Cerebral overvåking og postoperativ delirium og utfall (Techno-5)

Oversikt over problemet: Postoperativt delirium ved hjertekirurgi Hjerneovervåking ved bruk av NIRS startet i 2002 på operasjonsstuene til MHI. Siden den perioden beskrev etterforskerne vår erfaring med 1613 rapporterte pasienter fra publiserte kasusrapporter (n=30), kohortstudier (n=1270), randomiserte kontrollerte studier (n=313) og oversiktsartikler.

I nærvær av hjernedesaturasjon, har etterforskerne tidligere beskrevet en algoritmisk tilnærming basert på en rekke intervensjoner (som hodeposisjonering, økende blodtrykk og inspirert oksygen osv.) som utløses av etiologien, en om gangen eller samtidig, ideelt sett så tidlig som mulig, dvs. når den cerebrale NIRS-verdien begynner å synke med mer enn 10 %. Suksessraten for korrigering av hjernedesaturasjon var mer enn 95 %.

Bruken av både cerebral NIRS og pEEG førte til ny innsikt som ikke var tydelig når disse teknologiene ble brukt isolert. For eksempel vil hjernedesaturasjon som følge av økt pEEG-aktivitet bli observert ved oppvåkning. På den annen side kan hjernedesaturasjon assosiert med redusert pEEG-aktivitet indikere hjernehypoperfusjon. En ny algoritme for å håndtere cerebral NIRS og pEEG ble introdusert og publisert i mai 2019.

Denne algoritmen er ikke validert og kan representere et stort fremskritt i behandlingen av hjertekirurgiske pasienter. En av de potensielle rollene til denne typen overvåking vil være dens evne til å forutsi fremvekst av delirium, postoperativt delirium og andre komplikasjoner i endeorganene. Til slutt kan tidlig identifisering føre til forebygging av postoperative komplikasjoner som delirium.

Hjerneoksymetri og delirium Mellom 16 % og 30 % av eldre sykehuspasienter med hjerte- og karsykdommer vil utvikle delirium. Delirium og kognitiv dysfunksjon er svært hyppig blant innlagte pasienter på tvers av alle helsetjenester, men spesielt i kirurgiske og kritiske omsorgspopulasjoner der ratene er rapportert å være så høye som 70 %. Dødeligheten er økt hos pasienter med delirium etter hjertekirurgi.

Delirium er definert av DSM-5 som en akutt hjernedysfunksjon assosiert med oppmerksomhetssvikt og endret bevissthet. Tre typer delirium er beskrevet: hypoaktiv assosiert med sløvhet, hyperaktiv med agitasjon og en kombinasjon av begge som kan veksle. Det er flere predisponerende faktorer som preoperativ kognitiv dysfunksjon. En nylig systematisk oversikt har identifisert følgende faktorer assosiert med delirium. Disse faktorene inkluderer høy alder, tidligere psykiatrisk tilstand, mild kognitiv svikt og cerebrovaskulær sykdom. Postoperativt delirium er assosiert med forlenget varighet av sykehusinnleggelse, postoperative komplikasjoner og økt dødelighet.

Det har vært flere rapporter som forbinder reduserte cerebrale NIRS-målinger, delirium og postoperativ kognitiv dysfunksjon blant kirurgiske populasjoner. Mekanismen som reduserer hjernemetning og delirium sameksisterer kan inkludere cerebral malperfusjon og venøs overbelastning fra høyre hjertedysfunksjon. Disse faktorene har nylig blitt undersøkt, og deres assosiasjon med delirium og postoperativ kognitiv dysfunksjon er rapportert både på intensivavdelingen og på operasjonssalen. Siden høyre hjertedysfunksjon kan være assosiert med langvarig venøs hypertensjon, kan dette føre til interstitielt ødem som ytterligere kan svekke endeorganperfusjon som hjernen. I sammenheng med kardiopulmonal bypass (CPB), kan dette fenomenet forverres ved endring i endotelglykokalyx som resulterer i økt permeabilitet av kapillærendotelet. Det resulterende interstitielle ødemet antas å være en mediator av uønskede utfall hos kritisk syke væskeoverbelastede pasienter. I tillegg til endrede NIRS-verdier observert med delirium etter hjertekirurgi, er unormal elektrisk hjerneaktivitet beskrevet.

Hjerneelektroencefalografisk overvåking og delirium Elektrisk aktivitet i hjernen kan overvåkes gjennom elektroencefalografi (EEG) og nylig nattovervåking av pEEG slik som BIS (Medtronic, USA) eller Sedline (Masimo Irvine CA) tillater bedside måling av frontal elektrisk aktivitet. Delirium er assosiert med EEG-endringer, typisk global nedbremsing av EEG-aktivitet. Signifikante forskjeller i EEG er observert hos eldre med eller uten delirium. Alfa-, theta- og deltabølgekraften og theta-forholdet i forhold til de andre EEG-bølgene er forskjellig hos pasienter med eller uten delirium. Videre har betydelig reduksjon i EEG-aktivitet som fører til "burst-suppression" vært relatert til delirium, forlenget sykehusopphold og dødelighet. Kontroversielle resultater er rapportert fra studier og metaanalyser som ser på intervensjon for å korrigere disse faktorene og forbedre resultatet. Imidlertid har disse observasjonene aldri kombinert informasjon hentet fra frontalt EEG med hjerneoksymetri. En fersk prospektiv studie fra Belgia rapporterte en assosiasjon med postoperativt delirium og informasjonen som ble oppnådd fra kombinert bruk av hjerne NIRS og pEEG.

