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Laura Corsini
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1 Università degli Studi di Firenze Facoltà di Scienze Mediche Metodologia e software di un Monitoraggio Neurofisiologico continuo in Terapia Intensiva di Francesca Cavallo Relatore: Francesco Pinto A. A

2 1. INTRODUZIONE Gli esami neurofisiologici (elettroencefalogramma -EEG-, Potenziali Evocati Somatosensitivi -PES-) rappresentano un utile strumento diagnostico per valutare la funzione cerebrale in pazienti con danno cerebrale acuto, sia in sala operatoria che nei reparti di Terapia Intensiva (UTI) (Gress et al. 2004; Hutchinson et al. 1991). Tali esami vanno ad integrare la valutazione clinica e sono un complemento alle metodiche di immagine (TC, RMN) che forniscono una valutazione morfologica del danno cerebrale. La complementarietà degli esami neurofisiologici con le tecniche diagnostiche di immagine è resa necessaria in quanto un alterazione funzionale può avvenire in assenza di un evidente lesione strutturale e, viceversa, una lesione anatomica può essere fuori del dominio d indagine Neurofisiologica. Il principale strumento clinico, a disposizione dell intensivista, è costituito dalla scala di Glasgow Coma Scale (GCS). La Glasgow Coma Scale è una scala di valutazione dello stato di coma numerica e oggettiva. È stata sviluppata dai neurochirurghi Graham Teasdale e Bryan Jennet, per tenere traccia dell'evoluzione clinica dello stato del paziente in coma: essa si basa su tre tipi di risposta agli stimoli (oculare, verbale e motoria) e si esprime sinteticamente con un numero che va da 3 a 15 ed è la somma delle valutazioni di ogni singola funzione 4

3 (Eye, Verbal, Motor), in alternativa, tale punteggio può venire espresso in forma analitica (EVM) con i tre punteggi. Per monitorizzare il danno cerebrale acuto in UTI sono disponibili, oltre alla valutazione clinica, diverse metodiche strumentali quali: - monitoraggio della Pressione Intracranica (PIC); - monitoraggio emodinamico complesso (TCD); - monitoraggio della saturazione di ossigeno della giugulare (SvjO2). In tale contesto multiparametrico si inserisce il monitoraggio neurofisiologico continuo. 1.1 Razionale dell impiego dell EEG, dei PES e del monitoraggio EEG-PES in UTI Nell ambito della diagnosi del danno cerebrale acuto, gli esami neurofisiologici hanno da sempre attirato una crescente attenzione, in quanto: - hanno un elevata affidabilità; - sono correlati con la sintomatologia clinica; - sono facili da acquisire al letto del paziente nelle UTI; - possono essere ripetuti per confronti successivi; - hanno un costo limitato. Gli esami neurofisiologici forniscono un mezzo oggettivo, standardizzato e non invasivo di valutazione diretta dell attività cerebrale; essi rappresentano un indice sensibile 5

4 della risposta fisiopatolgica del cervello al danno acuto (traumatico e non), quindi possono fornire informazioni utili per definire la prognosi del paziente (Kane et al. 1998). Gli esami neurofisiologici sono, pertanto, in grado di riflettere una disfunzione focale o diffusa e risultano utili sia per effettuare una topografia lesionale, sia per esplorare un indice di funzione globale in particolare ai fini prognostici EEG L attività elettroencefalografica è generata dalla sommazione spaziale e temporale dell attività eccittatoria ed inibitoria post-sinaptica degli strati superficiali della corteccia, dunque l EEG rappresenta un mosaico del metabolismo cerebrale e diventa patologico se le interconnessioni si alterano. Con l EEG registriamo una serie di potenziali variabili nel tempo che vengono poi amplificati e valutati, come differenza di potenziali tra due diverse regioni dello scalpo, fra un elettrodo detto riferimento e uno detto registrante posizionati nella zona di interesse. Le ragioni che sostengono sempre più, l importanza del monitoraggio di EEG in UTI, sono varie come: - sensibilità dell EEG alle più comuni cause di danno cerebrale acuto come l ipossia e l ischemia. I neuroni piramidali degli strati corticali 3 e 5 sono primariamente responsabili del segnale EEG e sono relativamente vulnerabili all ischemia e all ipossia; - l EEG evidenzia la disfunzione neuronale in una fase ancora reversibile. Le anormalità EEG si evidenziano 6

