Połączona mikrodializa i badanie FDG-PET w celu wykrycia uszkodzenia mózgu po zatrzymaniu krążenia (COMA-PROTECT)

Tło Odnotowano około 50% przeżywalności u pacjentów w stanie śpiączki leczonych hipotermią na oddziale intensywnej terapii (OIOM) po pozaszpitalnym zatrzymaniu krążenia (OHCA). Wysokie ryzyko zgonu na OIOM jest generalnie spowodowane pierwotnym urazem niedotlenieniowo-niedokrwiennym, a następnie wtórnym uszkodzeniem mózgu spowodowanym przedłużającym się niedostatecznym mózgowym przepływem krwi (CBF), zaburzoną autoregulacją, uszkodzeniem niedokrwienno-reperfuzyjnym i upośledzonym uszkodzeniem mózgowego metabolizmu energetycznego. Jednoznaczne dowody wtórnego niedokrwienia mózgu po zatrzymaniu krążenia były nieuchwytne. Uraz wtórny jest istotnym wyznacznikiem wyniku neurologicznego, a łagodzenie jego szkodliwych skutków jest podstawą postępowania po zatrzymaniu krążenia. Jak dotąd klinicyści nadal potrzebują dokładniejszych metod monitorowania, aby zidentyfikować i leczyć potencjalnie odwracalne trwające niedokrwienie mózgu oraz przewidzieć wczesne wyniki neurologiczne na OIOM-ie. Metody pomiaru globalnego niedokrwienia mózgu i odzwierciedlające zaburzenia metaboliczne po resuscytacji są potrzebne do bardziej zindywidualizowanej opieki poresuscytacyjnej i ukierunkowanej na cel terapii w celu poprawy wyników pacjenta.

Mikrodializa opuszki szyjnej (JBM) umożliwia ciągłe monitorowanie globalnych mózgowych zmiennych metabolicznych drenującej krwi żylnej i dostarcza danych na temat zaopatrzenia w substrat i metabolizmu na poziomie komórkowym w mózgu. Możliwość pomiaru globalnego stężenia metabolitów mózgowych glukozy, pirogronianu, mleczanu, stosunku mleczanu do pirogronianu (LPR), glutaminianu i glicerolu przy łóżku pacjenta umożliwiła wykorzystanie JBM jako klinicznego monitora mózgu. Wysoki LPR > 30 jest uważany za solidny wskaźnik metabolizmu beztlenowego (niski poziom pirogronianu) i jest niezależnym predyktorem śmiertelności i niekorzystnego wyniku urazowego uszkodzenia mózgu wśród pacjentów monitorowanych za pomocą MD (1-6).

Nasza grupa niedawno opublikowała, że ​​I) monitorowanie metabolizmu w opuszce szyjnej jest reprezentatywne dla ogólnego metabolizmu mózgowego i może być stosowane w diagnostyce upośledzonego globalnego metabolizmu mózgowego podczas operacji kardiochirurgicznej (7) oraz II) globalny JBM wskazujący na izolowane wczesne uszkodzenie mózgu stwierdzone po OHCA i następującej po nim resuscytacji (badanie w druku) III) wstępne dane JBM wskazują, że około 30% osób, które przeżyły OHCA w stanie śpiączki (kategoria sprawności mózgowej 3-5, słabe wyniki neurologiczne) cierpi na wczesne wtórne niedokrwienie mózgu (8).

Dalsze postępy w wiedzy na temat metabolizmu mózgowego osiągnięto dzięki zastosowaniu pozytonowej tomografii emisyjnej (PET) 18-fluorodeoksyglukozy ([F-18]-FDG) u pacjentów z pozaszpitalnym zatrzymaniem krążenia, co umożliwiło ilościowe określenie mózgowego tempa metabolizmu glukozy CMRglc (9- 10). PET zapewnia globalną mapę metaboliczną całego mózgu, ale tylko na czas skanowania. Pomiar FDG-PET jest przede wszystkim markerem wychwytu glukozy, którego nie można wykorzystać do określenia losów tego paliwa mózgowego. Jednocześnie zmienne JBM mogą potencjalnie wyświetlać kilka opcji dotyczących losu glukozy i oznak kryzysu metabolicznego. W tym kontekście niniejsze badanie próbuje ustalić, czy występuje kryzys metaboliczny spowodowany niedokrwieniem lub mechanizmami innymi niż niedokrwienie, badając globalną tkankę mózgową za pomocą połączonej pozytonowej tomografii emisyjnej i mikrodializy bańki szyjnej. Czułość JBM w wykrywaniu istotnego wtórnego uszkodzenia mózgu u pacjentów z zatrzymaniem krążenia jest dalej badana za pomocą obrazowania porównawczego za pomocą PET-CT.

Cel Celem pracy było wykorzystanie pozytonowej tomografii emisyjnej 18-fluorodeoksyglukozy (PET) w połączeniu z mikrodializą bańki szyjnej w celu zbadania patofizjologicznych zaburzeń mózgu po zatrzymaniu krążenia.

