Peri-operatieve neurologische monitoring bij carotischirurgie

Sigi Nauwelaers

Inleiding CVA is de 3de grootste doodsoorzaak wereldwijd°

<15% van ischemisch CVA wordt veroorzaakt door carotislijden*

Populatiegebonden risico van 2-7% op CVA door carotisstenose°

*Wolff T, Guirguis-Blake J, Miller T et al. Screening for carotid artery stenosis: an update of the evidence forthe US Preventive Services Task Force. Ann Intern Med 2007;147(12):860°Roger VL, Go AS, Lloyd-Jones DM et al. Executive Summary: Heart disease and stroke statistics – 2012 update: a report from the American Heart Association. Circulation 2012;125(1)):188

Asymptomatisch carotislijden 3 grote trials (CEA versus medical therapy)

ACAS (Asymptomatic Carotid Atherosclerosis Study) ECST (European Carotid Surgery Trialists group) ACST (Asymptomatic Carotid Surgery Trial)

Conclusies Risico op CVA neemt toe met stenosegraad CEA voor >70% stenose bij pt <75 jaar halveert het risico op CVA (12% 6%)

Operatief risico op CVA <3%

Symptomatisch carotislijden 2 grote trials (CVA versus medical therapy)

NASCET (North American Symptomatic Carotid Endarterectomy SurgeryTrial)

ECST (European Carotid Surgery Trial)

Conclusies Bij hooggradige stenose (>70%) cumulatief risico op CVA van 26% in BMT

groep tov 9% in CEA groep over 2 jaar Bij matiggradige stenose (50-70%) cumultatief risico op CVA van 22% in

BMT groep tov 16% in CEA groep over 5 jaar Bij < 5O % stenose risico op CVA gelijk in BMT en CEA groep

Operatief risico op CVA en overlijden 6,5%

Symptomatisch carotislijden 2 grote trials (CVA versus medical therapy)

NASCET (North American Symptomatic Carotid Endarterectomy SurgeryTrial)

ECST (European Carotid Surgery Trial)

Conclusies Bij hooggradige stenose (>70%) cumulatief risico op CVA van 26% in BMT

groep tov 9% in CEA groep over 2 jaar Bij matiggradige stenose (50-70%) cumultatief risico op CVA van 22% in

BMT groep tov 16% in CEA groep over 5 jaar Bij < 5O % stenose risico op CVA gelijk in BMT en CEA groep

Operatief risico op CVA en overlijden 6,5%

Historisch

Thomas Willis (1621 – 1675)

Thompson JE. The Evolution of Surgery for the Treatment and Prevention of Stroke. The Willis Lecture. Stroke.1996; 27: 1427-1434

Circulus van Willis

Historisch Eerste succesvolle carotisreconstructie (1951)

Raul Carrea (1917-1978)

Thompson JE. The Evolution of Surgery for the Treatment and Prevention of Stroke. The Willis Lecture. Stroke.1996; 27: 1427-1434

Historisch Eerste succesvolle carotisendarteriëctomie (1953)

Michael DeBakey

Thompson JE. The Evolution of Surgery for the Treatment and Prevention of Stroke. The Willis Lecture. Stroke.1996; 27: 1427-1434

Historisch Cerebrale protectie met hypothermie (1954)

Eastcott H.H.G.

Thompson JE. The Evolution of Surgery for the Treatment and Prevention of Stroke. The Willis Lecture. Stroke.1996; 27: 1427-1434

Historisch Cerebrale protectie met externe shunt (1956)

Denton Cooley

Thompson JE. The Evolution of Surgery for the Treatment and Prevention of Stroke. The Willis Lecture. Stroke.1996; 27: 1427-1434

To shunt or not to shunt Altijd shunten probleem opgelost?

- Herstelt de cerebrale bloeddoorstroming tijdens klemmen- Geen tijdsdruk

To shunt or not to shunt Altijd shunten probleem opgelost?

- Herstelt de cerebrale bloeddoorstroming tijdens klemmen- Geen tijdsdruk

To shunt or not to shuntCave! 0,5% - 3% risico op iatrogene problemen

- Shunt kinking of occlusie tgv slechte plaatsing- Intra-operatieve thrombose- Risico op plaque of lucht embolisatie- Intima beschadiging en dissectie (smalle ACI)- hoger risico op stenose postoperatief- Technisch moeilijker (zeker bij eversietechniek)

• Sundt TM, Ebersold MJ, Sharbrough FW et al. The risk-benefit ratio of intraoperative shunting during carotid endarterectomy. Relevancy to operativeand postoperative results and complications. Ann Surg 1986; 203(2): 196-204

• Ahn SS, Concepcion B. Intraoperative monitoring during carotidendarterectomy. Semin Vasc Surg 1995; 8(1):29-37

Selectieve shunting Hoog risico patiënten Recent ipsilateraal CVA Contralaterale carotis occlusie

Op basis van neuromonitoring 10% moet geshunt worden*

*Hafner CD, Evans WE. Carotid endarterectomy with local anaesthesia: Results and advantages. J Vasc Surg 1988;7:232-239.

