Peri-operatieve neurologische monitoring bij carotischirurgie
Sigi Nauwelaers

Inleiding

CVA is de 3 de 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 for the 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 Surgery
Trial)
 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 Surgery
Trial)
 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 shunt
Cave! 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 operative and postoperative results and complications. Ann Surg 1986; 203(2): 196-204
• Ahn SS, Concepcion B. Intraoperative monitoring during carotid endarterectomy. 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 meting
Wanneer shunten?
Moore en Hall (1969)
Hays (1972)
Whitely en Cherry (1996) stompdruk
<25 mmHg
<50 mmHg
<50 mmHg

Stompdruk meting
Wanneer shunten?
SP > 50mmHg
SP > 40mmHg
SP < 50mmHg
SP < 40 mmHg
CEA under LRA
0.9% (3/335)
CEA under GA
0.0%
1% (4/402) 0.0%
22% (31/139) 29% (139/474)
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 meting
Wanneer shunten?
Totaal (n = 474)
Geen shunt shunt
> 50 mmHg
> 40 mmHg
Stroke rate
1,3% (6/474)
0,9% (4/440)
5,9% (2/34)
1,2% (4/332)
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 meting
Wanneer shunten?
Ref
Evans (1985)
Haffner (1988)
McCarthy (1996)
Calligaro (2005)
False Neg rate (%)
3.2% (> 50mmHg)
0.0% (> 50mmHg)
1.1% (> 35mmHg)
0.9% (> 50mmHg)
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

Stompdrukmeting
Wanneer shunten
Astarci P, Guerit JM, Robert A et al. Stump pressure and somatosensory evoked potentials for predicting 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 perioperatieve 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 ischaemia during carotid endartectomy. Eur J Vasc Endovasc Surg. 2001; 21:408-412.

Transcraniële doppler
McCarthy RJ, McCabe AE, Walker R et al. The value of transcranial Doppler in predicting cerebral ischaemia during 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 carotid endarterectomy. 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

Neurofysiologie
EEG veranderingen

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

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

Evans (1985)*
Stoughton (1998)°
Lam (1991)§
EEG
Sensitiviteit
69%
73%
50%
Specificiteit
89%
92%
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 carotid endarterectomy: a comparison of somatosensory evoked potentials and conventional electroencephalograms. 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

SSEP
Horsh en De Vleeschauwer (1990)*
Lam (1991)°
Sbarigia (2001)§
Sensitiviteit
60%
1OO%
89% specificiteit
100%
94%
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 carotid endarterectomy: a comparison of somatosensory evoked potentials and conventional electroencephalograms. Anesthesiology. 1991;75:15-21
§Sbarigia E, Schioppa A, Misuraca M et al. Somatosensory evoked potentials versus locoregional anesthesia 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

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 ischemia during 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 ischemia during 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 ischemia during 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 ischemia during carotid endarterectomy. Anesthesiology 2007; 107:563-9.

Regionale anesthesie
De wakkere patiënt
GOUDEN STANDAARD
No monitoring modality is as effective as watching an awake 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)


Voordeel:

Directe neurologische observatie

Minder shunt plaatsing

Complicaties door LA
(4,4%)
 Hematomen
 Intravasculaire injecties a. vertebralis!
 N. phrenicus block

Shunt use
G.A.
43%
Stroke 4%
→ Events prevented per
1000 pts with LRA: 3
Myocardial Infarction
→ Events prevented per
1000 pts with LRA: - 3
0.2%
Death
→ Events prevented per
1000 pts with LRA: 4
Stroke/MI/Death
→
Events prevented per
1000 pts with LRA: 3
1.5%
4.8%
L.R.A
14%
3.7%
0.5%
1.1%
4.5%
GALA Trial Collaborative Group. General anaesthesia versus local anaesthesia for carotid surgery (GALA): a multicentre, randomised controlled trial. Lancet 2008;372:2132-42

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

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