria (például a középső és hátsó, vagy az elülső és középső agyi artéria) közötti határzónák mentén található, ahol terminális arterioláris anasztomózisok vannak, amelyek érzékenyebbek a hipoperfúzióval összefüggő infarktusra/ ischaemia. 8 Ezek a hipoperfúzióval összefüggő sérülések potenciálisan kezelhetők a szisztematikus vérnyomás emelésével, ha ezeket a sérüléseket korán felismerik. A korábbi tanulmányok elektroencefalográfiát használtak az intraoperatív agysérülés kimutatására a vízválasztó területen9, de az elektroencefalográfia klinikai használhatósága korlátozott a nehézkes felépítése és összetett logisztikája miatt. Mint ilyen, ennek a tanulmánynak az a célja, hogy egy új, többcsatornás fNIRS-t használjon az agyi oxigenizáció detektálására és monitorozására több agyi régióban egyidejűleg szívműtét során átesett felnőtt betegeknél. Ez a tanulmány gyarapítja az fNIRS-nek a szívsebészet monitorozási eszközeként történő alkalmazásának tapasztalatait, és javítja a szívsebészeti beavatkozások során fellépő agysérülési mintázatok megértését.

A többcsatornás funkcionális közeli infravörös spektroszkópia (fNIRS) egy feltörekvő agyi képalkotó technika a kérgi felület hemodinamikai változásainak mérésére. Az fNIRS adatok gyűjtése során fényt (600-900 nm) bocsátanak ki fényforrások, amelyek áthatolnak a koponyán és elérik a kéreget. A kéregről visszaverődő fotonok a források közvetlen közelében elhelyezett detektorokkal detektálhatók és számszerűsíthetők. A fényt főként az oxigénnel dúsított hemoglobin és a deoxigénezett hemoglobin nyeli el, amelyek eltérő abszorpciós spektrummal rendelkeznek. Az oxi- és dezoxi-hemoglobin koncentrációjának neuronális aktivációból származó változásai két vagy több hullámhossz használatával számszerűsíthetők. A korai tanulmányok kimutatták, hogy a kétcsatornás agyi közel-infravörös spektroszkópia használatával elkerülhető a mélyreható agyi deszaturáció, és lényegesen kevesebb jelentős szervi diszfunkció előfordulását okozza. 10 A kétcsatornás NIRS egyik fő korlátozása azonban az, hogy az érzékelő elhelyezése jelenleg a homlokra korlátozódik, így csak a homloklebenyeket figyelik. Az ilyen elhelyezés megakadályozza a kritikus hátsó vízválasztó monitorozását az elülső, középső és hátsó agyi artériák találkozásánál, és nem észlelhető stroke-ot eredményez annak ellenére, hogy a betegek agyi oxigénellátása normális volt a műtét során. A fontos agyi régiók átfogó kérgi lefedettségének hiánya, mint például a vízöntő terület, szintén korlátozza a két csatornás NIRS kutatási eszközét a regionális agyi áramlás és az anyagcsere felmérésére a szívműtét során. A többcsatornás fNIRS számos előnyt kínál a sebészeti betegek intraoperatív értékeléséhez, beleértve a nagy időbeli felbontást (~100 ms), az alacsony költséget és a hordozhatóságot. A többcsatornás fNIRS akár 64 csatornás valós idejű adatgyűjtést és -értelmezést tesz lehetővé, ami megfelelő térbeli és időbeli felbontást tesz lehetővé a veszélyeztetett agyi régiók intraoperatív értékeléséhez. Ebben a tanulmányban csak 16 csatornát használnak az agy oxigénellátásának értékelésére.

Az fNIRS rendszer ebben a vizsgálatban egy I. osztályú Health Canada által jóváhagyott eszköz (NIRx NIRScout 64x32 Laser/LED 4 hullámhosszú fNRIS rendszer, információ: https://nirx.net/nirscout). Nem melegszik fel és nem károsítja a látást. Ezt a kereskedelemben kapható eszközt biztonságosan használták a nyugati újszülött populációban végzett korábbi vizsgálatokban (WREM #: 111168, 113443) és más, az irodalomban megjelent tanulmányokban. Ez az eszköz az agy oxigénellátásának ellenőrzésére engedélyezett embereknél.

Egyhelyi, prospektív, megfigyeléses vizsgálat, amelyben a szívsebészeti beavatkozásokon átesett betegeket többcsatornás fNIRS-monitorozással monitorozzák, hogy felmérjék az agyi oxigenizációt az agy azon régióiban, amelyek érzékenyek a szívműtét során sérülésre. Ebben a tanulmányban semmilyen beavatkozást nem alkalmaznak. Összesen 40 beteget vonnak be a vizsgálatba, és a műtét során kapják ezt a megfigyelést. Nem lesz véletlenszerű besorolás, és nem lesz további változás az ellátás színvonalában.

Azok a betegek, akik beleegyeznek, hogy részt vegyenek ebben a vizsgálatban, többcsatornás fNIRS-monitoring formájában kapják meg az agymonitorozást, amely nem a standard ellátás. Ez a NIRS-sapka viselését jelenti, amelyet a nemzetközi működési irányelvek szerint a páciens fején kell elhelyezni, és a páciens homlokának temporális régiójához kell rögzíteni. A NIRS sapka teljesen nem invazív, és nem jelent további kockázatot a páciensre nézve. A monitorozást az érzéstelenítés beindítása előtt kezdik meg.