Korrelasjon av NLRP3 med kognitiv dysfunksjon tidlig etter hjerteklafferstatningskirurgi

90 påfølgende pasienter planlagt for mitralklafferstatning eller aortaklafferstatning under moderat hypotermisk CPB ga skriftlig informert samtykke og ble registrert i denne studien.

På operasjonsstuen fikk pasientene rutinemessig overvåking. Systemisk arterielt blodtrykk ble målt via radial arteriekateterisering. Etter induksjon av anestesi ble det satt inn et sentralt venekateter for overvåking av sentralt venetrykk (CVP) og væskebehandling. Grunnlinjeavlesninger av hemodynamikk ble tatt hvert 5. til 10. minutt etter at radial arteriekanylering var fullført.

Induksjon av anestesi ble utført med målkontrollert infusjon av propofol. Alle pasientene fikk et infundert skjema med flere trinn som startet fra en målplasmakonsentrasjon (Cp) på 0,5 mg/ml som ble økt trinnvis med 0,5 mg/ml til pasienten sovnet og opprettholder BIS på 40-60. Intervallet mellom hvert trinn var 3 min. Etter tap av bevissthet ble cisatracurium (0,2 mg/kg) og fentanyl (10-15 mg/kg) infundert i alle gruppene. Luftrøret ble intubert og lungene ble ventilert med oksygenanriket luft (fraksjon av innåndet oksygen 0,6) til et partialtrykk for karbondioksyd ved endetid på 35 til 45 mmHg. Propofol mål Cp ble justert i henhold til BIS. Intermitterende IV-boluser av fentanyl (10-15 mg/kg) ble administrert i henhold til blodtrykk og hjertefrekvens (HR) på følgende tidspunkter: før hudsnittet, før utbruddet av CPB, og etter separasjon fra CPB, for en total dose på 40 til 50 mg/kg. Alle pasientene fikk infusjon av cisatracurium med 0,1 mg/kg/t gjennom hele operasjonen.

Kirurgi ble utført på alle pasienter via en standard median sternotomitilnærming. Griseheparin ble administrert i en dose på 300 IE/kg og supplert ved behov for å opprettholde en aktivert koagulasjonstid på minst 480 s under CPB. Heparin ble nøytralisert med 1 mg protamin/100 IE heparin administrert etter separasjon fra CPB. Kroppstemperaturen ble avkjølt til 30℃-32℃ på CPB (moderat hypotermi). Alle pasienter ble behandlet med en intermitterende antegrad infusjon av avkjølt blodkardioplegi med høyt kalium under kontinuerlig aorta kryssklemming (ACC) ved bruk av en ikke-pulserende strømningshastighet på 1,8 til 2,8 l/min/m2 og en membranoksygenator for å holde den blandede venøse metningen på mer enn 75 % under CPB. Fenylefrin (bolus, 20-100 mg) eller epinefrin (0,1 mg/kg/min) eller begge ble brukt for å gjenopprette systemisk vaskulær motstand, og MAP ble opprettholdt ved et målområde på 60 til 80 mmHg. Pasientene ble varmet opp til en blæretemperatur på 36,5 ℃ før separasjon fra CPB, med den høyeste temperaturen som ikke overstiger 37 ℃. Blod som var igjen i CPB-kretsen og fra det kirurgiske feltet ble samlet i en cellesparende enhet. Etter sentrifugering og vasking ble det infundert til pasienten innen 4 timer etter CPB. Hematokrit ble opprettholdt på mer enn 25 %, med tilsetning av blod etter behov. Insulinbehandling ble igangsatt under operasjonen for å behandle serumblodsukkernivåer høyere enn 150 mg/dL. Hemodynamisk (pre- eller post-CPB) styring hadde som mål å holde MAP på 60 til 100 mmHg. Hypertensjon ble behandlet med en ekstra bolusdose fentanyl (0,2-0,3 mg) eller med nitroglyserin (0,1-0,5 mg/kg/min eller med begge). Hypotensjon ble behandlet med væskeinntak (inkludert krystalloider, kolloider og blodprodukter) eller vasoaktiv medikamentadministrasjon (fenylefrin IV, 20-100 mg eller samtidig bruk av epinefrin, o 0,1 mg/min). Den vasoaktive medikamentdosen, væskeinntaket og produksjonen (urin og blodtap) ble registrert når operasjonen var ferdig.

