Reattività vascolare cerebrale all'arresto circolatorio ipotermico con perfusione cerebrale anterograda durante la chirurgia dell'arco aortico

I bambini sottoposti a cardiochirurgia sono ad alto rischio di disabilità neurologica. Un'adeguata perfusione cerebrale durante l'intervento chirurgico è fondamentale per ridurre al minimo il rischio di lesioni cerebrali che è una complicanza ben documentata. Mentre questo è facilmente identificabile attraverso l'imaging cerebrale post-operatorio, si sa meno sulla reattività vascolare intracerebrale che si verifica a causa di una perfusione cerebrale inadeguata durante e immediatamente dopo l'intervento chirurgico che può causare deficit neurologici a lungo termine. Alcuni di questi cambiamenti sono stati osservati esclusivamente attraverso la valutazione a lungo termine dei comportamenti infantili, come si è visto nel Boston Circulatory Arrest Trial.

L'intervento chirurgico di riparazione chirurgica dell'arco aortico viene eseguito in pazienti acinotici con condizioni come l'arco aortico ipoplastico o l'arco aortico interrotto, o in pazienti cianotici per diagnosi come la sindrome del cuore sinistro ipoplastico, in cui viene eseguita una riparazione del ventricolo singolo mediante un'operazione di tipo Norwood.

La chirurgia dell'arco aortico viene eseguita con l'ausilio del bypass cardiopolmonare e prevede l'arresto della circolazione corporea per il tempo impiegato a riparare l'arco aortico. Per fornire protezione al corpo e al cervello, la temperatura del paziente viene ridotta a 18-25°C per minimizzare le esigenze metaboliche. Questo è particolarmente importante per il cervello in modo che la circolazione possa essere interrotta mentre si opera sull'arco aortico in un campo esangue. Negli ultimi anni sono state sviluppate tecniche volte a preservare la perfusione cerebrale durante l'arresto circolatorio. La perfusione cerebrale anterograda di sangue freddo (18-25°C) attraverso l'arteria carotide interna destra è stata impiegata con successo ed è abitualmente utilizzata presso l'ospedale pediatrico Alder Hey. Tuttavia, la temperatura cerebrale target, la velocità di raffreddamento, la pressione di perfusione e la PCO2 nel sangue arterioso influenzano significativamente la reattività vascolare cerebrale e la perfusione. La temperatura ottimale per garantire la neuroprotezione è attualmente sconosciuta e la temperatura per il raffreddamento si basa sulla preferenza del chirurgo piuttosto che su prove concrete.

Attualmente, la pratica clinica nel Regno Unito prevede l'utilizzo della spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS) come indice di perfusione cerebrale. Sebbene questo sia uno strumento semplice e non invasivo, misura solo i livelli di ossigeno nei lobi frontali ed è puramente indicativo dell'ossigenazione, non dell'assorbimento di ossigeno da parte del tessuto cerebrale. Un cervello danneggiato continuerà a mostrare livelli normali di saturazione su NIRS nonostante la lesione indotta da ipossia (mancanza di ossigeno). Sono ora disponibili nuove tecniche di imaging in grado di fornire informazioni più approfondite sulla perfusione cerebrale in tempo reale e quantificare l'entità dei cambiamenti durante e dopo l'intervento chirurgico nei bambini. Uno studio di ricerca ha utilizzato il Doppler transcranico per monitorare la velocità cerebrale durante la chirurgia dell'arco aortico durante il bypass cardiopolmonare con l'obiettivo di mantenere la velocità cerebrale durante l'intervento chirurgico a un livello simile a prima del raffreddamento. Più recentemente, l'ecografia duplex per l'immagine dei vasi cerebrali attraverso la fontanella è stata impiegata per ottenere dati di perfusione da entrambi gli emisferi del cervello durante la chirurgia dell'arco aortico. Nel loro insieme, queste tecniche di misurazione forniscono una visione unica e inedita dei cambiamenti cerebrovascolari che si verificano durante il periodo chirurgico e post-operatorio.