Cerebral perfusion, syresättning, elektrisk aktivitet

Spädbarn med mycket låg födelsevikt löper risk att utveckla intraventrikulär blödning (IVH). Posthemorragisk hydrocefalus (PPH) är en stor komplikation av IVH och bidrar till långvariga utvecklingsförseningar. Progressiv PHH kräver ofta hantering av ventrikulär dilatation genom att justera CSF-vätskevolymen. Det finns 3 metoder som används för att akut minska CSF-volymen: 1) seriell lumbalpunktion, 2) öppet dräneringssystem (kontinuerligt avlägsnande av CSF) och 3) reservoarsystem. Seriell lumbalpunktion är endast effektiv om det finns kommunicerande hydrocefalus. Det öppna avloppssystemet används sällan då det är krångligt och det är relativt hög risk för infektion. Den metod som oftast används för att hantera CSF-volymen är reservoarsystemet där en in-situ dränering är ansluten till en subkutan (Omaya) reservoar som periodvis aspireras genom nålpunktion genom hårbotten. Eftersom Omaya-systemet är stängt måste den intraventrikulära volymen och därmed trycket nödvändigtvis stiga före och minska efter CSF-aspiration. Ventrikulär dilatation styrs av frekvensen och volymen av CSF-aspiration.

När hydrocephalus fortsätter att vara ett problem trots avlägsnande av CSF, placeras en ventrikulär-peritoneal (VP) shunt. Ungefär 50 % av spädbarn med hydrocefalus som behandlas med avlägsnande av CSF löser sin hydrocefalus och kräver inte placering av VP-shunt. Placering av en VP-shunt är svårt hos extremt för tidigt födda barn på grund av ökad risk för sårbildning runt shuntstället och den höga proteinkoncentrationen i CSF som kan täppa till klaffen i VP-shunten som kräver revision. Således behandlas hydrocefalus vanligtvis med seriellt avlägsnande av CSF för att möjliggöra identifiering av de spädbarn vars hydrocefalus försvinner över tiden. Tidpunkten och metoden för CSF-hantering är dock kontroversiell eftersom effekten av ökande hydrocefalus på cerebral perfusion, syresättning, elektrisk aktivitet och neuronal skada inte har fastställts.

Seriellt avlägsnande av CSF orsakar en förändring i intrakraniell volym/tryck som potentiellt kan överföras till intrakraniella kärl. Cerebrala kärlens kaliber kan modifieras av denna balans mellan intravaskulärt och intrakraniellt tryck, och om kalibern skulle förändras bör även blodflödesegenskaperna ändras. I cerebrala vener och kapillärer där det intraluminala trycket är lågt kan högt intraventrikulärt tryck avsevärt påverka blodflödet och orsaka venös stas. NIRS mäter cerebral syresättning i kapillärer och vener. Intrakraniella artärer och arterioler kan vara något mindre påverkade, förutom när det intraventrikulära trycket ökar kraftigt. Den resulterande minskningen av artärtillförseln kan påverka vävnadsperfusion. Arteriellt flöde kan mätas med Doppler-ultraljud. Det finns således oro för att cerebral arteriell perfusion under perioder med ökande eller fluktuerande ventrikulär storlek kan äventyras och ytterligare cerebral skada kan resultera. Intrakraniellt tryck påverkas ytterligare av plasticiteten/deformerbarheten hos den omogna hjärnan och den lätta utvidgningen av kranialvalvet på grund av närvaron av suturer och öppna fontaneller.

Det finns indirekta bevis från experiment på djur att ventrikulär utvidgning i sig kan orsaka sekundär hjärnskada. Således är axonal sträckning och störning sekundärt till progressiv ventrikulomegali associerad med glios. Periventrikulär vaskulär distorsion och kompression kan minska cerebralt blodflöde och orsaka ischemisk skada på periventrikulär vit substans. Inflammation och reparation kan störa CSF-flödet.

Lite forskning finns tillgänglig som hjälper till att svara på den primära frågan som är involverad i klinisk hantering av kammardilatation hos för tidigt födda barn: Finns det samband mellan kammarförstoring, hjärnperfusion, syretillförsel i hjärnan och pågående hjärnskada?

