Anestesi och Intensivvårdskliniken Neuroanestesi Eva Selldén Anestesi och Intensivvårdskliniken Karolinska sjukhuset 16 mars 2004

DEFINITIONER CBV = Cerebral Blood Volume 80% i vensystemet CBF = Cerebral Blood Flow 50 ml / 100 g / min sek - min Vmca = Flödeshastigheten i a cerebri media 50 cm / sec CMRO 2 = Cerebral Metabolic Rate for Oxygen Fick´s princip ICP = Intracranial Pressure 5 - 15 mmHg

ICP-mätning via v-drän eller parenkym

Cerebral Perfusion Pressure CPP Cerebral Perfusion Pressure = arteriella blodtrycket MAP minus ICP får ej vara under 50 mm Hg

ett konstant cerebralt blodflöde systemiska blodtrycket Autoregulation En mekanism som ger ett konstant cerebralt blodflöde (CBF) oberoende av det systemiska blodtrycket

Autoregulation CBF CPP 50 150 ml/100g/min mm Hg

CO2 reaktivitet CBF CBV 3,5 kPa pCO2 En ändring av PaCO2 med 1 kPa ändrar CBF med ≈ 20 % Anestesimedel -- TBI

Metabol regulation Feber EP CBF Hypothermia Pentothal CMR O2

Blood-Brain Barrier (BBB) Water Thight junctions

5% 15% 80% blödning artärdilatation venstas HC ödem tumör blödning abcess 80%

Har patienten förhöjt ICP? KLINISKA TECKEN CT ÖGONBOTTEN HUVUDVÄRK ILLAMÅENDE KRÄKNINGAR FÖRVIRRING SLÖHET MEDVETANDERUBBNING EXPANSIVITET ÖVERSKJUTNING AV MEDELLINJEN ÖDEM RUNT EN TUMÖR SMÅ VENTRIKLAR OCH BASALA CISTERNER STASPAPILLER (SENT TECKEN) OBS ! Blodtrycket !

Kurvan

KONTROLL AV ICP Minska hjärnans volym Minska hjärnans blodvolym Minska interstitiella volymen = Dehydrering Utrymning Liquor dränage

Orsak till blodvolym- Volymminskning ökning pCO2 pO2 Metabolism Blodtryck Ventryck Vasodilaterande medel Hyperventilation Syrgastillförsel Smärtlindring Barbiturater Tryckstabilisering Höjd huvudända Rätt vald anestesimetod

Hypoxi Laktacidos Ödem Ytterligare hypoxi Vasodilatation lokalt Förlust av autoregulation

Neurointensivpatienter Höjd huvudända - 30o ICP 19.7 ± 8.3 14.1 ± 6.7* MAP 89 ± 15 84 ± 14* CPP 70 ± 19 70 ± 18 Feldman Z et al.J Neurosurg 1992

MÅL PATIENTER MED HÖGT INTRAKRANIELLT TRYCK Förhindra ytterligare ICP stegring Bibehålla adekvat blodtryck Bibehålla cerebrala genomblödningen och god syrsättning av hjärnans celler

Det ideala neuroanestesimedlet : Bibehåller koppling CBF-CMRO2  ICP Bibehåller CPP Intakt CO2 reaktivitet CNS protektion Antikonvulsivt Elektrofysiologisk monitorering möjlig Minimal påverkan på vitala organ Lätt att använda Inte dyrt Balanserade tekniker

- + Förändringar i CBF och CMRO2 pCO2 oförändrat Pentothal Propofol Opiater Bensodiazepiner CBF = CMRO2 = Ketamin N2O Halothan Övriga halogenerade gaser

normalt cerebralt blodflöde halogenerade inhalationsmedel metabolism Högt flöde ger högt ICP - kan motverkas av hyperventilation och barbiturater metabolism

Vasodilatation - mekanism ?? Direkt effekt på glatt muskel i kärl Effekter på jonkanaler -spänningsberoende Ca2+kanaler (Eskinder et al Anesthesiology 1995) - K+kanaler (Iida et al Anesth 1998, ” ) NO -sannolikt involverat (Todd et al Anesthesiology 1994, m.fl)

Halogenerade inhalationsmedel-autoregulation

Isofluran Dosrelaterad vasodilatation - max 1 kPa endtidalt (1MAC) 50 % minskning av CMRO2 vid 1,5 MAC - “lyxperfusion” CO2 -reaktiviteten påverkad av höga doser Autoregulationen slås succ. ut EEG: succ. längre latens och mindre amplituder, isoelektiskt vid 2 MAC Sederingsstudie på NIVA

Sevofluran 1,5 % 80±11 29±10 11±7 2,5 % 77±9 34±12* 12±8 MABP CBF ICP mmHg ml 100g-1 min-1 mmHg 1,5 % 80±11 29±10 11±7 2,5 % 77±9 34±12* 12±8 Bundgaard et al. Acta Anaesth Scand July 1998

Sevofluran EEG förändringar som med isofluran CBF oförändrad CMRO2 minskar CO2-reaktiviteten bevarad med 1,5% och 2,5% Bundgaard et al. Acta Anaesth Scand July 1998 Autoregulationen opåverkad med 0,5 och 1,5 MAC Gupta et al. Br J Anest Oct 1997

