Rischio di neuroimaging di delirio postoperatorio

Il delirio è un disturbo fluttuante della coscienza accompagnato da disturbi dell'attenzione, della cognizione, della percezione, della regolazione emotiva, delle capacità psicomotorie e della regolazione del ciclo sonno-veglia. Il delirium si verifica frequentemente dopo un intervento chirurgico in anestesia generale e presenta una complicanza postoperatoria comune nei pazienti anziani (>= 65 anni). Il termine "delirio postoperatorio" (POD) si riferisce alla comparsa di delirio già nel momento immediatamente successivo all'intervento chirurgico, ovvero al risveglio dall'anestesia generale, e fino a 30 giorni dopo l'intervento. L’incidenza della POD è molto variabile, variando dal 10% al 70%, a seconda dell’età dei pazienti, dei criteri diagnostici e del tipo di intervento chirurgico. Quelli particolarmente vulnerabili sono i pazienti più anziani con i casi più complessi dal punto di vista medico sottoposti a intervento chirurgico per frattura cardiaca, vascolare o dell'anca. Il POD è associato al declino funzionale; è stata riportata un'associazione lineare tra mortalità e numero di giorni deliranti. È stato anche dimostrato che la POD aumenta il rischio di demenza fino a 10 volte insieme a un aumento di 2 volte del rischio di istituzionalizzazione e di morte. La POD aumenta la durata della degenza ospedaliera generale ed è associata a più che raddoppiare i costi medici in un anno. Pertanto, vi è una spinta a chiarire i meccanismi della POD e identificare i fattori di rischio che possono facilitare un’adeguata gestione dell’assistenza al paziente per ridurre l’insorgenza della POD, sia dal punto di vista della salute che da quello dei costi.

Sono stati identificati diversi fattori di rischio per la POD, che possono essere classificati in due gruppi in base a quando si verificano rispetto all'intervento chirurgico. I fattori di rischio preoperatori “di base” per la POD comprendono l’età avanzata, il deterioramento cognitivo preesistente, il deterioramento sensoriale e funzionale, l’uso di farmaci psicotropi, una storia di disturbo depressivo maggiore (MDD), la residenza in ospedale e una maggiore comorbilità, soprattutto per quanto riguarda le malattie cardiovascolari. I fattori di rischio "precipitanti" peri-/intraoperatori comprendono il dolore perioperatorio, la scarsa familiarità con l'ambiente, il tipo di intervento chirurgico, i disturbi del sonno, il dosaggio dell'anestetico, l'uso di un catetere vescicale e il tipo di farmaci utilizzati. Il rischio di POD di un individuo è stato modellato come la somma di questi fattori di rischio di base e precipitanti, dove un carico elevato di fattori preoperatori di base richiede meno fattori precipitanti peri/intraoperatori per indurre la POD. Questa interazione tra fattori di base e fattori precipitanti segue l'ipotesi della riserva funzionale neurale, che suggerisce che la capacità di un individuo di tollerare situazioni che comprendono stress al cervello o "lesioni" cerebrali dipende dalla riserva funzionale di base, che rappresenta la "resilienza" del paziente. I fattori di rischio preoperatori di base della POD possono essere visti come fattori che riducono la riserva o la resilienza del paziente, mentre i fattori di rischio "precipitanti" peri-/intraoperatori possono essere visti come ottimi esempi di situazioni che comprendono stress sul cervello. È stato dimostrato che una riserva funzionale bassa è un fattore di rischio indipendente per la POD. Pertanto, sono altamente giustificate indagini sui disturbi neurologici preoperatori di base sottostanti che hanno l'effetto di ridurre la resilienza del paziente ai fattori di stress peri-/intraoperatori e di aumentare il rischio di POD. Gli investigatori valuteranno se due potenziali disturbi neurali preoperatori al basale contribuiscono al rischio di POD di un paziente.

Il sistema glinfatico è un sistema di eliminazione dei rifiuti del cervello scoperto di recente, che utilizza i canali perivascolari per spazzare il liquido cerebrospinale (CSF) attraverso e lontano dal parenchima del cervello, portando con sé prodotti di scarto e metaboliti extracellulari, essenzialmente pulendo il cervello. I canali dell'acqua dell'acquaporina-4 situati nell'alimentazione finale degli astrociti costituiscono una componente essenziale di questo sistema, facilitando il movimento del liquido cerebrospinale dagli spazi perivascolari allo spazio interstiziale. È disponibile un numero limitato di misure non invasive per valutare gli aspetti della funzione del sistema glinfatico negli esseri umani. La prima misura è stata proposta in base alla quale l'acquisizione veloce della fMRI (TR<400ms) - con il bordo limite del volume (cioè la fetta 0) posizionato a livello del quarto ventricolo - consente il rilevamento dell'afflusso di fluido che arriva al bordo del il volume di imaging con un'elevata intensità di segnale. Si è scoperto che il segnale CSF acquisito con oscillazioni lente a circa 0,05 Hz aveva un'ampiezza significativamente più elevata durante il sonno rispetto alla veglia, guidato da oscillazioni neurali lente nell'intervallo delta (~ 1-4 Hz) ed era anticorrelato con le fluttuazioni nel grigio globale importa il segnale BOLD. Una diminuzione di questa anticorrelazione è stata segnalata nei pazienti con malattia di Parkinson ed era significativamente correlata alla prestazione cognitiva inferiore sullo strumento di valutazione cognitiva di Montreal. È stata segnalata una relazione tra il ridotto accoppiamento globale del flusso BOLD-CSF e la gravità della malattia dei piccoli vasi, correlata all'aumentata dilatazione dello spazio perivascolare. Pertanto, l’accoppiamento globale BOLD-CSF potrebbe fornire un’indicazione sull’alterazione del trasporto glinfatico.