Doppler-ultraljud har använts på för tidigt födda barn för att karakterisera förändringar efter förlossningen i arteriella och venösa cerebrala blodflödeshastigheter.[1] Kritiskt lågt superior vena cava-flöde uppmätt med Doppler-ultraljud under de första 24 timmarna av livet har associerats med intraventrikulär blödning hos för tidigt födda barn födda före 30 veckors graviditet.[2] Med hjälp av pulsad Doppler-ultraljud kan resistiva index mätas som är omvänt relaterat till blodflödet. Hos äldre spädbarn med etablerad hydrocephalus, verkade cerebralt blodflödesresistivt index vara en bra indikator på ökat intrakraniellt tryck.[3] Men i en översiktsartikel ifrågasattes värdet av enbart Doppler-index för att förutsäga ökat intrakraniellt tryck starkt.[4] I en färsk artikel minskade resistiva index för den främre cerebrala artären signifikant efter CSF-dränering hos spädbarn med PHH. [5] Även om Doppler-ultraljud är lätt att utföra, är dess roll för att upptäcka signifikanta förändringar i cerebral perfusion i samband med ökad CSF-volym och ventrikulär dilatation ännu inte fastställd.

Nära infraröd spektroskopi (NIRS) är en bärbar icke-invasiv teknik som används för att mäta regional cerebral syremättnad i cerebralt blod.[6] NIRS har använts för att utvärdera effekten av huvud [7] och kroppsposition [8] på cerebral hemodynamik hos för tidigt födda barn, och effekten av vissa behandlingar, såsom administrering av ytaktiva ämnen [9] och sugning på konventionell eller högfrekvent ventilation.[ 10] NIRS-mätning av cerebral syresättning och hemodynamik visar försämring hos de nyfödda som riskerar att utveckla svår hjärnischemi.[11] Hos för tidigt födda barn med PHH var CSF-vätskeaspiration associerad med en signifikant ökning av cerebral perfusion, cerebral blodvolym och oxidativ metabolism.[12,13] I en liten djurmodell av akut hydrocefalus var NIRS-mätning av globalt cerebralt blodflöde med syre som spårämne starkt korrelerat till cerebralt blodflöde mätt med radioaktiva mikrosfärer över ett brett spektrum av ökat intrakraniellt tryck.[14] När det intrakraniella trycket ökade minskade NIRS-mätning och absolut mätning av cerebralt blodflöde. NIRS uppmätt cerebral perfusion verkar direkt återspegla det absoluta cerebrala blodflödet och är tillräckligt känsligt för att upptäcka signifikanta förändringar i cerebral perfusion som inträffar vid evakuering av CSF hos spädbarn med PHH.

Amplitudintegrerat EEG (aEEG) är en enhet som används för neurologisk övervakning. Den kortikala elektriska aktiviteten omvandlas till en enda signal som representerar den totala elektrokortikala bakgrundsaktiviteten i hjärnan. Specifikt kan de övre och nedre spänningsmarginalerna och amplituden för spårningen och närvaron av anfallsaktivitet utvärderas. Dessutom kan förekomsten av sömn-vaken-cykler, en rytmisk sinusformad variation i amplitud, utvärderas. Spädbarn > 34 veckors graviditet har förutsägbara aEEG-mönster. Signalen beror på graviditetsålder och postnatal ålder och standarder för prematura spädbarn har rapporterats.[15,16] I en fallrapport visade 2 för tidigt födda barn med PHH onormala sömn-vakna cykler och markant minskad cerebral elektrisk aktivitet med ökande ventrikulär förstoring innan kliniska tecken på ökat intrakraniellt tryck. Hos ett spädbarn normaliserades aEEG efter placering av VP-shunt.[17] Hittills finns det inga kliniska studier på effekten av aspiration av CSF på aEEG hos för tidigt födda barn med PHH.

Biomarkörer för cerebral skada har använts för att förutsäga skadans svårighetsgrad och långtidsutfall, identifiera patienter med risk för dåliga neurologiska resultat och utvärdera effektiviteten av terapeutiska ingrepp. Neuronalt specifikt enolas (NSE), en markör för neuronal skada, och S100B, utsöndrad av astrocyter och en markör för glial/neuronal skada, har visat sig öka hos barn efter traumatisk hjärnskada.[18] Hos för tidigt födda barn med PHH, S100B och gliafibrillärt syraprotein (GFAP), ett strukturellt protein i astrocyter, var signifikant förhöjda hos de spädbarn som hade parenkymala skador i hjärnan och dåliga neurologiska resultat.[19] Dessa biomarkörer metaboliseras snabbt och därför skulle pågående höjning indikera pågående skada. Transformerande tillväxtfaktor beta (TGF-ß), som produceras av fibroblaster och släpps ut i CSF efter skada, stimulerar produktionen av extracellulärt protein som kan resultera i PHH på grund av en permanent obstruktion av CSF-flödet.[20] Cytokin IL-6 är en markör för inflammation. Det finns inga longitudinella studier på effekten av aspiration av CSF på dessa markörer för cerebral skada hos för tidigt födda barn med PHH.