Monitoring technieken Cerebrale hemodynamiek

Stompdruk meting in de ACI Transcraniële doppler

Cerebrale functionele status Electroencephalografie (EEG) SSEP

Cerebraal zuurstofmetabolisme Near infrared spectroscopy

Wakkere patiënt

Stompdruk meting

Stompdruk meting

Stompdruk metingWanneer shunten?

stompdrukMoore en Hall (1969) <25 mmHg

Hays (1972) <50 mmHg

Whitely en Cherry (1996) <50 mmHg

CEA under LRA CEA under GA

SP > 50mmHg 0.9% (3/335) 0.0%

SP > 40mmHg 1% (4/402) 0.0%

SP < 50mmHg 22% (31/139) 29% (139/474)

SP < 40 mmHg 42% (30/72) 15% (72/474)

Calligaro KD , Dougherty MJ. Correlation of carotid artery stump pressure and neurologic changes during 474 carotid endarterectomies performed in awake patients. J. Vasc. Surg 2005; 42 (4): 684-9

Stompdruk metingWanneer shunten?

Stroke rate

Totaal (n = 474) 1,3% (6/474)Geen shunt 0,9% (4/440)shunt 5,9% (2/34)> 50 mmHg 1,2% (4/332)> 40 mmHg 1,0% (4/398)

Calligaro KD , Dougherty MJ. Correlation of carotid artery stump pressure and neurologic changes during 474 carotid endarterectomies performed in awake patients. J. Vasc. Surg 2005; 42 (4): 684-9

Stompdruk metingWanneer shunten?

Ref False Neg rate (%)

Evans (1985) 3.2% (> 50mmHg)

Haffner (1988) 0.0% (> 50mmHg)

McCarthy (1996) 1.1% (> 35mmHg)

Calligaro (2005) 0.9% (> 50mmHg)

Stompdruk metingWanneer shunten?

Calligaro KD , Dougherty MJ. Correlation of carotid artery stump pressure and neurologic changes during 474 carotid endarterectomies performed in awake patients. J. Vasc. Surg 2005; 42 (4): 684-9

StompdrukmetingWanneer shunten

Astarci P, Guerit JM, Robert A et al. Stump pressure and somatosensory evoked potentials forpredicting the use of shunt during carotid surgery. Ann Vasc Surg. 2007;21:312-317

Stompdruk meting Voordeel: Goedkoop en eenvoudig

Nadeel Moment opname Geen continue monitoring

Transcraniële doppler• Directe niet invasieve

meting van de flowsnelheid in de ACM

• Detecteert ook peri-operatieve embolisatie

Transcraniële doppler Principe: Dopplerapparaat (1 à 2 MHz) thv temporaal venster Dopplersignaal wordt tot op diepte van 4 à 5 cm

uitgezonden Meet de snelheid van het bloed in de a. cerebri media Meet de aanwezigheid van embolen

Niet mogelijk in 10-20% omwille van ontbrekend temporaal venster.*

*King A, Markus HS. Doppler embolic signals in cerebrovascular disease and prediction of stroke risk: a systematic review and meta-analysis. Stroke. 2009;40(12):3711-3717.

Transcraniële doppler

McCarthy RJ, McCabe AE, Walker R et al. The value of transcranial Doppler in predicting cerebral ischaemiaduring carotid endartectomy. Eur J Vasc Endovasc Surg. 2001; 21:408-412.

Lage sensitiviteit en specificiteit

Transcraniële doppler

McCarthy RJ, McCabe AE, Walker R et al. The value of transcranial Doppler in predicting cerebral ischaemiaduring carotid endartectomy. Eur J Vasc Endovasc Surg. 2001; 21:408-412.

Transcraniële doppler Peri-operatieve embolisatie Uiteenlopende registraties: 45% (Jansen 1993) – 68% (Fiori

1997)

Belangrijk risico op CVA door embolisatie tijdens dissectie (30,6%) en sluiten van de wonde (26,6%)*

Laag risico op CVA door embolisatie tijdens shunting en ontklemmen (1%)

laag predictieve waarde!

* Aackerstaf RG, Moons KG, Van De Vlasakker CJ et al. Association of intraoperative transcranial doppler monitoring variables with stroke from carotidendarterectomy. Stroke. 2000;31:1817-1823.

