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Revista médica de Chile

versión impresa ISSN 0034-9887

Rev. méd. Chile vol.139 no.12 Santiago dic. 2011

http://dx.doi.org/10.4067/S0034-98872011001200004 

Rev Med Chile 2011; 139: 1553-1561

ARTÍCULOS DE INVESTIGACIÓN

 

Disfunción cognitiva después de cirugía cardiaca. Saturación cerebral e índice biespectral: estudio longitudinal

Neuropsychological dysfunction after cardiac surgery. Cerebral saturation and bispectral index: A longitudinal study

 

Víctor M. Parra1, Marc Sadurní2, Marta Doñate3,a, Irene Rovira4, Carmen Roux4, José Ríos5,b, Teresa Boget6,c, Guillermina Fita4

1Anestesiología, Hospital Clínico y Facultad de Medicina, Universidad de Chile, Santiago, Chile.
2Anestesiología, Hospital Universitario Mar-IMAS, Barcelona, España.
3Psicología, Fundación Clínic, Barcelona, España.
4Anestesiología, Hospital Clínic, Barcelona, España.
5Unidad de Soporte Estadístico y de Metodología, Hospital Clínic, Barcelona, España.
6Instituto de Neurociencias, Hospital Clínic, Barcelona, España.
ainvestigador becario.
bEstadístico, PhD.
cNeuropsicóloga, PhD.

Correspondencia a:


Background: Neuropsychological dysfunction is a major cause of morbidity and mortality after cardiac surgery. Aim: To evaluate if intraoperative cerebral desatu-ration and depth of anesthesia measured by bispectral index are related to postoperative cognitive dysfunction in cardiac surgery. Material and Methods: Prospective study in patients undergoing elective cardiac surgery with cardiopulmonary bypass. A comprehensive neuropsychological assessment was applied preoperatively and 3 months after surgery. Postoperative dysfunction was defined as a decrease of at least one standard deviation in two or more neuropsychological tests. Cerebral oxygenation and bispectral index were continuously recorded and corrected throughout surgery. Cerebral oxygenation data were analyzed by the mean value and at three thresholds: 50%, 40% and < 25% of the basal value. Bispectral index was analyzed at threshold of 45. Results: Fifty-six patients were initially enrolled and 48 completed the study. Nine of these (18.8 %) presented postoperative cognitive dysfunction. Mean cerebral saturation and bispectral index data were not different among the patients with or without cognitive dysfunction. There was no association between cerebral desaturation and bispectral index with changes in neurocognitive tests or with length of stay in the intensive care unit. A significant but weak correlation was found between baseline Ray-neurocognitive score and intensive care unit stay (rho = -0.46; P = 0.001). Conclusions: We did not find a significant association between cerebral desaturation and depth of anesthesia with postoperative cognitive decline in this population of patients.

(Rev Med Chile 2011; 139:1553-1561).

Key words: Anesthesia, general; Cardiopulmonary bypass; Cognition; Thoracic surgery.


La disfunción neurocognitiva es la principal causa de morbi-mortalidad después de cirugía cardiaca1-6, abarcando desde la patología neurológica severa2,4 a disfunciones neuropsicológicas tales como confusión, depresión, disfunción intelectual o déficit de memoria (de incidencia > 50% después de cirugía coronaria)2,7-12, siendo los microémbolos difusos y la hipoperfusión cerebral los principales mecanismos etiopatogénicos13.

La saturación regional de oxígeno cerebral (SrO2C) y la profundidad anestésica, medida con el índice biespectral (BIS), han sido utilizadas para monitorizar la función neurológica y evaluar el riesgo de disfunción cognitiva postoperatoria (DCPO)1,14-19. Si bien diferentes estudios han demostrado el beneficio de la monitorización intraoperatoria de SrO2C, tanto en la función neurológica como en la morbimortalidad postoperatoria17,20-26, la asociación entre desaturación cerebral y DCPO tardía (3er mes postoperatorio) ha sido menos estudiada y sin resultados concluyentes22,23; además, la relación entre episodios de desaturación cerebral persistente (caídas de SrO2C que persisten a pesar de un manejo apropiado) y DCPO es todavía menos conocida.

Si bien el BIS es un monitor de profundidad anestésica, diversos reportes muestran que los descensos bruscos y no controlados del BIS se relacionan con hipoperfusión cerebral en diferentes escenarios clínicos27 (cirugía con pinzamiento carotídeo28, paro cardiaco hipovolémico29, embolia aérea30), sugiriendo que el BIS sería útil para detectar períodos agudos de hipoperfusión cere-bral27,31-34, si bien faltan estudios para validarlo27 y para conocer la relación entre valores bajos de BIS y DCPO35.

