Cerebral övervakning och postoperativt delirium och resultat (Techno-5)

Översikt över problemet: Postoperativt delirium vid hjärtkirurgi Hjärnövervakning med NIRS startade 2002 i operationssalarna på MHI. Sedan den perioden beskrev forskarna vår erfarenhet av 1613 rapporterade patienter från publicerade fallrapporter (n=30), kohortstudier (n=1270), randomiserade kontrollerade studier (n=313) och översiktsartiklar.

I närvaro av hjärndesaturering har utredarna tidigare beskrivit ett algoritmiskt tillvägagångssätt baserat på en serie ingrepp (såsom huvudpositionering, ökat blodtryck och inandat syre etc.) som utlöses av etiologin, en i taget eller samtidigt, helst så tidigt som möjligt, dvs när det cerebrala NIRS-värdet börjar minska med mer än 10 %. Framgångsfrekvensen för korrigering av hjärnans desaturation var mer än 95 %.

Användningen av både cerebral NIRS och pEEG ledde till nya insikter som inte var uppenbara när dessa teknologier användes isolerat. Till exempel kommer hjärnans desaturation till följd av ökad pEEG-aktivitet att observeras vid uppvaknande. Å andra sidan kan hjärnans desaturation associerad med minskad pEEG-aktivitet indikera hjärnhypoperfusion. En ny algoritm för att hantera cerebral NIRS och pEEG introducerades och publicerades i maj 2019.

Denna algoritm har inte validerats och kan representera ett stort framsteg i vården av hjärtkirurgiska patienter. En av de potentiella rollerna för denna typ av övervakning skulle vara dess förmåga att förutsäga uppkomst av delirium, postoperativt delirium och andra organkomplikationer. Så småningom kan den tidiga identifieringen leda till förebyggande av postoperativa komplikationer som delirium.

Hjärnoximetri och delirium Mellan 16 % och 30 % av äldre sjukhuspatienter med hjärt-kärlsjukdom kommer att utveckla delirium. Delirium och kognitiv dysfunktion är mycket vanliga bland inlagda patienter i alla vårdmiljöer, men särskilt i kirurgiska och intensivvårdspopulationer där frekvensen rapporteras vara så hög som 70 %. Dödligheten ökar hos patienter med delirium efter hjärtkirurgi.

Delirium definieras av DSM-5 som en akut hjärndysfunktion associerad med uppmärksamhetsbrist och förändrat medvetande. Tre typer av delirium har beskrivits: hypoaktiv associerad med letargi, hyperaktiv med agitation och en kombination av båda som kan alternera. Det finns flera predisponerande faktorer som preoperativ kognitiv dysfunktion. En nyligen genomförd systematisk översikt har identifierat följande faktorer associerade med delirium. Dessa faktorer inkluderar hög ålder, tidigare psykiatriskt tillstånd, mild kognitiv funktionsnedsättning och cerebrovaskulär sjukdom. Postoperativt delirium är associerat med förlängd sjukhusvistelse, postoperativa komplikationer och ökad mortalitet.

Det har förekommit flera rapporter som kopplar samman minskade cerebrala NIRS-mätningar, delirium och postoperativ kognitiv dysfunktion bland kirurgiska populationer. Mekanismen genom vilken minskad hjärnmättnad och delirium samexisterar kan inkludera cerebral malperfusion och venös stockning från höger hjärtdysfunktion. Dessa faktorer har nyligen undersökts och deras samband med delirium och postoperativ kognitiv dysfunktion har rapporterats på ICU såväl som i operationssalen. Eftersom högerhjärtat dysfunktion kan associeras med förlängd period av venös hypertoni, kan detta leda till interstitiellt ödem som ytterligare kan försämra slutorganens perfusion såsom hjärnan. I samband med kardiopulmonell bypass (CPB) kan detta fenomen förvärras av förändringar i endotelial glycocalyx vilket resulterar i ökad permeabilitet av kapillärendotelet. Det resulterande interstitiella ödemet tros vara en förmedlare av negativa utfall hos kritiskt sjuka vätskeöverbelastade patienter. Utöver förändrade NIRS-värden som observerats med delirium efter hjärtkirurgi har onormal elektrisk aktivitet i hjärnan beskrivits.

Hjärnelektroencefalografisk övervakning och delirium Elektrisk aktivitet i hjärnan kan övervakas genom elektroencefalografi (EEG) och nyligen sängövervakare av pEEG såsom BIS (Medtronic, USA) eller Sedline (Masimo Irvine CA) tillåter mätning av frontal elektrisk aktivitet vid sängkanten. Delirium är associerat med EEG-förändringar, vanligtvis global nedgång av EEG-aktivitet. Signifikanta skillnader i EEG har observerats hos äldre med eller utan delirium. Alfa-, theta- och deltavågsstyrkan och thetakvoten i förhållande till de andra EEG-vågorna är olika hos patienter med eller utan delirium. Vidare har signifikant minskning av EEG-aktivitet som leder till "burst-suppression" relaterats till delirium, förlängd sjukhusvistelse och dödlighet. Kontroversiella resultat har rapporterats från studier och metaanalyser som tittar på intervention för att korrigera dessa faktorer och förbättra resultatet. Dessa observationer har dock aldrig kombinerat information erhållen från frontalt EEG med hjärnoximetri. En nyligen genomförd prospektiv studie från Belgien rapporterade ett samband med postoperativt delirium och informationen som erhållits från den kombinerade användningen av hjärnan NIRS och pEEG.

