Phần 1: Các chiến lược bảo vệ thần kinh đương đại trong quá trình phẫu thuật tim: Đánh giá tình trạng nghệ thuật

ali.ma@wecistanche.com

Palesa Motshabi-Chakane 1, Palesa Mogane 1, Jacob Moutlana 1, Gontse Leballo-Motguard 1, Sithandiwe Dingezweni 1, Dineo Mpanya 2 và Nqoba Tsabedze2, *

Khoa Gây mê, Khoa Khoa học Sức khỏe, Trường Y học Lâm sàng,

Đại học Witwatersrand, Johannesburg 2193, Nam Phi; Palesa.Motshabi@wits.ac.za (PM-C.); {{4 GIỜ CHIỀU); drhlamatsi@gmail.com (JM); gleballomothibi@gmail.com (GL-M.); sdingezweni@ymail.com (SD)

Khoa Nội, Khoa Tim mạch, Khoa Khoa học Sức khỏe,

Trường Y học Lâm sàng, Đại học Witwatersrand, Johannesburg 2193, Nam Phi;

Dineo.Mpanya@wits.ac.za

Thư từ: Nqoba.Tsabedze@wits.ac.za

Trích dẫn: Motshabi-Chakane, P.; Mogane, P.; Moutlana, J.;

Leballo-Mot lội, G.; Dingezweni, S.; Mpanya, D.; Tsabedze, N. Đương đạiBảo vệ thần kinhCác chiến lược trong quá trình phẫu thuật tim: Đánh giá tình trạng của nghệ thuật. Int. J. Môi trường. Res. Y tế công cộng 2021, 18, 12747. https://doi.org/10.3390/ ijerph182312747

Biên tập viên học thuật: Paul B. Tchounwou

Bột Cistanche tubulosa có tác dụng bảo vệ thần kinh rất tốt

trừu tượng: Phẫu thuật tim hở là nguyên nhân hàng đầu gây tổn thương tế bào thần kinh ở trạng thái chu phẫu, một số bệnh nhân biến chứng thành tai biến mạch máu não và mê sảng. Suy giảm thần kinh đặt một gánh nặng to lớn lên sức khỏe tâm lý của người bị ảnh hưởng, gia đình của họ và hệ thống chăm sóc sức khỏe. Một số thử nghiệm đối chứng ngẫu nhiên (RCT) đã cố gắng xác định các chiến lược điều trị và can thiệp làm giảm tỷ lệ bệnh tật và tử vong ở những bệnh nhân gặp các biến chứng thần kinh sau phẫu thuật. Tuy nhiên, vẫn chưa có sự đồng thuận về chiến lược tốt nhất mang lại kết quả cải thiện cho bệnh nhân, sao cho tiêu chuẩn hóabảo vệ thần kinhcác giao thức không tồn tại ở một số lượng đáng kể các khoa gây mê. Đánh giá này nhằm mục đích thảo luận các bằng chứng hiện đại về việc ngăn ngừa và quản lý các yếu tố nguy cơ gây tổn thương tế bào thần kinh, các cơ chế của chấn thương vàbảo vệ thần kinhcác can thiệp giúp cải thiện kết quả của bệnh nhân. Hơn nữa, một bản tóm tắt các RCT hiện có và các nghiên cứu quan sát lớn được kiểm tra để xác định chiến lược nào được khoa học ủng hộ và chiến lược nào thiếu bằng chứng xác thực. Chúng tôi đã thiết lập rằng bằng chứng tổng thể về dược lýbảo vệ thần kinhlà yếu. Hầu hết các chiến lược bảo vệ thần kinh đều dựa trên các nghiên cứu trên động vật, không thể ngoại suy hoàn toàn cho quần thể người, và vẫn chưa có sự đồng thuận về phương pháp tối ưubảo vệ thần kinhchiến lược cho bệnh nhân phẫu thuật tim. Các nghiên cứu đa trung tâm lớn sử dụng các nguyên tắc suy giảm thần kinh được chuẩn hóa phổ quát vẫn được yêu cầu để đánh giá các tác động có lợi của cácbảo vệ thần kinhkỹ thuật.

