Προστασία του εγκεφάλου κατά την χειρουργική της ανιούσας αορτής και του αορτικού τόξου
Creators: name: Ζησάκος, Βασίλειος Αθανασίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2024
Subjects: Χειρουργική αορτικού τόξου
Προστασία εγκεφάλου
Εξωσωματική Κυκλοφορία
Surgery of the aortic arch
Brain protection
Extracorporeal Circulation

description: Ο εγκέφαλος έχει τις υψηλότερες ενεργειακές απαιτήσεις από όλα τα άλλα όργανα του σώματος. Σε αντίθεση με τους περισσότερους άλλους ιστούς, ο φυσιολογικός εγκέφαλος περιορίζεται σχεδόν αποκλειστικά στη γλυκόζη ως υπόστρωμα για τον ενεργειακό του μεταβολισμό. Με την εφαρμογή υποθερμίας μειώνεται ο μεταβολισμός του εγκεφάλου δραστικά. Συγκεκριμένα μειώνεται κατά 7%-10% για κάθε 1℃ που κατεβαίνει η θερμοκρασία κάτω από τους 37℃. Σε νορμοτασικούς ενήλικες η εγκεφαλική αιματική ροή διατηρείται στα ~50ml ανά 100g εγκεφαλικού ιστού ανά λεπτό, εφόσον η πίεση άρδευσης (CPP) κυμαίνεται μεταξύ ~50 και 150mmHg. Έξω από τα όρια αυτά η αυτορρύθμιση χάνεται και η εγκεφαλική αιματική ροή εξαρτάται γραμμικά από τη μέση αρτηριακή πίεση. Όταν η CPP πέφτει κάτω από το κατώτερο όριο της αυτορρύθμισης, ακολουθεί εγκεφαλική ισχαιμία. Όταν χάνονται οι μηχανισμοί αυτορρύθμισης ακολουθεί σημαντική εγκεφαλική βλάβη, καθώς και νεφρική βλάβη. Για τη παρακολούθηση της εγκεφαλικής αιμάτωσης χρησιμοποιούνται τεχνικές που εκτιμούν τη μεταβολική ακεραιότητα του εγκεφάλου μέσω μετρήσεων της αιματικής ροής ή οξυγόνωσης του εγκεφάλου (διακρανικό doppler, εγκεφαλική οξυμετρία, κορεσμός αίματος σφαγιτιδικού βολβού) καθώς και τεχνικές που εκτιμούν τη λειτουργική αρτιότητα του εγκεφάλου (ηλεκτροεγκεφαλογράφημα, προκλητά δυναμικά). Η φασματοσκοπία ανάκλασης κοντά στο υπέρυθρο (NIRS) έχει καθιερωθεί ως η κύρια τεχνική παρακολούθησης της εγκεφαλικής οξυμετρίας. Βασικό πλεονέκτημα του NIRS αποτελεί, ότι δεν είναι καθόλου επεμβατική και ανιχνεύει σε πραγματικό χρόνο τον κορεσμό σε οξυγόνο των εγκεφαλικών αγγείων. Η βέλτιστη στρατηγική διαχείρισης της οξεοβασικής ισορροπίας κατά τη διάρκεια της υποθερμικής κυκλοφορικής παύσης βοηθά στη διατήρηση της ομοιόστασης και της λειτουργίας των τελικών οργάνων. Η υποθερμία έχει ως αποτέλεσμα μια φυσική αλκαλική μετατόπιση του pH του αίματος. Με την τεχνική α-stat η εγκεφαλική αιματική ροή βαίνει παράλληλα με τις μεταβολές του μεταβολισμού του εγκεφάλου διατηρώντας ακέραια τη διαδικασία της αυτορρύθμισης. Η μέθοδος α-stat αποδείχθηκε, ότι μειώνει τη συχνότητα μετεγχειρητικής εγκεφαλικής δυσλειτουργίας. Πλεονεκτήματα της στρατηγικής pH-stat: αύξηση της εγκεφαλικής αιματικής ροής, πιο ομοιογενή ψύξη, μεγαλύτερη ελάττωση της κατανάλωσης οξυγόνου και αυξημένη διαθεσιμότητα οξυγόνου στους ιστούς, λόγω μετατόπισης στην καμπύλη διάστασης της οξυαιμοσφαιρίνης. Η στρατηγική pH-stat μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια αυτορρύθμισης και κίνδυνο για μικροεμβολές στον εγκέφαλο. Στους παιδιατρικούς ασθενείς υποστηρίζεται η χρήση της μεθόδου pH-stat κατά τη διάρκεια της βαθιάς υποθερμικής κυκλοφορικής παύσης για την παροχή τόσο εγκεφαλικής όσο και μυοκαρδιακής προστασίας. Αντίθετα στους ενήλικες η χρήση της μεθόδου α-stat πλεονεκτεί, επειδή διατηρεί μια φυσιολογική σύζευξη μεταξύ εγκεφαλικής αιματικής ροής και του μεταβολικού ρυθμού. Η τεχνική της βαθιάς υποθερμικής κυκλοφορικής παύσης (DHCA) παρέχει άριστες συνθήκες προστασίας των τελικών οργάνων σε θερμοκρασίες 20°C-14°C, ενώ μειώνει τις συνέπειες από την ισχαιμία των οργάνων. Τα τελευταία χρόνια εφαρμόζεται όλο και ευρύτερα η παύση της κυκλοφορίας σε μέτρια υποθερμία(MHCA στους 20,1oC-28oC). Η τεχνική αυτή απαιτεί άρδευση του εγκεφάλου, καθώς ελαττώνεται σημαντικά η ασφαλής περίοδος ισχαιμίας. Αυτή επιτυγχάνεται με δύο τεχνικές: με την ορθόδρομη εγκεφαλική άρδευση (ACP) ή με την παλίνδρομη εγκεφαλική άρδευση (RCP). Η μέτρια υποθερμία με ορθόδρομη εγκεφαλική άρδευση και η βαθιά υποθερμία με παλίνδρομη εγκεφαλική άρδευση πλεονεκτούν αναφορικά με την προστασία του εγκεφάλου συγκριτικά με τη βαθιά υποθερμική κυκλοφορική παύση όσον αφορά στο ποσοστό ανάπτυξης μόνιμου νευρολογικού ελλείμματος και την παρατηρούμενη θνητότητα.