Realizamos un estudio prospectivo-longitudinal en cirugía cardiaca electiva para evaluar si la desaturación cerebral intraoperatoria persistente se asociaba con DCPO tardía. Secundariamente, evaluamos si los valores bajos del BIS intraoperatorio se asociaban también a DCPO tardía. Nuestra hipótesis fue que los valores medios de SrO2C serían más bajos en el grupo de pacientes con DCPO.

Métodos

Pacientes

Luego de la aprobación por el Comité Ético de la institución y la firma del consentimiento informado, se incluyeron en el estudio 56 pacientes programados para cirugía cardiaca electiva con circulación extracorpórea (CEC) en el Hospital Clínic de Barcelona entre el 1 de febrero de 2007 y el 3 de enero de 2009.

Los candidatos fueron seleccionados por tres cardiocirujanos y referidos a la visita preanestésica 30 días antes de la cirugía. Los criterios de exclusión fueron: insuficiente comprensión del castellano, sordera o alteración visual grave, enfermedades neurológicas o psiquiátricas previas, clínica de estenosis carotidea, alcoholismo o drogadicción. Los pacientes no podían ser incluidos dos veces en el estudio.

Evaluación pre y postoperatoria

Se analizaron las características demográficas y clínicas; las pruebas neurocognitivas basales se realizaron antes del ingreso hospitalario. En el postoperatorio, se evaluó la aparición de lesiones neurológicas mayores (accidentes vasculares cerebrales, convulsiones, coma o muerte cerebral), el tiempo de intubación desde el final de la cirugía, y la estancia hospitalaria y en cuidados intensivos (UCI). Los pacientes fueron citados para las pruebas postoperatorias, siendo contactados telefónicamente para su seguimiento.

Valoración neurocognitiva

Se aplicó una batería de pruebas neurocognitivas antes de la cirugía y al tercer mes postoperatorio.

La valoración fue realizada por uno de los dos neuropsicólogos implicados en el estudio (MD), quien realizó las pruebas basales y postoperatorias bajo supervisión de un segundo neuropsicólogo (TB) en calidad de Consultor. El informe final se elaboró por los dos neuropsicólogos, quienes desconocían las variables intraoperatorias.

Se comparó las pruebas basales con las postoperatorias. Se definió DCPO por la disminución de una desviación estándar (SD) en al menos dos tests18,36. Los pacientes se dividieron en dos grupos según si tuvieron o no DCPO.

Las pruebas aplicadas (Tabla.1) siguen las recomendaciones para la valoración cognitiva postoperatoria37. Evalúan la coordinación visuo-manual y flexibilidad cognitiva, memoria declarativa38-40, inteligencia y lenguaje.

Se valoró además el nivel educativo, expresado en años.

Manejo intraoperatorio

La monitorización intraoperatoria consistió en ECG, SpO2, capnografía, presión arterial directa, presión venosa central o de arteria pulmonar, temperatura sanguínea, rectal y faríngea, SrO2C (NIRS, INVOS 4100 Cerebral Oximeter, Somanetics Corporation, Troy, MI, USA), índice biespectral (BIS; Aspect Medical Systems, Natick, MA,USA), y ecocardiografía transesofágica (ECOTE), sonda 6T multiplano 8 MHz (Vivid I, General Electric medical Systems, Horten, Noruega).

La inducción anestésica e intubación orotraqueal se realizó de forma estándar con fentanilo, propofol y cisatracurio. La ventilación mecánica se programó para un CO2ET 32-36 mmHg con FiO2 de 0,6. El mantenimiento anestésico se realizó con remifentanilo iv más sevofluorano a criterio del anestesiólogo tratante. La monitorización hemodinámica, SrO2C y BIS se inició antes de la inducción anestésica y se mantuvo hasta el final de la cirugía.

Tabla 1. Pruebas neuropsicológicas utilizadas

La CEC, después de heparina 3 mg*kg-1 iv y de la canulación aórtica, se realizó con hipotermia moderada (34-35°C), flujo no pulsátil, oxigenador de membrana y filtro arterial de 40-μm. Los flujos se mantuvieron entre 2,2-2,5 1*min-1*m2-1. La presión arterial media (PAM) en CEC se mantuvo a 50-80 mmHg. El pH se manejó mediante sistema α-stat, manteniendo la pCO2 a 35-40 mmHg y PaO2 a 150-250 mmHg.

