Perfusione cerebrale, ossigenazione, attività elettrica

I neonati con peso alla nascita molto basso sono a rischio di sviluppare emorragia intraventricolare (IVH). L'idrocefalo post-emorragico (PPH) è una delle principali complicanze dell'IVH e contribuisce a ritardi dello sviluppo a lungo termine. L'IPH progressiva richiede spesso la gestione della dilatazione ventricolare regolando il volume del liquido cerebrospinale. Esistono 3 metodi impiegati per ridurre in modo acuto il volume del liquor: 1) puntura lombare seriale, 2) sistema di drenaggio aperto (rimozione continua del liquor) e 3) sistema di serbatoi. La puntura lombare seriale è efficace solo in presenza di idrocefalo comunicante. Il sistema di drenaggio aperto viene utilizzato raramente poiché è ingombrante e presenta un rischio relativamente elevato di infezione. Il metodo più comunemente utilizzato per gestire il volume del CSF è il sistema di serbatoi in cui un drenaggio in situ è ​​collegato a un serbatoio sottocutaneo (Omaya) che viene periodicamente aspirato mediante puntura dell'ago attraverso il cuoio capelluto. Poiché il sistema Omaya è chiuso, il volume intraventricolare e, quindi, la pressione devono necessariamente aumentare prima e diminuire dopo l'aspirazione del liquor. La dilatazione ventricolare è controllata dalla frequenza e dal volume dell'aspirazione del liquor.

Quando l'idrocefalo continua ad essere un problema nonostante la rimozione del liquido cerebrospinale, viene posizionato uno shunt ventricolare-peritoneale (VP). Circa il 50% dei neonati con idrocefalo trattati con la rimozione del liquido cerebrospinale risolve l'idrocefalo e non richiede il posizionamento di uno shunt VP. Il posizionamento di uno shunt VP è difficile nei neonati estremamente pretermine a causa dell'aumentato rischio di ulcerazione intorno al sito dello shunt e dell'elevata concentrazione proteica nel liquido cerebrospinale che può occludere la valvola nello shunt VP che richiede una revisione. Pertanto, l'idrocefalo viene solitamente trattato con la rimozione seriale del liquido cerebrospinale per consentire l'identificazione di quei bambini il cui idrocefalo si risolve nel tempo. Tuttavia, la tempistica e il metodo di gestione del CSF sono controversi perché non è stato stabilito l'effetto dell'aumento dell'idrocefalo sulla perfusione cerebrale, l'ossigenazione, l'attività elettrica e il danno neuronale.

La rimozione in serie di CSF provoca un cambiamento nel volume/pressione intracranica che può essere potenzialmente trasmesso ai vasi intracranici. Il calibro dei vasi cerebrali può essere modificato da questo equilibrio tra pressione intravascolare e intracranica e, se il calibro dovesse cambiare, dovrebbero cambiare anche le caratteristiche del flusso sanguigno. Nelle vene cerebrali e nei capillari dove la pressione intraluminale è bassa, un'elevata pressione intraventricolare può influenzare significativamente il flusso sanguigno e può causare stasi venosa. Il NIRS misura l'ossigenazione cerebrale nei capillari e nelle vene. Le arterie e le arteriole intracraniche possono essere in qualche modo meno colpite, tranne quando la pressione intraventricolare aumenta notevolmente. La conseguente diminuzione dell'apporto arterioso può influenzare la perfusione tissutale. Il flusso arterioso può essere misurato mediante ecografia Doppler. Pertanto, vi è la preoccupazione che durante i periodi di aumento o fluttuazione della dimensione ventricolare la perfusione arteriosa cerebrale possa essere compromessa e possa verificarsi un ulteriore danno cerebrale. La pressione intracranica è ulteriormente influenzata dalla plasticità/deformabilità del cervello immaturo e dalla facile espandibilità della volta cranica per la presenza di suture e fontanelle aperte.

Esistono prove indirette da esperimenti su animali che la distensione ventricolare stessa può causare lesioni cerebrali secondarie. Pertanto, lo stiramento e l'interruzione assonale secondari alla ventricolomegalia progressiva sono associati alla gliosi. La distorsione e la compressione vascolare periventricolare possono ridurre il flusso ematico cerebrale causando un danno ischemico alla sostanza bianca periventricolare. L'infiammazione e la riparazione possono interferire con il flusso del liquor.

Sono disponibili poche ricerche che aiutino a rispondere alla domanda principale coinvolta nella gestione clinica della dilatazione ventricolare nei neonati prematuri: esistono relazioni tra dilatazione ventricolare, perfusione cerebrale, erogazione di ossigeno cerebrale e danno cerebrale in corso?

