Κεφάλαιο 6 - Θεμελιώδεις Αρχές Ενδοκράνιας Πίεσης Σύνοψη Το 1783 ο Μonro δημοσίευσε πρώτος τις παρατηρήσεις του σχετικά με τη φύση των περιεχομένων του ενδοκράνιου χώρου. Από τότε, διεξάγεται μια συνεχής έρευνα που καλύπτει τη σχέση μεταξύ των περιεχομένων της κρανιακής κοιλότητας και της ενδοκράνιας πίεσης, και ειδικά της ενδοκράνιας πίεσης μετά από κρανιοεγκεφαλική κάκωση, καθώς η μετατραυματική αύξηση της ενδοκράνιας πίεσης σχετίζεται με κακή κλινική πρόγνωση. Είναι προφανές, συνεπώς, ότι η μετατραυματική παρακολούθηση της ενδοκράνιας πίεσης είναι μέγιστης σημασίας, όχι μόνο για την έγκαιρη αναγνώριση των πρώτων σημείων της αυξημένης ενδοκράνιας πίεσης ιδίως σε ασθενείς σε καταστολή στη ΜΕΘ αλλά και για τη δυνατότητα παρέμβασης στη θεραπεία, με τη βελτίωση της εγκεφαλικής διήθησης (με συντηρητικά μέσα), με την εξωτερική παροχέτευση του ΕΝΥ ή με τη χειρουργική εξαίρεση της βλάβης. Ως τώρα, οι επεμβατικές τεχνικές (εισαγωγή ενδοκοιλιακού ή ενδοπαρεγχυματικού καθετήρα, κρανιοτομία ή κρανιεκτομία) εμφανίζονται ως οι πιο διαδεδομένες στους νευροχειρουργούς, παρόλο που έχουν συνδυαστεί με σοβαρές επιπλοκές, όπως επιμολύνσεις και αιμορραγίες. Στις μέρες μας, θεωρείται μέγιστης σημασίας η έρευνα για την ανεύρεση μη επεμβατικών μεθόδων παρακολούθησης της ICP. Στο κεφάλαιο αυτό, γίνεται αναφορά στη φυσιολογία της εγκεφαλικής κυκλοφορίας, καθώς και στις παθολογικές καταστάσεις που μπορεί να οδηγήσουν στη δυσλειτουργία της και, ασφαλώς, στις θεραπευτικές παρεμβάσεις που είναι δυνατόν να εφαρμοστούν. Abstract In 1783 Monro first published his observations about the nature of the contents of the intracranial space. Since then, there has been a continuous research about the relationship between the intracranial contents and the intracranial pressure, especially intracranial pressure following traumatic brain injury, as post-traumatic elevated ICP is related to a worse clinical outcome. It is obvious, as a consequence, that post-traumatic monitoring of ICP is of a high importance, not only for the early recognizing the first signs of elevated ICP - especially in sedated patients in the Intensive Care Unit but also for being able to interfere with the therapy, by conservatively optimizing the cerebral perfusion, by external derivation of the CFS or by surgical extraction of the lesion itself. Till now, the invasive techniques (introduction of intraventricular or intraparenchymal catheter, craniotomy or craniectomy) seem to be the most common-performed by neurosurgeons, although associated with severe complications, such as infections and hemorrhages. Nowadays, it is considered of high significance the research effort to develop non-invasive methods of ICP monitoring. In this chapter, we provide a review concerning the physiology of the cerebral circulation, as well as various pathological situations that may lead to its alteration and, of course, the interventions performed for therapy. Προαπαιτούμενη γνώση Ανατομία νευρικού συστήματος. 6.1. Εισαγωγή Η ενδοκράνια πίεση (intracranial pressure, ICP) ορίζεται ως το άθροισμα των πιέσεων που ασκούνται εντός της κρανιακής κοιλότητας από τον εγκέφαλο, το αίμα και το εγκεφαλονωτιαίο υγρό (ΕΝΥ). Οι όγκοι που καταλαμβάνουν τα τρία αυτά στοιχεία φαίνονται στον Πίνακα 6.1. Περιεχόμενο Όγκος (%) Εγκέφαλος 1.400 ml (80 %) Αίμα 150 ml (10 %) ΕΝΥ 150 ml (10 %) Σύνολο 1.700 ml (100 %) Πίνακας 6.1 Τα συστατικά της ενδοκράνιας κοιλότητας και οι αντίστοιχοι όγκοι τους. Οι φυσιολογικές τιμές της ICP ανά ηλικία φαίνονται στον Πίνακα 6.2. Η ICP μετριέται σε cm H 2O ή σε mm Hg. (1 mm Hg = 1,36 cm H 2O = 13,6 mm H 2O.)
Ηλικιακή ομάδα Ενήλικες < 10-15 Παιδιά 3-7 Νεογέννητα 1,5-6 Πίεση (mm Hg) Πίνακας 6.2. Οι φυσιολογικές τιμές της ενδοκράνιας πίεσης. 6.2. Φυσιολογία αιματικής εγκεφαλικής ροής (cerebral blood flow, CBF) Ο εγκέφαλος των ενηλίκων (1.200-1.400 gr) αντιστοιχεί στο 2-3 % του σωματικού βάρους, αλλά δέχεται το 15-20 % της καρδιακής παροχής. Το ΚΝΣ χρησιμοποιεί κυρίως γλυκόζη ως ενεργειακό υπόστρωμα και έχει υψηλή μεταβολική κατανάλωση Ο 2 (CMRO 2). Τα κύτταρα γλοίας, παρόλο που αντιπροσωπεύουν περίπου το 50 % του εγκεφάλου, καταναλώνουν λιγότερο από το 10 % της συνολικής ενέργειας, με το υπόλοιπο 90 % να διοχετεύεται στους νευρώνες. Το 50 % της ολικής ενέργειας χρησιμεύει στη διατήρηση και τη συντήρηση των αντλιών ιόντων που ανευρίσκονται στις κυτταρικές μεμβράνες των νευρώνων, και το υπόλοιπο ποσοστό ενέργειας εξυπηρετεί μοριακές μετακινήσεις, συναπτικές μεταδόσεις κ.λπ. [1-2]. Φυσιολογική τιμή της CBF = 50 ml/100 gr εγκεφαλικού ιστού/min (λίγο υψηλότερη σε παιδιά κι εφήβους, και σταδιακή πτώση με την ηλικία) [3]. Μόνιμη νευρωνική βλάβη επέρχεται, αν CBF < 10-15 ml/100 gr/min, ενώ για τιμές 15-20 ml/100 gr/min η νευρωνική βλάβη μπορεί να είναι αναστρέψιμη. Λόγω της ανικανότητας αποθήκευσης ενέργειας στον εγκέφαλο, η CBF, ο εγκεφαλικός μεταβολισμός και η κατανάλωση Ο 2 είναι στενά συνδεδεμένα. Η εξίσωση του Fick αναδεικνύει αυτή τη σχέση: CMRO 2 = CBF x AVDO 2, όπου το AVDO 2 αντιστοιχεί στην αρτηριοφλεβώδη διαφορά σε Ο 2. Φυσιολογικά, ο εγκέφαλος διατηρεί σταθερή την AVDO 2, αντιδρώντας στις μεταβολικές αλλαγές ή στις αλλαγές της εγκεφαλικής πίεσης διήθησης (cerebral perfusion pressure, CPP) ή στις αλλαγές του ιξώδους του αίματος με αλλαγές στη διάμετρο των αγγείων (αυτορρύθμιση) [3]. Ο ακριβής μηχανισμός αυτορρύθμισης δεν είναι πλήρως κατανοητός. Δύο είναι οι θεωρίες που επικρατούν: η μυογενής και η μεταβολική [4, 5]. Σύμφωνα με τη μυογενή θεωρία, κάθε μεταβολή των διατοιχωματικών πιέσεων επιφέρει άμεσες μεταβολές στην αυτορρυθμιστική απάντηση [6, 7], ενώ η μεταβολική θεωρία είναι βασισμένη στην υπόθεση ότι οι μεταβολές του μικροπεριβάλλοντος αλλοιώνουν τις αγγειοκινητικές απαντήσεις [4, 5]. Η μεταβολή της PaCO 2 (μερική πίεση αρτηριακού CO 2) ασκεί βαθιά επίδραση στη CBF. Εντός φυσιολογικών ορίων pco 2, η CBF μεταβάλλεται περίπου 3-4 % για κάθε 1 % μεταβολής της pco 2, ενώ επέρχεται αύξηση περίπου κατά 4 % της CBF για κάθε αύξηση 1 mm Hg για τιμές pco 2 μεταξύ 25 και 100 mm Hg [4, 5]. Θεωρείται πως η αντίδραση των εγκεφαλικών αρτηριολίων στην pco 2 οφείλεται στην τοπική επίδραση των ιόντων Η + ή του ph στο εξωκυττάριο υγρό, όπου ανευρίσκονται τα εγκεφαλικά αγγεία. Έτσι, οι μεταβολές της CBF οι οφειλόμενες στην pco 2 είναι παροδικές και αντιρροπούνται από προσαρμοσμένες μεταβολές της συγκέντρωσης σε διττανθρακικά του ΕΝΥ. Άλλοι φυσιολογικοί παράγοντες που επηρεάζουν τη CBF είναι η PaO 2 (μερική πίεση Ο 2 στο αρτηριακό αίμα), η οποία, όταν είναι μικρότερη από 50 mm Hg, αυξάνει δραματικά τη CBF, καθώς και η θερμοκρασία, η οποία αυξάνει τη CMRO 2 κατά 6-7 % για κάθε 1 ο C αύξησής της και μειώνει τη CMRO 2 κατά το ίδιο ποσοστό για κάθε 1 ο C πτώσης της [8]. Η αυτορρύθμιση είναι εφικτή μεταξύ μεγάλου εύρους τιμών της CPP με ανώτερα και κατώτερα όρια σε αναλογία με τιμές μέσης αρτηριακής πίεσης (mean arterial pressure, ΜΑP) μεταξύ 40-140 mm Hg [9, 10]. Εκτός αυτών των ορίων ΜΑP, η CBF μεταβάλλεται αναλόγως της CPP κι, έτσι, κάτω από το κατώτερο όριο ΜΑP, η CBF μειώνεται, καθώς η αγγειοδιαστολή είναι ανεπαρκής, με αποτέλεσμα την ισχαιμία [11]. Πάνω από το ανώτερο όριο έχουμε πολυτελή αιμάτωση (luxury perfusion), καθώς η αυξημένη ενδοαυλική πίεση προκαλεί δυναμική διάταση των αρτηριολίων με καταστροφή του αιματοεγκεφαλικού φραγμού και εγκεφαλικό οίδημα (Εικόνα 6.1) [12, 13].