Previo al despinzamiento aórtico y la desconexión de CEC, se aspiró el aire residual de las cavidades cardiacas apoyado con maniobras de insuflación pulmonar41 y bajo visión ECOTE. La hemoglobina se mantuvo > 7 g*dl-1 y la glicemia < 140 g*dl-1.

Monitorización de SrO2C/BIS

Para valorar la SrO2C se aplicaron dos sensores en la frente del paciente a derecha e izquierda, monitorizando simultáneamente ambos hemisferios. Los valores se recogieron cada 10 segundos en un disco externo para su análisis posterior. El valor basal de SrO2C se obtuvo antes de la inducción anestésica, con el paciente sedado y respirando espontáneamente, después de obtener un valor estable por al menos un minuto. La desaturación cerebral se definió como una reducción > 25% del basal (o > 20% si el basal era < 50%) durante un minuto o más en alguno de los dos sensores22,24.En caso de desaturación cerebral, el anestesiólogo responsable aplicaba un algoritmo estandarizado que consistía en42: mejorar el drenaje de la vena cava superior, mantener la PAM > 15% del valor preoperatorio, controlar la oxigenación sistémica (aumentar FiO2, optimizar hemoglobina y evaluar función cardiaca) y normalizar la PaCO2 para mantener el CO2ET > 35 mmHg. Si la SrO2C persistía < 75% del basal, con PAM normal, se administraba propofol IV (0,5 mg*kg-1). Los episodios de desaturación cerebral que no respondían a estas medidas fueron etiquetados como persistentes.

La monitorización del BIS se realizó con cuatro sensores aplicados sobre la frente del paciente. Los datos se recogían cada 30 segundos en un disco externo para análisis posterior. El anestesiólogo responsable titulaba el mantenimiento anestésico para mantener valores entre 40 y 6042.

Para el análisis estadístico se utilizó los valores medios de SrO2C. El área bajo la curva (AUC) se calculó para tres niveles de SrO2C (AUCrSO2): 50%, 40% y < 25% del basal. Del BIS se analizó sus valores medios y mínimos además del tiempo total y AUC (AUCbis) bajo 45 43.

Estudio ecocardiográfico

La patología ateroesclerótica de la aorta torácica ascendente y descendente fue evaluada mediante ECOTE44-47. La exploración se realizó pre-CEC según las recomendaciones vigentes48-51 y nuestra práctica clínica52,53. Las placas de ateroma fueron clasificadas como: ausentes, ligeras (< 4 mm); moderadas (> 4 mm); y severas (de cualquier tamaño pero con algún componente móvil)44,54.

Análisis estadístico

Las variables cuantitativas se presentan como mediana y rango intercuartílico (Q1-Q3) analizándose mediante U de Mann-Whitney. Las variables cualitativas se representan como frecuencia absoluta y porcentaje, analizadas mediante Prueba Exacta de Fischer. Se realizó análisis de regresión lineal cuando fue necesario. Se consideró un valor de P bilateral significativo < 0,05.

Se determinó el tamaño muestral a partir de un estudio previo 24 y datos pilotos. Se consideró de relevancia clínica diferencias > 6 puntos en las medias de SrO2C. Considerando una DS de 5,8, un poder estadístico de 80%, un error alfa bilateral de 5%, y una incidencia de DCPO de 20%, el número de pacientes necesarios para el estudio fue de 54. Se empleó el programa SPSS para Windows (versión 15, SPSS Inc, Chicago, IL) para el análisis estadístico.

Resultados

Ocho de los 56 pacientes incluidos inicialmente en el estudio no completaron el seguimiento (14,3%): seis no se presentaron al 3er mes del postoperatorio y dos pacientes fallecieron. Uno murió por un accidente vascular cerebral isquémico al octavo día postoperatorio, y el otro murió a los 40 días del postoperatorio por una hemorragia gastrointestinal asociada a pancitopenia y neumonía. Estos ocho pacientes fueron excluidos del análisis.

De los 48 pacientes que completaron el estudio, nueve presentaron DCPO al 3er mes postoperatorio (18,8%). Uno de los nueve presentó una complicación neurológica mayor en el postoperatorio inmediato (3er día), con isquemia de la rama posterior de la arteria cerebral media izquierda, hemiparesia y afasia, con recuperación neurológica progresivaque le permitió completar el seguimiento postoperatorio.

