Neuromonitoring of critical care patients

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-7572-4
Title: Neuromonitoring of critical care patients
Author: Stewart, Juhani
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Medicine
Doctoral Program in Clinical Research
Helsinki university hospital, department of anaesthesiology and Intensive Care
Helsinki university hospital, department of cardiac surgery
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2022-01-14
Language: en
URI: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-7572-4
http://hdl.handle.net/10138/335709
Thesis level: Doctoral dissertation (article-based)
Abstract: In critical illness the risk of neurological insults is high, whether because of the illness itself, or as a treatment complication. As a result, the length of hospital stay and the risk of both further morbidity and mortality are all roughly doubled. One of the major challenges is the inability to monitor a sedated, mechanically ventilated patient’s neurological symptoms during intensive care treatment, due to a lack of reliable methods. The aims of this thesis research were to identify and test potential non-invasive methods, which would be predictive of neurological outcome, showing potential as neuromonitoring methods of critical care patients unable to self-report. As a guiding theme, all tested methods could be applied to actual critical care with relative ease. Patients were included from two groups with a notably high incidence of neurological complications, namely acute liver failure patients with hepatic encephalopathy (I), and aortic surgery patients operated during hypothermic circulatory arrest (II). The first group included 20 patients, and the latter 30 patients. Late mortality and quality of life was assessed for the aortic surgery patients (III), and the postoperative development of certain blood biomarkers (IV). The tested non-invasive neuromonitoring methods included electroencephalogram (EEG) variables from frontal or fronto-temporal abbreviated monitoring, frontal near-infrared spectroscopy, transcranial Doppler ultrasound measurements of the intracranial blood flow, and finally biomarkers. The last included established biomarkers with an association with neurological complications, namely neuron-specific enolase, and protein S100β, and several interesting biomarkers normally associated with tumours and pancreatitis. Of the tested methods, the frontal EEG variables showed greatest promise, but the addition of the temporal channels did not increase sensitivity. Spectral EEG variables were predictive of the stage of hepatic encephalopathy (I), while a novel EEG variable called wavelet subband entropy was predictive of neurological outcome (I). The hemispheric asymmetry of frontal EEG was reasonably predictive of neurological outcome after aortic surgery (II). None of the other tested methods were predictive of outcome (I, II, IV), except protein S100β, which was significantly higher in the poor outcome group 48 to 72 hours after hypothermic circulatory arrest (II). The quality of life of aortic surgery patients was good after 5 to 8 years, and comparable with the general population of chronically ill patients (III). The aim of this explorative research was to identify and test non-invasive neuromonitoring methods, suitable for use in critical care. Based on the results, frontal EEG variables are promising and predict the grade of hepatic encephalopathy and neurological outcome. The other tested methods were not predictive of neurological outcome. The long-term quality of life of aortic surgery patients is very good, despite the high risk for neurological complications.Kriittisissä sairauksissa neurologisen komplikaation riski on suuri, sekä itse kriittisen sairauden että varsinaisen hoidon seurauksena. Haittatapahtuman johdosta sairaalahoidon kesto sekä sairastuvuuden ja kuolleisuuden riskit kaksinkertaistuvat. Yksi suurimmista haasteista on luotettavien menetelmien puute, joilla voitaisiin arvioida mekaanisen hengitystuen varassa olevan ja rauhoittavia lääkkeitä saavan potilaan neurologisia oireita tehohoidon aikana. Tämän väitöskirjatyön tarkoituksena oli tunnistaa ja testata lupaavia ei-kajoavia menetelmiä, jotka ennustaisivat neurologista lopputulosta, ja jotka soveltuisivat kriittisesti sairaan tehohoitopotilaan neuromonitorointiin. Kantavana teemana kaikki testatut menetelmät voitaisiin soveltaa kliiniseen työhön suhteellisen helposti. Potilaita kerättiin kahteen ryhmään, joissa neurologisten komplikaatioiden esiintyvyys on huomattavan suuri. Ensimmäinen ryhmä käsitti akuuttia maksan vajaatoimintaa ja hepaattista enkefalopatiaa sairastavat potilaat (I), toinen hypotermisen verenkierron pysäytyksen aikana rinta-aortan leikkauksen läpikäyvät potilaat (II). Ensimmäiseen ryhmään kuului 20 potilasta, jälkimmäiseen 30 potilasta. Aorttaleikatuilta potilailta arvioitiin myös elämänlaatua sekä myöhäiskuolleisuutta (III), lisäksi tiettyjen biomerkkiaineiden aorttaleikkauksen jälkeistä kehitystä ja soveltuvuutta neuromonitorointiin arvioitiin yhdessä osatyössä (IV). Tutkimuksessa arvioituihin ei-kajoaviin neuromonitorointimenetelmiin lukeutuivat otsa- ja ohimolohkon elektroenkefalografia (EEG), lähi-infrapunaspektroskopia, transkraniaalinen Doppler-ultraäänimittaus sekä verestä mitattavat biomerkkiaineet. Biomerkkiaineet kattoivat sekä vakiintuneita aivovauriota heijastavia merkkiaineita (hermostoperäinen enolaasi, proteiini S100β) että useita mielenkiintoisia merkkiaineita, jotka liittyvät kasvaintauteihin ja haimatulehdukseen. Testatuista menetelmistä otsalohkon EEG muuttujat olivat lupaavia, mutta ohimolohkon EEG lisääminen ei parantanut menetelmien herkkyyttä. EEG spektrimuuttujat ennustivat hepaattisen enkefalopatian astetta (I) luotettavasti, kun taas kokeellinen EEG-muuttuja (aalloke-alitaajuuden entropia) ennusti luotettavasti neurologista lopputulosta akuutin maksan vajaatoimintaa sairastavilla potilailla (I). Otsalohkon aivopuoliskojen EEG-rekisteröinnin hetkellinen epäsymmetria ennusti kohtalaisella tarkkuudella neurologisten päätetapahtumien esiintymisen aorttaleikatuilla potilailla (II). Muut testatut menetelmät eivät ennustaneet neurologista lopputulemaa (I, II, IV), paitsi proteiini S100β, joka oli merkittävästi korkeampi 48–72 tuntia leikkauksen jälkeen niillä potilailla, joiden neurologinen toipuminen oli huono (IV). Aorttaleikattujen potilaiden elämänlaatu oli hyvä 5–8 vuotta leikkauksen jälkeen ja verrattavissa kroonisesti sairaan väestön elämänlaatuun (III). Tämän kartoittavan tutkimuksen tarkoituksena oli tunnistaa ja testata ei-kajoavia neuromonitorointimenetelmiä, jotka soveltuvat tehohoitoon. Tulosten perusteella otsalohkon EEG-muuttujat ennustavat hepaattisen enkefalopatian astetta sekä potilaan neurologista toipumista. Muut testatut menetelmät eivät ennustaneet neurologista toipumista luotettavasti. Aorttaleikattujen potilaiden pitkäaikainen (5–8 vuoden) terveyteen liittyvä elämänlaatu on erittäin hyvä, vaikka leikkaukseen liittyy korkea aivovaurion riski.
Subject: lääketiede
Rights: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record