Überwachung der zerebralen Integrität

Zusammenfassung

Die Überwachung der zerebralen Integrität (zerebrales Neuromonitoring) wird in der Gefäßchirurgie überwiegend bei Operationen mit vorübergehendem Abklemmen einer A. carotis interna benötigt, weil das Gehirn während der Abklemmzeit durch Ischämien und Embolien gefährdet ist. Das Abklemmen einer A. carotis interna führt bei etwa 7 % der Patienten zu Gehirnschäden durch Ischämien und Embolien. Die prophylaktische Anlage eines intraluminären Shunts kann Hirnembolien auslösen und verringert die Komplikationsrate nicht. Die Indikation zur Anlage eines intraluminären Shunts sollte deshalb durch Überwachung der zerebralen Integrität nach Abklemmen einer A. carotis gestellt werden.

Eine invasive Methode zur Abschätzung der Perfusion der betroffenen Gehirnhemisphäre ist die Messung des Blutdrucks im Stumpf der abgeklemmten A. carotis. Die transkranielle Dopplersonographie (TCD) ermöglicht die Messung der mittleren Blutflussgeschwindigkeit in der A. cerebri media. Sie ist relativ ungenau und kann bei etwa 20 % der Patienten aus technischen Gründen nicht durchgeführt werden. Mit der Nah–Infrarot Spektroskopie (NIRS) können Konzentrationsänderungen von Oxyhämoglobin und Desoxyhämoglobin spektroskopisch in einigen Zentimetern Tiefe im Gehirngewebe erfasst werden. NIRS reagiert schnell auf Veränderungen, ist aber noch zu wenig validiert, um allgemein zum Neuromonitoring empfohlen werden zu können.

Somatosensorisch evozierte Potenziale sind aufgrund hoher Genauigkeit und einfacher Anwendung für das Neuromonitoring am weitesten verbreitet. Die Sensitivität und Spezifität für die Diagnose ischämischer Läsionen beträgt 100 % bzw. 94 %–99 %. Deshalb hat sich die Ableitung von somatosensorisch evozierten Potenzialen als Standard in der Überwachung der zerebralen Integrität etabliert.

Abstract

In vascular surgery, intraoperative monitoring of the brain is recommended when the internal carotid artery (ICA) is clamped, because brain damage by ischemia and embolism is possible. Clamping of the ICA results in embolic or ischemic brain lesions in about 7 % of all patients undergoing the procedure. Prophylactic routine insertion of an intraluminal shunt can cause brain embolism and does not reduce the occurrence of complications. Consequently, a shunt should only be inserted, if critical reduction of cerebral perfusion is evident after clamping the ICA. Measurement of carotid stump pressure is an invasive method to estimate perfusion of the brain hemisphere at the clamping side. Transcranial doppler sonography (TCD) measures the mean blood flow velocity in the ACI, but practicability is suffering from technical problems in 20 % of all patients. However, TCD is useful for detecting intraoperative embolism and postoperative hyperperfusion. Changes of oxyhaemoglobine and desoxyhaemoglobine concentration in brain tissue can be measured using near–infrared spectroscopy (NIRS) with wavelengths between 700 and 1000nm. NIRS measurement is easily performed and reacts quickly to changes of brain tissue oxygenation, but there is still lacking evidence and at present a general recommendation of its application in vascular surgery is not justified. Use of somatosensory evoked potentials (SEP) is the most widespread cerebral neuromonitoring during vascular surgery due to its high reliability and simple application. Sensitivity and specifity for ischemic lesions are 100 % and 94 %–99 %, respectively. SEP are regarded as the gold standard for cerebral neuromonitoring in anaesthetized patients.

Schlüsselwörter

Gefäßchirurgie - Neuromonitoring - somatosensorisch evozierte Potenziale - transkranielle Dopplersonografie - Nah–Infrarot Spektroskopie

Keywords:

Vascular Surgery - Neuromonitoring - Somatosensory Evoked Potentials - Transcranial Doppler Sonography - Near–infrared Spectroscopy

Kernaussagen

• Das vorübergehende Abklemmen einer A. carotis interna führt bei etwa 7  % der Patienten zu Gehirnschäden durch Ischämien und Embolien.

• Die prophylaktische Anlage eines intraluminären Shunts kann Hirnembolien auslösen und verbessert die Prognose nicht.

• Die Indikation zur Anlage eines intraluminären Shunts sollte durch Überwachung der zerebralen Integrität nach Abklemmen einer A. carotis gestellt werden.

