Rückenmarksperfusion nach Ligatur aller thorakoabdominellen Interkostal- und Lumbalarterien. Kann das Kollateralsystem die Paraplegie verhindern?

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Date:	12 April 2010
Referee:	Prof. Dr. Christof Schmid
Date of exam:	11 March 2010
Institutions:	Medicine > Lehrstuhl für Herz-, Thorax- und herznahe Gefäßchirurgie
Keywords:	spinal cord perfusion / protection, paraplegia, segmental artery sacrifice, thoracoabdominal aortic aneurysm repair (TAA/A)
Dewey Decimal Classification:	600 Technology > 610 Medical sciences Medicine
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	14047

Abstract (German)

Hintergrund: Die Therapie von ausgedehnten thorakoabdominellen Aortenaneurysmen (TAAA) stellt sowohl chirurgisch als auch interventionell eine große Herausforderung dar. Ziel dieser Arbeit ist es, eine bessere Vorstellung über das Kollateralsystem des Rückenmarks zu bekommen. Das Wissen über die vorherrschenden hämodynamischen Verhältnisse im Rückenmark ist unabdingbare Grundvoraussetzung bei der ...

Abstract (German)

Hintergrund: Die Therapie von ausgedehnten thorakoabdominellen Aortenaneurysmen (TAAA) stellt sowohl chirurgisch als auch interventionell eine große Herausforderung dar. Ziel dieser Arbeit ist es, eine bessere Vorstellung über das Kollateralsystem des Rückenmarks zu bekommen. Das Wissen über die vorherrschenden hämodynamischen Verhältnisse im Rückenmark ist unabdingbare Grundvoraussetzung bei der chirurgischen und interventionellen Therapie.

Methoden: Im Tierversuch (Schwein, 28,9 +/- 3,8 kg) wurde ein Katheter in die Lumbalarterie L1 positioniert, um kontinuierlich den spinalen Perfusionsdruck (SCPP) zu messen. Die Interkostal- und Lumbalarterien wurden in kraniokaudaler Richtung bei 32°C ligiert. Die Rückenmarksfunktion wurde mit Hilfe der motorisch evozierten Potentiale (MEP´s) bis eine Stunde nach Ligatur überwacht. Der spinale Perfusionsdruck sowie die motorische Funktion der Versuchstiere wurden intermittierend 5 Tage postoperativ überwacht.

Ergebnisse: Im Mittel konnten 14,4 +/- 0,7 Arterien ligiert werden. Bei allen Versuchstieren waren die MEP´s intraoperativ zu jedem Zeitpunkt präsent. Der SCPP fiel nach Ligatur der letzten Arterie von 68 +/- 7 mmHg (77% des mittleren arteriellen Drucks, vor Ligatur der ersten Arterie) auf 22 +/- 6 mmHg. Nach einer Stunde fiel der Druck weiter auf 21 +/- 4 mmHg und erreichte seinen Tiefpunkt fünf Stunden nach Ligatur (19 +/- 4 mmHg).
Im weiteren Verlauf stieg der SCPP kontinuierlich wieder an. Nach 120 Stunden wurde der Ausgangswert wieder erreicht (63 +/- 20 mmHg). Vier Versuchstiere blieben paraplegisch, sechs Versuchstiere erholten sich zufriedenstellend. Vier Tiere konnten laufen, zwei konnten stehen. Es konnte gezeigt werden, dass bei den sechs Versuchstieren mit gutem Ergebnis ein signifikant höherer arterieller Mitteldruck vorherrschte als bei den paraplegischen Tieren.

Schlussfolgerung: Eine Ligatur der Interkostal- und Lumbalarterien bei 32°C führt zu einer spinalen Ischämie verschiedenen Ausmaßes. Es konnte gezeigt werden, dass ein kritischer Druckabfall des SCPP lediglich in den ersten 48 Stunden anhält. Ein adäquater Mitteldruck ist essentiell um einer kritischen Ischämie vorzubeugen.

Translation of the abstract (English)

Objectives: Understanding the ability of the paraspinal anastomotic network to provide adequate spinal cord perfusion pressure (SCPP) is critical for both surgical and endovascular repair of thoracoabdominal aortic aneurysms (TAAA). Methods: To monitor pressure in the collateral circulation, a catheter was inserted into the distal end of the divided first lumbar segmental artery (SA) of 10 ...

Translation of the abstract (English)

Objectives: Understanding the ability of the paraspinal anastomotic network to provide adequate spinal cord perfusion pressure (SCPP) is critical for both surgical and endovascular repair of thoracoabdominal aortic aneurysms (TAAA).

Methods: To monitor pressure in the collateral circulation, a catheter was inserted into the distal end of the divided first lumbar segmental artery (SA) of 10 juvenile Yorkshire pigs (28.9±3.8 kg). SA pairs from T3 through L5 were serially sacrificed at 32ºC; SCPP and function -- using motor evoked potentials (MEP)-- were continuously monitored until 1 hour after clamping the last SA. Intermittent aortic and SCPP monitoring was continued for 5 days postoperatively, along with evaluation of motor function.

Results: A mean of 14.4±0.7 SAs were sacrificed without loss of MEP. SCPP (mmHg) dropped from 68±7 before SA clamping (77% of aortic pressure) to 22±6 at end-clamping, and 21±4 after 1h, reaching its lowest point—19±4—after 5h. Postoperatively, SCPP recovered to 33±6 at 24h; 42±10 at 48h; 56±14 at 72h; 62±15 at 96h, returning to baseline (63±20) at 120h. Despite comparable SCPP patterns, 4 pigs did not fully regain the ability to stand. Six animals recovered: 2 could stand, and 4 could walk.

Conclusions: Interruption of all SAs at 32ºC in this pig model results in a spectrum of cord injury, with normal function in most pigs postoperatively. The short duration of low SCPP suggests that hemodynamic manipulation lasting only 24 to 48 hours may allow routine complete preservation of normal cord function despite sacrifice of all SAs.

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