Εικόνα 6.1 Στον φυσιολογικό εγκέφαλο, η CBF διατηρείται σταθερή με την αυτορρύθμιση της CPP για τιμές ΜΑP μεταξύ 40 και 140 mm Hg. Άλλοι παράγοντες που, ανεξάρτητα, επηρεάζουν τη CBF είναι η PaCO 2 και η PaO 2. Η νευρογενής επίδραση στη CBF, σε αντιδιαστολή με τον μυογενή έλεγχο και τις χημικές επιρροές, είναι πολύ μικρότερη. Αν και ο ακριβής μηχανισμός δεν έχει ακόμη αποσαφηνιστεί, φαίνεται πως υφίσταται εκτενής συμπαθητική νεύρωση στα εξωκρανιακά και τα ενδοκρανιακά αγγεία. Η ενεργοποίηση των α-αδρενεργικών υποδοχέων μετατοπίζει τα όρια της αυτορρύθμισης προς υψηλότερες πιέσεις, ενώ η οξεία απονεύρωση προς χαμηλότερες [14-16]. Τέλος, βάσει πειραματικών μελετών, η συμπαθητική νεύρωση έχει σημαντικό ρυθμιστικό ρόλο στις οξείες υπερτασικές αιχμές, προκαλώντας αγγειοσυστολή στα εγκεφαλικά αγγεία. Η χρόνια υπέρταση επιφέρει δομικές, αλλά και λειτουργικές, αιμοδυναμικές διαταραχές στα εγκεφαλικά αγγεία [17, 18]. Αυτές οι διαταραχές είναι μερικώς αναστρέψιμες με την αντιυπερτασική αγωγή σε βάθος χρόνου, όμως, παρατηρείται πάχυνση του μυϊκού χιτώνα των αρτηριών, κάτι που συνεπάγεται την αύξηση των αντιστάσεων και, ως εκ τούτου, την αυτορρύθμιση της CBF προς υψηλότερες τιμές. Η επίδραση της αιματικής ροής των εγκεφαλικών αγγείων στη CBF είναι πολύ σημαντική [19]. Συγκεκριμένα, σε περιοχές με τοπική ισχαιμία, στις οποίες έχει χαθεί η δυνατότητα αυτορρύθμισης, η φυσιολογική ροή και το ιξώδες του αίματος φαίνεται να επιδρούν άμεσα στον καθορισμό της CBF [19, 20]. Τo ιξώδες του αίματος καθορίζεται από τον αιματοκρίτη, ο οποίος αποτελεί τον πιο βασικό παράγοντα [21, 22], από τη συσσώρευση των ερυθρών κυττάρων και αιμοπεταλίων, από την ελαστικότητα των ερυθρών αιμοσφαιρίων, καθώς και από το ιξώδες του πλάσματος. Μια πτώση του αιματοκρίτη από το 35 % στο 25 %, σε ασθενή με φυσιολογική ΜΑP, προκαλεί αύξηση της CBF κατά 30 %, προφανώς λόγω αντισταθμιστικής αγγειοδιαστολής και όχι λόγω μείωσης του ιξώδους του αίματος αξιοσημείωτο είναι δε ότι για αιματοκρίτη < 19 % η αυτορρύθμιση χάνεται [23, 24]. Η σχέση μεταξύ της ενδοκράνιας πίεσης και της CBF καθορίζεται από το δόγμα των Monro Kellie. Τo ενδοκράνιο περιεχόμενο μπορεί να αποδοθεί σε ένα μοντέλο τριών διαμερισμάτων, με τον εγκέφαλο να καταλαμβάνει το 80 %, το ΕΝΥ το 10 % και το αίμα το υπόλοιπο 10 %. Η CPP ορίζεται από τη διαφορά της ΜΑP πλην την ICP (CPP = MAP ICP) και, για υγιή εγκέφαλο, διατηρείται σταθερή. Σε παθολογικές καταστάσεις, όπως χωροκατακτητικές βλάβες, μια αρχική, μικρή αύξηση του ενδοκράνιου όγκου αντιρροπείται με μετατόπιση ΕΝΥ στον νωτιαίο υπαραχνοειδή χώρο χωρίς σημαντική αύξηση της ICP. Εάν η βλάβη παραμένει, δημιουργείται απώλεια των αντιρροπιστικών μηχανισμών και, συνεπώς, αύξηση της ICP με συνοδό μείωση των CPP και CBF [2, 25-27]. 6.3. Αιτιολογία μέτρησης της CBF Σε αντίθεση με τη μέτρηση της ICP, η παρακολούθηση της CBF σε ασθενείς στη ΜΕΘ είναι δύσκολη με τη συχνή καταγραφή της, ωστόσο, επιτυγχάνεται η αναγνώριση της εξέλιξης των παθοφυσιολογικών σημείων μεταβολής της, καθώς και η επιβεβαίωση της ανταπόκρισής της ή μη στη θεραπεία. Έτσι, είναι δυνατόν να προληφθούν οι καταστροφικές δευτερογενείς βλάβες που οφείλονται σε έκπτωσή της. 6.4. Εγκεφαλικό οίδημα και ενδοκράνια δυναμική
Η ενδοκράνια υπέρταση είναι σχετικά συχνό κλινικό πρόβλημα στις ΜΕΘ και μπορεί να αποτελεί κατεπείγουσα κατάσταση η οποία να χρήζει άμεσης θεραπευτικής παρέμβασης, προκειμένου να προληφθεί βαριά νοσηρότητα ή και θάνατος. Η σύγχρονη κλινική πρακτική βασίζεται στην κατανόηση της υποκείμενης παθοφυσιολογίας, όμως δεν υποστηρίζεται από επαρκή συστηματική έρευνα με ασθενείς. 6.4.1. Παθοφυσιολογία 6.4.1.1. Ενδοκρανιακή ελαστότητα (intracranial elastance) Το δόγμα Monro Kellie βασίζεται στις παρατηρήσεις τους και ορίζει ότι στο κρανίο, που είναι μια κλειστή, μη ευένδοτη κοιλότητα και περιέχει εγκέφαλο, αίμα και ΕΝΥ, παρουσιάζεται μια συγκεκριμένη, σταθερή τιμή ICP [25, 28]. Για να παραμείνει σταθερή αυτή η τιμή, οποιαδήποτε αύξηση του όγκου ενός από τα τρία στοιχεία αντιρροπείται με την ελάττωση του όγκου του ενός ή και των δύο άλλων στοιχείων. Μόνο οι όγκοι του ΕΝΥ και του φλεβικού αίματος μεταβάλλονται αντιρροπιστικά (το ΕΝΥ διοχετεύεται στον υπαραχνοειδή χώρο του νωτιαίου μυελού, μειώνεται η παραγωγή του ή/και αυξάνεται η απορρόφησή του, ενώ το φλεβικό αίμα αυξάνει την απομάκρυνσή του διά των φλεβωδών κόλπων του εγκεφάλου) [29]. Η ενδοκράνια υπέρταση είναι αποτέλεσμα της εξάντλησης των αντιρροπιστικών εφεδρειών [30-32]. Στα παιδιά, η αντιρρόπηση επιτυγχάνεται ως έναν βαθμό από τη διάσταση των πηγών και των ραφών, όσο αυτές δεν έχουν οστεοποιηθεί. Η σχέση της ICP με τον αυξανόμενο ενδοκράνιο όγκο αποδίδεται με το διάγραμμα της Εικόνας 6.2. Εικόνα 6.2 Η κλίση του διαγράμματος αντιπροσωπεύει τη μεταβολή της ICP που προκαλείται από έναν συγκεκριμένο όγκο που αναπτύσσεται ενδοκρανιακά (ΔP/ΔV) και ονομάζεται ελαστότητα (elastance). Αρχικά, με μικρή αύξηση του όγκου, το ΕΝΥ και το αίμα αντιρροπούν ικανοποιητικά και η ελαστότητα είναι χαμηλή. Όσο αυξάνει ο όγκος και χάνονται οι αντιρροπιστικοί μηχανισμοί, η ICP αυξάνει όλο και πιο πολύ και η ελαστότητα αυξάνει. Για ιστορικούς λόγους αναφέρεται και η ενδοτικότητα (compliance) που αντιπροσωπεύει το αντίθετο της ελαστότητας (ΔV/ΔP) και περιγράφει τη μεταβολή του όγκου στις αλλαγές της ICP. Έτσι, σε ένα σύστημα που αποδέχεται σημαντική αύξηση του όγκου με μικρή αύξηση της πίεσης, η ενδοτικότητα είναι υψηλή, και το αντίστροφο, όταν μια μικρή αύξηση του όγκου προκαλεί σημαντική αύξηση της πίεσης, η ενδοτικότητα είναι χαμηλή. 6.4.1.2. Ο εγκέφαλος Πρόκειται για «ιξωδοελαστικό» στερεό που μπορεί να προσαρμοστεί ως κάποιον βαθμό, προκειμένου να δώσει χώρο σε μια αυξανόμενη μάζα. Οι αργά αυξανόμενες μάζες, εντός του κρανίου, μπορούν να φτάσουν σε σημαντικό μέγεθος, αρκεί να μην είναι καταστροφικές για το παρακείμενο εγκεφαλικό παρέγχυμα. Έτσι, αναπτύσσονται βαθμοί περιοχικά αυξημένης ICP [33]. Ενώ η γλυκοπρωτεϊνολιπιδική δομή του εγκεφάλου τού προσφέρει την κατασκευαστική του ακεραιότητα και την ελαστικότητά του, περίπου το 80 % αυτού αποτελείται από ύδωρ χωρισμένο σε δύο διαμερίσματα [34, 35]: το εξωκυττάριο (15 %) που βρίσκεται σε στενή σχέση με τον
