Yeni Bir Multi Parametrik Bey in Sensörünün Juvenil Domuzların Korteksinde Fizyolojik ve Patofizyolojik Değ işikliklere Cevabının Tanımı

Description of the Response of a New Multi-Parametric Brain Sensor to Physiological and Pathophysiological Challenges in the Cortex of J uvenile Pigs

Anna LEIDORF,Marius M. MADER,Andreas HECKER,Axel HEIMANN,Beat ALESSANDRI,Petra S M MAYR,Oliver KEMPSKI,Gabriele WÖBKER

Abstract

AIM: Monitoring of intracranial pressure (ICP), local cerebral blood flow (CBF) and oxygen is part of modern intensive critical care medicine. Preclinical evaluation of newly developed catheters that should monitor several parameters simultaneously is reported poorly in the literature. The goal of our study was (1) to evaluate a new multi-parametric sensor in brain tissue and (2) to establish a testing protocol using pathophysiological challenges that target measured parameters of the sensor and autoregulatory boundaries and could be used as pre- clinical standard protocol in future studies. MATERIAL and METHODS: We describe data from 12 new multi-parametric brain sensors (MPBS) that were implanted into 3 porcine brains and combined measurement of brain tissue oxygenation (ptiO2), ICP, CBF and brain temperature for the first time. Pigs were treated with a period of hyperoxygenation, hypercapnia, hypoxia, dobutamine, and norepinephrine. RESULTS: None of the 12 MPBS failed. Our testing protocol induced standardized pathophysiological changes that were picked up by the new MPBS as significant alterations in brain ptiO2, ICP and CBF. The magnitude of changes was >20% in most tested MPBS. CONCLUSION: An experimental protocol with pre-defined end-points for O2, CO2, blood pressure and cardiac output should be standardized and reported if new sensors for multi-parametric brain monitoring are evaluated. The use of several sensors per brain of only a few animals is sufficient to determine functionality of new sensors in vivo as basis for a larger study with reference sensors and brain inj ury.

Özet

AMAÇ: İntrakraniyal basınç (İKB), yerel serebral kan akışı (SKA) ve oksijenin izlenmesi modern yoğun bakım tıbbının bir parçasıdır. Literatürde aynı anda birkaç parametreyi izleyecek yeni geliştirilmiş kateterlerin preklinik değerlendirmesi hakkında çok az bilgi vardır. Çalışmamızın amacı, (1) beyin dokusunda yeni bir multi-parametrik sensörü değerlendirmek ve (2) sensör ve otoregülasyon sınırlarını hedefleyen patofizyoloj ik değişiklikler kullanan ve gelecekteki çalışmalarda preklinik standart bir protokol olarak kullanılabilecek bir test protokolü belirlemekti. YÖNTEM ve GEREÇLER: Üç domuz beynine implante edilen 12 yeni multi-parametrik beyin sensörü (MPBS) ve ilk kez beyin dokusu oksijenizasyonu (ptiO2), İKB, SKA ve beyin sıcaklığının kombine ölçümüyle ilgili veriler sunuyoruz. Domuzlar hiperoksijenasyon, hiperkapni, hipoksi, dobutamin ve norepinefrin dönemlerinden geçti. BULGULAR: 12 MPBSden hiçbiri başarısız olmadı. Test protokolümüz yeni MPBS tarafından beyin ptiO2, ICP ve SAK değerlerinde önemli değişiklikler olarak saptanan standardize patofizyoloj ik değişikliklere neden oldu. Değişikliklerin büyüklüğü çoğu test edilen MPBS ile %20 civarındaydı. SONUÇ: O2, CO2, kan basıncı ve kardiyak çıktı için önceden tanımlanmış son noktaları olan deneysel bir protokol standardize edilmeli ve multi parametrik beyin izleme için yeni sensörler değerlendirilirse bunlarla sonuçlar bildirilmelidir. Sadece birkaç hayvanda her beyinde birkaç sensör kullanılması yeni sensörlerin in vivo olarak referans sensörler ve beyin hasarıyla daha büyük bir çalışmanın temeli olarak kullanılmasına karar vermek açısından yeterlidir.