Aportaciones de la monitorización intraoperatoria de la presión tisular de oxígeno en neurocirugía vascular

Abstract

La present Tesi Doctoral està composta per quatre articles dirigits a aprofundir en el coneixement de les malalties cerebrovasculars a partir de la monitorització intraoperatòria de la pressió tissular d'oxigen (PtiO2) mitjançant sondes polarogràfiques del tipus Clark. Els estudis que la componen són: • [Detection of episodes of ischemic tissue hypoxia by means of the combined intraoperative neurophysiologic monitoring with the tissue oxygenation monitoring in aneurysm surgery]. Arikan F, Vilalta J, Minoves T, Moncho D, Vilalta A, Noguer M, Ibarra B, Sahuquillo J. Neurosurgery (Astur). 2008 Apr; 19 (2): 113-20. Spanish. ISSN: 1130-1473PMID: 18500409. • Intraoperative monitoring of brain tissue oxygenation during arteriovenous malformation resection. Arikan F, Vilalta J, Noguer M, Olive M, Vidal-Jorge M, J. J Neurosurg Sahuquillo Anesthesiol. 2014 Oct; 26 (4): 328-41. DOI: 10.1097 / ANA. 0000000000000033. PMID: 24492516 • [Intraoperative monitoring of oxygen tissue pressure: Applications in vascular neurosurgery]. Arikan F, Vilalta J, Torne R, Chocron I, Rodriguez-Tesouro A, Sahuquillo J. Neurosurgery (Astur). 2014 Nov-Dec; 25 (6): 275-85. DOI: 10.1016 / j.neucir.2014.03.003. Epub 2014 June 14. Spanish. PMID: 24934513 • Rapid resolution of brain ischemic hypoxia after cerebral revascularization in moyamoya disease. Arikan F, Vilalta J, Torne R, Noguer M, Lorenzo-Bosquet C, Sahuquillo J. Neurosurgery. In press. Accepted on October 27, 2014. DOI: 10.1227 / NEU.0000000000000609 PMID: 25584958. Aquests estudis proporcionen la següent informació clínicament rellevant: 1. La monitorització de la PtiO2 permet detectar d'una forma ràpida i fiable les situacions d'hipòxia cerebral isquèmica intraoperatòria, permetent establir estratègies terapèutiques per a la resolució de la mateixa. La monitorització intraoperatòria contínua de la PtiO2 és una eina útil per reduir les complicacions isquèmiques. 2. La relació PtiO2/PaO2 és un índex superior als valors absoluts de PtiO2 perquè permeten el diagnòstic de la hipòxia tissular quan els valors de PtiO2 són artificialment alts a causa de l'augment de la PaO2 (per exemple, en pacients amb ventilació mecànica). El llindar de referència indicatiu d'hipòxia tissular per a la relació PtiO2/PaO2 és de 0,10 i el llindar indicatiu de hiperòxia tissular de 0,35. 3. La relació PtiO2/PaO2 obtinguda en subjectes sans ens demostra que l'oxigen en el cervell està fortament regulat i que la relació entre la PaO2 i la PtiO2 en el cervell normal acaba aconseguint un altiplà. 4. Confirmem les troballes d'altres autors en què molts pacients amb una malformació arteriovenosa (MAV) presenten una hipòxia cerebral clínicament ben tolerada en el cervell del voltant del nidus malformatiu. Els nostres estudis també demostren que les MAVs poden provocar canvis en l'oxigenació i el metabolisme en zones cerebrals allunyades de l'hemisferi ipsilateral. 5. Gran part dels pacients amb una MAV presenten un patró hipòxic voltant del nidus malformatiu i / o del cervell distant. Aquests patrons hipòxics reverteixen després de la resecció de la MAV. 6. El monitoratge intraoperatòria de la PtiO2 és un mètode fiable i segur per avaluar l'estat de l'oxigenació i permeabilitat del bypass en pacients sotmesos a cirurgia de revascularització cerebral. La hipòxia tissular és gairebé constant en pacients tributaris de cirurgia de revascularització amb malaltia de Moyamoya i reducció de la reserva de perfusió cerebral. 7. La revascularització directa mitjançant la realització d'un bypass entre l'artèria temporal superficial i l'artèria cerebral mitjana produeix un augment ràpid i sostingut de la PtiO2 que reverteixen a valors de normòxia.

