Kombinált mikrodialízis és FDG-PET vizsgálat a szívmegállás utáni agysérülés kimutatására (COMA-PROTECT)

Háttér A kórházon kívüli szívmegállást (OHCA) követően az intenzív osztályon (ICU) hipotermiával kezelt kómában lévő betegek túlélési aránya körülbelül 50%. Az intenzív osztályos halálozás nagy kockázata általában az elsődleges hipoxiás-ischaemiás inzultus, majd ezt követően a hosszan tartó elégtelen agyi véráramlás (CBF), az autoreguláció zavara, az ischaemia-reperfúziós sérülés és a károsodott agyi energia-anyagcsere károsodás okozta másodlagos agykárosodás. A szívmegállást követő másodlagos agyi ischaemia meggyőző bizonyítéka megfoghatatlan. A másodlagos sérülés a neurológiai kimenetel jelentős meghatározója, káros hatásainak enyhítése pedig a szívmegállás utáni kezelés egyik alappillére. Eddig a klinikusoknak még pontosabb monitorozási módszerekre van szükségük a potenciálisan reverzibilis folyamatban lévő agyi ischaemia azonosításához és kezeléséhez, valamint az intenzív osztályon a korai neurológiai kimenetel előrejelzéséhez. A globális agyi ischaemiát mérő és az újraélesztés utáni anyagcserezavarokat tükröző módszerekre van szükség az egyénre szabott, az újraélesztés utáni ellátáshoz és a célorientált terápiához a betegek kimenetelének javítása érdekében.

A juguláris bulb mikrodialízis (JBM) lehetővé teszi a kiürülő vénás vér globális agyi metabolikus változóinak folyamatos monitorozását, és adatokat szolgáltat a szubsztrátellátásról és az agy sejtszintű anyagcseréjéről. A glükóz, a piruvát, a laktát, a laktát-piruvát arány (LPR), a glutamát és a glicerin globális agyi metabolitjainak koncentrációjának mérése az ágy mellett lehetővé tette a JBM klinikai agymonitorként való alkalmazását. A 30 feletti magas LPR az anaerob anyagcsere robusztus mutatója (alacsony piruvát), és független előrejelzője a mortalitásnak és a traumás agysérülések kedvezőtlen kimenetelének az MD-vel monitorozott betegek körében (1-6).

Csoportunk a közelmúltban publikálta, hogy I) a jugularis bulb metabolikus monitorozása a teljes agyi anyagcserét reprezentálja, és felhasználható a szívműtét során bekövetkező károsodott globális agyi anyagcsere diagnosztizálására (7) és II) a globális JBM, amely izolált korai agysérülést jelez. OHCA és egymást követő újraélesztés után találtak (study in press) III) előzetes JBM adatok azt mutatják, hogy a kómában lévő OHCA túlélők körülbelül 30%-a (3-5. agyi teljesítménykategória, rossz neurológiai kimenetel) szenved korai másodlagos agyi ischaemiában (8).

Az agyi metabolizmus ismeretében további előrelépést értek el a 18-fluor-dezoxiglükóz ([F-18]-FDG) pozitronemissziós tomográfiájának (PET) OHCA-s betegeken történő alkalmazása, lehetővé téve a glükóz CMRglc agyi metabolikus sebességének számszerűsítését (9- 10). A PET globális metabolikus térképet biztosít az egész agyról, de csak a vizsgálat idejére. Az FDG-PET mérés elsősorban a glükózfelvétel markere, amely nem használható ennek az agyi tüzelőanyagnak a sorsának meghatározására. Ugyanakkor a JBM változók több lehetőséget is megjeleníthetnek a glükóz sorsát és az anyagcsere-válság jeleit illetően. Ebben az összefüggésben a jelen tanulmány megpróbálja meghatározni, hogy van-e anyagcsere-válság ischaemia vagy az ischaemián kívüli mechanizmusok miatt, kombinált pozitronemissziós tomográfiával és jugularis bulb mikrodialízissel végzett globális agyszövet vizsgálatával. A JBM érzékenységét a releváns másodlagos agysérülés kimutatására szívleállásban szenvedő betegeknél tovább vizsgálják PET-CT-vel végzett összehasonlító képalkotással.

Cél A tanulmány célja a 18-fluor-dezoxiglükóz pozitronemissziós tomográfia (PET) alkalmazása jugularis bulb mikrodialízissel kombinálva a szívmegállást követő patofiziológiás agyi rendellenességek vizsgálatára.