Cerebrale functionele status EEG en SSEP

weerspiegelen de electrische activiteit van de hersenen

Neurofysiologie

Neurofysiologie

Penlucida

Neurofysiologie

Penumbra

Neurofysiologie

SSEP veranderingen

EEG veranderingen

Neurofysiologie

Neurofysiologie

Hersen ischemie

EEG Principe 8 tot 16 kanalen via electrodes op de scalp Meet de corticale activiteit Analoog of digitaal Verlies snelle activiteit grijze stof (neuronen) Vertraging van het tracé witte stof (axonen)

EEG EEG

Neurowave

EEG

EEG en CBF veranderingen 18-23 ml/100g/min: functioneel verlies, maar geen

structureel verlies

18 ml/100g/min: verlies van snelle frequenties op het EEG

15 ml/100g/min: toename van trage frequenties op het EEG en verlies van hersenactiviteit

12 ml/100g/min: isoelectrische activiteit op het EEG met permanente schade zo onveranderd

<6 ml/100g/min: necrose zenuwcellen

EEG

Sensitiviteit SpecificiteitEvans (1985)* 69% 89%Stoughton (1998)° 73% 92%Lam (1991)§ 50% 92%

* Evans WE, Hayes JP, Waltke EA. Optimal cerebral monitoring during carotid endarterectomy: neurologic response ubder local anesthesia. J Vasc Surg. 1985;2:775-777° Stoughton J, Nath RL, Abbot WM. Comparison of simultaneous electroencephalographic and mental status monitoring during carotid endarterectomy with regional anesthesia. J Vasc Surg. 1998;28:1014-1023§Lam AM, Manninen PH, Ferguson GG et al. Monitoring electrophysiologic function during carotidendarterectomy: a comparison of somatosensory evoked potentials and conventionalelectroencephalograms. Anesthesiology. 1991;75:15-21

EEG EEG interpretatie peroperatief dient door

neurofysiologen te gebeuren

Vertraging kan tot 150 seconden duren vooraleer ischemie wordt gedetecteerd

70% EEG veranderingen wijzend op ischemie binnen 20 sec, 80% binnen 2 minuten

EEG tracé wordt beïnvloed door diathermie, anesthesie, hypotensie, voorgaand CVA en PaCO2

Geen informatie over subcorticale structuren

EEG

Vermindering van de amplitudo en vertraging van de frequencies

EEG

Vermindering van de amplitudo en vertraging van de frequencies

SSEP Principe Gevoelsprikkel (electrische stimulus) op de contralaterale

n. medianus Hersenen registreren deze prikkels Meting gebeurt via electroden op de plexus brachialis, C2

en de scalp (parietaal) Daling van 50% in het N20-P25 complex duidt op

ischemie

20

20

25

SSEP en CBF veranderingen 18-23 ml/100g/min: functioneel verlies, maar geen

structureel verlies

18 ml/100g/min: daling in de amplitudo van SSEP

15 ml/100g/min: verlies van SSEP en dus ook verlies van hersenactiviteit

12 ml/100g/min: permanente schade zo onveranderd

<6 ml/100g/min: necrose zenuwcellen

SSEPSensitiviteit specificiteit

Horsh en De Vleeschauwer (1990)* 60% 100%Lam (1991)° 1OO% 94%Sbarigia (2001)§ 89% 100%

*Horsh D, De Vleeschauwer P. Intraoperative assessment of cerebral ischemia during carotid surgery. J Cardiovasc Surg. 1990;31:599-602°Lam AM, Manninen PH, Ferguson GG et al. Monitoring electrophysiologic function during carotidendarterectomy: a comparison of somatosensory evoked potentials and conventionalelectroencephalograms. Anesthesiology. 1991;75:15-21§Sbarigia E, Schioppa A, Misuraca M et al. Somatosensory evoked potentials versus locoregionalanesthesia in the monitoring of cerebral function during carotid artery surgery: preliminary results of a prospective study. Eur J. Vasc Endovasc Surg 2001;21:413-6.

SSEP SSEP interpretatie peroperatief dient door

neurofysiologen te gebeuren

Beperkter corticaal gebied in vergelijking met EEG, maar subcorticale regio’s van de hersenen kunnen gemonitord worden

Near infrared spectroscopy

Niet invasieve techniek waarmee continue de cerebrale zuurstofsaturatie van het bloed in de frontale cortex gemeten wordt.

Near infrared spectroscopy Principe Niet invasieve methode om de cerebrale zuurstofsaturatie

te meten in de frontale cortex. Sensoren frontaal op het voorhoofd Transmissie en absorptie van Infrarood stralen (700-850

nm) door hemoglobine.

