Análise de Perfusão Cerebral Usando Ultrassom de Cabeça e Detector Multifonte de Imagens de Espectroscopia de Infravermelho Próximo (NIRS)

Objetivo: Existem 4 objetivos para este estudo.

1. Determinar se o uso do ultrassom craniano e da espectroscopia de infravermelho próximo com detector de múltiplas fontes pode identificar alterações na perfusão cerebral associadas à disfunção neurológica de longo prazo.
2. Avaliar se alterações nos índices de resistência determinados por ultrassonografia craniana após circulação extracorpórea estão associadas a disfunção neurológica importante.
3. Descrever alterações regionais na oxigenação do tecido cerebral durante a perfusão cerebral seletiva usando espectroscopia de infravermelho próximo e determinar se existem limiares críticos que se correlacionam com resultados neurológicos ruins. Para conseguir isso, descreveremos as diferenças no fluxo sanguíneo cerebral e na oxigenação relacionadas à anatomia estrutural do coração. Especificamente, compararemos corações de ventrículo único e de dois ventrículos com relação ao uso de circulação extracorpórea com ou sem perfusão cerebral seletiva. Também determinaremos se uma redução prolongada na oxigenação cerebral no intraoperatório está associada à leucomalácia periventricular diagnosticada por ultrassom na alta.
4. Colete prospectivamente o DNA dos pacientes para determinar se existem diferenças nos resultados neurológicos associados à variação genética. Especificamente, veremos cariotipagem simples, polimorfismos de nucleotídeo único e diferenças de variação do número de cópias entre os pacientes. Esse DNA será coletado e armazenado para futura comparação com outras crianças com cardiopatia congênita que passarão por testes de neurodesenvolvimento.

Fundo:

A incidência de cardiopatia congênita é de pelo menos 10 por 1.000 nascidos vivos e crianças com cardiopatia congênita têm alto risco de desenvolver anormalidades neurológicas1. Pacientes com um único ventrículo têm um QI médio em escala total entre 89-97 e a incidência de retardo mental grave na síndrome do coração esquerdo hipoplásico chega a 18%2,3. Os fatores que influenciam esse risco são múltiplos e incluem pré-operatório, intraoperatório, e eventos pós-operatórios. Um importante fator de risco é o uso de parada circulatória hipotérmica profunda (DHCA), que historicamente tem sido empregada para obter um campo cirúrgico sem sangue para a reconstrução do arco aórtico. Uma vez que está se tornando cada vez mais evidente que não há duração segura da DHCA, estratégias recém-desenvolvidas visam maximizar o fluxo sanguíneo cerebral e, assim, melhorar os resultados neurológicos4-7. Uma dessas estratégias que tem sido amplamente empregada é a perfusão cerebral seletiva (SCP), que aumenta o fluxo sanguíneo cerebral por meio de uma cânula cerebral dedicada avançada na artéria carótida comum direita durante a reconstrução do arco aórtico.8 Essa técnica, que diminui o período de isquemia cerebral, demonstrou em modelos animais melhorar o resultado neurológico, mas estudos semelhantes não foram realizados em humanos9.

Sabe-se que a resistência vascular cerebral aumenta após a DHCA e foi sugerido que a SCP pode contribuir para a hipertensão vascular cerebral pós-bypass10,11. Foi demonstrado que as medições de espectroscopia de infravermelho próximo (NIRS) de canal único se correlacionam com o fluxo sanguíneo cerebral em modelos animais, mas a avaliação de SCP com NIRS de detector multilocal não foi realizada e não se sabe se há diferenças regionais de oxigenação12, 13. Este estudo forneceria informações importantes sobre as características do fluxo sanguíneo cerebral do tecido regional, particularmente no que se refere à perfusão unilateral, bem como diferenças em pacientes com anatomia complexa e fluxo sanguíneo cerebral comprometido.

A ultrassonografia craniana com medidas de resistência Doppler tem sido usada para prever a encefalopatia hipóxico-isquêmica em bebês a termo e prematuros14-16. Sabe-se que lactentes com cardiopatia congênita grave apresentam fluxo sanguíneo cerebral anormal, principalmente aqueles com ventrículo único, o que os coloca em risco aumentado de leucomalácia periventricular17-19. Não está claro, no entanto, se essas medições estão associadas a resultados adversos do neurodesenvolvimento e se podem ser usadas em combinação com o NIRS para fornecer informações à beira do leito sobre a saúde neurológica e a adequação do manejo hemodinâmico atual.

