Agyvédelem az aortaív-sebészetben

Az aortaívműtétet életveszélyes aorta disszekciók, az ívet érintő aorta aneurizmák és egyéb aortapatológiák kezelésére használják. Az eljárást mély hipotermiás keringési leállás mellett végezzük. A neurológiai szövődmények károsak és fogyatékosak a betegek számára, még akkor is, ha túlélik. Az 1990-es években az aortaív műtét utáni stroke kockázata 48% volt mély hipotermiás keringési leállás mellett. A stroke kockázata az elmúlt években nagyjából 3%-ra csökkent az elektív műtét után és 11%-ra a sürgősségi aortaív-javítás után, ami nagyrészt a jelenlegi agyvédelmi stratégiák fejlesztésének tulajdonítható. Ennek ellenére a stroke kockázata számottevően magas, és pusztító fogyatékosságokkal jár a betegek számára, ami hosszabb kórházi tartózkodáshoz, a túlélő betegek életminőségének romlásához vezet.

A neurológiai szövődmények nem jelentenek gazdasági terhet az NHS egészségügyi rendszerére. A stroke-kal kórházba került 84 184 beteg elemzése után a jelentések szerint az Egyesült Királyságban egy stroke-os beteg átlagos teljes egészségügyi és szociális ellátási költsége 22 429 GBP 1 év alatt, és ez az összeg 5 év alatt 46 039 GBP-re nő. A költségek az életkorral és a stroke súlyosságával is növekednek (1. ábra).

Az elektroencefalogramot (EEG) és az agyi oximetriát jelenleg az agyi ischaemia monitorozásának módszerei alkalmazzák, de nem mutatják ki a korai agyi ischaemiát. Az EEG csak a felületes kéregterületek adatait dolgozza fel. Az érzéstelenítő szerek, a neuromuszkuláris blokkoló szerek és más intraoperatív tényezők is befolyásolják. Az agyi oximetria közeli infravörös spektroszkópiát (NIRS) használ az agy regionális oxigéntelítettségének monitorozására a frontális kéregben. Gyenge prediktív értéke van a neurológiai eseményekre vonatkozóan, és nincsenek adatok az oximetria optimális küszöbének alátámasztására. Ráadásul nincs összefüggés a spektroszkópiai mérések és a löket között. A monitorozás legújabb feltörekvő képalkotó módja a koponyán keresztüli doppler ultrahang. Operátorfüggő, és a képeket általában egy kis transztemporális ablakon keresztül készítik. A koponyaartériákban, például a középső agyi artériákban méri a sebességet, és nagyobb vizsgálatokkal még validálásra vár. E megfigyelési módok korlátai gyakran megkérdőjelezhetik az agyi védelem megfelelőségét.

Az agy nagyon érzékeny szerv a hipoxémiára, és a vegyes vénás oxigénszaturáció segítségével megbecsülhető a szervezet oxigénszállítása és -felhasználása a szív jobb oldalába visszatérő vér mennyiségének mérésével. A vegyes vénás telítettséget számos tényező befolyásolja, mint például a perctérfogat, a légzés és az oxigénellátás, valamint a szöveti anyagcsere a perioperatív időszakban. Intraoperatívan a globális oxigénszállítás specifikusabb markereként szolgálhat a kardiopulmonális bypass során, mivel a pumpa áramlása és az anyagcsere sebessége meglehetősen állandó.

Alternatív megoldásként bizonyos fehérjék, például az S100B fehérje, a neuron-specifikus enoláz és a gliafibrilláris fehérje (GFAP) monitorozhatók. Az agykárosodást követően a cerebrospinális folyadékba (CSF) és a vérbe kerülnek. Koncentrációjuk korrelál az agykárosodás mértékével, és előrejelzi a kedvezőtlen klinikai kimeneteleket. Az S100B és a neuronspecifikus enoláz azonban még a klinikai tünetek megjelenésétől számított 6 óra elteltével sem képes pontosan diagnosztizálni a stroke-ot. Sőt, mérési eredményeik legalább 2 órát vehetnek igénybe, és a mérések megbízhatósága is csökken a kardiopulmonális bypass alkalmazásával. Ennélfogva alkalmazhatóságuk az aortaműtét hiperakut állapotában nagyon korlátozott.

Másrészt a GFAP és az ubiquitin karboxi-terminális hidroláz L1 (UCH-L1) az agykárosodás feltörekvő biomarkerei akut környezetben. A GFAP ELISA-tesztekkel végzett hagyományos mérése nem képes megbízhatóan kimutatni a GFAP alacsony szintjét, különösen a vérben. A vér GFAP és UCH-L1 szintjének mérésére szolgáló hordozható point-of-care készülék bevezetése óta azonban ezeket már 10-15 perc alatt meg lehetett mérni. Ez megnyitotta az utat a GFAP mint biomarker szerepének további feltárása előtt az agyi ischaemia korai azonosításában az aortaív műtétekben.

A legújabb tanulmányok a metabolikus biomarkerek szerepét értékelték; glükóz, piruvát, laktát, glutamát és glicerin, a szívsebészetben, mikrodialízis módszerrel. Bár a biomarkerek hagyományos elemzése közel valós idejű alapon nehézkes, a mikrodialízis módszerével megvalósítható. Validált és több mint 30 éve klinikai használatban van. A mikrodialízis rendszer egy kis katéterből áll, féligáteresztő membránnal az intersticiális térben, és fiziológiás sóoldatot folyamatosan perfundálnak a katéterben, lehetővé téve, hogy az oldott anyagok egy része az intersticiális térből a mikrodialízis katéterbe diffundáljon a koncentráció gradiens mentén. A dializátum ezután elemezhető a biomarkerek koncentrációjára.

A biomarkerek (glükóz, piruvát, laktát, glutamát és glicerin) megválasztása nagymértékben függ a mikrodialízis módszerének kereskedelmi forgalomban kapható elemzési kapacitásától és a szívsebészetben végzett biomarkerekkel kapcsolatos korábbi vizsgálatoktól. A glükóz az agy egyetlen üzemanyaga. A glikolitikus úton lebomlik, és piruvát keletkezik, amelyet azután a trikarbonsavcikluson keresztül oxidatív anyagcsere útján a mitokondriumokban használnak fel. Oxigén hiányában a piruvát laktáttá alakul a laktát-dehidrogenáz reakció során az anaerob glikolízishez. A laktát-piruvát arány növekedése nagyon érzékeny biomarker a közelgő agykárosodásra. A glutamát, amely az agy elsődleges serkentő neurotranszmitterjeként működik, túlzott mennyiségben szabadul fel trauma, különféle agyi patológiák és ischaemiás események, például stroke után, ami excitotoxikus károsodáshoz és idegsejt halálhoz vezet. A glicerinről ismert, hogy érzékeny markere a foszfolipid sejtmembrán lebomlására ischaemiás sejtkárosodás után is. A biomarkerek közel valós idejű mikrodialízis módszerével történő kimutatása ígéretes módja egy jobb agyi monitorozó rendszer kidolgozásának az aortaműtét során, a neurológiai szövődmények megelőzésére.