χώρο του ΕΝΥ και το ενδοκυττάριο (85 %) [34, 35]. Είναι αποδεκτό ότι αυτά τα διαμερίσματα δεν είναι αισθητά συμπιεζόμενα, αλλά καθένα ξεχωριστά ή και τα δύο μαζί μπορούν να αυξήσουν τον όγκο τους σε διάφορες ενδοκράνιες βλάβες, οδηγώντας έτσι σε αύξηση του όγκου του εγκεφάλου και, στο τέλος, σε αύξηση της ICP, όταν στην ουσία απολεστούν οι αντιρροπιστικοί μηχανισμοί που παρέχονται, κυρίως, από το ΕΝΥ και το φλεβικό αίμα. 6.4.1.3. Το ΕΝΥ Ο εγκέφαλος περιλούεται από το ΕΝΥ, το οποίο τον προστατεύει και με το οποίο βρίσκεται σε κατάσταση δυναμικού μεταβολισμού (απομάκρυνση καταβολιτών από τον εγκέφαλο μέσω του ΕΝΥ, διατήρηση σταθερού ph κ.λπ.). Πρόκειται για υπερδιήθημα του πλάσματος με αυστηρή συγκέντρωση σε ηλεκτρολύτες και πρωτεΐνες. Το 80-90 % παράγεται στα χοριοειδή πλέγματα του κοιλιακού συστήματος του εγκεφάλου, ενώ το υπόλοιπο 10-20 % παράγεται ως διάμεσο υγρό [34-36] στα εγκεφαλικά τριχοειδή αγγεία. Ο ρυθμός παραγωγής του είναι περίπου 20 ml/h ή 480-500 ml/d [37]. Η απορρόφησή του πραγματοποιείται στα αραχνοειδή σωμάτια κατά μήκος των μεγάλων φλεβωδών κόλπων του εγκεφάλου [38]. Η παραγωγή του είναι γραμμική και μειώνεται με την αύξηση της ICP [39], ενώ η απορρόφησή του είναι στενά συνδεδεμένη μ αυτήν (απορρόφηση ασήμαντη, αν ICP < 6,8 mm Hg, και γραμμική πάνω απ αυτήν την τιμή) [37]. Μια κλίση πίεσης υπάρχει μεταξύ του υπαραχνοειδούς χώρου (όπου κυκλοφορεί το ΕΝΥ) και των φλεβωδών κόλπων [40] του εγκεφάλου, ανεξαρτήτως της θέσης του σώματος, με ελαφρώς χαμηλότερη πίεση εντός των φλεβωδών κόλπων. Έτσι, αύξηση της φλεβικής πίεσης, π.χ. λόγω θρόμβωσης, οδηγεί σε μείωση απορρόφησης του ΕΝΥ με συνοδό αύξηση της ICP. Σε αντίθεση με τον εγκέφαλο, το ΕΝΥ μπορεί εύκολα να μετακινηθεί διά του ινιακού τρήματος από τον ενδοκράνιο χώρο στον υπαραχνοειδή χώρο του σπονδυλικού σωλήνα, αντιρροπώντας έτσι την ενδοκράνια αύξηση μιας μάζας [41]. Η διαταραχή αυτού του τρόπου αντιρρόπησης (π.χ., από εγκολεασμό των παρεγκεφαλιδικών αμυγδαλών στο ινιακό τρήμα) οδηγεί σε αύξηση της ICP [29]. Το ΕΝΥ μεταδίδει την ICP διά του ινιακού τρήματος και την πίεση του νωτιαίου υποσκληρίδιου χώρου ως υδροστατική πίεση. Έτσι, η θέση του σώματος παίζει σημαντικό ρόλο, καθώς στην όρθια θέση η απομάκρυνση ΕΝΥ διά του ινιακού τρήματος προκαλεί μείωση της ICP και αύξηση της υποσκληρίδιας πίεσης στην ΟΜΣΣ. Αντίθετο αποτέλεσμα παρατηρείται στη θέση Trendelenburg [29]. Το ΕΝΥ είναι υψηλής σημασίας σε καταστάσεις διαταραχής της ICP. 6.4.1.4. Το αίμα 6.4.1.4.1. Αρτηριακή αιματική ροή Η ρύθμιση της αιματικής ροής στον εγκέφαλο επιτυγχάνεται με την προσαρμογή του διαμετρήματος των εγκεφαλικών αρτηριολίων. Πολλοί παράγοντες παρεμβαίνουν στη ρύθμιση του αρτηριακού αυλού στον εγκέφαλο, όπως, μεταξύ άλλων, η συστηματική αρτηριακή πίεση, η μερική τάση Ο 2 (po 2) και η μερική τάση του διοξειδίου του άνθρακα (pco 2). Σε σταθερή μέση αρτηριακή πίεση, η αιματική εγκεφαλική ροή μεταβάλλεται σχεδόν γραμμικά για τιμές της pco 2 μεταξύ 20 και 80 mm Hg, και αυτή η μεταβολή προκαλεί αλλαγή του αιματικού εγκεφαλικού όγκου (cerebral blood volume, CBV) κατά 0,04 ml/100 gr εγκεφάλου/mm Hg της pco 2. Έτσι, για μεταβολή της pco 2 από 40 σε 30 mm Hg σε έναν εγκέφαλο 1.200 gr, θα υπάρξει μείωση 4,8 ml του αρτηριακού όγκου αίματος. Από την άλλη, στα φυσιολογικά όρια της po 2, η CBF παραμένει σταθερή, ενώ, αν υπάρξει πτώση της po 2 κάτω από τα 50 mm Hg, η CBF και, ως εκ τούτου, και η CBV θα αυξηθούν ταχέως. Έτσι, τόσο η υπερκαπνία όσο και η υποξία μπορούν να αυξήσουν πολύ την ICP, αυξάνοντας τον CBV (τα 4,8 ml του CBV που αναφέρθηκαν πριν προκαλούν μεταβολή της ICP από 20 σε 40 mm Hg σε έναν ασθενή με χαμηλή ενδοτικότητα), ενώ η υποκαπνία μπορεί να μειώσει τον CBV κι, έτσι, και την ICP (υπεραερισμός, τεχνική με όρια λόγω παρενεργειών) [29]. Σε σταθερές τιμές μερικής τάσης των αερίων, ο CBV παραμένει σταθερός εντός μεγάλου εύρους τιμών συστηματικής ΜΑP από 50 έως 150 mm Hg. Πάνω απ αυτό το όριο αυτορρύθμισης επέρχεται διαταραχή του ρυθμιστικού μηχανισμού και ο CBV αυξάνει (π.χ., κακοήθης υπέρταση), ενώ κάτω του κατώτερου ορίου προκαλείται ισχαιμία [29]. Η αυτορρύθμιση δεν μεταβάλλεται αναλόγως της αυξημένης ICP, καθώς μάλλον προκαλείται ενεργοποίηση του αυτόνομου συστήματος με συνοδό αύξηση της ΜΑP (και βραδυκαρδία, Cushing response). Σε πολλές εγκεφαλικές βλάβες επέρχεται απώλεια του αυτορρυθμιστικού μηχανισμού και η CBF γίνεται ανάλογη της ΜΑP. Συνεπώς, η ΜΑP πρέπει να διατηρείται σε ένα ικανοποιητικό επίπεδο, προκειμένου να εξασφαλίζεται επαρκής αιματική διήθηση του εγκεφάλου. Αυτή η εξάρτηση εξηγείται
με την έννοια της εγκεφαλικής πίεσης διήθησης, της οδηγού δύναμης άρδευσης του εγκεφάλου, που αποδίδεται από τη σχέση CPP = MAP ICP, όπου ΜΑΡ = 1/3 συστολικής αρτηριακής πίεσης + 2/3 διαστολικής πίεσης. Με τυπικές τιμές ΜΑΡ 75-90 mm Hg και ICP 5-15 mm Hg, η CPP δεν απειλεί την υγεία. Στο συγκοπτικό επεισόδιο, η πτώση της ΜΑΡ δεν επαρκεί για να διατηρήσει την CPP. Αν αυξηθεί η ICP, πρέπει να αυξηθεί και η ΜΑΡ, ώστε να διατηρηθεί η CPP (Cushing response). Σε μια παθολογική κατάσταση όπου προκλήθηκε χαμηλή ευενδοτότητα (compliance) και συγχρόνως διαταραχή της CPP, η αρτηριακή διαστολή, με στόχο τη διατήρηση της CPP, θα προκαλέσει περαιτέρω αύξηση του CBV, με αποτέλεσμα αύξηση της ICP, και έτσι δημιουργείται φαύλος κύκλος. 6.4.1.4.2. Τριχοειδικό δίκτυο του εγκεφάλου Το τριχοειδικό δίκτυο του εγκεφάλου είναι δύσκολο να μελετηθεί και η βιβλιογραφία σχετικά με τον ρόλο του στην ενδοκράνια δυναμική είναι ελλιπής. 6.4.1.4.3. Φλεβικό δίκτυο του εγκεφάλου Οι φλέβες του εγκεφάλου είναι σημαντικά διασταλτές. Όπως το ΕΝΥ, έτσι και το φλεβικό δίκτυο αντιπροσωπεύει έναν αντιρροπιστικό μηχανισμό σε καταστάσεις ανάπτυξης ενδοκράνιων μαζών με την απομάκρυνση αίματος από τον εγκέφαλο και τους φλεβώδεις κόλπους. Είναι εμφανές ότι η αυξημένη αντίσταση στη φλεβική παροχέτευση με αύξηση της φλεβικής πίεσης οδηγεί σε αύξηση της ICP [40]. 6.4.1.5. Εγκεφαλικό οίδημα Το ενδοκράνιο υγρό διαμερισματοποιείται, όπως και το υγρό στον υπόλοιπο οργανισμό, σε τρεις χώρους, τον ενδοκυττάριο, τον ενδαγγειακό και τον διάμεσο, με την επισήμανση ότι ο υπαραχνοειδής χώρος του εγκεφάλου, όπου κυκλοφορεί το ΕΝΥ, είναι ένας εξειδικευμένος διάμεσος χώρος. Κατάλληλη ρύθμιση του ενδοκράνιου ύδατος σημαίνει ακεραιότητα των φραγμών μεταξύ των διαφόρων χώρων. 