Cerebrale Perfusie, Oxygenatie, Elektrische Activiteit

Baby's met een zeer laag geboortegewicht lopen risico op het ontwikkelen van een intraventriculaire bloeding (IVH). Post hemorragische hydrocephalus (PPH) is een belangrijke complicatie van IVH en draagt ​​bij aan ontwikkelingsachterstanden op de lange termijn. Progressieve PHH vereist vaak beheer van ventriculaire dilatatie door het CSF-vloeistofvolume aan te passen. Er zijn 3 methoden om het CSF-volume acuut te verminderen: 1) seriële lumbaalpunctie, 2) open drainsysteem (continue CSF-verwijdering) en 3) reservoirsysteem. Seriële lumbaalpunctie is alleen effectief als er sprake is van communicerende hydrocephalus. Het open-drainagesysteem wordt zelden gebruikt, omdat het omslachtig is en er een relatief hoog infectierisico is. De methode die het meest wordt gebruikt om het CSF-volume te beheersen, is het reservoirsysteem waarbij een in-situ drain wordt aangesloten op een subcutaan (Omaya) reservoir dat periodiek wordt opgezogen door naaldpunctie door de hoofdhuid. Omdat het Omaya-systeem gesloten is, moet het intraventriculaire volume en dus de druk noodzakelijkerwijs stijgen vóór en afnemen na CSF-aspiratie. Ventriculaire dilatatie wordt gecontroleerd door de frequentie en het volume van CSF-aspiratie.

Wanneer hydrocephalus ondanks verwijdering van CSF een probleem blijft, wordt een ventriculaire-peritoneale (VP) shunt geplaatst. Ongeveer 50% van de baby's met hydrocephalus die worden behandeld met verwijdering van CSF lossen hun hydrocephalus op en hebben geen plaatsing van een VP-shunt nodig. Plaatsing van een VP-shunt is moeilijk bij extreem premature baby's vanwege het verhoogde risico op ulceratie rond de shuntplaats en de hoge eiwitconcentratie in CSF die de klep in de VP-shunt kan verstoppen en revisie vereist. Hydrocephalus wordt dus meestal behandeld met seriële verwijdering van CSF om identificatie mogelijk te maken van die baby's wiens hydrocephalus na verloop van tijd verdwijnt. De timing en methode van CSF-beheer is echter controversieel omdat het effect van toenemende hydrocephalus op cerebrale perfusie, oxygenatie, elektrische activiteit en neuronale schade niet is vastgesteld.

Seriële verwijdering van CSF veroorzaakt een verandering in intracraniaal volume/druk die mogelijk kan worden overgedragen op intracraniale vaten. Het kaliber van cerebrale vaten kan worden gewijzigd door deze balans tussen intravasculaire en intracraniale druk, en als het kaliber zou veranderen, zouden ook de kenmerken van de bloedstroom moeten veranderen. In cerebrale aderen en capillairen waar de intraluminale druk laag is, kan een hoge intraventriculaire druk de bloedstroom aanzienlijk beïnvloeden en veneuze stase veroorzaken. NIRS meet cerebrale oxygenatie in haarvaten en aders. Intracraniale slagaders en arteriolen kunnen iets minder worden aangetast, behalve wanneer de intraventriculaire druk sterk toeneemt. De resulterende afname van de arteriële toevoer kan de weefselperfusie beïnvloeden. Arteriële stroming kan worden gemeten met Doppler-echografie. Er bestaat dus bezorgdheid dat tijdens perioden van toenemende of fluctuerende ventriculaire grootte de cerebrale arteriële perfusie in het gedrang kan komen en dat verdere hersenbeschadiging het gevolg kan zijn. De intracraniale druk wordt verder beïnvloed door de plasticiteit/vervormbaarheid van de onrijpe hersenen en de gemakkelijke uitzetbaarheid van het schedelgewelf door de aanwezigheid van hechtingen en open fontanellen.

Er is indirect bewijs uit experimenten bij dieren dat ventriculaire uitzetting zelf secundair hersenletsel kan veroorzaken. Aldus wordt axonale uitrekking en verstoring als gevolg van progressieve ventriculomegalie in verband gebracht met gliose. Periventriculaire vasculaire vervorming en compressie kan de cerebrale bloedstroom verminderen, wat ischemisch letsel aan de periventriculaire witte stof veroorzaakt. Ontsteking en herstel kunnen de CSF-stroom verstoren.

Er is weinig onderzoek beschikbaar dat helpt bij het beantwoorden van de primaire vraag bij de klinische behandeling van ventriculaire dilatatie bij premature baby's: zijn er relaties tussen ventriculaire vergroting, cerebrale perfusie, zuurstoftoevoer naar de hersenen en aanhoudende hersenbeschadiging?

