Терапия под контролем церебрального монитора при церебральных исходах после кардиохирургических вмешательств

Неврологическое и когнитивное снижение остаются распространенными осложнениями, неблагоприятно влияющими на исходы после кардиохирургических вмешательств. Включив монитор головного мозга, который измеряет содержание кислорода в мозге, в наше периоперационное ведение, мы стремимся уменьшить послеоперационный неврологический и когнитивный дефицит и улучшить качество жизни в этой популяции пациентов. Мы также стремимся выяснить, как скомпрометированный мозг изменяет свой метаболизм в ответ на ишемическое повреждение и как эта новая информация может помочь в разработке новых методов профилактического лечения для уязвимых пациентов.

Вкратце, церебральная ближняя инфракрасная спектроскопия (NIRS) или церебральная оксиметрия — это неинвазивный мониторинг, который оценивает церебральную оксигенацию посредством измерения региональной венозной сатурации. Он основан на измерении фракции внутрисосудистого оксигемоглобина в небольшом образце коры головного мозга через череп с использованием спектроскопии в ближнем инфракрасном диапазоне. Церебральная оксиметрия исследует весь отраженный свет как пульсирующей артериальной, так и непульсирующей венозной крови, не требуя пульсации, поэтому церебральная оксиметрия может продолжать контролировать оксигенацию мозга как во время искусственного кровообращения, так и во время остановки кровообращения. Благодаря этому преимуществу церебральная оксиметрия широко используется в нашей ежедневной практике сердечной анестезии, рутинно для операций, требующих остановки кровообращения, а также для других плановых операций аортокоронарного шунтирования и замены/восстановления клапана в некоторых учреждениях. Несмотря на его широкое использование, до сих пор существуют разногласия в отношении его интерпретации и способности оптимизировать церебральный исход после операции на сердце. Ключевые вопросы, на которые необходимо ответить: 1) порог десатурации, связанный с неблагоприятным прогнозом; 2) абсолютное значение десатурации, при котором нарастает неблагоприятный клинический исход, и 3); если относительная тенденция более важна, чтобы сигнализировать о приближающемся ухудшении. Все эти вопросы имеют отношение к нашей клинической практике, но остаются без ответа. Наше исследование направлено на то, чтобы сделать первый шаг к определению идеального метода использования церебральной оксиметрии в кардиохирургических операциях для улучшения неврологических результатов за счет повышения точности управления гемодинамическими, а также лабораторными показателями с помощью алгоритма лечения.

Второй компонент этого исследования включает метаболическое профилирование, поскольку мы уточняем периоперационное ведение пациентов с кардиохирургическими вмешательствами, чтобы улучшить их церебральные результаты. Несмотря на огромные исследовательские усилия последних десятилетий, в настоящее время не существует конкретного и единственного неврологического биомаркера (или панелей биомаркеров), который был бы одобрен для клинического использования. Между тем, нейровизуализация (КТ и МРТ) остается золотым стандартом диагностики черепно-мозговых травм. Органоспецифические биомаркеры, в случае их выявления, могут стать надежным и экономически эффективным методом диагностики, руководства по лечению, классификации тяжести инсульта, прогнозирования когнитивных функций и прогнозирования осложнений. Недавно метаболическое профилирование позволило провести всесторонний анализ изменений в выборе метаболического топлива в различных моделях, включая кардиоплегическую остановку. Достижения в области аналитических технологий позволили проводить количественный анализ нескольких сотен метаболитов за одно измерение с высокой производительностью и чувствительностью.

Метаболомное профилирование влечет за собой количественный анализ низкомолекулярных метаболитов из жидкостей или тканей организма за один этап и обладает потенциалом для ранней диагностики, мониторинга терапии и изучения патогенеза различных заболеваний. Обнаружение этого биомаркера проводится в клетках, тканях или биологических жидкостях с помощью спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР) или масс-спектрометрии (МС), которые затем подвергаются многофакторному анализу данных. Jung et al., используя спектроскопию 1H-ЯМР в сочетании с многомерным статистическим анализом, оценили пациентов с инсультом. В этом исследовании оценивали нарушенный метаболический паттерн как в плазме, так и в моче пациентов с известными случаями инфаркта мозга, чтобы идентифицировать специфический протеом, связанный с инсультом. Аналогичное исследование было проведено с более широкой количественной оценкой нейропротеомики с использованием модели грызунов. Биомаркеры, прогностические при остром повреждении почек у пациентов, перенесших искусственное кровообращение (ИК), также были исследованы. Несмотря на потенциал широкого применения, метаболомное профилирование не использовалось для управления нейропротекторным лечением пациентов, перенесших кардиохирургические вмешательства. Мы считаем, что уникальное сочетание этих двух методов дает ценную возможность не только улучшить нейрокогнитивный результат пациента, но и получить представление о том, какие биомаркеры представляют церебральную ишемию или другие признаки церебральной травмы.

Нашими конкретными целями являются: 1. Оценить трансцеребральный метаболомический профиль и нейрокогнитивный результат в ответ на церебральное повреждение у пациентов, наблюдаемых и получающих лечение в соответствии с церебральной оксиметрией (NIRS), и тех, которые только контролируются с помощью NIRS.

Основываясь на доступной литературе, наша рабочая гипотеза состоит в том, что по сравнению с пациентами, находящимися только под наблюдением, утилизация церебральным топливом будет по-разному влиять на пациентов, находящихся под наблюдением и получающих лечение, строго следуя определенному алгоритму нейропротекции.

1.а. Проверьте концентрации в плазме метаболитов, представляющих пути аминокислот, углеводов, энергии, липидов и нуклеотидов, с помощью ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и масс-спектрометрии.

1.б. Сравните нейрокогнитивные функции леченных и нелеченных пациентов, используя комплексную батарею тестов, состоящую из 5 методов оценки на исходном уровне, во время выписки и через 6 недель после операции.