Επεμβατική και υπερηχοτομογραφική μελέτη της ενδοκράνιας πίεσης σε πειραματικό ζωικό μοντέλο ενδοκράνιας υπέρτασης

Abstract

Introduction: Increased intracranial pressure (ICP) is an important and potentially fatal complication of traumatic brain injury and occurs in the context of the development of secondary traumatic brain lesions. Early and targeted treatment of intracranial hypertension can contribute to a better patient prognosis. In this direction, both invasive and non-invasive intracranial pressure monitoring methods play an important role in identifying ICP and monitoring its changes. Although placement of an intracranial pressure catheter remains the gold standard, in recent years, among other methods, ultrasound methods they are constantly gaining ground to the field of neuromonitoring.Purpose: In the present study, we attempted to induce increased intracranial pressure in experimental animals through traumatic brain injury (epidural hematoma). We correlated the values of the invasive measurement of intracranial hypertension via the intraparenchymal catheter in relation to the findings of the following sonographic methods: transcranial color-coded-Doppler (TCCD), optic nerve sheath diameter, ONSD) and Pupil Constriction Velocity (PCV) after a pupillary light reflex (PLR). In this way, we tried to conclude to statistically significant data that will strengthen the usefulness of non-invasive ICP monitoring methods in clinical practice, in relation to the already proven use of invasive methods.Materials and Methods: A total of 20 adults rabbits were included in the final analyses. Initially the procedure included anesthetizing and intubating the animal, as well as recording of initial vital signs, pupil diameter and pupillary light reflex. This was followed by bilateral burr holes and placement of an intraparenchymal catheter to measure ICP and placement of an epidural catheter to induce epidural hematoma. Subsequently, autologous blood was gradually injected into the epidural catheter and intracranial pressure values were recorded through the intraparenchymal catheter. The main part of the procedure included the ultrasonographic studies of intracranial pressure through TCCD in the middle cerebral artery, PI pulsatility index, optic nerve sheath diameter and pupillary constriction velocity.Results: During the initial phase of intracranial hypertension, as recorded through clinical signs, there was a simultaneous increase in ICP measurements, as well as a significant increase in PI and ONSD. A significant decrease was also noted in the pupillary constriction velocity after the PRL test. It is worth noting that the continuous increase in ICP was combined with a constant increase in PI until the point that a brain herniation was established (by that time PI values could no longer be recorded).Discussion: Upon completion of the specific research protocol, we were able to conclude to a statistically significant correlation between the non-invasive and invasive methods of measuring intracranial pressure in an experimental animal model of traumatic brain injury. PI induced by TCD, ONSD and PCV after PRL test appeared to be significantly related to invasive ICP monitoring. This scientific observation can be established as a rationale of ultrasound protocol in intensive care units in patients with intracranial hypertension in daily practice. Undoubtedly, non-invasive neuromonitoring is a promising field of research that can contribute to the best possible management of an intubated patient. Clearly, further research is mandatory to fully elucidate its role and ultimately establish ultrasound in the field of neuromonitoring.