Un secondo approccio recente è stato sviluppato utilizzando l’imaging del tensore di diffusione (DTI) di immagini pesate in diffusione per valutare il movimento delle molecole d’acqua lungo le vene midollari profonde e i relativi spazi perivascolari che corrono perpendicolari alle pareti ventricolari su una sezione trasversale a livello delle vene laterali. corpi ventricolari. In questa posizione, la distribuzione di diversi tipi di fibre consente di distinguere la diffusività dell'acqua lungo lo spazio perivascolare indipendentemente da quella all'interno delle fibre di proiezione della corona radiata corticofuga (che corrono in direzione craniocaudale, cioè sull'asse z) e delle fibre di associazione dei fascicoli longitudinali superiori ( che corre nella direzione antero-posteriore, cioè l'asse y). Questo approccio, chiamato metodo "DTI-ALPS", ovvero "imaging del tensore di diffusione lungo lo spazio perivascolare", può misurare in modo non invasivo il trasporto glinfatico (cioè il flusso del liquido cerebrospinale attraverso lo spazio perivascolare) in questa posizione specifica, poiché lo spazio perivascolare corre perpendicolare sia alle fibre di proiezione che a quelle di associazione. Le regioni di interesse vengono prima etichettate manualmente da una scansione pesata T1 per misurare la diffusività all'interno di queste fibre lungo tre direzioni (x, yez). La diffusione perivascolare può essere valutata indipendentemente dalla diffusione lungo le aree di proiezione e di associazione identificando il rapporto tra la diffusività media dell'asse x in entrambe le aree e la diffusività media di queste aree sugli assi perpendicolari all'asse x e ai tratti di fibre, ovvero la asse y per le fibre di proiezione e asse z per le fibre di associazione.

Fattori perioperatori come il tipo di GA, in combinazione con vari altri fattori perioperatori, possono alterare la funzione cerebrale postoperatoria influenzando il sistema glinfatico. La disfunzione di questo sistema che rimuove i metaboliti dannosi dal cervello può portare a disturbi neurologici e neuroinfiammazione. Il ridotto trasporto del sistema glinfatico porta ad un aumento dell’accumulo di beta-amiloide e tau, inducendo neuroinfiammazione che porta ad una catena di processi che terminano con un danno neuronale. Sono stati segnalati aumenti postoperatori di beta-amiloide e tau che si sono dimostrati un fattore di rischio per la POD. Come sottolineato sopra, diversi anestetici hanno effetti differenziali sul sistema glinfatico e il tipo di anestetico ha dimostrato di essere un fattore di rischio per la POD nei pazienti. Gli anestetici volatili come l’isoflurano o il sevoflurano hanno una maggiore probabilità di causare la POD, mentre gli anestetici endovenosi come la dexmedetomidina e il propofol sembrano avere piuttosto un effetto protettivo contro la POD.

I pazienti anziani, ma non i giovani, sono altamente suscettibili alla POD, innescando la questione del perché questo gruppo sia selettivamente suscettibile. Come sottolineato in precedenza, i fattori di rischio preoperatorio per la POD comprendono la malattia di Alzheimer preclinica, i microemboli cerebrali, la demenza vascolare, l'iperglicemia e altre malattie neurovascolari o neurodegenerazione, che mostrano tutte una compromissione del trasporto glinfatico. L’invecchiamento è associato a cambiamenti degenerativi come l’acquaporina-4 depolarizzata o sottoregolata, la privazione del sonno e la ridotta pulsatilità cerebrovascolare, che hanno tutti il ​​potenziale di compromettere il trasporto del sistema glinfatico. In linea con l’ipotesi della riserva funzionale, è stato suggerito che i pazienti suscettibili a rischio di POD abbiano un danno preesistente del sistema glinfatico che progredisce lentamente senza un significativo deterioramento cognitivo e che i fattori di rischio perioperatori esacerbano il danno glinfatico preesistente oltre il danno compensatorio. limite, con conseguenti cambiamenti cognitivi significativi. Questa teoria suggerisce che le misure preoperatorie di base del trasporto del sistema glinfatico possono essere informative sul rischio di POD. Il nostro obiettivo principale è indagare se le misure preoperatorie di base del trasporto del sistema glinfatico possano essere utili per identificare i pazienti a rischio di POD, utilizzando le due misure non invasive basate sulla RM delineate in precedenza.

Lo scopo generale del presente studio è quello di indagare i potenziali meccanismi patobiologici sottostanti che contribuiscono alla POD, per comprendere ulteriormente i meccanismi di questo disturbo frequente negli anziani e migliorare la cura perioperatoria e la gestione del paziente. Verrà valutato se una compromissione del trasporto del sistema glinfatico al basale preoperatorio possa essere informativo sul rischio di POD. Tutti i valori target saranno valutati al basale preoperatorio. La valutazione se un paziente è classificato come "paziente POD" o "paziente noPOD" si basa su una diagnosi di delirio in uno qualsiasi dei cinque giorni successivi all'intervento (compreso il giorno dell'intervento).