Sikic, Danijel
(2010)
Klinische Untersuchung der Determinanten der zerebralen Oxygenierung während aortokoronarer Bypassoperationen unter Verwendung der Herz-Lungen-Maschine.
PhD, Universität Regensburg.
Date of publication of this fulltext: 26 May 2010 10:07
Abstract (German)
Neurologische und kognitive Störungen gehören zu den häufigsten Komplikationen nach aortokoronaren Bypassoperationen (ACB). Während Emboli und Vorhofflimmern als Ursachen für postoperative neurokognitive Störungen anerkannt sind, wird zunehmend der Einfluss der intraoperativen zerebralen Perfusion und Oxygenierung diskutiert.
Ziel dieser Studie war das Aufzeigen der Veränderungen der zerebralen ...
Abstract (German)
Neurologische und kognitive Störungen gehören zu den häufigsten Komplikationen nach aortokoronaren Bypassoperationen (ACB). Während Emboli und Vorhofflimmern als Ursachen für postoperative neurokognitive Störungen anerkannt sind, wird zunehmend der Einfluss der intraoperativen zerebralen Perfusion und Oxygenierung diskutiert.
Ziel dieser Studie war das Aufzeigen der Veränderungen der zerebralen Oxygenierung sowie die Feststellung möglicher intraoperativer Einflussfaktoren auf die regionale und globale zerebrale Oxygenierung während ACB unter Einsatz der Herz-Lungen-Maschine. Insgesamt wurden 53 Patienten, die sich einer elektiven ACB unter Verwendung der Herz-Lungen-Maschine unterzogen, in die Studie aufgenommen. Als Parameter der zerebralen Oxygenierung wurden die über Nahinfrarot-Spektroskopie (NIRS) gemessene regionale zerebrale Sauerstoffsättigung (rSO2), welche die regionale Oxygenierung in der Grenzzone zwischen A. cerebri media und A. cerebri anterior misst, sowie die jugularvenöse Sauerstoffsättigung (SjO2), welche die globale Oxygenierung des Gehirns widerspiegelt, verwendet. Als mögliche Einflussfaktoren wurden die Temperatur, der mittlere arterielle Blutdruck (MAP), die Hb-Konzentration, der CO2-Partialdruck (PaCO2), der Herzindex (CI), sowie der zentrale Venendruck (ZVD) berücksichtigt. Sowohl die Parameter der zerebralen Oxygenierung als auch die Einflussfaktoren wurden zeitgleich zu sechs Zeitpunkten während der Operation gemessen. Die Messzeitpunkte im Einzelnen waren: vor Sternotomie als Ausgangswert, nach Gabe der Kardioplegielösung (Zeitpunkt der tiefsten Hypothermie), 30 Minuten nach Beginn des kardiopulmonalen Bypasses (frühe Wiedererwärmung), 60 Minuten nach Beginn des kardiopulmonalen Bypasses (späte Wiedererwärmung), unmittelbar nach Beendigung der extrakorporalen Zirkulation (EKZ), sowie nach Thoraxverschluss. Die Korrelation der zerebralen Oxygenierung mit den Einflussfaktoren wurde über verallgemeinerte Schätzgleichungen (GEE) bestimmt.
Die rSO2 sank nach Gabe der Kardioplegielösung signifikant von 69,20 ± 7,86% auf 62,26 ± 8,67% ab und stieg nach Beendigung der EKZ erneut signifikant auf 67,83 ± 7,26% an.
Die SjO2 sank nach Gabe der Kardioplegielösung signifikant von 72,34 ± 8,64% auf 65,31 ± 12,57%. Nach Beendigung der EKZ stieg die SjO2 signifikant auf 70,51 ± 9,45% an.
Die Temperatur sank nach Gabe der Kardioplegielösung signifikant von 35,7 ± 0,5°C auf ihren niedrigsten Wert 33,9 ± 1,1°C ab. Im weiteren Verlauf stieg die Temperatur kontinuierlich bis auf den Höchstwert 36,7 ± 0,5°C nach Beendigung der EKZ an.
