Uno studio combinato di microdialisi e FDG-PET per il rilevamento di lesioni cerebrali dopo l'arresto cardiaco (COMA-PROTECT)

Contesto Tassi di sopravvivenza intorno al 50% sono riportati in pazienti in coma trattati con ipotermia in unità di terapia intensiva (ICU) dopo arresto cardiaco extraospedaliero (OHCA). L'alto rischio di morte in terapia intensiva è generalmente dovuto all'insulto ipossico-ischemico primario e successivamente al danno cerebrale secondario causato da flusso sanguigno cerebrale insufficiente prolungato (CBF), autoregolazione disturbata, danno da ischemia-riperfusione e danno del metabolismo energetico cerebrale compromesso. L'evidenza conclusiva di ischemia cerebrale secondaria a seguito di arresto cardiaco è stata sfuggente. Il danno secondario è un determinante significativo dell'esito neurologico e l'attenuazione dei suoi effetti deleteri è un pilastro della gestione post-arresto cardiaco. Finora, i medici hanno ancora bisogno di metodi di monitoraggio più accurati per identificare e gestire la potenziale ischemia cerebrale in corso reversibile e prevedere l'esito neurologico precoce in terapia intensiva. I metodi che misurano l'ischemia cerebrale globale e che riflettono le perturbazioni metaboliche dopo la rianimazione sono necessari per una terapia post-rianimazione più individualizzata e una terapia mirata per migliorare l'esito del paziente.

La microdialisi del bulbo giugulare (JBM) consente di monitorare continuamente le variabili metaboliche cerebrali globali del sangue venoso drenante e fornisce dati sulla fornitura di substrato e sul metabolismo a livello cellulare nel cervello. La capacità di misurare la concentrazione globale dei metaboliti cerebrali di glucosio, piruvato, lattato, rapporto lattato-piruvato (LPR), glutammato e glicerolo al capezzale ha fornito la possibilità di utilizzare JBM come monitor cerebrale clinico. LPR elevato > 30 è considerato un indicatore affidabile del metabolismo anaerobico (basso contenuto di piruvato) ed è un predittore indipendente di mortalità e di esito sfavorevole in caso di trauma cranico tra i pazienti monitorati con MD (1-6).

Il nostro gruppo ha recentemente pubblicato che I) il monitoraggio metabolico nel bulbo giugulare è rappresentativo del metabolismo cerebrale complessivo e può essere utilizzato nella diagnosi del metabolismo cerebrale globale compromesso durante la cardiochirurgia (7) e II) JBM globale che indica che il danno cerebrale precoce isolato era trovato dopo OHCA e rianimazione consecutiva (studio in corso di stampa) III) i dati preliminari JBM indicano che circa il 30% dei sopravvissuti a OHCA in coma (categoria di prestazioni cerebrali 3-5, scarso esito neurologico) soffre di ischemia cerebrale secondaria precoce (8).

Ulteriori progressi nella conoscenza del metabolismo cerebrale sono stati raggiunti applicando la tomografia ad emissione di positroni (PET) del 18-Fluor deossiglucosio ([F-18]-FDG) ai pazienti con OHCA, consentendo di quantificare il tasso metabolico cerebrale del glucosio CMRglc (9- 10). La PET fornisce una mappa metabolica globale dell'intero cervello, ma solo per la durata della scansione. La misurazione FDG-PET è principalmente un indicatore dell'assorbimento del glucosio, che non può essere utilizzato per determinare il destino di questo carburante cerebrale. Allo stesso tempo, le variabili JBM hanno il potenziale di mostrare diverse opzioni riguardanti il ​​destino del glucosio e segni di crisi metabolica. È in questo contesto che il presente studio tenta di determinare se esiste una crisi metabolica dovuta all'ischemia oa meccanismi diversi dall'ischemia esaminando il tessuto cerebrale globale con tomografia a emissione di positroni combinata e microdialisi del bulbo giugulare. La sensibilità di JBM per rilevare lesioni cerebrali secondarie rilevanti nei pazienti con arresto cardiaco viene ulteriormente studiata attraverso l'imaging comparativo con PET-CT.

Scopo Lo studio si propone di utilizzare la tomografia ad emissione di positroni (PET) con 18-fluorodeossiglucosio combinata con la microdialisi del bulbo giugulare per indagare le alterazioni fisiopatologiche del cervello in seguito ad arresto cardiaco.