Da kirurgene begynte å lukke huden, ble en 0,08 mg/kg bolusdose av midazolam gitt intravenøst ​​og infusjonen av propofol ble stoppet. Etter operasjonen ble alle pasienter innlagt på kirurgisk intensivavdeling (ICU). Pasientene ble ekstuberet når de var i stand til å opprettholde tilstrekkelig spontan respirasjon og trengte minimalt med oksygenstøtte, noe som gjenspeiles av normale arterielle blodgassnivåer. Pasientene ble deretter utskrevet fra intensivavdelingen når de var hemodynamisk stabile med blodgassvariabler innenfor normalområdet og når de ikke trengte inotropisk eller oksygenstøtte. Trakeal-ekstubasjonstiden og lengden på ICU-oppholdet ble registrert. For alle pasienter ble hemodynamiske målinger gjort og registrert på følgende tidspunkter: Før induksjon av anestesi, før hudsnitt, etter sternotomi, ved opphør av CPB (CPB-stopp), og ved 1 (Post-CPB 1 time), 2 (Post-CPB 2 timer), og 4 (Post-CPB 4 timer) timer etter CPB. Ved pre-incision, CPB-stopp, Post-CPB 2 timer og PostCPB 4 timer ble det tatt prøver av det radiale arterielle blodet for blodgassanalyse, samt blodsukker- og melkesyreanalyser. Før induksjon av anestesi, ved slutten av operasjonen, 7 dager etter operasjonen, ble det tatt prøver av perifert veneblod for å måle IL-1B, IL-18 og NLRP3 inflammatorisk proteinekspresjon i perifere blodmonocytter.

Nevropsykologiske tester ble administrert en dag før operasjonen og syv dager etter operasjonen for alle pasienter på et rolig sted på de generelle avdelingene. Nevropsykologiske tester inkluderte syv tester med ni subskalaer. Spesifikke tester som ble brukt var som følger: MMSE, Trail Making (A/B), Stroop Color-Word, Rey Auditory Verbal Learning Test, WAIS Digit Symbol Substitution Test, WAIS Digit Span, Verbal flyttest. To psykologer utførte disse testene. I løpet av studiefasen ble testing utført og skåret på en standardisert måte for å minimere forskjellen mellom eksaminatorer. Gjentatte vurderinger for hver pasient ble utført av samme undersøker. Parallelle former for tester ble brukt på en randomisert måte i sekvensiell testing for å minimere praksiseffekten. Ytelsen på hver test ble sammenlignet med kognitive testdata fra kontrollpersoner. En lav testscore ble definert når poengsummen var ≥ 2 SD lavere enn kontrollpersoner. For tester der en høyere poengsum indikerer reduksjon i ytelse, ble en poengsum ≥ 2 SD høyere enn kontrollpersoner ansett som "lav testscore". Pasienter ble definert som å ha preoperativ kognitiv svikt hvis de hadde lave testskårer på to eller flere tester.

For pasienter ble preoperative skårer sammenlignet med postoperative testresultater, trukket den gjennomsnittlige praksiseffekten fra disse endringene, og deretter delt resultatet på kontrollsubjektet SD for å oppnå en Z-score for hver test. Testresultatene ble justert slik at en positiv Z-score indikerte forverring fra baseline-testen. Z-skårene for alle testene i en individuell pasient ble deretter oppsummert og delt med SD for denne summen av Z-skårene i kontrollpersonene, og skapte en kombinert Z-skåre. En pasient ble definert som å ha POCD når to Z-skårer i individuelle tester eller den kombinerte Z-skåren var 1,96 eller mer.

Statistisk analyse Et kontinuerlig utfall ble uttrykt som gjennomsnitt ± SE, mens et kategorisk utfall ble uttrykt som prosenter eller frekvenser. Forskjeller i kontinuerlige og kategoriske utfall ble testet ved bruk av henholdsvis enveis variansanalyse og Chi-kvadratanalyse. Den uparrede Student t-testen, den parede T-testen, variansanalysen og Pearson-korrelasjonsanalysen ble utført på normalfordelte data. Kasus-kontrollforskjeller i nominelle data ble evaluert med Chi square test. Multivariat Cox-regresjonsanalyse ble gjort for prediktorer for uønskede hendelser. NLRP3-nivået, IL-1B, IL-18 og nevroatferdsskår ble sammenlignet med ROC-kurver. Kaplan-Meier-kurver ble brukt for korrelasjon med POCD. Alle statistiske analyser ble utført med SPSS 21.0 (IBM Inc.) og P < 0,05 ble ansett som signifikant.