• Die transkranielle Dopplersonografie (TCD) ermöglicht die Erkennung von Embolien und postoperativer Hyperperfusion.

• Die Nah–Infrarot–Spektroskopie (NIRS) misst die Sauerstoffsättigung im Gehirngewebe (70  % venöser Anteil, 30  % arterieller Anteil).

• Somatosensorisch evozierte Potenziale haben die höchste Sensitivität und Spezifität für die Identifizierung von zerebralen Ischämien.

• Die Überwachung der zerebralen Integrität durch somatosensorisch evozierte Potenziale ist auch während Operationen an der thorakalen A. descendens sinnvoll.

• Die Deutsche Gesellschaft für Anästhesiologie und Intensivmedizin (DGAI) vergibt ein Zertifikat „Neuromonitoring in Anästhesie und Intensivmedizin” zur Qualitätssicherung.

Literatur

• 1 MICHEL A, WEIGAND MA, ECKSTEIN HH. et al. . (Measurement of local oxygen parameters for detection of cerebral ischemia. The significance of cerebral near–infrared spectroscopy and transconjunctival oxygen partial pressure in carotid surgery).  Anaesthesist. 2000;  49 392-401
• 2 RÜCKERT R.. Welchen Anspruch hat der Operateur an das Neuromonitoring?.  Anästhesiol Intensivmed Notfallmed Schmerzther. 2004;  39 108-110
• 3 ROTHWELL PM, ELIASZIW M, GUTNIKOV SA. et al. . Analysis of pooled data from the randomised controlled trials of endarterectomy for symptomatic carotid stenosis.  Lancet. 2003;  361 107-16
• 4 YAMAMOTO K, KOMIYAMA T, MIYATA T. et al. . Contralateral stenosis as a risk factor for carotid endarterectomy measured by near infrared spectroscopy.  Int Angiol. 2004;  23 388-93
• 5 MARSCHALL KE, VAITKEVICIUTE I.. Carotid endarterectomy, carotid artery shunting and outcome: an historical perspective.  Curr Opin Anaesthesiol. 2004;  17 183-7
• 6 DINKEL M.. (Value of evoked potential monitoring in vascular surgery).  Anasthesiol Intensivmed Notfallmed Schmerzther. 1997;  32 215-9
• 7 ALLAIN R, MARONE LK, MELTZER J. et al. . Carotid endarterectomy.  Int Anesthesiol Clin. 2005;  43 15-38
• 8 HALSEY JH, JR.. Risks and benefits of shunting in carotid endarterectomy. The International Transcranial Doppler Collaborators.  Stroke. 1992;  23 1583-7
• 9 MCCARTHY RJ, MCCABE AE, WALKER R. et al. . The value of transcranial Doppler in predicting cerebral ischaemia during carotid endarterectomy.  Eur J Vasc Endovasc Surg. 2001;  21 408-12
• 10 BELARDI P, LUCERTINI G.. Cerebral vasoreactivity does not predict cerebral ischaemia during carotid endarterectomy.  J Cardiovasc Surg (Torino). 2003;  44 731-5
• 11 BELARDI P, LUCERTINI G, ERMIRIO D.. Stump pressure and transcranial Doppler for predicting shunting in carotid endarterectomy.  Eur J Vasc Endovasc Surg. 2003;  25 164-7
• 12 BENJAMIN ME, SILVA MB, JR., WATT C. et al. . Awake patient monitoring to determine the need for shunting during carotid endarterectomy.  Surgery. 1993;  114 679-81
• 13 BOND R, RERKASEM K, COUNSELL C. et al. .Routine or selective carotid artery shunting for carotid endarterectomy (and different methods of monitoring in selective shunting). Cochrane Database Syst Rev 2002
• 14 BOND R, RERKASEM K, ROTHWELL PM.. Routine or selective carotid artery shunting for carotid endarterectomy (and different methods of monitoring in selective shunting).  Stroke. 2003;  34 824-5
• 15 LIU AY, LOPEZ JR, DO HM. et al. . Neurophysiological monitoring in the endovascular therapy of aneurysms.  AJNR Am J Neuroradiol. 2003;  24 1520-7
• 16 WILLIAMS IM, PICTON A, FARRELL A. et al. . Light–reflective cerebral oximetry and jugular bulb venous oxygen saturation during carotid endarterectomy.  Br J Surg. 1994;  81 1291-5
• 17 SPENCER MP, THOMAS GI, MOEHRING MA.. Relation between middle cerebral artery blood flow velocity and stump pressure during carotid endarterectomy.  Stroke. 1992;  23 1439-45