Từ khóa: bảo vệ thần kinh; mạch máu não; mê sảng; phẫu thuật tim; gây mê tim

1. Giới thiệu

Bảo vệ thần kinhbao gồm các chiến lược bảo tồn cấu trúc và chức năng tế bào thần kinh. Sự suy giảm thần kinh phải được ngăn chặn ở tất cả bệnh nhân trải qua bất kỳ hình thức phẫu thuật nào, đặc biệt là những bệnh nhân được chuyển đến phẫu thuật tim. Ví dụ: trong một nghiên cứu liên quan đến 1 0, 250 bệnh nhân đã trải qua phẫu thuật tim, 221 (2 phần trăm) đã trải qua một cơn đột quỵ sau phẫu thuật và thời gian nằm viện ở những bệnh nhân này rõ ràng là lâu hơn đáng kể so với những người không bị đột quỵ sau phẫu thuật (10 so với 16 ngày, p <0,001) [1].="" nhiều="" thử="" nghiệm="" ngẫu="" nhiên="" có="" đối="" chứng="" (rct)="" đã="" nghiên="" cứu="" khả="" năng="" hiệu="" quả="" của="" các="" can="" thiệp="" dược="" lý="" và="" không="" dùng="" thuốc="" làm="" giảm="" tổn="" thương="" thần="" kinh="" trong="" và="" sau="" phẫu="" thuật="" tim="" [2-4].="" tuy="" nhiên,="" vẫn="" còn="" tranh="" cãi="" về="" sự="" tối="">bảo vệ thần kinhchiến lược dẫn đến kết quả tốt hơn cho bệnh nhân.

Đánh giá này nhằm mục đích thảo luận các bằng chứng hiện đại về việc ngăn ngừa và quản lý các yếu tố nguy cơ gây tổn thương tế bào thần kinh, các cơ chế của chấn thương vàbảo vệ thần kinhcác can thiệp giúp cải thiện kết quả của bệnh nhân.

2. Vật liệu và phương pháp

Dữ liệu về RCT sử dụng nhiềubảo vệ thần kinhtác nhân thu được sau khi tiến hành tìm kiếm tài liệu có hệ thống trên PUBMED, Scopus và học giả Google. Chuỗi tìm kiếm sau đã được sử dụng: (bảo vệ thần kinhchiến lược HOẶCbảo vệ thần kinhHOẶC liệu pháp dược lý HOẶC liệu pháp không dùng thuốc) VÀ (phẫu thuật tim HOẶC phẫu thuật tim phổi) VÀ (rối loạn chức năng nhận thức sau phẫu thuật HOẶC đột quỵ HOẶC mê sảng HOẶC co giật) VÀ bệnh nhân người lớn. Chúng tôi bao gồm các thử nghiệm đối chứng ngẫu nhiên, các đánh giá có hệ thống và các phân tích tổng hợp được xuất bản trong 15 năm qua. Trọng tâm của cuộc tìm kiếm tài liệu là về dược lý và phi dược lýbảo vệ thần kinhcác chiến lược (Bảng 1). Khi có các đánh giá hệ thống hoặc phân tích tổng hợp về RCT của các biện pháp can thiệp, chúng được ưu tiên báo cáo hơn là RCT riêng lẻ.

Bảng 1. Tóm tắt các thử nghiệm đối chứng ngẫu nhiên so sánh các biện pháp can thiệp với liệu pháp tiêu chuẩn chobảo vệ thần kinhtrong phẫu thuật tim.

Viết tắt: RCT, thử nghiệm đối chứng ngẫu nhiên; CPB, bắc cầu tim phổi; POCD, rối loạn chức năng nhận thức sau phẫu thuật; Tỷ lệ rủi ro MM-RR, Mantel – Haenszel; CI, khoảng thời gian kết hợp; HOẶC, tỷ lệ chênh lệch; TIVA, gây mê tĩnh mạch toàn phần; WMD, chênh lệch trung bình có trọng số; POD, mê sảng sau phẫu thuật; CABG, ghép nối động mạch vành; MAP, áp lực động mạch trung bình; SD, độ lệch chuẩn. Lidocain * liều lượng 1–1,5 mg / kg. Truyền 2-4 mg / kg / giờ: tùy theo phác đồ của các trung tâm. Nồng độ trong huyết tương của Lidocain nằm trong khoảng từ 7 đến 30 µmol / L. Magnesium * liều ít nhất 2 g trong vòng 24 giờ sau khi ngừng tim hoặc phẫu thuật tim. Rivastigmine *, liều 1,5 mg, 8 giờ một lần, kể từ buổi tối trước khi phẫu thuật; tổng cộng 22 liều (cho đến ngày thứ 6 sau phẫu thuật). Ngừng tuần hoàn hạ thân nhiệt sâu (DHCA) với tưới máu não ngược dòng (RCP) *, được làm mát đến nhiệt độ mũi họng từ 14,1 o C đến 20 o C. Điều hòa trước thiếu máu cục bộ từ xa (RIPC) * bằng cách sử dụng dây quấn HA ở chi trên với ba chu kỳ luân phiên tính bằng (200 mmHg trong 5 phút) và giảm trong 5 phút (tái tưới máu). Theo dõi ôxy não *: Các đợt khử ôxy não <60 phần="" trăm="" trong=""> 60 s.