Tidigare arbete med delirium och hjärnoximetri och elektroencefalografisk övervakning. Under 2011 rapporterade utredarna vår första erfarenhet av användning av NIRS hos 61 patienter som genomgick off-pump bypass hjärtkirurgi som en prediktor för postoperativ kognitiv dysfunktion. Under 2016 genomfördes en observationsstudie med 30 på varandra följande vuxna med delirium efter hjärtkirurgi. Medeloximetrivärdet minskade från (medelvärde ± SD) 66,4 ± 6,7 till 50,8 ± 6,8 den första dagen efter delirium debut och ökade hos patienter vars delirium resorberades under de 3 dagarna. Sambandet mellan oximetri, deliriumdiagnos och svårighetsgrad analyserades med en marginell modell och linjära blandade modeller. Cerebral oximetri var relaterad till deliriumdiagnos (p≤.0001) och svårighetsgrad (p≤.0001). I den studien var somatisk oximetrivärden normala hos patienter med delirium.

Den andra studien, 2017, var en retrospektiv fallkontrollstudie som inkluderade 346 patienter, varav 39 (11 %), 104 (30 %) och 142 (41 %) patienter uppvisade delirium efter 24, 48 och 72 timmar post-ICU ankomst, respektive. Den kumulativa vätskebalansen var associerad med delirium (OR 1,20, 95 % KI: 1,066-1,355, p=0,003). Historik med neurologisk störning, med både hörsel- och synnedsättning, typ av procedur, perioperativ cerebral oximetri, genomsnittligt lungartärtryck pre-CPB och medelartärtryck post-CPB bidrog också till delirium i modellen.

I den tredje studien rapporterades både en retrospektiv och prospektiv kohort inklusive totalt 382 patienter. Vuxna patienter som genomgick portalvenös pulsad-wave-doppler av den behandlande läkaren under vanlig vård på intensivvårdsavdelningen inkluderades i den retrospektiva kohorten (n=237). För den prospektiva kohorten (n=145) hade patienterna en kognitiv och ekokardiografisk utvärdering dagen före operationen och dagligen i tre dagar efter operationen. Delirium utvärderades oberoende av vårdpersonalen i den blivande kohorten. Ett samband hittades mellan delirium och portvenens pulsatilitet, en markör för höger hjärtsvikt, i den retrospektiva kohorten (OR:2.69) CI: 1,47-4,90 p=0,001). I den prospektiva kohorten bekräftades signifikanta samband mellan förekomsten av portvenens pulsatilitet och utvecklingen av kognitiv dysfunktion och asterix bedömd av utredarna (OR:2.10) Cl: 1,25-3,53 p=0,005 och OR:5,19 [Cl:2,27; 11,88] p<0,001) Men också sambandet med delirium som upptäckts av vårdpersonalen bekräftades (HR:2.63 CI:1,13-6,11 p=0,025). Högre NT-pro-BNP-mätningar (OR:4.03 [CI: 1,78-9,15] p=0,001) och cerebrala desaturationer (OR:2,54 [CI:1,12-5,76] p=0,03) var associerade med kognitiv dysfunktion. I denna tredje studie erhölls dagliga baslinje-pEEG dagligen i kombination med NIRS-värden. Emellertid observerades inget samband mellan delirium och preliminär vågformsanalys.

Sammanfattningsvis stöder dessa studier ett samband mellan episoder av cerebral desaturation mätt med hjärnoximetri och förekomsten av delirium. Venös cerebral congestion som en konsekvens av högerkammardysfunktion som leder till portal hypertoni och möjligen cytokinfrisättning genom ett kardio-intestinalt syndrom verkar vara en potentiell mekanism. Som stöds av andra författare kan reducerade cerebrala NIRS-värden vara sekundära till förhöjt ventryck, vätskeöverbelastning och det senare bidrar till en typ av kongestivt delirium. Det kan också reflektera ökad cerebral metabolism, såsom kan observeras när patienten kommer från allmän anestesi efter hjärtkirurgi. I dessa studier erhölls dock endast ett enda cerebralt NIRS- och pEEG-värde. Kombinationen av båda modaliteterna med användning av bilateral cerebral NIRS studerades inte prospektivt i både operationssalen och på ICU. För närvarande är det inte känt om informationen som erhålls av dessa monitorer är annorlunda hos patienter som uppvisar en episod av delirium jämfört med de som inte visar någon episod av postoperativt delirium.