description: Brain exhibits the highest needs compared to all other end-organs. In contrast to other tissues, brain metabolism relies almost exclusively on glucose use. Changes in cerebral metabolism depend on changes in cerebral blood flow. During hypothermia cerebral metabolism is significantly reduced. It is estimated that for every 1oC of temperature drop below 37oC, cerebral metabolism decreases by 7%-10%. Moreover, anaesthetic drugs affect cerebral oxygen and nutrient delivery to the brain cells. Cerebral autoregulation represents the ability of the brain to keep blood flow steady despite changes in pressure. In normotensive individuals cerebral blood flow remains relatively stable at approximately 50 ml per 100 g of brain tissue per minute within a range of cerebral perfusion pressure between 50 and 150 mmHg. Outside these limits cerebral autoregulation recedes and cerebral blood flow is related linearly to mean arterial blow. When cerebral perfusion pressure falls below the lower limit of autoregulation, brain ischemia ensues. Moreover, in addition to cerebral damage, renal dysfunction has been reported as a result of impaired cerebral autoregulation. Brain monitoring is performed with techniques that evaluate metabolic integrity through the assessment of cerebral perfusion and cerebral oximetry (transcranial doppler, cerebral oximetry, jugular bulb saturation) as well as with functional techniques, such as electroencephalography and evoked potentials. Near-infrared spectroscopy (NIRS) has been established as the main cerebral monitoring method. The main advantage of NIRS relies on the fact that it is a non-invasive technique that permits real-time detection of cerebral oximetry. Optimal pH management during hypothermic circulatory arrest is paramount for homeostasis and end-organ protection. Hypothermia causes relative alkalosis. Using α-stat technique cerebral blood flow is coordinated with brain metabolism and preserves autoregulation. Consequently, brain metabolism stays intact. Alpha-stat has been proven to reduce the rate of post-operative encephalopathy. pH-stat exhibits the following advantages: increase in cerebral blood flow, homogenous cooling of the brain, more pronounced reduction in oxygen consumption and enhanced diffusion of oxygen in tissues caused by a shift in the hemoglobin dissociation curve. On the other hand, pH-stat leads to loss of cerebral autoregulation and induces risks of microembolic damage. In pediatric patients, pH-stat is advocated during deep hypothermic circulatory arrest for promoting both cerebral and myocardial protection. Conversely, in adult patients α-stat has been proven beneficial in preserving physiologic coupling of cerebral blood flow with metabolic rate. The technique, deep hypothermic circulatory arrest (DHCA) offers optimal end-organ protection within a temperature range between 20oC-14oC, while it reduces the effect of end-organ ischemia. During the last decades moderate hypothermia during the period of circulatory arrest (MHCA) is increasingly adopted. This method requires cerebral perfusion because the “safe” cerebral ischemic period is reduced. Perfusion is accomplished by either antegrade (ACP) or retrograde cerebral perfusion (RCP). Moderate hypothermia with antegrade cerebral perfusion as well as deep hypothermia with retrograde cerebral perfusion result to greater benefit in terms of cerebral protection as compared to deep hypothermic circulatory arrest, primarily affecting the rate of permanent neurological damage and the observed mortality.