3. Tỷ lệ mắc và tỷ lệ mắc bệnh thần kinh sau phẫu thuật tim

Quy tắc Danh pháp Quốc tế khuyến nghị thuật ngữ "rối loạn nhận thức thần kinh sau phẫu thuật" để mô tả cả mê sảng sau phẫu thuật (POD) và rối loạn / suy giảm nhận thức sau phẫu thuật (POCD), với chứng rối loạn sau này không có Sổ tay Chẩn đoán và Thống kê về Rối loạn Tâm thần 5 (DSM5) tiêu chuẩn để chẩn đoán [14,15]. Một thuật ngữ rộng khác được sử dụng là "chấn thương thần kinh sau phẫu thuật tim." Đột quỵ trước phẫu thuật, mê sảng và bệnh não là một số di chứng thần kinh của phẫu thuật tim [16]. Nguy cơ đột quỵ thay đổi tùy thuộc vào loại phẫu thuật được thực hiện [17]. Ví dụ, phẫu thuật van đôi hoặc van ba có liên quan đến 10% nguy cơ đột quỵ, trong khi nguy cơ thấp hơn ở những bệnh nhân được gọi là phẫu thuật "tim đập", còn được gọi là phẫu thuật ghép nối động mạch vành (CABG). [17].

Trong một phân tích tổng hợp liên quan đến 174.969 bệnh nhân được giới thiệu đến phẫu thuật tim, tỷ lệ biến cố gộp chung cho đột quỵ sớm và chậm là mỗi lần dưới 1 phần trăm [18]. Hơn nữa, mê sảng thường gặp ở người cao tuổi, với tỷ lệ cao hơn là 12 phần trăm [19]. Có một số ít các nghiên cứu báo cáo các biến chứng thần kinh sau phẫu thuật tim ở bệnh nhân cư trú ở các nước có thu nhập thấp và trung bình (LMIC). Trong một phân tích biểu đồ hồi cứu trên 1218 bệnh nhân liên tiếp được giới thiệu đến phẫu thuật CABG ở Johannesburg, tỷ lệ đột quỵ sau phẫu thuật là 1,2 phần trăm [20]. Hơn nữa, một năm sau khi bắt đầu đột quỵ, chi phí hàng năm tính theo bảng Anh cho mỗi người được ước tính là 18.081 GBP, tăng lên 22.961 GBP ở bệnh nhân trên 84 tuổi [21]. Những chi phí chăm sóc sức khỏe cao này đòi hỏi một nhu cầu cấp thiết về các chiến lược giảm gánh nặng của đột quỵ sau phẫu thuật tim.

4. Các yếu tố rủi ro liên quan đến suy giảm thần kinh

Ngoài loại phẫu thuật, nguy cơ đột quỵ tăng lên ở những bệnh nhân có bệnh mạch máu não, bệnh mạch máu ngoại vi, tiểu đường, cao huyết áp, tiền sử phẫu thuật tim trước đó, nhiễm trùng trước phẫu thuật, phẫu thuật khẩn cấp, bắc cầu tim-phổi (CPB) thời gian hơn 2 giờ, nhu cầu lọc máu trong phẫu thuật và yêu cầu truyền máu cao [18]. Các yếu tố nguy cơ gây suy giảm nhận thức sau phẫu thuật tim là đa yếu tố (Hình 1). Các kết cục thần kinh rất đa dạng và trước đây đã được phân loại là Loại I (bao gồm đột quỵ gây tử vong hoặc không tử vong, sững sờ hoặc hôn mê khi xuất viện) và Loại II, bao gồm suy giảm chức năng nhận thức, giảm trí nhớ hoặc co giật [22].

Hình 1. Các yếu tố nguy cơ gây tổn thương tế bào thần kinh trước, trong và sau phẫu thuật tim.