6.4.1.5.1. Αιματοεγκεφαλικός φραγμός (blood brain barrier, BBB) Ο αιματοεγκεφαλικός φραγμός παρεμβάλλεται μεταξύ ενδαγγειακού και διάμεσου χώρου». Το τοίχωμα των τριχοειδών του σώματος διακρίνεται σε συνεχές, θυριδωτό και ημιτονοειδές [42, 43]. Στο ημιτονοειδές ανευρίσκονται ευρεία ανοίγματα μεταξύ των ενδοθηλιακών κυττάρων που επιτρέπουν τη μέγιστη ανταλλαγή πρωτεϊνικών και κυτταρικών ουσιών μεταξύ αίματος και ιστών (σπλήνας, μυελός των οστών). Στο θυριδωτό τα ανοίγματα είναι μικρότερα και καλύπτονται από μεμβράνη που ελέγχει τη διέλευση των συστατικών του πλάσματος εκτός των αγγείων (νεφρός, έντερο). Στο συνεχές τοίχωμα δεν υπάρχουν διαενδοθηλιακά ανοίγματα (εγκέφαλος, νεύρα, γραμμωτοί μύες, καρδιά, πνεύμονας). Αυτό επιτρέπει τον μέγιστο έλεγχο της διακίνησης των συστατικών του πλάσματος εκτός των αγγείων. Στον εγκέφαλο, οι διαενδοθηλιακοί δεσμοί δεν αφήνουν κανένα άνοιγμα (tight junctions) για διέλευση στοιχείων μεταξύ αίματος και εγκεφάλου. Αυτή η υψηλή περιοριστικότητα στη διέλευση ουσιών ονομάστηκε αιματοεγκεφαλικός φραγμός [44]. Λόγω της έλλειψης χώρων μεταξύ των ενδοθηλιακών κυττάρων του τοιχώματος των εγκεφαλικών αγγείων, επιτυγχάνεται παθητική διέλευση μόνο για τα αέρια και κάποιες υψηλά λιπόφιλες ουσίες που μπορούν να διαλυθούν διά της κυτταρικής μεμβράνης, ενώ δεν υπάρχει το φαινόμενο της πινοκυττάρωσης [43-46]. Ο μόνος εναπομείνας μηχανισμός διέλευσης του τριχοειδικού τοιχώματος είναι οι πρωτεΐνες-φορείς και οι δίαυλοι-κανάλια, τα οποία στον εγκέφαλο έχουν υψηλή επιλεκτικότητα σε μεταβολίτες και χημικές ενώσεις [47]. Η ύπαρξη μεγάλου αριθμού μιτοχονδρίων στα ενδοθηλιακά κύτταρα των εγκεφαλικών τριχοειδικών αγγείων υποδεικνύει ότι η διατήρηση του ΒΒΒ είναι υψηλά ενεργοεξαρτώμενη. Ωστόσο, ο BBB είναι ευαίσθητος στη ρήξη σε διάφορες καταστάσεις (φλεγμονώδεις, τραυματικές, φαρμακευτικές). 6.4.1.5.2. Φραγμός αίματος - ΕΝΥ: το χοριοειδές πλέγμα
Στα χοριοειδή πλέγματα των κοιλιών του εγκεφάλου πραγματοποιείται η υπερδιήθηση του πλάσματος με τη δημιουργία του ΕΝΥ. Εκεί παράγεται το 80-90 % του ολικού ΕΝΥ (περίπου 480 ml/d). Σπάνια η υπερπαραγωγή είναι λόγος διαταραχής της ενδοκράνιας δυναμικής (θηλώματα χοριοειδούς πλέγματος). Σε κάποιες παθολογικές καταστάσεις, η χρήση αναστολέων καρβονικής ανυδράσης (ακεταζολαμίδη), μειώνοντας τον ρυθμό παραγωγής ΕΝΥ, συμβάλλει στην πτώση της ICP. 6.4.1.5.3. Φραγμός μεταξύ διάμεσου και ενδοκυττάριου χώρου: η γλοία Τα γλοιακά κύτταρα αποτελούν τον κύριο όγκο του εγκεφάλου. Εκτείνονται από το επένδυμα ως τα όρια του υπαραχνοειδούς χώρου και περιβάλλουν τα εγκεφαλικά τριχοειδή αγγεία. Έτσι, η ρύθμιση του όγκου του ενδοκυττάριου χώρου εξασφαλίζεται κυρίως απ αυτά, μιας και ευνοούν τη διακίνηση ύδατος από τον διάμεσο χώρο. Το ύδωρ διασχίζει τις λιπιδικές μεμβρανικές διπλοστιβάδες των κυττάρων σε όλους τους ιστούς μέσω μιας κατηγορίας μεμβρανικών καναλιών, των υδατοπορινών (aquaporins) [48]. Στον εγκέφαλο εκφράζεται μια υποομάδα αυτών, οι AQP-4 που συναντώνται σε υψηλές συγκεντρώσεις στις αποφύσεις των περιαγγειακών αστροκυττάρων, καθώς και στις περικοιλιακές αποφύσεις αυτών [49]. Έτσι, θεωρείται ότι η αστρογλοία παίζει σημαντικό ρόλο στην ισορροπία των υγρών μεταξύ των τριών χώρων του εγκεφάλου. Ωστόσο, ο εν λόγω φραγμός χρήζει περαιτέρω μελέτης, ώστε να οδηγηθούμε στη χρήση κατάλληλης φαρμακευτικής αγωγής σε καταστάσεις διαταραγμένης ενδοκράνιας δυναμικής. 6.4.1.6. Μηχανισμός δημιουργίας εγκεφαλικού οιδήματος Ως εγκεφαλικό οίδημα ορίζεται η αφύσικη συλλογή υγρού εντός του εγκεφαλικού παρεγχύματος η οποία προκαλεί ογκομετρική αύξηση του εγκεφαλικού ιστού [50]. Το «πρήξιμο» του εγκεφαλικού ιστού μπορεί να προκαλέσει αύξηση της ICP, αφού έχει επέλθει απώλεια των αντιρροπιστικών μηχανισμών, και από την άλλη πλευρά αρκεί μια μετρίου μεγέθους χωροκατακτητική βλάβη για να αυξήσει πολύ την ICP, αν παράγει ικανό περιεστιακό οίδημα. Το εγκεφαλικό οίδημα προκύπτει από υπερβολική συγκέντρωση ύδατος στον διάμεσο ή στον ενδοκυττάριο χώρο ή και στους δύο αυτούς χώρους ταυτόχρονα. Ο Klatzo [51] πρώτος υποστήριξε τον διαχωρισμό μεταξύ ενδοκυττάριας και διάμεσης συγκέντρωσης ύδατος, θεωρώντας πως το διάμεσο οίδημα προκύπτει από αυξημένη διαπερατότητα του τοιχώματος των αγγείων, και το ονόμασε εξωκυττάριο οίδημα «αγγειογενούς τύπου», ενώ η ενδοκυττάρια συλλογή ύδατος οφείλεται σε βλάβη του εγκεφαλικού παρεγχύματος καθαυτό με φυσιολογική αγγειακή διαπερατότητα, κι έτσι την ονόμασε οίδημα «κυτταροτοξικό». Πολλοί από τους παθολογικούς μηχανισμούς που οδηγούν σε εγκεφαλικό οίδημα, στην πραγματικότητα, παρουσιάζουν και τους δύο τύπους οιδήματος σε διάφορο βαθμό (Εικόνα 6.3). Εικόνα 6.3 Στον φυσιολογικό εγκέφαλο, οι στενοί δεσμοί (tight junctions) του τοιχώματος των τριχοειδών διατηρούν το πλούσιο σε πρωτεΐνες πλάσμα εντός των αγγείων. Στο αγγειογενές οίδημα διαταράσσεται η σταθερότητα αυτών των διαενδοθηλιακών ενώσεων, με αποτέλεσμα τη διαφυγή πλάσματος πλούσιου σε πρωτεΐνες στον διάμεσο χώρο μαζί με ελεύθερο ύδωρ. Στο κυτταροτοξικό οίδημα υπάρχει διαταραχή του ενεργειακού μηχανισμού με αύξηση του ενδοκυττάριου νατρίου που, με τη σειρά του, καλεί ύδωρ από τον διάμεσο και τον ενδαγγειακό χώρο. 6.4.1.6.1. Αγγειογενές οίδημα και η εξίσωση του Starling
Συγκέντρωση υγρού στον διάμεσο χώρο προκαλείται από ρήξη του ΒΒΒ. Η εξίσωση του Starling μοντελοποιεί τη ροή του ύδατος από τον ενδαγγειακό χώρο στον διάμεσο σε όλους τους ιστούς: Ροή υγρών = Lp(Pc Pi) + Σσ(π i π c), όπου [50, 53] Lp: υδραυλική αγωγιμότητα τριχοειδικού τοιχώματος, Pc: υδροστατική πίεση εντός των τριχοειδών, Pi: υδροστατική πίεση στον διάμεσο χώρο, σ: συντελεστής ανάκλασης του τριχοειδικού τοιχώματος για κάθε διαλύτη, π c: ογκωτική πίεση για κάθε διαλύτη εντός των τριχοειδών και π i: ογκωτική πίεση για κάθε διαλύτη εντός του διάμεσου χώρου. Ο πρώτος όρος, Lp(Pc Pi), αντιστοιχεί στην υδροστατική πίεση, η οποία στην ουσία αποτελεί την αιματική πίεση και η οποία, συνήθως υψηλότερη εντός των αγγείων σε σχέση με τους ιστούς, ευνοεί τη ροή ύδατος προς τους ιστούς. Στον εγκέφαλο, αυτή η ροή ελέγχεται από τη μη διαπερατότητα του τριχοειδικού τοιχώματος στο ύδωρ (χαμηλή Lp). Αύξηση της ενδαγγειακής πίεσης (Pc) ή μείωση της πίεσης στον διάμεσο χώρο (Pi) ή αύξηση