Embora o NIRS tenha demonstrado estar associado a isquemia nova ou piorada na ressonância magnética (RM) pós-operatória, muitas vezes esses bebês não são estáveis ​​o suficiente para os riscos inerentes à obtenção de uma ressonância magnética, incluindo transporte e sedação, e ultrassom pode servir como uma ferramenta de triagem apropriada e mais segura20, 21. Propomos usar uma modalidade experimental de diagnóstico contínuo (NIRS), combinada com uma ferramenta de triagem conhecida (ultrassonografia craniana), para analisar e avaliar o fluxo sanguíneo cerebral e a oxigenação e determinar se os resultados anormais do neurodesenvolvimento podem ser previstos e potencialmente melhorados. O momento ideal do desempenho do ultrassom não é conhecido e, portanto, é importante obter dados piloto para refinar uma combinação diagnóstica para melhor avaliar o risco de lesão neurológica.

Outro fator de risco bem conhecido para resultados neurológicos ruins em crianças com cardiopatia congênita é a genética22. Polimorfismos de um único gene foram identificados e associados a resultados de neurodesenvolvimento ruins e mais estão sendo identificados23. Mais estudos precisam ser feitos para entender melhor as chaves genéticas para doenças cardíacas congênitas e os resultados neurológicos resultantes disso.

Esta é uma análise prospectiva de um único centro de perfusão cerebral em lactentes até 2 meses de idade submetidos à correção de cardiopatia congênita. Um total de 70 indivíduos será consentido neste protocolo com a esperança de que 60 concluam o estudo. Espera-se que os indivíduos participem do estudo por um total de 6 anos, desde a inscrição até a avaliação neurocognitiva final. Os indivíduos receberão $ 25 para a avaliação de acompanhamento de 12 meses, $ 50 para a avaliação de três anos e $ 75 para a avaliação de 6 anos como incentivo ao paciente.

Bebês (até 2 meses) com doença cardíaca congênita que forem submetidos a cirurgia no Children's Medical Center Dallas (CMCD) serão elegíveis. Todos esses pacientes receberão cuidados pré, intra e pós-operatórios padrão.

Os pacientes inscritos serão submetidos a um ultrassom de cabeça pré-operatório para determinar os índices de resistência e fluxo Doppler da artéria cerebral média. Os pacientes terão então um dispositivo NIRS de detector de múltiplas fontes colocado no couro cabeludo, que será mantido no lugar com velcro. As sondas são conectadas a fios conectados a um computador de coleta de dados. Este dispositivo coletará dados no intraoperatório sobre a oxigenação do tecido regional e o fluxo sanguíneo e comparará muitas áreas diferentes do cérebro. Uma segunda ultrassonografia de crânio será obtida no pós-operatório imediato para determinar os índices resistivos e o fluxo Doppler (dentro de 4 horas). Finalmente, um terceiro ultrassom da cabeça será realizado dentro de 48 horas após a alta para rastrear leucomalácia periventricular ou lesão na substância branca do cérebro. Esses exames não são dolorosos e não produzem nenhum ônus adicional para o paciente.

Esses testes de diagnóstico fazem parte de um processo de pesquisa e não são padrão de atendimento. O monitoramento NIRS de canal único é o padrão de atendimento e será realizado normalmente.

O estado do neurodesenvolvimento será avaliado por um neuropsicólogo pediátrico treinado aos 12 meses de idade. As Escalas Bayley de Desenvolvimento Infantil e Infantil serão realizadas na avaliação de 12 meses (2 horas). As escalas Wechsler Preschool e Primary of Intelligence serão aplicadas na avaliação de 3 anos (2 horas). As Escalas de Memória Infantil, os Testes de Integração Visual-Motora Beery, as Listas de Verificação de Comportamento Infantil e os Testes Woodcock Johnson de Proficiência Linguística serão realizados na avaliação de 6 anos (3 horas). Esses testes não são considerados padrão de atendimento para esses pacientes, mas podem fornecer informações importantes sobre dificuldades de aprendizagem e desempenho escolar.

Além disso, o sujeito terá a opção de consentir em fornecer uma amostra de DNA. Se o sujeito consentir, uma amostra de sangue será coletada por um médico, enfermeiro ou técnico licenciado. Levaremos até 30ml de sangue para ser coletado no dia da cirurgia de uma linha já existente. Essas amostras serão coletadas de acordo com as políticas de volume máximo de amostragem de sangue do CMCD. As amostras serão completamente desidentificadas e receberão um identificador exclusivo de dois dígitos antes de serem enviadas ao laboratório Kernie em UTSW para extração e análise. Essa amostra será armazenada em um banco de dados para comparação com futuros sujeitos de estudo com cardiopatia congênita. Esta coleta de sangue ocorrerá através de uma linha já existente (necessária para a cirurgia) e não sobrecarregará o paciente. Os testes genéticos podem incluir a análise de polimorfismos de nucleotídeo único, variação do número de cópias e cariótipo simples. A correlação com o tipo de cardiopatia congênita, resultados de exames de neurodesenvolvimento e resultados de imagem serão feitos com resultados de DNA.