Der MAP sank nach Gabe der Kardioplegielösung signifikant von 85,29 ± 10,12mmHg auf 56,67 ± 13,64mmHg, intraoperativ kam es zu weiteren signifikanten Veränderungen. Nach Beendigung der EKZ stieg der Wert auf 77,84 ± 12,99mmHg an.
Der Hb-Wert sank nach Gabe der Kardioplegielösung signifikant von 13,0 ± 1,4g/dl auf 10,1 ± 1,8g/dl ab, im weiteren Verlauf gab es keine signifikanten Veränderungen.
Der Ausgangswert der PaCO2 betrug 39,7 ± 2,9mmHg und sank erst 30 Minuten nach Anschluss an die EKZ signifikant ab. Nach Beendigung der EKZ stieg der PaCO2 erneut signifikant auf 38,2 ± 3,6mmHg.
Der CI betrug zum Zeitpunkt der Sternotomie 2,00 ± 0,54 l/min/m2. Erst nach Beendigung der EKZ stieg der CI signifikant auf 3,31 ± 1,28 l/min/m2 an.
Der ZVD betrug zum ersten Messzeitpunkt 10,73 ± 3,12mmHg. Erst nach Beendigung der EKZ ergab sich ein signifikanter Anstieg des ZVD auf 11,91 ± 2,97mmHg.
Mit Ausnahme des ZVD korrelierten alle gemessenen Einflussgrößen mit der zerebralen Oxygenierung. Der PaCO2 und der CI korrelierten sowohl mit der rSO2 als auch mit der SjO2 (jeweils P<0,01). Der MAP korrelierte nur mit der globalen (P<0,01), jedoch nicht mit der regionalen Oxygenierung (P=0,71). Die Temperatur und der Hb-Wert korrelierten nur mit der regionalen Oxygenierung (jeweils P<0,01). Es gab keine Korrelation der SjO2 mit der Temperatur (P=0,99) und dem Hb-Wert (P=0,31).
Die zerebrale Oxygenierung während ACB mit Herz-Lungen-Maschine ist somit von mehreren intraoperativen Einflussfaktoren abhängig. Unter den vorliegenden Bedingungen führten die Temperatur und der Hb-Wert nur zu regionalen Veränderungen, die über eine Messung der globalen Oxygenierung nicht erfasst werden konnten. Der MAP konnte nur die globale zerebrale Oxygenierung verändern, während der PaCO2 und der CI sowohl die regionale als auch die globale zerebrale Oxygenierung beeinflussten.
Translation of the abstract (English)
Neurological and cognitive disorders belong to the most common complications after coronary artery bypass graft (CABG) surgery. While emboli and atrial fibrillation are recognized causes for post-operative neurocognitive impairment, there is increasing awareness of the importance of intra-operative cerebral perfusion and oxygenation.
The aim of this study was to identify possible intra-operative ...
Translation of the abstract (English)
Neurological and cognitive disorders belong to the most common complications after coronary artery bypass graft (CABG) surgery. While emboli and atrial fibrillation are recognized causes for post-operative neurocognitive impairment, there is increasing awareness of the importance of intra-operative cerebral perfusion and oxygenation.
The aim of this study was to identify possible intra-operative factors affecting regional and global cerebral oxygenation during CABG employing cardiopulmonary bypass (CPB). A total of 53 patients who underwent elective CABG employing cardiopulmonary bypass were included in the study. Indicators of cerebral oxygenation were regional cerebral oxygen saturation (rSO2) measured by near infrared spectroscopy (NIRS) which was used as a parameter of the regional oxygenation in the border zone between the anterior and middle cerebral artery; and jugular venous saturation (SjO2) reflecting global cerebral oxygenation. Body temperature, mean arterial pressure (MAP), haemoglobin blood levels (Hb), partial pressure of arterial CO2 (PaCO2), cardiac index (CI) as well as central venous pressure (CVP) were determined as possible factors affecting cerebral oxygenation. The indicators of cerebral oxygenation as well as the factors affecting cerebral oxygenation were measured at the same six intra-operative points of time. In detail the measurements were taken: before median sternotomy as baseline value, after infusion of the cardioplegic solution (time of lowest hypothermia), 30 minutes after initiation of the cardiopulmonary bypass (early rewarming), 60 minutes after initiation of the cardiopulmonary bypass (late rewarming), right after the end of the cardiopulmonary bypass as well as after closing the thorax. Correlations were assessed using generalized estimating equations (GEE).