της αγωγιμότητας στο νερό διά του τοιχώματος των τριχοειδών (Lp) ευνοούν συγκέντρωση ύδατος στον διάμεσο χώρο (αγγειογενές οίδημα) [50]. Πολλοί μεσολαβητές φλεγμονής εμπλέκονται στην αύξηση της Lp, όπως η βραδυκινίνη, η σεροτονίνη, η ισταμίνη, τα αδενοσικά νουκλεοτίδια (ATP, ADP και ATP), ο παράγοντας συσσώρευσης αιμοπεταλίων (PGF), το αραχιδονικό οξύ, οι προσταγλανδίνες, τα λευκοτριένια, οι ιντερλευκίνες (IL-1α, IL-1β, IL-2), οι φλεγμονώδεις πρωτεΐνες των μακροφάγων (MIP-1 & MIP-2), τα παράγωγα του συμπληρώματος C3a-desArg, το νιτρικό οξείδιο, οι ελεύθερες ρίζες [43-45] και η θρομβίνη [34]. Πιθανώς, εμπλέκονται, διανοίγοντας τις διαενδοθηλιακές ενώσεις των κυττάρων του τριχοειδικού τοιχώματος [46], υποθετικά διά της ασβεστιορυθμιζόμενης συστολής αυτών [42], με αποτέλεσμα την αύξηση της Lp, χωρίς να γίνεται εμφανής κάποια αύξηση του φαινομένου της πινοκυττάρωσης διά της μεμβράνης [42, 46]. Ακόμη, η αύξηση της Lp μπορεί να επέλθει και λόγω διαταραχής της ενδαγγειακής ωσμωτικότητας (π c) ή/και οξείας αύξησης της ενδαγγειακής πίεσης (Pc). Ο δεύτερος όρος της εξίσωσης του Starling, Σσ(π i π c), αναδεικνύει τη συμβολή της ογκωτικής πίεσης. Λόγω της φυσιολογικά χαμηλής Lp (υδροστατικής αγωγιμότητας) των τριχοειδών του εγκεφάλου, μόνο οι διαλύτες με ικανή συγκέντρωση έχουν τη δυνατότητα δημιουργίας ωσμωτικής κλίσης κατά μήκος του τοιχώματος των τριχοειδών [34, 35]. Ένας διαλύτης που μπορεί να μετακινηθεί ελεύθερα διά του τοιχώματος των τριχοειδών μετακινείται, λόγω της κλίσης πίεσης, χωρίς τη δημιουργία ωσμωτικής πίεσης (σ κοντά στο 0), ενώ αντίθετα, με σ κοντά στο 1 (νάτριο, μαννιτόλη), θα προκαλέσει σημαντική ωσμωτική κλίση, αν υπάρχει διαφορά ογκωτικών πιέσεων μεταξύ ενδαγγειακού και διάμεσου χώρου (π i π c). Η καθαρή ωσμωτική κλίση δίνεται από το άθροισμα (Σ) για τον κάθε διαλύτη χωριστά. Έτσι, το αγγειογενές οίδημα εξηγείται με την εξίσωση του Starling. Αν ανοίξουν οι στενοί διαενδοθηλιακοί δεσμοί (tight junctions), αυξάνεται η Lp και, ταυτόχρονα, ο πρώτος όρος της εξίσωσης, ευνοώντας τη ροή νερού στον διάμεσο χώρο. Αν παραμείνουν ανοιχτοί για ικανό χρονικό διάστημα για τις πρωτεΐνες του πλάσματος όπως η αλβουμίνη, αυξάνεται το π i (ογκωτική πίεση για κάθε διαλύτη εντός του διάμεσου χώρου), με αποτέλεσμα τη συγκέντρωση ύδατος. Μόλις σχηματιστεί το αγγειογενές οίδημα, αρχίζει να υποχωρεί, εισχωρώντας στο ΕΝΥ [54, 55] και ακολουθώντας μια κλίση πίεσης από τον οιδηματώδη εγκέφαλο προς τον υπαραχνοειδή χώρο του ΕΝΥ [56], πιθανώς διά των περιαγγειακών χώρων [35, 54]. 6.4.1.6.2. Αποφρακτικός υδροκέφαλος Ένας άλλος μηχανισμός υπερβολικής συγκέντρωσης ύδατος στον διάμεσο χώρο είναι αυτός κατά τον οποίο υπάρχει κώλυμα στη φυσιολογική κυκλοφορία του ΕΝΥ κατά την πορεία του από το κοιλιακό σύστημα, όπου παράγεται, προς τον υπαραχνοειδή χώρο, όπου απορροφάται. Έτσι, ο μόνος τρόπος κυκλοφορίας του είναι διαμέσου του εγκεφαλικού παρεγχύματος. Όταν συμβαίνει αυτό, η ροή πραγματοποιείται διά του ίδιου χώρου που χρησιμοποιεί το αγγειογενές οίδημα, δηλαδή από το παρέγχυμα στο ΕΝΥ. Γι αυτό το είδος οιδήματος χρησιμοποιήθηκε ο όρος διάμεσο οίδημα [57, 58]. Η κλίση πίεσης που οδηγεί το ΕΝΥ από το κοιλιακό σύστημα διαμέσου του εγκεφαλικού παρεγχύματος και όχι διά της φυσιολογικής του οδού, προκαλεί σημαντικές βλάβες στις λειτουργίες του εγκεφάλου, θέτοντας σε κίνδυνο ακόμη και τη ζωή. 6.4.1.6.3. Κυτταροτοξικό οίδημα (ενεργειακός μεταβολισμός των κυττάρων)
Θεωρείται πως βλάβη της ενεργοεξαρτώμενης αντλίας Na + K + οδηγεί σε αύξηση της συγκέντρωσης νατρίου ενδοκυττάρια με συνοδό κυτταρικό οίδημα. Τυπικό παράδειγμα αποτελεί η ισχαιμική βλάβη. Το εγκεφαλικό παρέγχυμα έχει την ιδιότητα να αντιστέκεται στις αλλαγές της ενδαγγειακής ωσμωτικής πίεσης, κυρίως μέσω της λειτουργίας των κυττάρων της γλοίας. Τα κύτταρα των θηλαστικών χρησιμοποιούν κάποια μικρά οργανικά μόρια, τους οργανικούς ωσμωλύτες, που ρυθμίζουν τη διά των μεμβρανών ωσμωτική κλίση [59] (σορβιτόλη, αμινοξέα, όπως η αλανίνη και η ταυρίνη, και μεθυλαμίνες, όπως η χολίνη). Πτώση της Pi (ωσμωτική πίεση στον διάμεσο χώρο) οδηγεί σε ροή αυτών των ωσμωλυτών έξω από τα κύτταρα, με στόχο την πτώση της ενδοκυττάριας ωσμωτικότητας και τη διατήρηση της ισορροπίας του ύδατος. Η ροή αυτή χρησιμοποιεί ενεργοεξαρτώμενη αντλία της μεμβράνης, η οποία σε καταστάσεις διαταραχής του κυτταρικού ενεργειακού μεταβολισμού (ανεπάρκεια ΑΤΡ) δεν λειτουργεί. Αντίθετα, με το αγγειογενές οίδημα, το επιπλέον ενδοκυττάριο ύδωρ δεν μπορεί να οδηγηθεί στο ΕΝΥ. Αντιμετώπιση του κυτταροτοξικού οιδήματος προϋποθέτει αντιμετώπιση της υποκείμενης αιτίας. Τα κύτταρα που δεν έχουν υποστεί μόνιμη βλάβη μπορούν να επανέλθουν στην πρότερη κατάσταση. 6.4.1.6.4. Ωσμωτικό οίδημα Η συστηματική, σοβαρή υπονατριαιμία αναδεικνύει τη συγκέντρωση ύδατος ενδοκυττάρια, λόγω της αδυναμίας των κυττάρων να προσαρμοστούν στο υπότονο εξωκυττάριο περιβάλλον. Κατά τον Klatzo, πρόκειται για κυτταροτοξικό οίδημα [50, 51]. 6.4.1.7. Δυναμική της ICP Αρκετές φυσιοπαθολογικές διεργασίες του οργανισμού είναι σε θέση να αυξήσουν την περίσσεια του ύδατος στο εγκεφαλικό παρέγχυμα, με επακόλουθη την αύξηση της ενδοκράνιας πίεσης. Ωστόσο, παρόλο που οι τιμές της ICP ακολουθούν διακυμάνσεις, κάποιες αλλαγές είναι χαρακτηριστικές παθολογίας. 6.4.1.7.1. Καρδιακά κύματα Ο ανθρώπινος εγκέφαλος σφύζει με κάθε καρδιακό παλμό. Ο φυσιολογικός καρδιακός παλμός αποτελείται από τρεις διαδοχικές κορυφές (σε φθίνουσα σειρά μεγέθους): P1 (percussion wave), P2 (tidal wave) και Ρ3 (dicrotic wave ). Σε περίπτωση αυξημένης ΙCP ή μειωμένης ενδοτικότητας, η P2 αυξάνει σε πλάτος και η P1 σε ύψος. Η συγχώνευση της P1 στην Ρ2 αποτελεί ένα από τα σημεία ανίχνευσης της μείωσης της ενδοτικότητας. 6.4.1.7.2. Κύματα αερισμού (πνεύμονες) Μεταβολή της ΙCP μπορεί να παρατηρηθεί και κατά τη διάρκεια των μεταβολών του αναπνευστικού κύκλου. 