Doppler-echografie is toegepast bij te vroeg geboren baby's om veranderingen in de arteriële en veneuze cerebrale bloedstroomsnelheden na de bevalling te karakteriseren. [1] Kritisch lage superieure vena cava-flow gemeten door Doppler-echografie in de eerste 24 uur van het leven is in verband gebracht met intraventriculaire bloeding bij premature baby's geboren vóór 30 weken zwangerschap. [2] Met behulp van gepulseerde Doppler-echografie kan de weerstandsindex worden gemeten die omgekeerd evenredig is met de bloedstroom. Bij oudere baby's met een vastgestelde hydrocephalus bleek de weerstandsindex van de cerebrale bloedstroom een ​​goede indicator te zijn voor een verhoogde intracraniale druk.[3] In een overzichtsartikel werd de waarde van Doppler-indices alleen bij het voorspellen van verhoogde intracraniale druk echter sterk in twijfel getrokken.[4] In een recent artikel daalde de weerstandsindex van de voorste hersenslagader aanzienlijk na CSF-drainage bij zuigelingen met PHH. [5] Hoewel Doppler-echografie eenvoudig uit te voeren is, is de rol ervan bij het detecteren van significante veranderingen in cerebrale perfusie geassocieerd met een groter CSF-volume en ventriculaire dilatatie nog niet vastgesteld.

Nabij-infraroodspectroscopie (NIRS) is een draagbare niet-invasieve techniek die wordt gebruikt om de regionale cerebrale zuurstofverzadiging in hersenbloed te meten.[6] NIRS is gebruikt om het effect van hoofd [7] en lichaamspositie [8] op cerebrale hemodynamica bij te vroeg geboren baby's te evalueren, en het effect van bepaalde behandelingen, zoals toediening van oppervlakteactieve stoffen [9] en afzuiging op conventionele of hoogfrequente ventilatie. 10] NIRS-meting van cerebrale oxygenatie en hemodynamiek toont stoornissen bij pasgeborenen die risico lopen op het ontwikkelen van ernstige hersenischemie.[11] Bij te vroeg geboren baby's met PHH werd aspiratie van CSF-vloeistof geassocieerd met een significante toename van de cerebrale perfusie, het cerebrale bloedvolume en het oxidatieve metabolisme.[12,13] In een klein diermodel van acute hydrocephalus was de NIRS-meting van de globale cerebrale bloedstroom met behulp van zuurstof als tracer sterk gecorreleerd met de cerebrale bloedstroom gemeten door radioactieve microbolletjes over een breed bereik van verhoogde intracraniale druk. Naarmate de intracraniale druk toenam, namen de NIRS-meting en de absolute meting van de cerebrale bloedstroom af. NIRS gemeten cerebrale perfusie lijkt direct de absolute cerebrale bloedstroom te weerspiegelen en is gevoelig genoeg om significante veranderingen in cerebrale perfusie te detecteren die optreden bij evacuatie van CSF bij zuigelingen met PHH.

Amplitude-geïntegreerde EEG (aEEG) is een apparaat dat wordt gebruikt voor neurologische surveillance. De corticale elektrische activiteit wordt omgezet in een enkel signaal dat de algehele elektrocorticale achtergrondactiviteit van de hersenen vertegenwoordigt. Specifiek kunnen de bovenste en onderste spanningsmarges en de amplitude van de tracering en de aanwezigheid van epileptische activiteit worden geëvalueerd. Bovendien kan de aanwezigheid van slaap-waakcycli, een ritmische sinusoïdale variatie in amplitude, worden geëvalueerd. Zuigelingen > 34 weken zwangerschap hebben voorspelbare aEEG-patronen. Het signaal is afhankelijk van de zwangerschapsduur en postnatale leeftijd en er zijn normen voor te vroeg geboren baby's gerapporteerd.[15,16] In een casusrapport vertoonden 2 te vroeg geboren baby's met PHH abnormale slaap-waakcycli en een duidelijk verminderde cerebrale elektrische activiteit met toenemende ventriculaire vergroting voorafgaand aan klinische tekenen van verhoogde intracraniale druk. Bij één baby normaliseerde het aEEG na plaatsing van de VP-shunt.[17] Tot op heden zijn er geen klinische onderzoeken naar het effect van aspiratie van CSF op aEEG bij te vroeg geboren baby's met PHH.

Biomarkers voor hersenletsel zijn gebruikt om de ernst van het letsel en de uitkomst op lange termijn te voorspellen, patiënten vroegtijdig te identificeren die risico lopen op slechte neurologische uitkomsten en de effectiviteit van therapeutische interventies te evalueren. Neuronale specifieke enolase (NSE), een marker voor neuronale schade, en S100B, uitgescheiden door astrocyten en een marker van gliale/neuronale schade, bleken verhoogd te zijn bij kinderen na traumatisch hersenletsel.[18] Bij te vroeg geboren baby's met PHH waren S100B en gliaal fibrillair zuur eiwit (GFAP), een structureel eiwit in astrocyten, significant verhoogd bij die baby's met laesies van het hersenparenchym en slechte neurologische uitkomsten.[19] Deze biomarkers worden snel gemetaboliseerd en dus zou voortdurende verhoging duiden op aanhoudende schade. Transforming growth factor beta (TGF-ß), geproduceerd door fibroblasten en vrijgegeven in het CSF na een blessure, stimuleert de productie van extracellulair eiwit dat zou kunnen resulteren in PHH als gevolg van een permanente obstructie van de CSF-stroom.[20] Cytokine IL-6 is een ontstekingsmarker. Er zijn geen longitudinale onderzoeken naar het effect van aspiratie van CSF op deze markers van hersenbeschadiging bij te vroeg geboren baby's met PHH.