Đánh giá chức năng nhận thức phải được thực hiện trước và sau phẫu thuật bằng cách sử dụng một công cụ đánh giá kiểm tra nhận thức đã được xác nhận. Hơn nữa, thời điểm xét nghiệm ảnh hưởng đến tỷ lệ chẩn đoán tổn thương thần kinh sau phẫu thuật tim [23]. Các xét nghiệm chẩn đoán được thực hiện trong vòng 30 ngày sau phẫu thuật có các yếu tố gây nhiễu như đau sau phẫu thuật và việc sử dụng thuốc có thể ảnh hưởng đến điểm đánh giá [15]. Tình trạng mê sảng xuất hiện xảy ra trước, trong hoặc sau khi tỉnh dậy vì gây mê, trong khi mê sảng sau phẫu thuật xảy ra 24-72 giờ sau đó, và suy giảm nhận thức sau phẫu thuật xảy ra vài tuần đến vài tháng sau phẫu thuật [15,24]. Hầu hết các yếu tố nguy cơ của POCD có liên quan đến khả năng can thiệp vào các nguyên tắc cơ bản của bảo vệ cơ quan, chẳng hạn như cung cấp oxy, tưới máu cơ quan, nhu cầu dinh dưỡng của cơ quan, dự trữ nội tạng từ trước và bất kỳ sự phơi nhiễm độc hại nào trong quá trình phẫu thuật [25]. Phòng ngừa POCD sau phẫu thuật tim hướng vào việc hiểu và quản lý các yếu tố nguy cơ này.

5. Cơ chế chấn thương não

Cơ chế của chấn thương sọ não liên quan đến phẫu thuật tim rất phức tạp và đa yếu tố. Cơ chế phổ biến nhất là do nguyên nhân thiếu máu cục bộ dẫn đến giảm tưới máu não và tắc mạch [26,27]. Ngoài các nguyên nhân thiếu máu cục bộ, đáp ứng điều hòa, tăng thân nhiệt, tăng đường huyết, thiếu máu quanh phẫu thuật và thông liên nhĩ cũng có liên quan (Hình 2) [27].

Hình 2. Các cơ chế của chấn thương sọ não.

5.1. Thay đổi tưới máu não

Ảnh hưởng của phẫu thuật tim và CPB đối với tưới máu não có thể được phân loại thành giảm tưới máu não và tái tưới máu. Giảm tưới máu não do giảm lượng máu não (CBF) trong quá trình CPB là nguyên nhân chính gây ra chấn thương sọ não do thiếu máu cục bộ. Dạng tổn thương này có thể trở nên trầm trọng hơn do khả năng thanh thải của các micro-emboli bị suy giảm trong thời gian CBF giảm. Tuổi cao, bệnh mạch máu não rộng và tiền sử đột quỵ làm tăng nguy cơ giảm tưới máu não [26]. Thời kỳ đầu của CPB thường liên quan đến các đợt áp lực động mạch trung bình thấp (MAP) trong quá trình chèn ống thông và thao tác các mạch lớn của tim. Kết quả là, giảm tưới máu não có thể xảy ra và lượng máu trong các vùng đầu nguồn của não có thể giảm nghiêm trọng. Về cuối CPB, tái tưới máu não xảy ra, dẫn đến tạo ra các gốc oxy tự do [28]. Trong quá trình chấn thương do thiếu máu cục bộ / tái tưới máu, các cơ chế thứ cấp khác nhau được bắt đầu và cuối cùng dẫn đến cái chết của các tế bào thần kinh.

5.2. Thiếu oxy liên quan đến chấn thương não

Tình trạng thiếu oxy xảy ra trong giai đoạn giảm tưới máu não dẫn đến điều hòa các phân tử khác nhau, chẳng hạn như yếu tố gây giảm oxy (HIF) và protein thụ thể sulfonylurea 2A (SUR2A), sau đó bắt đầu các sự kiện có thể dẫn đến tổn thương tế bào thần kinh [28]. Mức oxy giảm dẫn đến sự chuyển vị của HIF vào nhân tế bào thần kinh. HIF bao gồm một và đơn vị con. Đơn vị con được thể hiện một cách cấu thành. Tuy nhiên, nó nhanh chóng bị phân hủy dưới nồng độ oxy bình thường. Hơn nữa, tình trạng thiếu oxy có liên quan đến sự suy giảm nồng độ adenosine triphosphate (ATP), dẫn đến sự cố của các máy bơm ion phụ thuộc ATP, tăng nồng độ natri và canxi trong tế bào, và cuối cùng là sưng tế bào chất và ty thể, có thể dẫn đến chết tế bào. [28].

5.3. Tái tưới máu liên quan đến chấn thương não

Giai đoạn tái tưới máu liên quan đến sản xuất oxy phản ứng (ROS), chủ yếu ở ty thể. ROS phản ứng với oxit nitric (NO) để tạo thành peroxynitrit. Phân tử này có tính phản ứng cao và nitrosyl hóa protein, dẫn đến suy giảm chức năng tế bào thần kinh và chấn thương não [28].