6.4.1.7.3. Κύματα Α (Α waves) Ανακαλύφθηκαν από τον Lundberg (Lundberg A waves) [60], είναι επιπεδωμένα κύματα (plateau waves) και θεωρούνται παθογνωμονικά ενδοκράνιας υπέρτασης. Τα κύματα τύπου Α έχουν μεγάλη διάρκεια (5-20 λεπτά) και αφορούν μεταβολές μεγάλου εύρους (50-100 mm Hg) της ICP. Τυπικά, εμφανίζονται σε ασθενείς με μειωμένη ενδοκράνια ενδοτικότητα ωστόσο, έχουν παρατηρηθεί και σε υγιή άτομα. Προκαλούνται στην πνευματική ή σωματική εργασία, στον πόνο ή στον ύπνο, και συχνά εκδηλώνονται με πονοκέφαλο, ανησυχία, σύγχυση, ναυτία, έμετο ή υπεραερισμό, αλλά μπορεί να είναι και ασυμπτωματικά. Η επικινδυνότητα ενός επιπεδωμένου κύματος έγκειται στο ενδεχόμενο κατάργησης της CPP, μαζικής ισχαιμίας εγκεφάλου ή/και θανάτου. Ο πιο πιθανός φυσιοπαθολογικός μηχανισμός είναι η αρτηριακή αγγειοδιαστολή, προκειμένου να επιτευχθεί μείωση της συστηματικής αρτηριακής πίεσης, με αποτέλεσμα την αύξηση του CBV και, εν συνεχεία, της ICP [61-65]. Τα επιπεδωμένα κύματα ικανής έντασης και διάρκειας πρέπει να αντιστρέφονται ή να διακόπτονται, για να μην προκαλέσουν καθολική ισχαιμία εγκεφάλου. Τα συνηθισμένα βήματα για να επιτευχθεί κάτι τέτοιο είναι η παροχέτευση του ΕΝΥ, ο υπεραερισμός και οι μαζικές δόσεις ωσμωτικών διουρητικών. 6.4.1.7.4. Κύματα Β, C (B, C waves) Πρόκειται για άλλα περιοδικά κύματα της ICP που περιγράφηκαν από τον Lundberg, ωστόσο είναι πολύ λιγότερο παθογόνα (ρυθμικές ταλαντώσεις). Τα κύματα Β διαρκούν 1-2 λεπτά, είναι 20-30 mm Hg σε εύρος και συναντώνται συχνά σε φυσιολογικές συνθήκες, ιδίως στον ύπνο [60]. Είναι αβέβαιης κλινικής σημασίας σε
σχέση με τα κύματα Α και μπορεί να αντιπροσωπεύουν μια μειωμένη ενδοκράνια ενδοτικότητα. Τα κύματα C διαρκούν 4-5 λεπτά, έχουν εύρος μικρότερο από 20 mm Hg, δεν έχουν παθογόνο δράση και αποτελούν συνέχεια των αγγειοκινητικών κυμάτων Traube Hering [34, 64, 65]. Εικόνα 6.4 Κυματομορφή ICP. 6.4.1.7.5. Το ενδοκράνιο σύστημα Η ενδοκράνια πίεση είναι αποτέλεσμα της δυναμικής αλληλεπίδρασης μεταξύ CBF και CBV, της απορρόφησης και της ανακατανομής του ΕΝΥ, της αντίστασης του εγκεφαλικού παρεγχύματος στην ασκούμενη πίεση, καθώς και της παρουσίας ή μη μιας επιπρόσθετης μάζας, όπως όγκου, αιματώματος ή αποστήματος. Το ακριβές σχήμα της καμπύλης P/V για έναν συγκεκριμένο ασθενή είναι μια πολύπλοκη λειτουργία αυτών των μεταβλητών [66-68]. Δημιουργήθηκαν ηλεκτρονικά πρότυπα του ενδοκράνιου συστήματος, με τη χρήση διαφορικών εξισώσεων, για να περιγράψουν τους εν λόγω παράγοντες, με παραμέτρους που απορρέουν από κλινικά δεδομένα και πρότυπα σε ζώα, και κατόρθωσαν να αναπαραγάγουν με αξιοσημείωτη ικανότητα τη συμπεριφορά του ενδοκράνιου συστήματος και, συγκεκριμένα, το πιο ζωτικό φαινόμενο κατά την αύξηση της ICP, τα κύματα Α. Ένα από τα πιο χρήσιμα αποτελέσματα που διαπιστώθηκαν στο πρότυπο αυτό είναι η συσχέτιση ανάμεσα στην αυξημένη αντίσταση της απορρόφησης του ΕΝΥ και στην αύξηση της ICP, εύρημα που επιβεβαιώνει κλινικά τη σημασία της παροχέτευσης του ΕΝΥ στον έλεγχο της ενδοκράνιας πίεσης. 6.4.1.8. Αιτιοπαθογένεση του εγκεφαλικού οιδήματος και της αύξησης της ICP
Οποιαδήποτε διεργασία δύναται να προκαλέσει κάτι από τα παρακάτω μπορεί να επηρεάσει την ICP: 1. προσθήκη οποιουδήποτε όγκου ικανού να υπερνικήσει τους αντιρροπιστικούς μηχανισμούς, 2. βλάβη στους μηχανισμούς ρύθμισης της αιματικής ροής στην αρτηριακή, την τριχοειδική ή τη φλεβική φάση, 3. βλάβη στη φυσιολογική παραγωγή ή παροχέτευση του ΕΝΥ. Τα αίτια της αύξησης της ενδοκράνιας πίεσης ταξινομούνται ως εξής [69-73]: Αγγειακής προέλευσης, κατόπιν διαστολής των αγγείων του εγκεφάλου λόγω αύξησης του διοξειδίου του άνθρακα στο αρτηριακό αίμα ή μείωσης της CPP με διατήρηση ακέραιας της πίεσης αυτορρύθμισης, παθητικής διάτασης των αγγείων του εγκεφάλου με απουσία αυτορρύθμισης ή παρεμπόδισης στη φλεβική αποχέτευση. Παθολογίες κατά τις οποίες παρατηρείται μείωση της CPP με εικόνα γενικευμένου εγκεφαλικού οιδήματος (generalized brain swelling), υποξαιμικές-ανοξαιμικές καταστάσεις, οξεία ηπατική ανεπάρκεια, εγκεφαλοπάθειες, ηπατοεγκεφαλικό σύνδρομο του Reye. Παθολογίες κατά τις οποίες αυξάνει η φλεβική πίεση λόγω εμποδίου στη φλεβική αποχέτευση είναι οι θρομβώσεις κόλπων του εγκεφάλου, η καρδιακή ανεπάρκεια και η πίεση των άνω μεσοθωρακικών ή σφαγιτιδικών φλεβών. Μη αγγειακής προέλευσης, που περιλαμβάνουν αύξηση της εγκεφαλικής μάζας λόγω εγκεφαλικού οιδήματος ή λόγω μιας επισκληρίδιας, υποσκληρίδιας ή ενδοπαρεγχυματικής βλάβης που εξαπλώνεται. Τέτοιες περιπτώσεις συναντούμε στους όγκους εγκεφάλου, σε εκτεταμένα ισχαιμικά ή αιμορραγικά έμφρακτα με περιεστιακό οίδημα, σε θλάσεις, επισκληρίδια ή υποσκληρίδια αιματώματα ή ενδοπαρεγχυματικές αιμορραγίες και αποστήματα που τείνουν να παραμορφώσουν τους παρακείμενους ιστούς. Άλλος ένας μηχανισμός σε αυτήν την κατηγορία είναι η αύξηση του ενδοκράνιου όγκου του ΕΝΥ είτε λόγω αυξημένης παραγωγής (μηνιγγίτιδα, αυτόματη υπαραχνοειδής αιμορραγία, όγκος χοριοειδούς πλέγματος) είτε λόγω εμποδίου στην κυκλοφορία ή την απορρόφησή του (υδροκέφαλος, σύνδρομο Chiari, καρκινωματώδης μηνιγγίτιδα κ.ά.). Τέλος, η ιδιοπαθής ενδοκράνια υπέρταση και η κρανιοσυνοστέωση εντάσσονται σε αυτήν την κατηγορία. 6.4.2. Συνήθης κλινική παρουσίαση της εγκεφαλικής βλάβης σε κατάσταση αυξημένης ICP Οι κλινικές εκδηλώσεις των παθογόνων καταστάσεων που αναφέρθηκαν μπορεί να διαφοροποιηθούν και αυτό, διότι τα συμπτώματα είναι αποτέλεσμα και της αυξημένης ICP και εστιακών δυσλειτουργιών του εγκεφάλου λόγω των παθογόνων αυτών διεργασιών. Οι κατεξοχήν κλινικές εκδηλώσεις της αυξημένης ICP είναι ως επί το πλείστον οι ίδιες, ανεξάρτητα από την αιτία: κεφαλαλγία, ναυτία, έμετος, θάμβος όρασης, υπνηλία και ληθαργικότητα ως κωματώδης κατάσταση. Η ιδιοπαθής ενδοκράνια υπέρταση, η εγκεφαλική φλεβική θρόμβωση, ο αποφρακτικός υδροκέφαλος και το εγκεφαλικό οίδημα από μεγάλα υψόμετρα εμφανίζονται τυπικά με τέτοια συμπτωματολογία. Μια οξέως αναπτυσσόμενη μάζα που ασκεί ελάχιστα άμεσα πιεστικά φαινόμενα στον εγκεφαλικό φλοιό ή στη λευκή ουσία, όπως επισκληρίδια αιματώματα, ενδέχεται να μην εκδηλώσει εστιακή σημειολογία, πριν αυξήσει σε μεγάλο βαθμό την ICP, και επομένως να παρουσιαστεί αρχικά με τα παραπάνω μη ειδικά συμπτώματα. Αντίθετα, βλάβες με υψηλό βαθμό κακοήθειας, όπως εγκεφαλικές μεταστάσεις, μπορεί συχνά να παρουσιάσουν εστιακά ελλείμματα, πολύ πριν φτάσουν σε μέγεθος ικανό να προκαλέσει αύξηση της ενδοκράνιας πίεσης. Λιγότερο καταστροφικές βλάβες, όπως χρόνια υποσκληρίδια αιματώματα, ενδεχομένως προκαλούν πιο ευρέως κατανεμημένα νευρολογικά ελλείμματα (ήπια έκπτωση αισθητικότητας και μυϊκής ι- σχύος ετερόπλευρα της βλάβης), πριν δώσουν γενικευμένα σημεία ενδοκράνιας υπέρτασης. Η απώλεια συνείδησης είναι το τελικό σύμπτωμα που είναι κοινό για τις περισσότερες βλάβες, μιας και σε σειρά ασθενών διαπιστώθηκε ότι το επίπεδο συνείδησης είναι άρρηκτα συνδεδεμένο με την αύξηση της ICP και με τον βαθμό της παρεκτόπισης των δομών της μέσης γραμμής κατά την εκτίμηση της αξονικής τομογραφίας (ΑΤ) εγκεφάλου. Η κλινική παρουσίαση της αύξησης της ΙCP είναι αποτέλεσμα συνδυασμού των γενικών συμπτωμάτων της ενδοκράνιας υπέρτασης με τα ειδικά συμπτώματα μιας προκείμενης ή προκύπτουσας μάζας, οι συνέπειες της
