Terapia kierowana monitorem mózgowym dotycząca wyników mózgowych po operacji kardiochirurgicznej

Zaburzenia neurologiczne i poznawcze pozostają częstymi powikłaniami, które niekorzystnie wpływają na rokowanie pacjentów po operacjach kardiochirurgicznych. Włączając monitor mózgu, który mierzy zawartość tlenu w mózgu do naszego postępowania okołooperacyjnego, dążymy do zmniejszenia pooperacyjnych deficytów neurologicznych i poznawczych oraz poprawy jakości życia w tej populacji pacjentów. Naszym celem jest również odkrycie, w jaki sposób uszkodzony mózg zmienia swój metabolizm w odpowiedzi na uraz niedokrwienny i jak te nowe informacje mogą poprowadzić nowe metody leczenia zapobiegawczego dla wrażliwych pacjentów.

Krótko mówiąc, mózgowa spektroskopia w bliskiej podczerwieni (NIRS) lub oksymetria mózgowa to nieinwazyjny monitor, który szacuje natlenienie mózgu poprzez pomiary regionalnego nasycenia żylnego. Polega na pomiarze wewnątrznaczyniowej frakcji oksyhemoglobiny w małej próbce kory mózgowej przez czaszkę za pomocą spektroskopii w bliskiej podczerwieni. Pulsoksymetria mózgowa bada całe światło odbite, zarówno z pulsującej krwi tętniczej, jak i niepulsującej krwi żylnej, bez wymagania pulsacji, dlatego oksymetria mózgowa może nadal monitorować utlenowanie mózgu zarówno podczas CPB, jak i zatrzymania krążenia. Mając tę ​​zaletę, pulsoksymetria mózgowa jest szeroko stosowana w naszej codziennej praktyce anestezjologicznej, rutynowo w operacjach wymagających zatrzymania krążenia oraz w innych planowych operacjach CABG i operacjach wymiany/naprawy zastawek w niektórych instytucjach. Pomimo szerokiego zastosowania nadal istnieją kontrowersje co do jej interpretacji i możliwości optymalizacji wyników mózgowych po operacjach kardiochirurgicznych. Kluczowe pytania, na które należy odpowiedzieć, to: 1) próg desaturacji związany ze złym rokowaniem; 2) bezwzględna wartość desaturacji, przy której zwiększa się niepożądany wynik kliniczny oraz 3); jeśli względny trend jest ważniejszy dla zasygnalizowania zbliżającego się pogorszenia. Wszystkie te pytania są istotne dla naszej praktyki klinicznej, ale pozostają bez odpowiedzi. Nasze badanie ma na celu zrobienie pierwszego kroku w kierunku identyfikacji idealnej metody wykorzystania pulsoksymetrii mózgowej w operacjach kardiochirurgicznych w celu poprawy wyników neurologicznych poprzez zwiększenie precyzji w zarządzaniu wartościami hemodynamicznymi i laboratoryjnymi za pomocą algorytmu leczenia.

Drugi element tego badania obejmuje profilowanie metabolomiczne, ponieważ udoskonalamy postępowanie okołooperacyjne z pacjentem po operacji kardiochirurgicznej w celu poprawy wyników mózgowych. Pomimo ogromnych wysiłków badawczych w ciągu ostatnich dziesięcioleci, obecnie nie ma konkretnego i pojedynczego biomarkera neurologicznego (lub paneli biomarkerów), który zostałby zatwierdzony do użytku klinicznego. Tymczasem neuroobrazowanie (CT i MRI) pozostaje złotym standardem w diagnostyce urazów mózgu. Biomarkery specyficzne dla danego narządu, jeśli zostaną zidentyfikowane, mogą stać się niezawodną i opłacalną metodą diagnozowania, kierowania postępowaniem, klasyfikowania ciężkości udaru, przewidywania funkcji poznawczych i przewidywania powikłań. Niedawno profilowanie metabolomiczne umożliwiło kompleksowe analizy zmian w wyborze paliwa metabolicznego w różnych modelach, w tym w zatrzymaniu kardioplegicznym. Postępy w technologii analitycznej umożliwiły analizę ilościową kilkuset metabolitów w jednym pomiarze z dużą przepustowością i czułością.

Profilowanie metaboliczne obejmuje ilościowe oznaczenie małocząsteczkowych metabolitów z płynów ustrojowych lub tkanek w jednym kroku i ma potencjał do wczesnej diagnozy, monitorowania terapii i badania patogenezy różnych chorób. To wykrywanie biomarkerów jest przeprowadzane w komórkach, tkankach lub płynach biologicznych za pomocą spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR) lub spektrometrii mas (MS), która jest następnie poddawana wielowymiarowej analizie danych. Jung i wsp., używając spektropijności 1H-NMR w połączeniu z wieloczynnikową analizą statystyczną, oceniali pacjentów po udarze mózgu. W tym badaniu oceniono zaburzony wzorzec metaboliczny zarówno w osoczu, jak iw moczu pacjentów ze znanymi incydentami zawału mózgu, aby zidentyfikować konkretny proteom związany z udarem. Podobne badanie przeprowadzono z szerszą kwantyfikacją neuroproteomiki przy użyciu modelu gryzoni. Badano również biomarkery prognostyczne ostrego uszkodzenia nerek u pacjentów poddawanych zabiegowi krążenia pozaustrojowego (CPB). Pomimo potencjału do szerokiego zastosowania, profilowanie metabolomiczne nie znalazło zastosowania w kierowaniu postępowaniem neuroprotekcyjnym u pacjentów poddawanych zabiegom kardiochirurgicznym. Wierzymy, że unikalne połączenie tych dwóch metod stanowi cenną okazję nie tylko do poprawy wyników neurokognitywnych pacjenta, ale także do uzyskania wglądu w to, które biomarkery reprezentują niedokrwienie mózgu lub inne oznaki uszkodzenia mózgu.

Naszymi szczegółowymi celami są: 1. Ocena przezmózgowego profilu metabolicznego i wyniku neurokognitywnego w odpowiedzi na uszkodzenie mózgu u pacjentów monitorowanych i leczonych zgodnie z oksymetrią mózgową (NIRS) oraz tych, którzy są tylko monitorowani za pomocą NIRS.

W oparciu o dostępną literaturę nasza hipoteza robocza jest taka, że ​​w porównaniu z pacjentami tylko monitorowanymi zużycie paliwa mózgowego będzie różnie wpływać u pacjentów monitorowanych i leczonych przez ścisłe przestrzeganie określonego algorytmu neuroprotekcyjnego.

1.a. Zbadaj stężenia metabolitów w osoczu reprezentujących szlaki aminokwasowe, węglowodanowe, energetyczne, lipidowe i nukleotydowe za pomocą magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR) i spektrometrii mas.

1b. Porównaj funkcje neurokognitywne pacjentów leczonych i nieleczonych za pomocą kompleksowego zestawu testów składającego się z 5 metod oceny na początku, w momencie wypisu i 6 tygodni po operacji.