rSO2 dropped significantly after infusion of the cardioplegic solution from 69,20 ± 7,86% to 62,26 ± 8,67% and increased significantly to 67,83 ± 7,26% after the end of the CPB.
SjO2 dropped significantly after infusion of the cardioplegic solution from 72,34 ± 8,64% to 65,31 ± 12,57%. After the end of the CPB SjO2 significantly increased to 70,51 ± 9,45%.
Temperature dropped significantly after infusion of the cardioplegic solution from 35,7 ± 0,5°C to its lowest value 33,9 ± 1,1°C. Over the course of time it increased steadily to the peak value of 36,7 ± 0,5°C reached after the end of the CPB.
MAP dropped significantly after infusion of the cardioplegic solution from 85,29 ± 10,12mmHg to 56,67 ± 13,64mmHg; there were additional significant changes during the operation. At the end of the CPB MAP increased to 77,84 ± 12,99mmHg.
Hb levels dropped significantly after infusion of the cardioplegic solution from 13,0 ± 1,4g/dl to 10,1 ± 1,8g/dl; no other changes were observed in the course of the operation.
The baseline value of PaCO2 was 39,7 ± 2,9mmHg; it dropped significantly only 30 minutes after the beginning of the CPB. Following the end of the CPB PaCO2 increased significantly to 38,2 ± 3,6mmHg.
CI measured 2,00 ± 0,54 l/min/m2 at the time of median sternotomy. Only after the end of CPB it increased significantly to 3,31 ± 1,28 l/min/m2.
The first measured value of CVP was 10,73 ± 3,12mmHg. Only after the end of CPB there was a significant increase of CVP to 11,91 ± 2,97mmHg.
All measured variables except CVP correlated with cerebral oxygenation. PaCO2 and CI correlated with both rSO2 and SjO2 (each P<0,01). MAP correlated with global oxygenation only (P<0,01) but not with regional oxygenation (P=0,71). Temperature and Hb levels correlated with the regional oxygenation only(each P<0,01). No correlations of SjO2 with body temperature (P=0,99) and Hb levels (P=0,31) were found.
Thus, cerebral oxygenation during CABG employing cardiopulmonary bypass depends on several intra-operative parameters. Under these circumstances body temperature and Hb levels seem to cause only regional changes in cerebral oxygenation which can not be detected by measuring the global oxygenation. MAP could only influence the global cerebral oxygenation while PaCO2 and CI affected both regional as well as global cerebral oxygenation.
Export bibliographical data
| Item type: | Thesis of the University of Regensburg (PhD) |
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| Date: | 26 May 2010 |
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| Referee: | Prof. Dr. Michael Bucher |
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| Date of exam: | 17 May 2010 |
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| Institutions: | Medicine > Lehrstuhl für Anästhesiologie |
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| Keywords: | rSO2, SjO2, Temperatur, MAP, Hb, PaCO2, CI, ZVD, EKZ, ACB, zerebrale Oxygenierung, extrakorporale Zirkulation, temperature, CVP, CPB, CABG, cerebral oxygenation, cardiopulmonary bypass |
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| Dewey Decimal Classification: | 600 Technology > 610 Medical sciences Medicine |
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| Status: | Published |
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| Refereed: | Yes, this version has been refereed |
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| Created at the University of Regensburg: | Yes |
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| Item ID: | 14993 |
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