Tabla 2. Características demográficas. Pacientes sin DCPO (n = 39) y con DCPO (n = 9)

Figura 1. Correlación de Spearman entre la puntuación basal obtenida en la prueba de "Rey Auditory/Verbal Learning test" (RAVLT) y los días de estancia en la UCI.

Tabla 3. Características perioperatorias. Pacientes sin DCPO (n = 39) y con DCPO (n = 9)

Tabla 4. Variables de la saturación regional de oxígeno cerebral (SrO2C) y del Índice Biespectral (BIS). Pacientes sin DCPO (n = 39) y con DCPO (n = 9)

Las variables demográficas, clínicas y de ateromatosis aórtica fueron similares entre los grupos con y sin DCPO (Tabla.2). Sólo un paciente tuvo un Euroscore > 10 (euroscore = 13), perteneciente al grupo sin DCPO. El nivel educacional e intelectual también fue similar entre los grupos. Entre las pruebas neurocognitivas basales, sólo la puntuación del test Aprendizaje Verbal Auditivo de Rey (RAVLT; evalúa memoria de fijación y aprendizaje reciente, susceptibilidad a la interferencia, memoria a medio plazo y beneficio del reconocimiento38-40) fue diferente entre ambos grupos, siendo más alta en el grupo que presentó DCPO (P =0,028, Mann-Whitney U-test, Tabla.2). Las características perioperatorias también fueron similares entre ambos grupos, al igual que los tiempos de extubación y de estancias hospitalaria y UCI (Tabla.3).

No encontramos diferencias en los valores de SrO2C/BIS entre los dos grupos con y sin DCPO (Tabla.4): el valor medio de SrO2C fue similar entre los grupos.

El RAVLT fue la prueba neurocognitiva que con mayor frecuencia disminuyó en el postoperatorio (en siete de los nueve pacientes con DCPO). La disminución del RAVLT no se correlacionó con el AUCrSO2 en ninguno de los niveles estudiados (50% [P=0.82], 40% [P = 0,58], y < 25% [P = 0,48]), ni con el AUCBIS(P = 0,3). Tampoco hubo correlación entre la estancia en UCI y el AUC rSO2 ni el AUCBIS.

Hubo una correlación significativa entre el RAVLT basal y la estancia en UCI (rho = -0,46; P = 0,001 por Spearman, Figura.1).

Discusión

No encontramos una asociación significativa entre los valores bajos de SrO2C/BIS intraoperatorios con DCPO tardía. El AUCrSO2 y el AUCBIS no se correlacionaron con la caída en los test neurocognitivos ni con la estancia en UCI. Sí encontramos una correlación significativa, aunque débil, entre la puntuación basal del RAVLT y los días de UCI.

Estos resultados difieren de los obtenidos en otros estudios. Existe evidencia creciente sobre el impacto de la desaturación cerebral intraoperatoria en la función neurocognitiva20,21,23,24,26 y en la morbimortalidad postoperatoria22,25,55. Se ha demostrado recientemente una asociación entre desaturación cerebral intraoperatoria y peor resultado cognitivo precoz después de cirugía cardiaca23,26. En un estudio en más de mil pacientes25, se observó que la oxigenación cerebral preoperatoria era un predictor de riesgo independiente de morbi-mortalidad post cirugía cardiaca, en concordancia con un estudio aleatorizado previo, en que las maniobras destinadas a evitar o corregir las desaturaciones cerebrales se asociaron a menor morbi-mortalidad postoperatoria en pacientes cardiacos22. Numerosos factores pueden explicar estos resultados discordantes: características de los pacientes, tipo y duración de la cirugía, valor de SrO2C considerado patológico, definición de DCPO, pruebas neurocognitivas utilizadas y el momento del postoperatorio en que son aplicadas.

Dos características explicarían nuestros hallazgos: a) a diferencia de la desaturación cerebral no corregida oportunamente y sí relacionada con DCPO18,19,22-24, nosotros quisimos evaluar si la desaturación que persistía a pesar del manejo oportuno también se relacionaban con DCPO, o sólo eran números anormalmente bajos sin traducción clínica; y b) evaluamos la DCPO tardía en vez de la precoz (1era semana postoperatoria)18-20,26, por su mayor impacto clínico39. Dos estudios recientes han encontrado correlación entre desaturación cerebral y DCPO precoz23,24, no así con DCPO tardía.