• 18 OURIEL K, GREENBERG RK, SARAC TP.. Hemodynamic conditions at the carotid bifurcation during protective common carotid occlusion.  J Vasc Surg. 2001;  34 577-80
• 19 RINGELSTEIN EB, KAHLSCHEUER B, NIGGEMEYER E. et al. . Transcranial Doppler sonography: anatomical landmarks and normal velocity values.  Ultrasound Med Biol. 1990;  16 745-61
• 20 BABIKIAN VL, CANTELMO NL.. Cerebrovascular monitoring during carotid endarterectomy.  Stroke. 2000;  31 1799-801
• 21 OGASAWARA K, INOUE T, KOBAYASHI M. et al. . Cerebral hyperperfusion following carotid endarterectomy: diagnostic utility of intraoperative transcranial Doppler ultrasonography compared with single–photon emission computed tomography study.  AJNR Am J Neuroradiol. 2005;  26 252-7
• 22 MORITZ S, KASPRZAK P, ARLT M. et al. . Accuracy of cerebral monitoring in detecting cerebral ischemia during carotid endarterectomy: a comparison of transcranial Doppler sonography, near–infrared spectroscopy, stump pressure, and somatosensory evoked potentials.  Anesthesiology. 2007;  107 563-9
• 23 SLOAN MA.. Prevention of ischemic neurologic injury with intraoperative monitoring of selected cardiovascular and cerebrovascular procedures: roles of electroencephalography, somatosensory evoked potentials, transcranial Doppler, and near–infrared spectroscopy.  Neurol Clin. 2006;  24 631-45
• 24 SAMRA SK, DORJE P, ZELENOCK GB. et al. . Cerebral oximetry in patients undergoing carotid endarterectomy under regional anesthesia.  Stroke. 1996;  27 49-55
• 25 SCHWARZ G, LITSCHER G.. Transcranial cerebral oximetry, transcranial Doppler sonography, and heart rate variability: useful neuromonitoring tools in anaesthesia and intensive care?.  Eur J Anaesthesiol. 2002;  19 543-9
• 26 AL–RAWI PG, SMIELEWSKI P, KIRKPATRICK PJ.. Evaluation of a near–infrared spectrometer (NIRO 300) for the detection of intracranial oxygenation changes in the adult head.  Stroke. 2001;  32 2492-500
• 27 MURKIN JM, ADAMS SJ, NOVICK RJ. et al. . Monitoring brain oxygen saturation during coronary bypass surgery: a randomized, prospective study.  Anesth Analg. 2007;  104 51-8
• 28 ERNEST CS, MURPHY BM, WORCESTER MU. et al. . Cognitive function in candidates for coronary artery bypass graft surgery.  Ann Thorac Surg. 2006;  82 812-8
• 29 DUFFY CM, MANNINEN PH, CHAN A. et al. . Comparison of cerebral oximeter and evoked potential monitoring in carotid endarterectomy.  Can J Anaesth. 1997;  44 1077-81
• 30 MILLE T, TACHIMIRI ME, KLERSY C. et al. . Near infrared spectroscopy monitoring during carotid endarterectomy: which threshold value is critical?.  Eur J Vasc Endovasc Surg. 2004;  27 646-50
• 31 KRAGSTERMAN B, PARSSON H, BERGQVIST D.. Local haemodynamic changes during carotid endarterectomy––the influence on cerebral oxygenation.  Eur J Vasc Endovasc Surg. 2004;  27 398-402
• 32 BEESE U, LANGER H, LANG W. et al. . Comparison of near–infrared spectroscopy and somatosensory evoked potentials for the detection of cerebral ischemia during carotid endarterectomy.  Stroke. 1998;  29 2032-7
• 33 DE LETTER JA, SIE HT, THOMAS BM. et al. . Near–infrared reflected spectroscopy and electroencephalography during carotid endarterectomy––in search of a new shunt criterion.  Neurol Res. 1998;  20 23-7
• 34 DE LETTER JA, SIE TH, MOLL FL. et al. . Transcranial cerebral oximetry during carotid endarterectomy: agreement between frontal and lateral probe measurements as compared with an electroencephalogram.  Cardiovasc Surg. 1998;  6 373-7
• 35 YAMANE K, SHIMA T, OKADA Y. et al. . Hemodynamic evaluation by using near infrared spectroscopy during carotid endarterectomy.  J Stroke Cerebrovasc Dis. 1999;  8 211-6