Endpoint Endpoint primario: la differenza nella CMRglc complessiva al giorno 0 e 3 dopo OHCA tra i gruppi di esiti neurologici

Endpoint secondari:

1. Correlazione tra le variabili JBM e il CMRglc complessivo nei giorni 0 e 3 dopo l'OHCA.
2. I modelli del metabolismo globale del glucosio verificato dalla PET riflettono il modello neuro-metabolico globale iniziale (ischemia/disfunzione mitocondriale) ottenuto dalla microdialisi del bulbo giugulare dopo OHCA.

Metodo Uno studio prospettico di fattibilità progettato per indagare i disordini fisiopatologici del cervello a seguito di arresto cardiaco utilizzando 18-FDG-PET combinato con microdialisi del bulbo giugulare (JBM). Saranno inclusi dieci pazienti incoscienti ricoverati in terapia intensiva, con ripresa sostenuta della circolazione spontanea dopo arresto cardiaco extraospedaliero. Il consenso sarà ottenuto dal parente più prossimo.

Per il rilevamento dell'ischemia cerebrale globale precoce nella fase post-rianimazione, i cateteri per microdialisi del bulbo giugulare verranno impiantati il ​​più rapidamente possibile dopo il ricovero in terapia intensiva. I pazienti saranno monitorati per 96 ore o fino all'eccitazione o alla sospensione della terapia di sostegno vitale. I cateteri per microdialisi endovenosa (CMA 67 IV 130 mm, lunghezza membrana 10 mm, MDialysis AB, Stoccolma, Svezia) con membrane con cut-off di peso molecolare di 20 kDa consentono la misurazione dei metaboliti correlati all'energia: glucosio, lattato, piruvato, LPR, glutammato e glicerolo. I campioni saranno raccolti in microfiale per l'analisi ogni ora mediante tecniche fotometriche enzimatiche e presentati al letto del paziente.

FDG-PET sarà ottenuto il giorno 0 e 3 dopo OHCA indipendentemente dallo stato neurologico. L'esito neurologico viene valutato alla dimissione dall'ospedale secondo la scala Cerebral Performance Category (CPC): CPC 1 - nessun deficit neurologico; CPC 2 - disfunzione da lieve a moderata; CPC 3 - grave disfunzione; CPC 4 - coma; e CPC 5 - morte. I punteggi CPC di 1 e 2 sono considerati risultati "buoni" e un CPC 3-5 risultati "scadenti".

Limitazioni La lateralizzazione nel drenaggio venoso cerebrale può influenzare il campionamento del bulbo giugulare. Tuttavia, gli investigatori usano l'ecografia al capezzale per identificare la vena giugulare dominante e la tecnica JBM viene applicata a una condizione che produce lesioni cerebrali strettamente globali e ischemia ipossica. I medici non sono accecati dai dati ottenuti al capezzale dalla microdialisi del bulbo giugulare, quindi tutti i valutatori dei risultati saranno accecati per ridurre al minimo il rischio di bias. Contemporaneamente non è possibile stimare il flusso sanguigno cerebrale a causa dei costi logistici e operativi.

Impatto clinico atteso La mortalità dei pazienti ricoverati in stato comatoso a seguito di una rianimazione riuscita dopo un arresto cardiaco rimane elevata. JBM e FDG-PET combinati hanno il potenziale clinico per fornire nuove intuizioni sui modelli metabolici patogenetici dinamici correlati alla lesione cerebrale secondaria. La combinazione di queste due tecnologie sembrerebbe, quindi, interessante per esplorare se il tessuto cerebrale dopo un periodo di ischemia transitoria globale mostra segni biochimici di ischemia in corso. In futuro, questo approccio multimodale potrebbe ottimizzare il metabolismo cerebrale e personalizzare il trattamento dei pazienti post-arresto cardiaco affetti da ischemia secondaria e potenzialmente migliorare i risultati.

Fattibilità del progetto Il gruppo di ricerca ha dimostrato che il monitoraggio metabolico nel bulbo giugulare è rappresentativo del metabolismo cerebrale complessivo e può essere utilizzato nella diagnosi di metabolismo cerebrale globale compromesso in ambito clinico. Il prossimo passo è combinare la microdialisi del bulbo giugulare con FDG-PET in uno studio pilota per dimostrare la fattibilità di questa nuova tecnica combinata.

Giustificazione etica

La partecipazione allo studio non interferirà né ritarderà le procedure diagnostiche o terapeutiche di routine. La giustificazione etica per la partecipazione allo studio COMA-PROTECT è:

La conoscenza del metabolismo cerebrale nei pazienti in coma rianimati dopo OHCA non può essere acquisita al di fuori del contesto acuto.