L'ecografia Doppler è stata applicata nei neonati prematuri per caratterizzare i cambiamenti post parto nelle velocità del flusso sanguigno cerebrale arterioso e venoso.[1] Il flusso estremamente basso della vena cava superiore misurato mediante ecografia Doppler nelle prime 24 ore di vita è stato associato a emorragia intraventricolare nei neonati prematuri nati prima delle 30 settimane di gestazione.[2] Utilizzando l'ecografia Doppler pulsata, è possibile misurare l'indice resistivo che è inversamente correlato al flusso sanguigno. Nei bambini più grandi con idrocefalo accertato, l'indice resistivo del flusso sanguigno cerebrale sembrava essere un buon indicatore dell'aumento della pressione intracranica.[3] Tuttavia, in un articolo di revisione, il valore degli indici Doppler da soli nel predire l'aumento della pressione intracranica è stato fortemente messo in discussione.[4] In un recente articolo, l'indice resistivo dell'arteria cerebrale anteriore è diminuito significativamente dopo il drenaggio del CSF nei neonati con PHH. [5] Sebbene l'ecografia Doppler sia facile da eseguire, il suo ruolo nel rilevare cambiamenti significativi nella perfusione cerebrale associati all'aumento del volume del liquido cerebrospinale e alla dilatazione ventricolare non è ancora stato stabilito.

La spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS) è una tecnica portatile non invasiva utilizzata per misurare la saturazione di ossigeno cerebrale regionale nel sangue cerebrale.[6] Il NIRS è stato utilizzato per valutare l'effetto della testa [7] e della posizione del corpo [8] sull'emodinamica cerebrale nei neonati pretermine e l'effetto di alcuni trattamenti, come la somministrazione di surfattante [9] e l'aspirazione sulla ventilazione convenzionale o ad alta frequenza.[ 10] La misurazione NIRS dell'ossigenazione cerebrale e dell'emodinamica mostra compromissione nei neonati a rischio di sviluppare una grave ischemia cerebrale.[11] Nei neonati prematuri con PHH, l'aspirazione di liquidi CSF è stata associata a un aumento significativo della perfusione cerebrale, del volume del sangue cerebrale e del metabolismo ossidativo.[12,13] In un piccolo modello animale di idrocefalo acuto, la misurazione NIRS del flusso sanguigno cerebrale globale utilizzando l'ossigeno come tracciante era altamente correlata al flusso sanguigno cerebrale misurato da microsfere radioattive su un'ampia gamma di aumento della pressione intracranica.[14] Con l'aumentare della pressione intracranica, la misurazione NIRS e la misurazione assoluta del flusso sanguigno cerebrale sono diminuite. La perfusione cerebrale misurata dal NIRS sembra riflettere direttamente il flusso sanguigno cerebrale assoluto ed è sufficientemente sensibile da rilevare cambiamenti significativi nella perfusione cerebrale che si verificano con l'evacuazione del liquido cerebrospinale nei neonati con PHH.

L'EEG integrato in ampiezza (aEEG) è un dispositivo utilizzato per la sorveglianza neurologica. L'attività elettrica corticale viene trasformata in un singolo segnale che rappresenta l'attività di fondo elettrocorticale complessiva del cervello. In particolare possono essere valutati i margini di voltaggio superiore e inferiore e l'ampiezza del tracciato e la presenza di attività convulsiva. Inoltre si può valutare la presenza di cicli sonno-veglia, una variazione ritmica sinusoidale di ampiezza. I neonati > 34 settimane di gestazione hanno pattern aEEG prevedibili. Il segnale dipende dall'età gestazionale e dall'età postnatale e sono stati riportati gli standard per i neonati prematuri.[15,16] In un caso clinico, 2 neonati pretermine con PHH hanno dimostrato cicli sonno-veglia anormali e un'attività elettrica cerebrale notevolmente ridotta con aumento dell'allargamento ventricolare prima dei segni clinici di aumento della pressione intracranica. In un neonato, l'aEEG si è normalizzato dopo il posizionamento dello shunt VP.[17] Ad oggi, non ci sono studi clinici sull'effetto dell'aspirazione di CSF su aEEG nei neonati pretermine con PHH.

I biomarcatori per il danno cerebrale sono stati utilizzati per prevedere la gravità del danno e l'esito a lungo termine, identificare precocemente i pazienti a rischio di esiti neurologici scarsi e valutare l'efficacia degli interventi terapeutici. È stato dimostrato che l'enolasi neuronale specifica (NSE), un marcatore di danno neuronale, e S100B, secreto dagli astrociti e un marcatore di lesione gliale/neuronale, sono aumentate nei bambini dopo una lesione cerebrale traumatica.[18] Nei neonati pretermine con PHH, S100B e proteina dell'acido fibrillare gliale (GFAP), una proteina strutturale negli astrociti, erano significativamente elevati in quei neonati che avevano lesioni del parenchima cerebrale e scarsi esiti neurologici.[19] Questi biomarcatori vengono rapidamente metabolizzati e quindi l'elevazione in corso indicherebbe un danno in corso. Il fattore di crescita trasformante beta (TGF-ß), prodotto dai fibroblasti e rilasciato nel liquido cerebrospinale dopo la lesione, stimola la produzione di proteine ​​extracellulari che potrebbero causare PHH a causa di un'ostruzione permanente al flusso del liquido cerebrospinale.[20] La citochina IL-6 è un marcatore di infiammazione. Non ci sono studi longitudinali sull'effetto dell'aspirazione di CSF su questi marcatori di danno cerebrale nei neonati pretermine con PHH.