Hjärnvaskulär reaktivitet mot hypotermiskt cirkulationsstopp med antegrad cerebral perfusion under aortabågskirurgi

Barn som har genomgått hjärtkirurgi löper hög risk för neurologisk funktionsnedsättning. Adekvat cerebral perfusion under operationen är avgörande för att minimera risken för hjärnskada, vilket är en väldokumenterad komplikation. Även om detta lätt kan identifieras genom hjärnavbildning postoperativt, är mindre känt om intracerebral vaskulär reaktivitet som uppstår på grund av otillräcklig cerebral perfusion under och omedelbart efter operation, vilket kan resultera i långvariga neurologiska underskott. Vissa av dessa förändringar har observerats enbart genom långtidsutvärdering av barndomens beteenden, vilket framgår av Boston Circulatory Arrest Trial.

Kirurgisk reparation av aortabågen utförs hos acynotiska patienter med tillstånd som Hypoplastic Aortic Arch eller Interrupted Aortic Arch, eller hos cyanotiska patienter för diagnos som Hypoplastic Left Heart Syndrome, där en enkel ventrikelreparation utförs med hjälp av en operation av Norwoodtyp.

Aortabågskirurgi utförs med hjälp av cardiopulmonary bypass och kräver att kroppens cirkulation stoppas under den tid som används för att reparera aortabågen. För att ge skydd åt kroppen och hjärnan sänks patientens temperatur till 18-25C för att minimera metaboliska behov. Detta är särskilt viktigt för hjärnan så att cirkulationen kan stoppas när man opererar på aortabågen i ett blodlöst fält. Under senare år har tekniker som syftar till att bevara hjärnperfusion under cirkulationsstopp utvecklats. Antegrad cerebral perfusion av kallblod (18-25C) via den högra inre halspulsådern har framgångsrikt använts och den används rutinmässigt på Alder Hey Children's Hospital. Ändå påverkar målhjärntemperaturen, kylningshastigheten, perfusionstrycket och PCO2 i arteriellt blod signifikant cerebral vaskulär reaktivitet och perfusion. Den optimala temperaturen för att säkerställa neuroskydd är för närvarande okänd och temperaturen för kylning baseras på kirurgens preferenser snarare än på fasta bevis.

För närvarande är klinisk praxis i Storbritannien att använda nära infraröd spektroskopi (NIRS) som ett index för cerebral perfusion. Även om detta är ett enkelt och icke-invasivt verktyg, mäter det bara syrenivåerna i pannloberna och är enbart ett tecken på syresättning, inte absorption av syre i hjärnvävnaden. En skadad hjärna kommer att fortsätta att visa normala nivåer av mättnad på NIRS trots skada som orsakats av hypoxi (syrebrist). Nya avbildningstekniker finns nu tillgängliga som kan ge mer djupgående information om cerebral perfusion i realtid och kvantifiera omfattningen av förändringar under och efter operation hos barn. En forskningsstudie har använt transkraniell Doppler för att övervaka hjärnhastigheten under aortabågskirurgi under kardiopulmonell bypass i syfte att bibehålla hjärnhastigheten under operationen på en nivå som liknar före kylning. På senare tid har duplex ultraljud för att avbilda hjärnkärlen genom fontanellen använts för att erhålla perfusionsdata från båda hjärnhalvorna under aortabågskirurgi. Tillsammans ger dessa mättekniker en unik ny insikt i de cerebrovaskulära förändringar som inträffar under den kirurgiska och postoperativa perioden.