Near infrared spectroscopy Samra (2000)* rSO2 daling van >20% Sensitiviteit 80% Specificiteit 82,2% PPV 33,3% (vals positieven 66,7%) NPV 97,4% (vals negatieven 2,6%)

hoog negatieve predicatieve waarde, maar laag positieve predictieve waarde

*Samra SK, Dy EA, Welch K et al. Evaluation of a cerebral oximeter as a monitor of cerebral ischemiaduring carotid endarterectomy. Anesthesiology. 2000;93:964 – 970.

Near infrared spectroscopy Mille (2004)* rSO2 daling <20%: shunt plaatsing niet nodig

rSO2 daling > 20%: shunt plaatsing niet altijd nodig (autoregulatie) Negatief predictieve waarde 98% Positief predictieve waarde 37%

hoog negatieve predicatieve waarde, maar laag positieve predictieve waarde

*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(6):646-650.

Near infrared spectroscopy Rigamonti (2005) rSO2 daling > 15%: Sensitiviteit 44% Specificiteit 82% NPV 94%

lage sensitiviteit en specificiteit

* Rigamonti A, Scandroglio M, Minicucci F et al. A clinicla evaluation of near-infrared cerebral oximetry in the awake patient to monitor cerebral perfusion during carotid endarterectomy. J Clin Anesth. 2005;17:426-430

Vergelijking tussen de neurologische monitoringstechnieken

Moritz S, Kasprzak P, Arlt M et al. Accuracy of cerebral monitoring in detecting cerebral ischemiaduring carotid endarterectomy. Anesthesiology 2007; 107:563-9.

Vergelijking tussen de neurologische monitoringstechnieken

Moritz S, Kasprzak P, Arlt M et al. Accuracy of cerebral monitoring in detecting cerebral ischemiaduring carotid endarterectomy. Anesthesiology 2007; 107:563-9.

Vergelijking tussen de neurologische monitoringstechnieken

Moritz S, Kasprzak P, Arlt M et al. Accuracy of cerebral monitoring in detecting cerebral ischemiaduring carotid endarterectomy. Anesthesiology 2007; 107:563-9.

Regionale anesthesieDe wakkere patiënt

GOUDEN STANDAARD

No monitoring modality is as effective as watching anawake patient

Regionale anesthesie Principe: Oppervlakkig en/of diep cervicaal plexus block Lokale infiltratie (huid/adventitia) IV Pijn medicatie (sedatie) Herhaaldelijke neurologische evaluatie (knijpen, spraak,

motoriek )

Contra-indicaties: Cognitieve beperking Angst/claustrofobie Orthopnea Positionele problemen Taal barrière

Regionale anesthesie

Regionale anesthesie

Oppervlakkig cervicaal plexus block

1) 5cc op het niveau van het cricoid achter de posterieure rand van de m. sternocleidmastoideus

Regionale anesthesie

Oppervlakkig cervicaal plexus block

2) 5cc craniaal langsheen de posterieure rand van de m. sternocleidomastoideus

Regionale anesthesie

Diep cervicaal plexus block

5cc lokale anesthesie op elke niveau (C2-C3-C4)

Regionale anesthesie Voordeel: Directe neurologische

observatie Minder shunt plaatsing

Complicaties door LA (4,4%) Hematomen Intravasculaire injecties a.

vertebralis! N. phrenicus block

General anaesthesia versus local anaesthesia for carotid surgery (GALA Trial)

GALA Trial Collaborative Group. General anaesthesia versus local anaesthesia for carotid surgery (GALA): a multicentre, randomised controlled trial. Lancet 2008;372:2132-42

G.A. L.R.AShunt use 43% 14%Stroke 4% 3.7%→ Events prevented per 1000 pts with LRA: 3Myocardial Infarction 0.2% 0.5%→ Events prevented per 1000 pts with LRA: - 3Death 1.5% 1.1%→ Events prevented per 1000 pts with LRA: 4Stroke/MI/Death 4.8% 4.5%→ Events prevented per 1000 pts with LRA: 3

G.A. L.R.A.30d stroke 3.7% 3.4%30d death 1.5% 0.97%30d stroke/death 4.4% 3.8%30d MI 0.4% 0.6%Hemorrhage 8.1% 7.7%Cranial Nerve Injury 9.6% 11.2%Shunt Requirement 41.1% 15.5%

Cochrane review 2009: GA ↔LRA

Conclusies Selectieve shunting op geleide van neuromonitoring

Multimodale neuromonitoring is aangewezen voor verbetering van de neurologische outcome bij CEA onder alg. anesthesie

Wakkere patiënt is gouden standaard