Neuromonitoring bei Akutem Leberversagen

Abstract

Zur Untersuchung der komplexen intracerebralen und systemischen Prozesse bei Akutem Leberversagen beschäftigt sich diese Arbeit mit der Erfassung cerebraler Veränderungen. Hierzu wurden Methoden des parenchymatösen Neuromonitoring bei einem Hepatektomie-Modell am Schwein angewandt. Siebzehn weibliche Schweine der Deutschen Landrasse mit einem mittleren Gewicht von 34,9 ± 3,6 kg wurden in die Untersuchung intracerebraler Prozesse eingeschlossen. Durch totale Hepatektomie unter Verwendung einer End-zu-Seit portocavalen Anastomose wurde das Akute Leberversagen induziert. Die anhepatischen Tiere wurden in Vollnarkose und unter standardisierten intensivmedizinischen Maßnahmen bis zum Eintritt des Todes überwacht und therapiert. Eine Licox® Clark-type-Elektrode zur Erfassung der parenchymatösen Sauerstoffversorgung und eine fiberoptische Camino® Drucksonde wurden in das frontoparietale Mark eingebracht. Die Kontrolle der Sondenposition wurde durch Röntgenkontrolle und Autopsie durchgeführt. Der intrakranielle Druck ICP, der Sauerstoffpartialdruck im Parenchym ptiO2 und der mittlere arterielle Blutdruck MABP wurde laufend aufgezeichnet. Zusätzlich erfolgte eine regelmäßige Untersuchung der Ammoniak (NH3) –Serumkonzentration. Fünf Gehirne wurden nach Abschluss der Untersuchungen entnommen und für histologische Untersuchungen formalinfixiert und eingebettet.

Die mittlere Überlebenszeit nach Hepatektomie betrug 46,7 ± 24,1 Stunden. Die präoperativen Ausgangswerte der Tiere betrugen: ICP 16,6 ± 2,2 mmHg, ptiO2 5,9 ± 5,2 mmHg, CPP 53,9 ± 8,1 mmHg und NH3 88,5 ± 24,2 µM. Die hohen Ausgangswerte des intrakraniellen Drucks wurden auf die unphysiologische Rückenlage der Tiere zurückgeführt. Bis zum Zeitpunkt des Todes steigerte sich der intrakranielle Druck auf einen mittleren Wert von 41,9 ± 10,1 mmHg. Die erfassten Werte des ICP-Neuromonitoring zeigten unterschiedliche Trends. Sowohl einem frühen Anstieg folgende hohe Werte als auch spät ansteigende Werte bei zuvor moderaten Druckverhältnissen wurden aufgezeichnet. Darüber hinaus konnten, in unterschiedlicher Ausprägung, konstante Drucksteigerungen erfasst werden. Die Sauerstoffsättigung des Parenchyms verbesserte sich bis 12 Stunden nach Hepatektomie deutlich auf 31,5 ± 18,2 mmHg. Diesem Anstieg folgte daraufhin ein neuerlicher Rückgang des Sauerstoffpartialdrucks auf Werte bis 3,8 ± 6,0 mmHg. Während des ganzen Untersuchungszeitraums konnten rasche und umfangreiche Veränderungen dieses Parameters gezeigt werden. Die arterielle Sauerstoffsättigung SaO2 war in dieser Zeit jedoch immer > 95%. Die histologische Untersuchung der Gehirne zeigte ein geringradige hypoxische Veränderung und keine ausgeprägten Ödemformationen. Der cerebrale Perfusionsdruck wurde als Differenz aus MABP und ICP errechnet. Da der MABP durch therapeutische Intervention stabilisiert wurde, kann der Rückgang der Perfusion als Konsequenz aus dem steigenden intrakraniellen Druck gesehen werden. Die Serumkonzentration von Ammoniak stieg bis zum Zeitpunkt des Todes auf 1878,6 ± 1681,7 µM. Trotzdem zeigten sich bei der Mehrzahl der Tiere in der anhepatischen Zeit nur moderate Konzentrationssteigerungen. In einigen Fällen konnte auch eine rückläufige Konzentration gezeigt werden.

Die Erfassung von hohen ICP-Werten, rückläufigen Perfusionsdrücken und einer variablen und inkonstanten Sauerstoffversorgung bestätigen die führende Rolle der cerebralen Veränderungen als Todesursache bei Akutem Leberversagen. Obgleich die NH3-Konzentration zum Zeitpunkt des Todes deutlich erhöht war, kann eine direkte Verbindung zwischen steigenden ICP-Werten und der Erhöhung der NH3-Konzentration in diesem Versuchsaufbau nicht gezeigt werden. Das Modell ist gut reproduzierbar und aus diesem Grund geeignet für die Testung bioartifizieller Leberersatzverfahren. Es unterstreicht darüber hinaus die bedeutende Rolle von zeitnahem Neuromonitoring. Ein rechtzeitiges Erkennen von cerebralen Prozessen und Entwicklungen ist für eine suffiziente Therapie unabdingbar. Speziell die Sauerstoffversorgung des Parenchyms unterliegt direkt physiologischen und pathophysiologischen Veränderungen. Ein rechtzeitiges Erkennen dieser Veränderungen zur Vermeidung ischämischer Episoden erleichtert die Gesamttherapie und trägt zur Verhinderung cerebraler Spätfolgen bei.

Objective: To gain more detailed information about the complex process of acute liver failure (ALF) we investigated neurological and systemic alterations after total hepatectomy in a swine model. Subjects: Seventeen female pigs (German Landrace) weighing 34,9 ± 3,6 kg (mean ± SD). Intervention: ALF was induced by total hepatectomy with end-to-side portocaval anastomosis. Anhepatic pigs were monitored under general anaesthesia and standard intensive care until death occurred. Licox Clare-type oxygen probes (n = 13) and Camino fiberoptic pressure transducers (n = 17) were inserted in the frontoparietal white matter (Both Integra Neurosciences, Plainsboro, USA). Intracranial pressure (ICP), brain tissue oxygenation (ptiO2) and mean arterial pressure (MABP) was measured continuously. Ammonia (NH3) was examined periodically. Five brains were removed and fixed for histological examination. Measurements and Main Results: Mean survival time was 46,7 ± 24,1 hours. Mean baseline values were ICP 16,6 ± 2,2 mmHg, ptiO2 5,9 ± 5,2 mmHg, CPP 53,9 ± 8,1 mmHg, NH3 88,5 ± 24,2 µM. ICP increased to 41,9 ± 10,1 mmHg before death. ptiO2 values improved 12 h after hepatectomy to 31,5 ± 18,2 mmHg followed by anew decrement to 3,8 ± 6,0 mmHg. NH3 rose to 1878,6 ± 1681,7 µM. Conclusions: The finding of high ICP, loss of CPP and low ptiO2 clarifies the leading role of cerebral alteration as a major cause of death in ALF. This model is well reproducible, and is therefore suitable for the assessment of bioartificial liver devices and emphasises the necessity of additional online neuromonitoring. Despite the reproducibility, an enormous diversity of cerebral progressions was found. Crucial is the early recognition of trends as especially ptiO2 –values are directly responsive to physiological and pathophysiological variations. Detecting ischemic periods early enables intervention to avoid consequential cerebral dysfunction.