5.4. Thuyên tắc mạch vĩ mô và vi thể não

Phẫu thuật tim thường dẫn đến sản xuất các vật liệu tắc mạch khác nhau. Theo kích thước, tắc mạch có thể được phân biệt thành tắc mạch vĩ mô, tắc trong các động mạch có đường kính 200 µm trở lên, và vi thuyên tắc, tắc các động mạch nhỏ hơn, tiểu động mạch và mao mạch. Các mảng xơ vữa phát sinh chủ yếu từ động mạch chủ tạo thành macro-emboli [26], trong khi vi thuyên tắc bao gồm emboli thể khí và các tập hợp sinh học như huyết khối, tập hợp tiểu cầu và chất béo [26,28,29]. Emboli phát sinh từ các mảnh vụn vô cơ như mảnh vỡ của ống polyvinyl clorua và chất chống tạo bọt silicone đã được báo cáo trong quá khứ [29].

Mặc dù máy CPB có các cơ chế bảo vệ, chẳng hạn như bẫy bong bóng [28], các thuyên tắc dạng khí vẫn có thể được đưa vào mạch CPB thông qua việc làm đông tĩnh mạch, dùng thuốc và từ các buồng tim mở của tim trái [26]. Hơn nữa, thao tác động mạch chủ trong khi phẫu thuật làm tăng nguy cơ tắc mạch mặc dù đã đặt các bộ lọc động mạch [28,30]. Thuyên tắc vi mạch não như một cơ chế gây rối loạn chức năng nhận thức được hỗ trợ bởi sự hiện diện của mối quan hệ giữa tải lượng macro / microemboli của não trong thời gian CPB và rối loạn chức năng nhận thức trong các nghiên cứu khác nhau [26,31–34]. Ngoài ra, tắc mạch vĩ mô / vi mô cũng có thể xảy ra trong quá trình cắt động mạch chủ, đặc biệt khi bệnh nhân không được điều trị đủ thuốc chống đông máu.

5.5. Trong phản hồi bắt buộc

Các quá trình hồi phục liên quan đến CPB càng làm trầm trọng thêm tình trạng tế bào thần kinh [27]. Sự tương tác của máu bệnh nhân với các thành phần CPB như ống dẫn, bể chứa, bộ tạo oxy và các kết nối dẫn đến việc kích hoạt hệ thống bổ thể, dẫn đến giải phóng các cytokine hỗ trợ như interleukin (IL) -6, IL -8, IL -10 và yếu tố hoại tử khối u-alpha (TNF) [28,35]. Đáp ứng điều hòa toàn thân này dẫn đến rò rỉ hàng rào máu não, phù não và cuối cùng là mất chức năng não [28].

5.6. Tăng thân nhiệt não

Tăng thân nhiệt cũng đã được báo cáo là gây tổn thương não trong các điều kiện lâm sàng khác nhau và đã được chứng minh là làm trầm trọng thêm tình trạng chết tế bào thần kinh sau khi thiếu máu cục bộ. Các tác động bất lợi của tăng thân nhiệt trong não liên quan đến sưng tế bào do tăng thân nhiệt và chết hoại tử trong trường hợp nhiệt độ quá cao [36]. Trong quá trình phẫu thuật tim trên CPB, tăng thân nhiệt ở não có thể xảy ra do sự gần của lỗ thông động mạch chủ với mạch máu não hoặc đánh giá thấp nhiệt độ não bằng cách theo dõi tiêu chuẩn [27].

5,7. Tăng đường huyết

Phản ứng căng thẳng gây ra bởi CPB và hạ thân nhiệt trong quá trình phẫu thuật tim dẫn đến tăng nồng độ glucose huyết thanh ngay cả ở những bệnh nhân không bị đái tháo đường [27]. Sinh lý bệnh của chấn thương sọ não do tăng đường huyết là đa yếu tố. Tăng đường huyết làm tăng sản xuất oxy phản ứng thông qua con đường trung gian protein kinase C và tăng sản xuất nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) [37]. Các loại oxy phản ứng có thể dẫn đến chết tế bào thần kinh, như đã mô tả trước đó. Cũng có một mối liên quan được mô tả rõ ràng giữa tăng đường huyết và sự gia tăng biểu hiện của yếu tố hạt nhân-kappa B [38]. Các tác động chuyển hóa của tăng đường huyết, chẳng hạn như tăng sản xuất axit lactic với nhiễm toan sau đó và rối loạn chức năng ty thể, là một cơ chế gợi ý khác của chấn thương não liên quan đến tăng đường huyết [39].