La presente Tesis Doctoral está compuesta por cuatro artículos dirigidos a profundizar en el conocimiento de las enfermedades cerebrovasculares a partir de la monitorización intraoperatoria de la presión tisular de oxígeno (PtiO2) mediante sondas polarográficas del tipo Clark. Los estudios que la componen son: • [Detection of episodes of ischemic tissue hypoxia by means of the combined intraoperative neurophysiologic monitoring with the tissue oxygenation monitoring in aneurysm surgery]. Arikan F, Vilalta J, Minoves T, Moncho D, Vilalta A, Noguer M, Ibarra B, Sahuquillo J. Neurosurgery (Astur). 2008 Apr; 19 (2): 113-20. Spanish. ISSN: 1130-1473PMID: 18500409. • Intraoperative monitoring of brain tissue oxygenation during arteriovenous malformation resection. Arikan F, Vilalta J, Noguer M, Olive M, Vidal-Jorge M, J. J Neurosurg Sahuquillo Anesthesiol. 2014 Oct; 26 (4): 328-41. DOI: 10.1097 / ANA. 0000000000000033. PMID: 24492516 • [Intraoperative monitoring of oxygen tissue pressure: Applications in vascular neurosurgery]. Arikan F, Vilalta J, Torne R, Chocron I, Rodriguez-Tesouro A, Sahuquillo J. Neurosurgery (Astur). 2014 Nov-Dec; 25 (6): 275-85. DOI: 10.1016 / j.neucir.2014.03.003. Epub 2014 June 14. Spanish. PMID: 24934513 • Rapid resolution of brain ischemic hypoxia after cerebral revascularization in moyamoya disease. Arikan F, Vilalta J, Torne R, Noguer M, Lorenzo-Bosquet C, Sahuquillo J. Neurosurgery. In press. Accepted on October 27, 2014. DOI: 10.1227 / NEU.0000000000000609 PMID: 25584958. Estos estudios proporcionan la siguiente información clínicamente relevante: 1. La monitorización de la PtiO2 permite detectar de una forma rápida y fiable las situaciones de hipoxia cerebral isquémica intraoperatoria, permitiendo establecer estrategias terapéuticas para la resolución de la misma. La monitorización intraoperatoria continua de la PtiO2 es una herramienta útil para reducir las complicaciones isquémicas. 2. La relación PtiO2/PaO2 es un índice superior a los valores absolutos de PtiO2 porque permiten el diagnóstico de la hipoxia tisular cuando los valores de PtiO2 son artificialmente altos debido al aumento de la PaO2 (por ejemplo, en pacientes con ventilación mecánica). El umbral de referencia indicativo de hipoxia tisular para la relación PtiO2/PaO2 es de 0,10 y el umbral indicativo de hiperoxia tisular de 0,35. 3. La relación PtiO2/PaO2 obtenida en sujetos sanos nos demuestra que el oxígeno en el cerebro está fuertemente regulado y que la relación entre la PaO2 y la PtiO2 en el cerebro normal acaba alcanzando una meseta. 4. Confirmamos los hallazgos de otros autores en que muchos pacientes con una malformación arteriovenosa (MAV) presentan una hipoxia cerebral clínicamente bien tolerada en el cerebro de alrededor del nidus malformativo. Nuestros estudios también demuestran que las MAVs pueden provocar cambios en la oxigenación y el metabolismo en zonas cerebrales alejadas del hemisferio ipsilateral. 5. Gran parte de los pacientes con una MAV presentan un patrón hipóxico alrededor del nidus malformativo y/o del cerebro distante. Estos patrones hipóxicos revierten tras la resección de la MAV. 6. La monitorización intraoperatoria de la PtiO2 es un método fiable y seguro para evaluar el estado de la oxigenación y permeabilidad del bypass en pacientes sometidos a cirugía de revascularización cerebral. La hipoxia tisular es casi constante en pacientes tributarios de cirugía de revascularización con enfermedad de Moyamoya y reducción de la reserva de perfusión cerebral. 7. La revascularización directa mediante la realización de un bypass entre la arteria temporal superficial y la arteria cerebral media produce un aumento rápido y sostenido de la PtiO2 que revierten a valores de normoxia.