Εισαγωγή: Η αυξημένη ενδοκράνια πίεση αποτελεί μια σημαντική και δυνητικά θανατηφόρα επιπλοκή στην τραυματική βλάβη εγκεφάλου και εμφανίζεται στα πλαίσια ανάπτυξης των δευτερογενών βλαβών. Η πρώιμη και στοχευμένη θεραπεία της ενδοκράνιας υπέρτασης μπορεί να συνεισφέρει στην καλύτερη πρόγνωση του ασθενούς. Στην κατεύθυνση αυτή, τόσο οι επεμβατικές όσο και οι μη επεμβατικές μέθοδοι παρακολούθησης της ενδοκράνιας πίεσης διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην αναγνώριση και την παρακολούθηση των μεταβολών της. Εάν και η τοποθέτηση καθετήρα ενδοκράνιας πίεσης παραμένει η μέθοδος εκλογής, τα τελευταία χρόνια έχουν αναπτυχθεί, μεταξύ άλλων μεθόδων, σημαντικές υπερηχοτομογραφικές παράμετροι νευροπαρακολούθησης. Σκοπός: Στην παρούσα μελέτη, προσπαθήσαμε να προκαλέσουμε αυξημένη ενδοκράνια πίεση σε πειραματόζωα μέσω τραυματικής βλάβης εγκεφάλου (επισκληρίδιο αιμάτωμα). Συσχετίσαμε τις τιμές της επεμβατικής μέτρησης της ενδοκράνιας υπέρτασης (ενδοπαρεγχυματικός καθετήρας) σε συνάρτηση με τα ευρήματα των εξής υπερηχοτομογραφικών μεθόδων: διακρανιακό υπερηχοτομογράφημα τύπου Doppler (Transcranial color-coded-Doppler - TCCD), διάμετρος της θήκης του οπτικού νεύρου (Optic Nerve Sheath Diameter, ONSD) και ταχύτητα συστολής της κόρης (Pupil Constriction Velocity – PCV) μετά από το φωτοκινητικό αντανακλαστικό (Pupillary Light Reflex-PLR). Με τον τρόπο αυτό επιδιώξαμε να καταλήξουμε σε στατιστικά σημαντικά δεδομένα τα οποία θα ισχυροποιήσουν τη χρησιμότητα των μη επεμβατικών μεθόδων μέτρησης της ενδοκράνιας πίεσης στην κλινική πράξη σε σχέση με την ήδη αποδεδειγμένη χρήση των επεμβατικών μεθόδων. Υλικό και μέθοδος: Συνολικά στις τελικές αναλύσεις συμπεριελήφθησαν 20 ενήλικα κουνέλια. Αρχικά η διαδικασία περιλάμβανε την εισαγωγή στην αναισθησία και τη διασωλήνωση του ζώου, καθώς και την καταγραφή των αρχικών ζωτικών σημείων, της διαμέτρου της κόρης του οφθαλμού και του φωτοκινητικού αντανακλαστικού. Στη συνέχεια ακολούθησε η διενέργεια αμφοτερόπλευρων κρανιοανατρήσεων και η τοποθέτηση ενδοπαρεγχυματικού καθετήρα για τη μέτρηση της ICP και η τοποθέτηση επισκληρίδιου καθετήρα για την πρόκληση του επισκληρίδιου αιματώματος. Ακολούθως, διενεργήθηκε σταδιακή έγχυση αυτόλογου αίματος στον επισκληρίδιο καθετήρα και καταγραφή των τιμών της ενδοκράνιας πίεσης μέσω του καθετήρα. Το βασικό τμήμα της διαδικασίας περιλάμβανε τις υπερηχοτομογραφικές μελέτες καταγραφής της ενδοκράνιας πίεσης μέσω του TCCD στη μέση εγκεφαλική αρτηρία, του δείκτη παλμικότητας PI, της διαμέτρου του ελύτρου του οπτικού νεύρου και της ταχύτητας συστολής της κόρης. Αποτελέσματα: Κατά τη φάση εμφάνισης της ενδοκράνιας υπέρτασης, όπως αυτή καταγράφηκε μέσω των κλινικών σημείων, παρατηρήθηκε ταυτόχρονη αύξηση των μετρήσεων από τον ενδοπαρεγχυματικό καθετήρα, καθώς επίσης και σημαντική αύξηση του PI και του ONSD μέσω του U/S. Σημαντική μείωση επίσης σημειώθηκε στην ταχύτητα συστολής της κόρης του οφθαλμού μετά από το PRL test. Αξίζει να σημειωθεί ότι η συνεχής αύξηση της ICP συνδυάστηκε με μία σταθερή αύξηση του PI έως τη στιγμή του εγκατεστημένου πλέον εκσεσημασμένου εγκεφαλικού εγκολεασμού οπότε και δεν μπορούσαν πλέον να καταγραφούν τιμές PI. Συμπεράσματα: Με την ολοκλήρωση του συγκεκριμένου ερευνητικού πρωτοκόλλου καταφέραμε να καταλήξουμε σε στατιστικά σημαντική συσχέτιση ανάμεσα στις μη επεμβατικές και τις επεμβατικές μεθόδους μέτρησης της ενδοκράνιας πίεσης σε ένα πειραματικό ζωικό μοντέλο τραυματικής βλάβης εγκεφάλου. Το PI μέσω του TCD, το ONSD και το PCV μέσω του PRL test φάνηκαν να σχετίζονται σημαντικά με την μετρούμενη ICP μέσω του ενδοπαρεγχυματικού καθετήρα. Αυτή η επιστημονική παρατήρηση μπορεί να καθιερωθεί ως λογική υπερηχοτομογραφικού πρωτοκόλλου σε μονάδες εντατικής θεραπείας σε ασθενείς με ενδοκράνια υπέρταση στην καθημερινή πρακτική. Αδιαμφισβήτητα, η μη επεμβατική νευροπαραμέτρηση αποτελεί ένα ευρύ πεδίο έρευνας πολλά υποσχόμενο που μπορεί να συντελέσει στην καλύτερη δυνατή αντιμετώπιση ενός διασωληνωμένου ασθενή. Σαφέστατα, περαιτέρω έρευνα είναι επιβεβλημένη ώστε πλήρως να διευκρινίσουμε το ρόλο και εν τέλει να καθιερώσουμε το υπερηχοτομογράφημα στον τομέα της νευροπαραμέτρησης.