Wykorzystanie markerów elektrofizjologicznych do przewidywania pooperacyjnych dysfunkcji poznawczych

Wraz ze starzeniem się populacji i postępem medycznym, wielu starszych pacjentów, którzy wcześniej nie byliby kandydatami do operacji, przechodzi obecnie operacje. W tej grupie starszych pacjentów dysfunkcja mózgu po znieczuleniu i operacji jest dobrze rozpoznana, nazywając ją pooperacyjną dysfunkcją poznawczą.

Pooperacyjna dysfunkcja poznawcza (POCD) to termin używany do opisania subtelnych zmian w funkcjach poznawczych, takich jak pamięć i funkcje wykonawcze. Najczęściej spotykane problemy to upośledzenie pamięci i upośledzona wydajność w zadaniach intelektualnych. W ciężkich przypadkach może prowadzić do niezdolności do wykonywania codziennych czynności życiowych. Podane dane dotyczące częstości występowania pooperacyjnych dysfunkcji poznawczych różnią się w zależności od badanej grupy pacjentów, zastosowanej definicji POCD, testów zastosowanych do ustalenia rozpoznania i ich oceny statystycznej, czasu wykonania badań oraz wyboru grupy kontrolnej. Rozpoznanie POCD opiera się na dostępności testów neuropsychologicznych. W dużym prospektywnym, wieloośrodkowym badaniu kohortowym stwierdzono, że obecność dysfunkcji poznawczych 3 miesiące po operacji niekardiochirurgicznej wiązała się ze zwiększoną śmiertelnością. Ponadto pacjenci ze spadkiem funkcji poznawczych po 1 tygodniu mieli zwiększone ryzyko przedwczesnego opuszczenia rynku pracy i częściej otrzymywali płatności z tytułu transferów społecznych. Mechanizmy prowadzące do zaburzeń funkcji poznawczych po znieczuleniu i operacji nie są jeszcze w pełni wyjaśnione. Czynniki ryzyka rozwoju POCD są związane z charakterystyką pacjenta, rodzajem operacji i postępowaniem anestezjologicznym.

Niewydolność sercowo-naczyniowa, oddechowa, wątrobowa i nerkowa są związane z upośledzoną wydajnością mózgu. Teoretycznie jest oczywiste, że odpowiednie śródoperacyjne zaopatrzenie wszystkich ważnych narządów w tlen jest niezbędne, jeśli chce się uniknąć pooperacyjnej dysfunkcji mózgu. Casai i wsp. stwierdzili, że desaturacja mózgu (spadek rSO2 <75% wartości wyjściowej) wystąpiła u 40% starszych pacjentów po operacjach niekardiochirurgicznych, a desaturacja mózgowa była związana z dużą częstością występowania POCD. Niedawny przegląd systematyczny pokazuje, że zmniejszenie nasycenia mózgowego tlenem (rSO2) podczas operacji kardiochirurgicznych może wskazywać na nieprawidłowe położenie kaniuli CPB, szczególnie podczas operacji aorty. Jednak tylko słabe dowody łączą niskie rSO2 podczas operacji kardiochirurgicznej z POCD.

POCD jest dobrze poznanym zjawiskiem klinicznym o wieloczynnikowym pochodzeniu; zatory, hipoperfuzja, zapalenie i przedoperacyjna dysfunkcja mózgu pacjenta. Precyzyjne techniki chirurgiczne i anestezjologiczne są ważne dla zapobiegania powikłaniom i ograniczania ryzyka POCD do minimum.

EEG jest metodą monitorowania elektrofizjologicznego stosowaną do rejestrowania aktywności elektrycznej mózgu, w tym aktywności prawidłowej i nieprawidłowej. W ostatnich latach przeprowadzono liczne badania kliniczne mające na celu ocenę wpływu zastosowania elektroencefalografii śródoperacyjnej (EEG) do kontroli głębokości znieczulenia na POCD.

Ostatnio potwierdzono, że śródoperacyjny neuromonitoring głębokości znieczulenia wiąże się z mniejszą częstością występowania delirium. Nie ma to jednak związku z częstością występowania POCD. Najpopularniejszym dostępnym monitorem głębokości znieczulenia jest opracowany ponad 20 lat temu wskaźnik Bispectral. Wyjście urządzenia opiera się na sygnałach elektroencefalograficznych (EEG) z płata czołowego (monitoruje aktywność mózgu) w połączeniu z falami elektromiograficznymi (EMG) (monitoruje aktywność mięśni). BIS generuje liczbę w zakresie od 0 do 100, która odpowiada poziomowi świadomości pacjenta (przebudzony, uspokojony lub nieprzytomny) w ramach GA.

Pomimo swoich ograniczeń, nadmierne znieczulenie monitorowane przez BIS było co najmniej skorelowane z POD (ale nie z POCD). Dlatego można mieć nadzieję, że jeszcze dokładniejsza ocena poziomu znieczulenia jeszcze bardziej poprawi przewidywanie POD (a tym samym zapobieganie). Z drugiej strony sam pomiar głębokości znieczulenia nie zapewnia wystarczającej prognozy POCD.

Badacze niedawno stwierdzili, że uszkodzenie mózgu objawia się desynchronizacją międzypółkulową, co jest rozpoznawane przez nasz nowy algorytm, który monitoruje elektrofizjologiczne markery uwagi i percepcji. Algorytm ten powstał na podstawie wcześniejszych badań, które wykazały możliwość dekompozycji całej wieloelektrodowej próbki EEG/ERP do superpozycji procesów uwagi i percepcji, rozłożonych w przestrzeni (na skórze głowy) i czasie (setki milisekund) . Nasz algorytm jest wyjątkowy pod względem zdolności do wydobywania potrzebnych informacji percepcyjnych i uwagowych wskazujących głębokość znieczulenia i uszkodzenie półkuli (objawiające się desynchronizacją międzypółkulową) w czasie rzeczywistym co 30 sekund i przy minimalnej konfiguracji elektrod.

Celem tego badania sprawdzającego słuszność koncepcji jest: (i) ustalenie, czy procesy uwagi mogą być powiązane ze słabością mózgu. (ii) ustalenie, czy uszkodzenie mózgu, które wyraża się poprzez synchronizację międzypółkulową, jest związane z POCD; (iii) aby dowiedzieć się, czy poziom znieczulenia, mierzony elektrofizjologicznie na podstawie percepcji, może być powiązany przede wszystkim z POCD.