Punkty końcowe Pierwszorzędowy punkt końcowy: różnica w całkowitym CMRglc w dniu 0 i 3 po OHCA między grupami wyników neurologicznych

Drugorzędowe punkty końcowe:

1. Korelacja między zmiennymi JBM a ogólnym CMRglc w dniu 0 i 3 po OHCA.
2. Czy wzorce globalnego metabolizmu glukozy zweryfikowane za pomocą PET odzwierciedlają wczesny globalny wzorzec neurometaboliczny (niedokrwienie/dysfunkcja mitochondriów) uzyskany w wyniku mikrodializy opuszki szyjnej po OHCA.

Metoda Prospektywne studium wykonalności mające na celu zbadanie patofizjologicznych zaburzeń mózgu po zatrzymaniu krążenia przy użyciu kombinacji 18-FDG-PET z mikrodializą bańki szyjnej (JBM). Uwzględnionych zostanie dziesięciu nieprzytomnych pacjentów przyjętych na OIOM z utrzymującym się powrotem spontanicznego krążenia po pozaszpitalnym zatrzymaniu krążenia. Zgodę uzyska się od najbliższych krewnych.

W celu wykrycia wczesnego globalnego niedokrwienia mózgu w fazie poresuscytacyjnej cewniki do mikrodializy w bańce szyjnej zostaną wszczepione tak szybko, jak to możliwe po przyjęciu na OIOM. Pacjenci będą monitorowani przez 96 godzin lub do czasu pobudzenia lub wycofania terapii podtrzymującej życie. Cewniki do mikrodializy dożylnej (CMA 67 IV 130 mm, długość membrany 10 mm, MDialysis AB, Sztokholm, Szwecja) z membranami odcinającymi masę cząsteczkową 20 kDa umożliwiają pomiar metabolitów energetycznych: glukozy, mleczanu, pirogronianu, LPR, glutaminianu i glicerol. Próbki będą zbierane do mikrofiolek do analizy co godzinę za pomocą enzymatycznych technik fotometrycznych i prezentowane przy łóżku chorego.

FDG-PET zostanie uzyskany w dniu 0 i 3 po OHCA niezależnie od stanu neurologicznego. Wynik neurologiczny ocenia się przy wypisie ze szpitala według skali CPC (Cerebral Performance Category): CPC 1 - brak deficytu neurologicznego; CPC 2 – dysfunkcja łagodna do umiarkowanej; CPC 3 – ciężka dysfunkcja; CPC 4 - śpiączka; i CPC 5 – śmierć. Wyniki CPC 1 i 2 są uważane za „dobre” wyniki, a CPC 3-5 za „złe”.

Ograniczenia Lateralizacja w drenażu żylnym mózgu może wpływać na pobieranie próbek z opuszki szyjnej. Chociaż badacze używają ultrasonografii przyłóżkowej do identyfikacji dominującej żyły szyjnej, a technikę JBM stosuje się do stanu powodującego ściśle globalne uszkodzenie mózgu i niedotlenienie niedokrwienne. Klinicyści nie są zaślepieni danymi uzyskanymi przy łóżku pacjenta z mikrodializy bańki szyjnej, więc wszyscy oceniający wyniki zostaną zaślepieni, aby zminimalizować ryzyko błędu systematycznego. Jednocześnie mózgowy przepływ krwi nie może być oszacowany ze względu na koszty logistyczne i operacyjne.

Oczekiwany wpływ kliniczny Śmiertelność pacjentów przyjmowanych w stanie śpiączki po skutecznej resuscytacji po zatrzymaniu krążenia pozostaje wysoka. Połączone JBM i FDG-PET mają potencjał kliniczny, aby dostarczyć nowych informacji na temat dynamicznych patogennych wzorców metabolicznych związanych z wtórnym uszkodzeniem mózgu. Połączenie tych dwóch technologii wydaje się zatem atrakcyjnym celem zbadania, czy tkanka mózgowa po okresie globalnego przejściowego niedokrwienia wykazuje biochemiczne oznaki trwającego niedokrwienia. W przyszłości to multimodalne podejście może zoptymalizować metabolizm mózgu i zindywidualizować leczenie pacjentów po zatrzymaniu krążenia cierpiących na wtórne niedokrwienie i potencjalnie poprawić wyniki.

Wykonalność projektu Grupa badawcza wykazała, że ​​monitorowanie metabolizmu opuszki szyjnej jest reprezentatywne dla ogólnego metabolizmu mózgowego i może być stosowane w diagnostyce upośledzonego globalnego metabolizmu mózgowego w warunkach klinicznych. Następnym krokiem jest połączenie mikrodializy bańki szyjnej z FDG-PET w badaniu pilotażowym, aby udowodnić wykonalność tej nowej połączonej techniki.

Uzasadnienie etyczne

Udział w badaniu nie zakłóci ani nie opóźni rutynowych procedur diagnostycznych lub terapeutycznych. Etycznym uzasadnieniem udziału w badaniu COMA-PROTECT jest:

Wiedzy na temat metabolizmu mózgowego u pacjentów w stanie śpiączki resuscytowanych po pozaszpitalnym zatrzymaniu krążenia nie można uzyskać poza ostrym stanem.