La SrO2C evalúa una muestra circunscrita de la corteza frontal, influida fundamentalmente por el componente venoso56,57. Las disminuciones de SrO2C reflejarían una disminución relativa en la perfusión cerebral55,58. Los valores para definir desaturación han sido variables, si bien estudios recientes utilizan el 50% como valor absoluto25,26. En nuestro trabajo hemos analizado los umbrales de 50%, 40% y disminución > 25%, sin encontrar relación con DCPO tardía en ninguno de estos niveles, sugiriendo que este factor no es relevante en nuestros resultados.

Tampoco encontramos relación entre los valores de BIS y DCPO tardía. Aunque el estudio no fue diseñado para este fin, la falta de relación se explicaría en parte a que el anestesiólogo tratante, al igual que con la SrO2C, conocía los valores de BIS y los corregía continuamente. Estudiamos esta asociación dado que el descenso brusco e inexplicable del BIS se ha relacionado con hipoperfusión cerebral28-34, sugiriéndose que este monitor ayudaría a detectar una hipoperfusión cerebral aguda en pacientes de alto riesgo27,31-34. A pesar de estos reportes, no se ha observado asociación entre BIS y morbi-mortalidad postoperatoria35,43,59,60, por lo que no se ha recomendado su uso rutinario en una población no seleccionada de pacientes27,60-62.

La puntuación del RAVLT basal fue la única diferencia significativa entre los grupos estudiados (Tabla.2). Concordante con un estudio previo63, las puntuaciones más altas se relacionaron con menor estancia en UCI (Figura.1), explicable por las mejores actitudes de aprendizaje y memoria en estos pacientes38.

Finalmente, la ateromatosis aórtica no fue diferente entre los grupos con y sin DCPO. Si bien la ateroesclerosis es un factor de riesgo de accidentes vasculares cerebrales44, su relación con DCPO no es concluyente45,64-66.

Una de nuestras principales limitaciones es que las conclusiones sólo aplican a la totalidad de la población estudiada, sin permitir el análisis por subgrupos por falta de poder estadístico para ello. En concreto, nuestro estudio incluyó pacientes coronarios y valvulares, los que podrían tener diferentes incidencias de DCPO. Sin embargo, éste no nos parece un factor determinante, dado que sólo 4 pacientes fueron coronarios puros y en 44 de 48 se realizó cirugía valvular (con o sin cirugía coronaria). Si bien estudiamos pacientes con diferente clasificación ASA/Euroscore, 39 de los 48 pacientes fueron ASA 3, y sólo un paciente tuvo un Euroscore > 10, que finalmente no desarrolló DCPO.

Otras limitaciones son que la monitorización de la SrO2C se efectuó sólo en el intraoperatorio, por lo que desconocemos el impacto de eventuales desaturaciones postoperatorias en la incidencia de DCPO, y que existen variables postoperatorias que pueden relacionarse con DCPO y que no fueron estudiadas por protocolo, como la incidencia de arritmias. En su reemplazo, analizamos la estadia en UCI como una variable que representa globalmente la morbilidad postoperatoria precoz.

Para concluir, no encontramos una relación significativa entre los valores bajos de SrO2C intraoperatoria y la incidencia de alteraciones cognitivas postoperatorias. Tampoco encontramos relación entre la alteración cognitiva postoperatoria y los valores bajos del BIS. Creemos que los valores anormalmente bajos de SrO2C/BIS que persisten a pesar del manejo precoz y adecuado no traducen cambios significativos en la perfusión cerebral en este tipo de pacientes y, por tanto, no tienen impacto clínico en la incidencia de DCPO.

Nuestros resultados no cuestionan la aceptación general de que el tratamiento intraoperatorio de la desaturación cerebral disminuye la DCPO, dada la continua corrección de SrO2C en nuestra cohorte. Futuros estudios son necesarios para determinar si estos monitores neurológicos no invasivos permiten predecir el riesgo de DCPO post cirugía cardiaca.

 

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Ninguno de los autores tiene ningún conflicto de interés

Recibido el 4 de abril de 2011, aceptado el 8 de agosto de 2011.

Correspondencia: Guillermina Fita Servicio de Anestesiología, Hospital Clínic. Villarroel 170, 08036 Barcelona, Spain.Tel: +34 932275558; +34606460118;Fax: +34 932279184. E-mail: gfita@clinic.ub.es, guillerminafita@gmail.com

Conflicto de intereses

Marc Saurni

Irene Rovira

Carmen Roux

José Ríos

Victor M. Parra

Guillermina Fita

Marta Doñate

Teresa Boget