οποίας ονομάζονται σύνδρομα εγκολεασμού. Τα κλινικά σημεία της αυξημένης ενδοκράνιας πίεσης εξαρτώνται από τα σημεία του εγκεφάλου στα οποία ασκείται η πίεση. Σε πρώιμες μορφές αναγνωρίζονται μη ειδικές κλινικές εκδηλώσεις, όπως κεφαλαλγία, ναυτία, εμετικά επεισόδια (ρουκετοειδή), διπλωπία (πάρεση απαγωγού), οίδημα οπτικής θηλής και έκπτωση επιπέδου συνείδησης. Το οίδημα της οπτικής θηλής είναι αμφοτερόπλευρο και συνεπάγεται καταστροφή της κεφαλής του οπτικού νεύρου (διάταση των νευραξόνων γύρω από την οπτική θηλή, συσσώρευση του αξονοπλάσματος λόγω αύξησης της πίεσης του σημείου αυτού και του σημείου πίσω από το τετρημένο πέταλο του ηθμοειδούς, με αποτέλεσμα η αύξηση της πίεσης στην ενδοκράνια κοιλότητα να επεκτείνεται στον οφθαλμικό κόγχο μέσω του υπαραχνοειδούς χώρου και, τελικά, στο οπτικό νεύρο). Κατά τη διάγνωση, η οποία γίνεται με τη χρήση οφθαλμοσκοπίου (άμεση βυθοσκόπηση), αναγνωρίζεται ασάφεια ορίων οπτικής θηλής, με φλεβική περιθηλαία συμφόρηση και υπεραιμία θηλής, περιθηλαίες αιμορραγίες και πτυχές χοριοαμφιβληστροειδούς (Paton s lines). Η διαταραχή του επιπέδου συνείδησης εμφανίζεται κλινικά σε αναλογία περισσότερο με τον βαθμό μετατόπισης της μέσης γραμμής παρά με συγκεκριμένα επίπεδα αύξησης της ICP και περιλαμβάνει ευρεία σημειολογία, από υπνηλία έως ληθαργικότητα και κώμα. Σε προχωρημένες μορφές υδροκεφάλου, εμφανίζεται χαρακτηριστικά το «σημείο δύοντος ηλίου», δηλαδή η απόκλιση του βλέμματος προς τα κάτω λόγω πιεστικών φαινομένων στα κέντρα του ραχιαίου μεσεγκεφάλου που ρυθμίζουν την κίνηση του βλέμματος προς τα άνω. Σε ακόμη πιο προχωρημένα στάδια, εμφανίζεται η τριάδα του Cushing, δηλαδή αύξηση αρτηριακής πίεσης, βραδυκαρδία και διαταραχή του ρυθμού της αναπνοής (Cheyne Stokes, δηλαδή εναλλαγή γρήγορης αναπνοής με διαστήματα άπνοιας διεγκεφαλικό κώμα). Οι εντοπισμένες διαβαθμίσεις στην ενδοκράνια πίεση μπορεί να οδηγήσουν σε μετατόπιση εγκεφαλικών δομών εκτός της φυσιολογικής τους θέσης. Η μετατόπιση αυτή είναι γνωστή στην ανατομία ως εγκολεασμός και μπορεί να οδηγήσει ταχέως σε μη αναστρέψιμη εγκεφαλική βλάβη ή και σε εγκεφαλικό θάνατο. Τύποι εγκολεασμού [74]: α) Πλάγιος διασκηνιδιακός εγκολεασμός (uncal transtentorial herniation): Μετατόπιση του κροταφικού πόλου πίσω από το ελεύθερο άκρο του σκηνιδίου της παρεγκεφαλίδας με: 1. ομόπλευρη πάρεση του κοινού κινητικού νεύρου (μυδρίαση, με αρνητικό φωτοκινητικό αντανακλαστικό), 1. ετερόπλευρη ημιπάρεση (κάποιες φορές, υπάρχει ομόπλευρη ημιπάρεση από παγίδευση του ετερόπλευρου εγκεφαλικού σκέλους πάνω στο σκηνίδιο φαινόμενο εντομής Kernohan), 2. έμφρακτο της οπίσθιας εγκεφαλικής αρτηρίας. β) Κεντρικός διασκηνιδιακός εγκολεασμός (central transtentorial herniation): Προοδευτική παρεκτόπιση προς τα κάτω του διεγκεφάλου και του στελέχους με δυσλειτουργία αυτού. γ) Υποδρεπανικός εγκολεασμός (subfalcine/cingulate herniation): Πίεση της έλικας του προσαγωγίου κάτω από το εγκεφαλικό δρέπανο με: 1. μεταβολές συμπεριφοράς, 2. ετερόπλευρη πάρεση κάτω άκρου, 3. έμφρακτο πρόσθιας εγκεφαλικής αρτηρίας. δ) Εγκολεασμός αμυγδαλών παρεγκεφαλίδας στο ινιακό τρήμα (tonsilar herniation): Παρεκτόπιση των παρεγκεφαλιδικών αμυγδαλών στο ινιακό τρήμα με δυσλειτουργία του νωτιαίου μυελού και καρδιοαναπνευστική ανακοπή. ε) Ανάστροφος διασκηνιδιακός εγκολεασμός παρεγκεφαλίδας (ascending transtentorial herniation): Η αυξημένη πίεση στον οπίσθιο κρανιακό βόθρο μπορεί να ωθήσει την παρεγκεφαλίδα από το τρήμα του σκηνιδίου προς τα άνω, με συμπίεση του μεσεγκεφάλου. στ) Άλλο ένα είδος εγκολεασμού αποτελεί η εγκεφαλοκήλη (transcalvarial herniation), η οποία όμως προϋποθέτει την ύπαρξη κρανιακού ελλείμματος (είτε χειρουργικού είτε λόγω κατάγματος του κρανιακού θόλου), με συνέπεια ο εγκέφαλος να προεκβάλλει μέσω αυτού από την κρανιακή κοιλότητα. 6.5. Νευρολογική παρακολούθηση στη ΜΕΘ 6.5.1. Εισαγωγή
Η παρακολούθηση των ασθενών με νευροχειρουργικό πρόβλημα στις ΜΕΘ απαιτεί ένα ευρύ φάσμα τεχνολογικού εξοπλισμού. Η πρώτη και απλούστερη μέθοδος παρακολούθησης είναι ο τακτικός νευρολογικός έλεγχος τόσο από το ιατρικό όσο κι από το νοσηλευτικό προσωπικό. Η εν λόγω μέθοδος, όμως, παρουσιάζει σημαντικούς περιορισμούς, καθώς οι ασθενείς μπορεί να είναι υπό θεραπευτική παρέμβαση καταστολής ή/και νευρομυϊκού αποκλεισμού, να ελέγχονται από διαφορετικά άτομα κάθε φορά ή να βρίσκονται σε κλινική κατάσταση η οποία δεν μπορεί να εκτιμηθεί πλήρως (αγγειοσπασμός, επιληπτική κατάσταση χωρίς εμφανείς σπασμούς κ.λπ.). Α- κόμη, η νευρολογική εξέταση παραμένει ποιοτική και όχι ποσοτική αξιολόγηση (η εντύπωση αυξημένης ICP ίσως είναι σωστή, αλλά δεν μπορεί να ποσοτικοποιήσει το μέγεθος της αύξησης, ούτε να παρακολουθήσει τα αποτελέσματα των θεραπευτικών παρεμβάσεων). Εξάλλου, η νευρολογική εκτίμηση αναγνωρίζει το πρόβλημα, αφού έχει εγκατασταθεί, ενώ οι τεχνολογίες παρακολούθησης παρέχουν το πλεονέκτημα ανίχνευσης του προβλήματος σε ένα στάδιο όπου οι θεραπευτικές παρεμβάσεις είναι πιθανόν να αποτρέψουν μη αναστρέψιμες βλάβες στο ΚΝΣ. 6.5.2. Τεχνικές εγκεφαλικής παρακολούθησης στη ΜΕΘ 6.5.2.1. Ολική παρακολούθηση του εγκεφάλου 6.5.2.1.1. Παρακολούθηση ICP Το δόγμα Monro Kellie δηλώνει πως, λόγω της άκαμπτης κρανιακής κοιλότητας, ο ενδοκράνιος χώρος αντιπροσωπεύει έναν σταθερό όγκο με συγκεκριμένη ICP που οφείλεται στις μερικές πιέσεις των τριών ενδοκράνιων συστατικών (εγκέφαλος, αίμα, ΕΝΥ) και όποια αύξηση στον όγκο κάποιου εκ των τριών αυτών συστατικών του πρέπει να συνοδευτεί από αντίστοιχη μείωση στον όγκο των άλλων συστατικών, αλλιώς επέρχεται αύξηση της ICP [28, 75, 76]. Η εγκεφαλική πίεση διήθησης συνδέεται με την ICP και τη μέση αρτηριακή πίεση με την εξίσωση: CPP = MAP ICP. Έτσι, υποστηρίζεται ότι ο κύριος λόγος