• 36 AL–RAWI PG, KIRKPATRICK PJ.. Tissue oxygen index: thresholds for cerebral ischemia using near–infrared spectroscopy.  Stroke. 2006;  37 2720-5
• 37 ERICKSON KM, COLE DJ.. Review of developments in anesthesia for carotid endarterectomy.  Curr Opin Anaesthesiol. 2005;  18 466-70
• 38 HUSAIN AM.. A practical approach to neurophysiologic intraoperative monitoring. New York: Demos Medical Publishing, LLC 2008
• 39 KNIGHTON JD, STONEHAM MD.. Carotid endarterectomy. A survey of UK anaesthetic practice.  Anaesthesia. 2000;  55 481-5
• 40 MCCARTHY RJ, NASR MK, MCATEER P. et al. . Physiological advantages of cerebral blood flow during carotid endarterectomy under local anaesthesia. A randomised clinical trial.  Eur J Vasc Endovasc Surg. 2002;  24 215-21
• 41 TANGKANAKUL CC C, WARLOW C.. Local versus general anaesthesia for carotid endarterectomy.  The Cochrane Library. 2003;  2003 1-22
• 42 KRENN H, DEUSCH E, JELLINEK H. et al. . Remifentanil or propofol for sedation during carotid endarterectomy under cervical plexus block.  Br J Anaesth. 2002;  89 637-40
• 43 PANDIT JJ, BREE S, DILLON P. et al. . A comparison of superficial versus combined (superficial and deep) cervical plexus block for carotid endarterectomy: a prospective, randomized study.  Anesth Analg. 2000;  91 781-6
• 44 DAVIES MJ, SILBERT BS, SCOTT DA. et al. . Superficial and deep cervical plexus block for carotid artery surgery: a prospective study of 1000 blocks.  Reg Anesth. 1997;  22 442-6
• 45 BONNET F, DEROSIER JP, PLUSKWA F. et al. . Cervical epidural anaesthesia for carotid artery surgery.  Can J Anaesth. 1990;  37 353-8
• 46 FLORENCE G, GUERIT JM, GUEGUEN B.. Electroencephalography (EEG) and somatosensory evoked potentials (SEP) to prevent cerebral ischaemia in the operating room.  Neurophysiol Clin. 2004;  34 17-32
• 47 LAM AM, MANNINEN PH, FERGUSON GG. et al. . Monitoring electrophysiologic function during carotid endarterectomy: a comparison of somatosensory evoked potentials and conventional electroencephalogram.  Anesthesiology. 1991;  75 15-21
• 48 MINAHAN RE.. Intraoperative neuromonitoring.  Neurologist. 2002;  8 209-26
• 49 GLASS PS, BLOOM M, KEARSE L. et al. . Bispectral analysis measures sedation and memory effects of propofol, midazolam, isoflurane, and alfentanil in healthy volunteers.  Anesthesiology. 1997;  86 836-47
• 50 AZIM N, WANG CY.. The use of bispectral index during a cardiopulmonary arrest: a potential predictor of cerebral perfusion.  Anaesthesia. 2004;  59 610-2
• 51 MERAT S, LEVECQUE JP, LE Y GULLUCHE. et al. . (BIS monitoring may allow the detection of severe cerebral ischemia).  Can J Anaesth. 2001;  48 1066-9
• 52 MORIMOTO Y, MONDEN Y, OHTAKE K. et al. . The detection of cerebral hypoperfusion with bispectral index monitoring during general anesthesia.  Anesth Analg. 2005;  100 158-61
• 53 EL–DAWLATLY AA.. EEG bispectral index during carotid endarterectomy.  Middle East J Anesthesiol. 2003;  17 287-93
• 54 DEOGAONKAR A, VIVAR R, BULLOCK RE. et al. . Bispectral index monitoring may not reliably indicate cerebral ischaemia during awake carotid endarterectomy.  Br J Anaesth. 2005;  94 800-4
• 55 BONHOMME V, DESIRON Q, LEMINEUR T. et al. . Bispectral index profile during carotid cross clamping.  J Neurosurg Anesthesiol. 2007;  19 49-55
• 56 WEIGAND MA, MICHEL A, ECKSTEIN HH. et al. . Adenosine: a sensitive indicator of cerebral ischemia during carotid endarterectomy.  Anesthesiology. 1999;  91 414-21
• 57 DINKEL M, KAMP HD, SCHWEIGER H.. Somatosensorisch evozierte Potentiale in der Karotischirurgie.  Anaesthesist. 1991;  40 72-8