This doctoral thesis consists of four articles that provide new and relevant information about cerebrovascular diseases obtained from intraoperative monitoring of tissue oxygen pressure (PtiO2) using Clark-type polarographic probes. The studies that comprise this thesis are listed below. • [Detection of episodes of ischemic tissue hypoxia by means of the combined intraoperative neurophysiologic monitoring with the tissue oxygenation monitoring in aneurysm surgery]. Arikan F, Vilalta J, Minoves T, Moncho D, Vilalta A, Noguer M, Ibarra B, Sahuquillo J. Neurosurgery (Astur). 2008 Apr; 19 (2): 113-20. Spanish. ISSN: 1130-1473PMID: 18500409. • Intraoperative monitoring of brain tissue oxygenation during arteriovenous malformation resection. Arikan F, Vilalta J, Noguer M, Olive M, Vidal-Jorge M, J. J Neurosurg Sahuquillo Anesthesiol. 2014 Oct; 26 (4): 328-41. DOI: 10.1097 / ANA. 0000000000000033. PMID: 24492516 • [Intraoperative monitoring of oxygen tissue pressure: Applications in vascular neurosurgery]. Arikan F, Vilalta J, Torne R, Chocron I, Rodriguez-Tesouro A, Sahuquillo J. Neurosurgery (Astur). 2014 Nov-Dec; 25 (6): 275-85. DOI: 10.1016 / j.neucir.2014.03.003. Epub 2014 June 14. Spanish. PMID: 24934513 • Rapid resolution of brain ischemic hypoxia after cerebral revascularization in moyamoya disease. Arikan F, Vilalta J, Torne R, Noguer M, Lorenzo-Bosquet C, Sahuquillo J. Neurosurgery. In press. Accepted on October 27, 2014. DOI: 10.1227 / NEU.0000000000000609 PMID: 25584958. These studies provide the clinically relevant information outlined below. 1. Monitoring PtiO2 allows for immediate and reliable detection of ischemic cerebral hypoxia caused by surgical technique and may be used to develop strategies to manage this condition. 2. Continuous monitoring of PtiO2 can be used to quickly and reliably detect situations of intraoperative cerebral ischemic hypoxia and establish therapeutic strategies to resolve it. Continuous intraoperative monitoring of PtiO2 is a useful tool for reducing ischemic complications. 3. The PtiO2/PaO2 ratio is a better index than absolute PtiO2 because it detects hypoxia when absolute values are artifactually high due to increased PaO2 (e.g. patients under mechanical ventilation). The lower reference threshold indicative of tissue hypoxia for the PtiO2/PaO2 ratio is 0.10. The upper reference threshold indicative of tissue hyperoxia for PtiO2/PaO2 is 0.35. 4. PtiO2 / PaO2 ratios obtained in healthy subjects show that oxygen in the brain is heavily regulated and that the relationship between PaO2 and PtiO2 in the normal brain reaches a plateau. 5. The findings of other authors are confirmed by the finding that many patients with AVM present clinically well-tolerated hypoxia in the brain around the nidus. AVMs can cause changes in oxygenation and metabolism in remote areas of the ipsilateral cerebral hemisphere. 6. Many patients with AVM have a hypoxic pattern around the malformation nidus and/or the distant brain. These hypoxic patterns reverse after resection of the AVM. 7. Intraoperative monitoring of PtiO2 is a safe and reliable method to determine brain oxygenation status and patency of bypass in patients undergoing surgery for cerebral revascularization. Tissue hypoxia is almost constant in patients with moyamoya disease and those with a reduction of cerebral perfusion reserve. 8. Direct superficial temporal artery to middle cerebral artery bypass revascularization produces a rapid and sustained increase in PtiO2 and achieves values consistent with normoxia.