Desfluran EEG förändringar som med isofluran CBF ökar, CMRO2 minskar, Bibehållen CO2 -reaktivitet (CBF) ICP -ökning, 11-18 mmHg vid ökning till 1 MAC hyperventilerade patienter med medellinjeöverskjutning (Muzzi et al. Anesthesiology, 76:720-724, 1992) *** 17 % ökning i CBF jmf isofluran vid 1 MAC (gris) (Holmström J Neurosurg Anesth 2003)

N2O Ökar CBF ~ 40 % Ökar CBV och ICP Ökar CMRO2 Påverkar inte CO2 -reaktiviteten Påverkar inte autoregulationen

Barbiturater Neuroprotektiv effekt ?? CMRO2  och CBF  (Dosrelaterat) via metabol koppling Kärlkontraherande cerebralt ICP  Antiepileptiskt Opåverkad autoregulation & CO2 reaktivitet Neuroprotektiv effekt ?? “Inverse Steal” effekt Minskar Ca++ - influx i cellen Scavenger - fria radikaler Potentierar GABA - ergisk aktivitet Minskar cerebralt ödem Förhindrar glukostransporten över BBB Blockerar Na+- kanaler

Steal effect Lokal vasodilatation vid skadan Ischemi vid skadan! Tillförsel av vasodilaterande medel, ex.nitro, CO2, N2O -leder till dilatation av kärl som tidigare inte var dilaterade Ischemi vid skadan!

Inverse steal Mer blodflöde till skadade området Tillförsel av vaso-kontraherande medel: - leder till kontraktion av friska kärl - men påverkar ej kärlen vid skadade området Mer blodflöde till skadade området

Propofol-fentanyl vs sevo-/iso-fentanyl : CBF och CMRO2 dosrelaterad sänkning (=barbiturater) Autoregulationen opåverkad Infusion = ”vattentillförsel” - kombinera med remifentanil Ej prokonvulsivt (ECT) CO2 -reaktiviteten opåverkad /ev. minskad: 117 pat, craniotomi Propofol-fentanyl vs sevo-/iso-fentanyl :  ICP,  CPP och  CO2 reaktivitet (Pedersen Anesthesiology 2003)

Propofol Neuroprotektivt ? Minskad CMRO2 Ökad GABA-inhibition Anti-oxidant Minskad infarktstorlek (råtta) (Gelb et al, Anesthesiology 2002) Kärleffekter - olika systemiskt och cerebralt !  SVR  MAP  cerebrovasc. resistens och  CBF (Eng et al Anestesiology 1992) - antingen direkt effekt el. sekundärt till  CMRO2  CO2 In vitro - ingen tonusökning (Wallerstedt Acta A Scand 1999)

N2O ISO DES SEV PROP N2O ISO DES SEV PROP CBF CMRO2 ICP Autoregulationen OK påv påv OK(1,2MAC) OK CO2 -reaktivitet OK OK OK OK OK CBF CMRO2 ICP Autoregulationen OK påv påv OK(1,2MAC) OK CO2 -reaktivitet OK OK OK OK OK CBF CMRO2 ICP Autoregulationen OK påv påv OK(1,2MAC) OK CO2 -reaktivitet OK OK OK OK OK

morfin, fentanyl, alfentanil, remifentanil Opiater morfin, fentanyl, alfentanil, remifentanil obetydlig påverkan på CBF & ICP - under kontrollerad andning och konstant MAP - jmf alfentanil-remifentanil (Warner et al AnesthAnalg 1996) * ICP-stegring av bolusdoser: - cerebral vasodilatation pga intakt autoregulation när MAP sjunker (Albanese Crit Care Med 1999) morfin- histaminfrisättning -cerebral vasodilatation

Muskelrelaxation Icke-depolariserande muskelrelaxantia: pancuron, rocuron, vecuron, atracurium - inga signifikanta effekter på CBF, CMRO2 och ICP Pat med antiepileptiska medel behöver ev. dubbla dosen Succinylcholine höjer ICP kortvarigt (EEG aktivering)

Ketamine Neuroprotektivt ? NMDA-receptor antagonism Bibehållen autoregulation (Engelhard et al Can J Anest 2001) & CO2 reaktivitet Tidigare studier visat  CMRO2, ICP och CBF Nu: oförändrad CMRO2 och dosberoende ökad CBF (Långsjö et al A-logy 2003) -även  ICP i flera studier - om samtidigt med anestesimedel (Albanese et al A-logy 1997, Sakai et al Anest Analg 2000) Sedering tills.med midazolam på NIVA (Albanese et al Crit Care Med 2003 ) Kan nu rekommenderas i akuta situationer för att bibehålla luftväg och adekvat blodtryck

Autoregulation och CO2 reaktivitet Autoregulation - påverkas ej av barbiturater och opiater - funktionen beroende på graden av hjärn- skada och pCO2 nivå CO2 reaktivitet - påverkas ej av barbiturater och opiater - i högre grad än autoregulation bevarad vid hjärnskada