Espectroscopia Funcional de Infravermelho Próximo em Cirurgia Cardíaca em Adultos

A lesão cerebral perioperatória é uma complicação comum e significativa em pacientes submetidos à cirurgia cardíaca. 1,2 Durante a cirurgia cardíaca, pode ocorrer lesão cerebral decorrente de hipoperfusão, embolia cerebral e/ou inflamação. 3 Essas lesões cerebrais intraoperatórias podem se manifestar como disfunção neurocognitiva pós-operatória (por exemplo, memória e atenção prejudicadas, alterações de humor), acidente vascular cerebral, delirium, déficits de campo visual e coma. 4 Cerca de 1% a 4% dos pacientes cirúrgicos cardíacos com procedimentos cardíacos de câmara fechada são complicados com acidente vascular cerebral. A incidência de acidente vascular cerebral aumenta acentuadamente para cerca de 8% a 9% em procedimentos de câmara aberta (por exemplo, cirurgia valvular) ou combinados/complexos. Esses pacientes com lesão neurológica estão associados a aumento da mortalidade pós-operatória, prolongamento da unidade de terapia intensiva, internação hospitalar, diminuição da qualidade de vida e diminuição da sobrevida em longo prazo. 4 Apesar do avanço das técnicas cirúrgicas e dos cuidados perioperatórios levando a uma diminuição progressiva da mortalidade cirúrgica cardíaca desde a década de 19801,5,6, a incidência de complicações neurológicas pós-operatórias permaneceu relativamente inalterada. Isso está amplamente relacionado à falta de monitoramento e intervenção eficazes para detectar e mitigar a lesão cerebral intraoperatória.

Uma causa potencialmente tratável de lesão cerebral durante a cirurgia cardíaca é o infarto/isquemia relacionado à hipoperfusão. 7 Bacias hidrográficas, ou zona limítrofe, estão situadas ao longo das zonas limítrofes entre os territórios de duas grandes artérias cerebrais (por exemplo, as artérias cerebrais média e posterior, ou as artérias cerebrais anterior e média) onde existem anastomoses arteriolares terminais que são mais suscetíveis a infarto/hiperfusão relacionados isquemia. 8 Essas lesões relacionadas à hipoperfusão são potencialmente tratáveis ​​pelo aumento sistemático da pressão arterial se essas lesões forem identificadas precocemente. Um estudo anterior usou a eletroencefalografia para detectar lesões cerebrais intraoperatórias na área da bacia hidrográfica9, mas a utilidade clínica da eletroencefalografia é limitada por causa de sua configuração incômoda e logística complexa. Como tal, este estudo visa usar um novo fNIRS multicanal para detectar e monitorar a oxigenação cerebral em várias regiões do cérebro simultaneamente para pacientes adultos submetidos a cirurgia cardíaca. Este estudo aumentará as experiências de uso do fNIRS como ferramenta de monitoramento em cirurgia cardíaca e melhorará a compreensão do padrão de lesão cerebral durante a cirurgia cardíaca.

A espectroscopia de infravermelho próximo funcional multicanal (fNIRS) é uma técnica emergente de imagem cerebral para medir alterações hemodinâmicas na superfície cortical. Durante a aquisição de luz de dados fNIRS (600-900 nm) é emitida a partir de fontes de luz que podem passar pelo crânio e atingir o córtex. Os fótons refletidos do córtex podem ser detectados e quantificados por detectores colocados próximos às fontes. A luz é absorvida principalmente pela hemoglobina oxigenada e pela hemoglobina desoxigenada, que possuem espectros de absorção distintos. Alterações nas concentrações de oxi e deoxi-hemoglobina derivadas da ativação neuronal podem ser quantificadas usando dois ou mais comprimentos de onda. Os primeiros estudos mostraram que o uso de espectroscopia de infravermelho próximo cerebral de dois canais pode evitar dessaturação cerebral profunda e está associado a incidências significativamente menores de disfunção de órgãos importantes. 10 No entanto, uma das principais limitações do NIRS de dois canais é que a colocação do sensor é atualmente limitada à testa e apenas os lobos frontais estão sendo monitorados. Essa colocação evita o monitoramento do divisor de águas posterior crítico na junção das artérias cerebrais anterior, média e posterior e resulta em AVC não detectado, apesar de os pacientes terem oxigenação cerebral normal durante a cirurgia. A falta de cobertura cortical abrangente das regiões cerebrais importantes, como a área de divisor de águas, também limita a utilidade de dois canais NIRS como uma ferramenta de pesquisa para avaliar o fluxo cerebral regional e o metabolismo durante a cirurgia cardíaca. O fNIRS multicanal oferece uma série de vantagens para avaliar pacientes cirúrgicos no intraoperatório, incluindo sua alta resolução temporal (~100ms), baixo custo e portabilidade. O fNIRS multicanal permite até 64 canais de aquisição e interpretação de dados em tempo real, o que permite resoluções espaciais e temporais adequadas para avaliar as regiões cerebrais em risco no intraoperatório. Neste estudo, apenas 16 canais serão usados ​​para avaliar a oxigenação cerebral.

O sistema fNIRS neste estudo é um dispositivo aprovado pela Health Canada classe I (NIRx NIRScout 64x32 Laser/LED sistema fNRIS de 4 comprimentos de onda, info: https://nirx.net/nirscout). Não esquenta nem prejudica a visão. Este dispositivo disponível comercialmente foi usado com segurança em estudos anteriores na população neonatal da Western (WREM #: 111168, 113443) e outros estudos publicados na literatura. Este dispositivo é aprovado para monitoramento da oxigenação cerebral em humanos.

Estudo observacional prospectivo de local único em que pacientes submetidos a procedimentos cirúrgicos cardíacos serão monitorados usando monitoramento fNIRS multicanal para avaliar a oxigenação cerebral em regiões do cérebro que são suscetíveis a lesões durante a cirurgia cardíaca. Nenhuma intervenção será utilizada neste estudo. No total, 40 pacientes serão incluídos no estudo e receberão esse monitoramento durante a cirurgia. Não haverá randomização e nenhuma alteração adicional no padrão de atendimento.

Os pacientes que concordarem em participar deste estudo receberão monitoramento cerebral na forma de monitoramento fNIRS multicanal que não é o padrão de atendimento. Consiste no uso da touca NIRS que será posicionada na cabeça do paciente conforme diretrizes operacionais internacionais e fixada na região temporal da fronte do paciente. A tampa NIRS é totalmente não invasiva e não representa nenhum risco adicional para o paciente. O monitoramento será iniciado antes da indução da anestesia.