5 quando il FEC declina verso i ml/100g/min. La trasmissione sinaptica è preservata fino a livelli sotto i 17 ml/100g/min, ma la perdita di energia e dell integrità di membrana (morte cellulare) non si verifica fino a ml/100g/min. Questa finestra di reversibilità tra le modificazione delle anormalità EEG e la morte cellulare suggerisce che un intervento appropriato in questo periodo di tempo può contribuire a migliorare o a ristabilire la funzione cerebrale; - l EEG consente di disporre di utili informazione sulla topografia cerebrale. L EEG può essere utilizzato sia a scopo diagnostico che prognostico. Per quanto concerne lo scopo diagnostico, l EEG in UTI può essere utilizzato per valutare l effettivo stato di coscienza oltre l evidenza clinica, per svelare un eventuale danno ipossi-ischemico o metabolico responsabile dello stato di coma. L EEG è, inoltre, l unico strumento diagnostico che evidenzia l attività di tipo epilettico in UTI, infatti con l EEG è stata riscontrata un elevata percentuale di Stato Epilettico Non Convulsivo (SENC) e di Crisi Epilettiche Non Convulsive (CENC), in pazienti con danno cerebrale acuto. L EEG ha un alto valore prognostico per i principali tipi di coma (post-anossici, post-traumatici, emorragici) con un valore predittivo che dipende dall eziologia del coma (Young and Campbell, 1999) ed è utile per valutare gli effetti dei farmaci sedativi. 7

6 In particolare, esula dallo scopo di questa tesi una trattazione sistematica delle scale EEG per la valutazione della gravità del coma, ricordiamo solo che tutte queste classificazioni si basano sulla valutazione dell attività di fondo, la presenza di reattività, la variabilità e il riscontro di pattern speciali. (Hughes et e. 1976; Bricolo et el. 1979; Synek 1988; Rae Grant et el. 1991; Young et el etc.). La classificazione di Synek 1991 (Tabella 1) suddivide in tre categorie di differente significato prognostico (favorevole, incerto, sfavorevole) i pattern EEG di più frequente riscontro nel coma post-traumatico e post-ischemico. 8

7 Significato Favorevole. Significato Incerto. Significato Sfavorevole. Grado 1. Grado 2, non reattivo. Bassa ampiezza dei potenziali EEG, Grado 3. Grado 2, Reattivo. Grado 3, Diffusi potenziali delta, non reattivo. spindle Pattern Potenziali epilettiformi, Coma, Grado 3. Grado 3. Burst-suppression, Grado 4. Potenziali Epilettiformi, Grado 4. Basso voltaggio Grado 4. Tracciato isoelettrico, Grado 5. Alpha Pattern Coma, non reattivo. Potenz. Delta ritmici Frontali/non reattivo. alpha Coma, reattivo. Theta Pattern Coma BIPLEDs, PEDs. Tabella 1: Classificazione in categorie prognostiche dei Pattern EEG nel coma Post-Traumatico e Post-anossico (Synek 91- modificata). Un singolo EEG in UTI può aiutare in un ampia categorizzazione diagnostica, mentre un monitoraggio EEG provvede sia a monitorizzare un instabile e potenzialmente trattabile condizione patologica, sia a monitorizzare gli effetti della terapia. Nelle più recenti linee guida per il trattamento del trauma cranico, viene consigliato il monitoraggio della PIC. 9

8 Nei casi gravi in cui si verifica un aumento incontrollabile di tale parametro, l ultimo intervento terapeutico possibile risulta quello dell induzione del coma barbiturico. In tali casi l EEG continuo (CEEG) viene considerato come la maniera più attendibile per valutare il dosaggio di barbiturico, che per vari autori si basa sulla comparsa di un pattern EEG a tipo burst-suppression. Ad un ulteriore incremento di dosaggio del barbiturico, tale da indurre un silenzio elettrico, non corrisponde un ulteriore riduzione significativa del metabolismo cerebrale. Il CEEG fornisce una guida valida del sia per evitare un sottodosaggio terapeutico che un sovradosaggio tossico nell induzione del coma barbiturico PES Le prime registrazioni dei Potenziali Evocati in UTI nei pazienti in stato di coma, sono state effettuate più di venti anni fà; le prime pubblicazione furono dedicate ai Potenziali Evocati Acustici -BAEP-, esploranti solo il tronco encefalico, successivamente l attenzione si è concentrata sui Potenziali Evocati Somatosensitivi (PES) e più recentemente anche sui Potenziali Evocati Cognitivi -ERPs- Potenziale Evocato evento Correlato, che hanno permesso di valutare il più alto grado di attività corticale dei circuiti cerebrali ed alcune abilità cognitive. Negli ultimi decenni i PES, potenziali stimolo-correlati che esplorano una via nervosa specifica, hanno acquisito 10

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