Végpontok Elsődleges végpont: A teljes CMRglc különbsége az OHCA után a 0. és 3. napon a neurológiai kimenetelű csoportok között

Másodlagos végpontok:

1. Korreláció a JBM változók és a teljes CMRglc között a 0. és 3. napon az OHCA után.
2. A PET-vel igazolt globális glükóz-anyagcsere mintázatai tükrözik-e az OHCA-t követő jugularis bulb mikrodialízissel kapott korai globális neuro-metabolikus mintázatot (ischaemia/mitokondriális diszfunkció)?

Módszer Prospektív megvalósíthatósági tanulmány, amelynek célja a szívmegállást követő patofiziológiás agyi rendellenességek vizsgálata kombinált 18-FDG-PET és juguláris bulb mikrodialízis (JBM) alkalmazásával. Tíz eszméletlen, az intenzív osztályra felvett beteget vonnak be, akiknél a spontán keringés tartósan visszatér a kórházon kívüli szívmegállás után. A hozzájárulást a legközelebbi hozzátartozótól kell beszerezni.

A korai globális agyi ischaemia kimutatására az újraélesztés utáni szakaszban a jugularis bulb mikrodialízis katétereket a lehető leggyorsabban beültetik az intenzív osztályra való felvétel után. A betegeket 96 órán keresztül, vagy az életfenntartó terápia felkeltéséig vagy visszavonásáig megfigyelik. Az intravénás mikrodialízis katéterek (CMA 67 IV 130 mm, membránhossz 10 mm, MDialysis AB, Stockholm, Svédország) 20 kDa molekulatömegű cut-off membránokkal lehetővé teszik az energiával kapcsolatos metabolitok mérését: glükóz, laktát, piruvát, LPR, glutamát és glicerin. A mintákat mikrofiolákba gyűjtik óránként, enzimatikus fotometriás technikákkal, és az ágy mellett helyezik el.

Az FDG-PET az OHCA után a 0. és a 3. napon történik, függetlenül a neurológiai állapottól. A neurológiai kimenetel értékelése a kórházi elbocsátáskor az agyi teljesítmény kategória (CPC) skála szerint történik: CPC 1 - nincs neurológiai hiány; CPC 2 – enyhe-közepes diszfunkció; CPC 3 - súlyos diszfunkció; CPC 4 - kóma; és CPC 5 - halál. Az 1-es és 2-es CPC-pontszám „jó”, a 3–5-ös CPC „rossz” eredménynek számít.

Korlátozások Az agyi vénás drenázs lateralizációja hatással lehet a juguláris bulb mintavételére. Bár a vizsgálók ágy melletti ultrahangot használnak a domináns jugularis véna azonosítására, és a JBM technikát szigorúan globális agykárosodást és hipoxiás ischaemiát okozó állapotra alkalmazzák. A klinikusok nincsenek vakok a jugularis bulb mikrodialízissel végzett ágy mellett szerzett adatokkal szemben, ezért minden eredményértékelőt meg kell vakítani az elfogultság kockázatának minimalizálása érdekében. Egyidejűleg az agyi véráramlás logisztikai és működési költségek miatt nem becsülhető.

Várt klinikai hatás A szívmegállást követő sikeres újraélesztést követően kómában került betegek mortalitása továbbra is magas. A kombinált JBM és FDG-PET klinikai potenciállal rendelkezik, hogy új betekintést nyújtson a másodlagos agysérüléshez kapcsolódó dinamikus patogén metabolikus mintákba. E két technológia kombinálása ezért vonzónak tűnik annak feltárása érdekében, hogy az agyszövet egy globális átmeneti iszkémia után megmutatja-e a folyamatban lévő ischaemia biokémiai jeleit. A jövőben ez a multimodális megközelítés optimalizálhatja az agy anyagcseréjét, és személyre szabhatja a szívmegállás utáni, másodlagos ischaemiában szenvedő betegek kezelését, és potenciálisan javíthatja az eredményeket.

A projekt megvalósíthatósága A kutatócsoport kimutatta, hogy a jugularis izzóban végzett metabolikus monitorozás reprezentálja a teljes agyi anyagcserét, és felhasználható a károsodott globális agyi anyagcsere klinikai környezetben történő diagnosztizálására. A következő lépés a juguláris bulb mikrodialízis és az FDG-PET kombinálása egy kísérleti tanulmányban, amely bizonyítja ennek az új kombinált technikának a megvalósíthatóságát.

Etikai indoklás

A vizsgálatban való részvétel nem zavarja vagy késlelteti a rutin diagnosztikai vagy terápiás eljárásokat. A COMA-PROTECT vizsgálatban való részvétel etikailag indokolt:

Az OHCA után újraélesztett kómában szenvedő betegek agyi anyagcseréjével kapcsolatos ismeretek az akut körülményeken kívül nem szerezhetők.