Tidligere arbeid med delirium og hjerneoksymetri og elektroencefalografisk overvåking I 2011 rapporterte etterforskerne vår første erfaring med bruk av NIRS hos 61 pasienter som gjennomgikk off-pump bypass hjertekirurgi som en prediktor for postoperativ kognitiv dysfunksjon. I 2016 ble det gjennomført en observasjonsstudie med 30 påfølgende voksne med delirium etter hjertekirurgi. Den gjennomsnittlige oksimetriverdien sank fra (gjennomsnittlig ± SD) 66,4 ± 6,7 til 50,8 ± 6,8 på den første dagen etter delirium debut og økte hos pasienter hvis delirium resorberet i løpet av de 3 dagene. Forholdet mellom oksymetri, deliriumdiagnose og alvorlighetsgrad ble analysert med en marginal modell og lineære blandede modeller. Cerebral oksimetri var relatert til deliriumdiagnose (p≤.0001) og alvorlighetsgrad (p≤.0001). I den studien var somatisk oksymetriverdier normale hos pasienter med delirium.

Den andre studien, i 2017, var en case-kontroll retrospektiv studie som inkluderte 346 pasienter, hvorav 39 (11 %), 104 (30 %) og 142 (41 %) pasienter presenterte delirium etter 24, 48 og 72 timer post-ICU ankomst, henholdsvis. Den kumulative væskebalansen var assosiert med delirium (OR 1,20, 95 % KI: 1,066-1,355, p=0,003). Anamnese med nevrologisk lidelse, med både hørsels- og synshemming, type prosedyre, perioperativ cerebral oksimetri, gjennomsnittlig lungearterietrykk pre-CPB og gjennomsnittlig arterielt trykk post-CPB bidro også til delirium i modellen.

I den tredje studien ble både en retrospektiv og prospektiv kohort rapportert, inkludert totalt 382 pasienter. Voksne pasienter som gjennomgikk portalvenøs pulsed-wave-doppler av den behandlende legen under vanlig behandling på intensivavdelingen ble inkludert i den retrospektive kohorten (n=237). For den prospektive kohorten (n=145) hadde pasientene en kognitiv og ekkokardiografisk evaluering dagen før operasjonen og daglig i tre dager etter operasjonen. Delirium ble uavhengig vurdert av pleiepersonalet i den potensielle kohorten. En assosiasjon ble funnet mellom delirium og portvenepulsatilitet, en markør for høyre hjertesvikt, i den retrospektive kohorten (OR:2.69) CI: 1,47-4,90 p=0,001). I den prospektive kohorten ble det bekreftet signifikante assosiasjoner mellom tilstedeværelsen av portvenepulsatilitet og utviklingen av kognitiv dysfunksjon og asterixis vurdert av etterforskerne (OR:2.10) CI: 1,25-3,53 p=0,005 og OR:5,19 [CI:2,27; 11,88] p<0,001) Men også assosiasjonen til delirium oppdaget av pleiepersonalet ble bekreftet (HR:2.63 CI:1,13-6,11 p=0,025). Høyere NT-pro-BNP-målinger (OR:4.03 [CI: 1,78-9,15] p=0,001) og cerebrale desaturasjoner (OR:2,54 [CI:1,12-5,76] p=0,03) var assosiert med kognitiv dysfunksjon. I denne tredje studien ble baseline daglig pEEG oppnådd daglig i kombinasjon med NIRS-verdier. Det ble imidlertid ikke observert noen sammenheng mellom delirium og foreløpig bølgeformanalyse.

Oppsummert støtter disse studiene en assosiasjon mellom episoder med cerebrale desaturasjoner målt ved hjerneoksymetri og forekomsten av delirium. Venøs cerebral kongestion som en konsekvens av høyre ventrikkel dysfunksjon som fører til portal hypertensjon og muligens cytokinfrigjøring gjennom et kardio-intestinalt syndrom ser ut til å være en potensiell mekanisme. Som støttet av andre forfattere, kan reduserte cerebrale NIRS-verdier være sekundære til forhøyet venetrykk, væskeoverbelastning og sistnevnte bidra til en type kongestiv delirium. Det kan også reflektere økt cerebral metabolisme, slik som kan observeres når pasienten kommer ut av generell anestesi etter hjertekirurgi. I disse studiene ble imidlertid bare en enkelt cerebral NIRS- og pEEG-verdi oppnådd. Kombinasjonen av begge modaliteter med bruk av bilateral cerebral NIRS ble ikke studert prospektivt både på operasjonsstuen og på intensivavdelingen. Foreløpig er det ikke kjent om informasjonen innhentet av disse monitorene er forskjellig hos pasienter som presenterer en episode av delirium sammenlignet med de som ikke viser noen episode av postoperativt delirium.