παρακολούθησης της ICP είναι, στην πραγματικότητα, ο έλεγχος της CPP, η οποία σχετίζεται άμεσα με την αιματική εγκεφαλική ροή και η οποία συνδέεται άμεσα με τις δευτερογενείς εγκεφαλικές βλάβες. Η σχέση της CPP με τη CBF δίνεται από τον νόμο του Poiseuille: CBF = 8(CPP)r 4 /pi(n)(l), όπου r η ακτίνα του αγγείου, n το ιξώδες του αίματος και l το μήκος του αγγείου. Όπως διαπιστώνεται, η CBF είναι ανάλογη της CPP και της ακτίνας του αγγείου, και αντιστρόφως ανάλογη του ιξώδους του αίματος και του μήκους του αγγείου. Η ICP, όπως και η ΜΑΡ, είναι παλμική με συστολική και διαστολική συνιστώσα. Η φυσιολογική κυματομορφή της είναι με τρεις κορυφές: P1 (percussion wave) που αντιστοιχεί στην εκπεμπόμενη συστολική πίεση του αίματος, Ρ2 (tidal wave) και P3 (dicrotic wave) με κατά κανόνα χαμηλότερο ύψος και με την εγκοπή μεταξύ τους που αντιστοιχεί στη δίκροτη εγκοπή της αρτηριακής εγκοπής [77]. Με την αύξηση της ICP επέρχεται αύξηση του ύψους των Ρ2 και Ρ3 πάνω από το επίπεδο του Ρ1, μέχρι τελικά την απώλεια της φυσιολογικής κυματομορφής και τη μετατροπή της σε τριγωνική μορφή. Συχνό παθολογικό εύρημα σε καταστάσεις αυξημένης ICP αποτελεί το plateau wave (A-wave) του Lundberg, το οποίο αντικατοπτρίζει ξαφνική και δραματική αύξηση αυτής σε τιμές 50-100 mm Hg, διάρκειας αρκετών λεπτών, που ακολουθείται από απότομη επιστροφή σε φυσιολογικές τιμές και υποδεικνύει εξαιρετικά χαμηλή ενδοκράνια ενδοτικότητα, με αποτέλεσμα μικρές μεταβολές του ενδοκράνιου όγκου να επιφέρουν δραματικές μεταβολές της ICP. Οι πρώτες συσκευές παρακολούθησης της ICP χρησιμοποιήθηκαν τη δεκαετία του 1950 [78] και επρόκειτο για ενδοκοιλιακούς καθετήρες. Ακολούθησαν, δύο δεκαετίες μετά, οι επισκληρίδιοι, οι υποσκληρίδιοι και οι υπαραχνοειδείς καθετήρες, και πιο πρόσφατα οι ενδοπαρεγχυματικοί καθετήρες με χρήση οπτικών ινών. Ακόμη και σήμερα, οι ενδοκοιλιακοί καθετήρες μέτρησης της ICP αποτελούν τον χρυσό κανόνα για τη μέτρησή της. Τα κριτήρια για παρακολούθηση της ICP σε ασθενή με ΚΕΚ είναι: ασθενής σε κώμα (GCS 8) με παθολογική CT εγκεφάλου ή ασθενής σε κώμα με φυσιολογική CT αλλά τουλάχιστον δύο παράγοντες κινδύνου για αυξημένη ICP (ηλικία > 40 ετών, συστολική αρτηριακή πίεση < 90 mm Hg, παθολογικές στάσεις σώματος σε επώδυνο ερεθισμό) [79] ή, τέλος, άλλοι τραυματίες με συνοδό ΚΕΚ στη διακριτή ευχέρεια του νευροχειρουργού. Όσον αφορά τους λοιπούς ασθενείς που νοσηλεύονται σε ΜΕΘ με άλλες ενδοκράνιες βλάβες, η παρακολούθηση της ICP είναι λιγότερο συστηματική. Πιθανές ενδείξεις αποτελούν οι ημισφαιρικές βλάβες με μετατόπιση της μέσης γραμμής στη CT εγκεφάλου και έκπτωση του επιπέδου συνείδησης (μαζικά έμφρακτα,
ενδοεγκεφαλικές αιμορραγίες, όγκοι), οι μη τραυματικές βλάβες που επιφέρουν διάχυτο εγκεφαλικό οίδημα (οξεία ηπατική ανεπάρκεια, σύνδρομο Reye, εγκεφαλίτιδες) και ο οξύς υδροκέφαλος (π.χ., σε αυτόματη υπαραχνοειδή αιμορραγία). Άλλοι παράγοντες που λαμβάνονται υπόψη είναι η παρουσία οιδήματος οπτικής θηλής ή οποιοδήποτε άλλο σημείο αυξημένης ICP [κεφαλαλγία, ναυτία, έμετος, επίμονος λόξυγκας και πάρεση του απαγωγού νεύρου ( 3ης εγκεφαλικής συζυγίας)] [34, 38, 69, 80]. 6.5.2.1.2. Οξυμετρία σφαγιτιδικού βολβού Θεμελιώδης στόχος της παρακολούθησης του κορεσμού Ο 2 στη σφαγίτιδα φλέβα (jugular venous oxygen saturation, SjvO 2) είναι η παροχή συνεχούς ένδειξης διαταραχής της ισορροπίας μεταξύ της παροχής Ο 2 στον εγκέφαλο και της κατανάλωσης Ο 2 απ αυτόν. Με ταυτόχρονη μέτρηση του κορεσμού Ο 2 στο αρτηριακό αίμα (SaO 2) γίνεται εφικτός ο υπολογισμός της αρτηριοφλεβικής διαφοράς Ο 2 (AVDO 2) κι, έτσι, υπολογίζεται η κατανάλωση Ο 2 στον εγκέφαλο (γνωστό ως ρυθμός μεταβολισμού του εγκεφάλου) ως αποτέλεσμα του πολλαπλασιασμού της AVDO 2 επί την CBF [78, 81]. 6.5.2.1.3. Ηλεκτροφυσιολογική παρακολούθηση: ηλεκτροεγκεφαλογράφημα (ΗΕΓ) και προκλητά δυναμικά Η χρήση του ΗΕΓ στη ΜΕΘ εξυπηρετεί στον εντοπισμό δυσλειτουργίας της ηλεκτρικής δραστηριότητας των νευρώνων του φλοιού του εγκεφάλου σε σχέση με τον μεταβολισμό του, στον εντοπισμό επιληπτικής δραστηριότητας και στην παρακολούθηση της ανταπόκρισής της στη φαρμακευτική αγωγή. Ακόμη, μπορεί να υποστηρίξει την κλινική υπόθεση εγκεφαλοπάθειας ή/και να χρησιμοποιηθεί ως εργαλείο παρακολούθησης εγκεφαλικής ισχαιμίας (π.χ., στον αγγειόσπασμο μετά από αυτόματη υπαραχνοειδή αιμορραγία) είναι δε δυνατόν να χρησιμοποιηθεί ως επιβεβαιωτική και όχι ως διαγνωστική εξέταση στον εγκεφαλικό θάνατο [82]. Ο ρόλος των προκλητών δυναμικών είναι περιορισμένος στη ΜΕΘ, όπου χρησιμοποιούνται κυρίως τα σωματοαισθητικά προκλητά δυναμικά του μέσου νεύρου ως προγνωστικοί παράγοντες έκβασης σε κωματώδεις ασθενείς [83]. 6.5.2.2. Περιοχική παρακολούθηση του εγκεφάλου 6.5.2.2.1. Διακρανιακό υπερηχογράφημα (transcranial doppler ultrasonography, TCD) Πρόκειται για μη παρεμβατικό τρόπο εκτίμησης της αιματικής ροής στα μεγάλα αγγεία του εγκεφάλου βασισμένο στις αρχές της υπερηχογραφίας. Μπορεί να υποδείξει την παρουσία ή μη ροής, καθώς και την κατεύθυνση και την ταχύτητα αυτής, κι έτσι να οδηγηθούμε σε συμπεράσματα σχετικά με τη βατότητα του αγγείου, τον αγγειόσπασμο κ.λπ. Μπορεί, επίσης, να χρησιμοποιηθεί και ως επιβεβαιωτική εξέταση στον εγκεφαλικό θάνατο. Ακολουθούνται οι επόμενες προσεγγίσεις: κροταφικά με έλεγχο των εγγύς τμημάτων της πρόσθιας και μέσης εγκεφαλικής αρτηρίας, των πρώτων διακλαδώσεων αυτών, καθώς και του εγγύς τμήματος της οπίσθιας εγκεφαλικής αρτηρίας, διοφθαλμικά για έλεγχο της οφθαλμικής αρτηρίας και τμήματος του καρωτιδικού σιφωνίου, και υπινιακά για έλεγχο του σπονδυλοβασικού συστήματος. 6.5.2.2.2. Εγκεφαλική οξυμετρία (near infrared spectroscopy) Ανάλογη μέθοδος με αυτή των συσκευών παλμικής οξυμετρίας αίματος. Χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με άλλες τεχνικές παρακολούθησης σε ΚΕΚ, ΑΕΕ, επιληψία κ.λπ. [81, 84]. 6.5.2.2.3. Άλλες τεχνικές παρακολούθησης περιοχικής CBF Η παρακολούθηση της περιοχικής CBF γίνεται με χρήση του Xenon-133 (ραδιοϊσότοπο που δεν μεταβολίζεται στον εγκέφαλο και ανιχνεύεται με φορητή συσκευή), με ροομετρία βασισμένη στο laser Doppler, με τη ροομετρία θερμικής διάχυσης, τη μικροδιάλυση με τη χρήση ενδοπαρεγχυματικών καθετήρων και την ιστική ανάλυση στον εγκέφαλο με ειδικούς καθετήρες για μέτρηση θερμοκρασίας, po 2, pco 2 και ph [81].