traumatismo encefalocraneano grave en pediatría: conceptos fisiopatológicos

Traumatismo encefalocraneano grave en pediatría: Conceptos

FisiopatológicosDra Jazmina Bongain

Hospital Roberto del RioUniversidad de Chile

2011

Fisiología cerebral

FLUJO SANGUÍNEO CEREBRAL– 50ml/100gr/min*

• Sustancia gris 80ml/100gr/min• Sustancia blanca 20ml/100gr/min

Isquemia cerebral– 15- 20 ml/100gm/min → disfunción neuronal

reversible– 10 -15 ml/100gm/min → disfunción dependiente

de tiempo– < 10ml/100gr/min → perdida de homeostasis

celular

Rangel-Castilla Neurosurg Focus 25 (4): E7, 2008

FSC niños sanos. Diferencia por edad y sexo

Udomphorn Y et al. Pediatric Neurology ( 2008) vol 38 N4

FSC y Metabolismo cerebral

• Metabolismo cerebral– CMRO2: max 5,2ml/100gh/min en niños de 3 a 6

años– Consumo metabólico de glucosa: max 3 y 9 años

49- 65 µmI100gr/min

Metabolismo cerebral

Mecanismos homeostáticos de control del FSC

• Metabolismo cerebral• Presión parcial de CO2• Presión parcial de O2• Viscosidad sanguínea• Autorregulación cerebral por presión

Autorregulación cerebral

MiogénicoNeurogenicoMetabólico

Curvas de control autorregulación

FISIOPATOLOGIA TEC

Lesión primaria

• Contusión sustancia gris y blanca• HSA, HSD, HED .• Daño axonal difuso (DAD)• Niño: > lesión difusa ( concusión a DAD), HED.

1.-Injuria secundaria intrínseca

Eventos bioquímicos, celulares y moleculares que profundizan daño inicial

Injuria Secundaria

– Isquemia, excitotoxicidad, falla energética, cascadas de muerte celular

– Edema cerebral secundario– Daño axonal– Inflamación y regeneración

Kochanek and colleagues.

Hipoperfusión

Excitotoxicidad

Hipotermia Barbituricos

Kochanek and colleagues.

Daño axonal• Daño axonal difuso

– Axotomía primaria• Rotura axonal directa• Fuerzas aceleración y

desaceleración– Axotomía secundaria

• Mediada por Ca intracelular

• Progresión de anomalías citoesqueléticas

• Relación con mantención y/o progresión del insulto hipóxico/isquémico Kochanek and colleagues.

Edema Cerebral• Edema citotoxico• Edema vasogénico ( alteración BHE)• Carga osmolar

• Hipertensión endocraneana

• Herniación

Inflamación -Reparación

• Inflamación aguda clásica perilesional

• Inflamación difusa → citoquinas inflamatorias de origen neuronal

Fisiopatología TEC

Kochanek and colleagues.

Cambios Funcionales

• Cambios en Hemodinámica Cerebro vascular• Cambios en metabolismo cerebral

• Parénquima cerebral susceptible

Hemodinámica cerebral

Alteración en autorregulación cerebral (ARC)– Fenómeno evolutivo relacionado con pronostico

neurológico a largo plazo – Dependiente de gravedad insulto primario y mecanismo TEC ( 17%- 60%)– Unilateral o bilateral (40% asimetría)– Variable en severidad, distribución y en el tiempo

Bramlett and Diatrich J Cereb Blood Flow Metab vol24 Nº 2 2004 Udomphorn Y et al. Pediatric Neurology ( 2008) vol 38 N4Tontisirin N, Amsteat Childs Nerv Syst 2010 26: 431- 439

Udomphorn Y et al. Pediatric Neurology ( 2008) vol 38 N4

Autorregulación cerebral alterada

Alteración en autorregulación cerebral

Hipotensión isquemia

Hipertensión : Hiperemia - hemorragia

Status Autorregulación cerebral

• Determina el FSC para una presión arterial determinada

• Puede contribuir a injuria secundaria • Puede llevar a consecuencias insospechadas

luego de intervenciones terapéuticas especificas

• Tiene implicaciones en el impacto de la PA en la PIC

Figajy A. Childs Nerv Syst 2010 26: 431- 439

Cascada vasodilatadora(Autorregulación intacta)

Hipotensión (hipoperfusión cerebral) Vasodilatación ↑ VSC

Edema cerebral

↓PPC

↑ PIC

Crit Care Clin 23 (2007) 507–538Katja Elfriede Wartenberg, MD

Cambios en hemodinámia cerebral

• Perdida del acople entre FSC y Metabolismo

• Alteración de la vasoreactividad al CO2*

• FSC ↓,↑ o normal.– Hipoperfusion?– Hiperemia? (10%)– vasoespasmo

* David Adelson .Pediatr Neurosurg 1997;26:200-207 Mandera Marek. Child’s Nerv Syst (2002) 18: 124-128

Cambios en metabolismo cerebral

• Disminución del CMRO2 (↑ o normal)• Variación regional• ↓consumo de O2 y ↑ de la extracción de O2 cerebral

• Crisis energética (metabólica)– variación regional– resultado de disfunción mitocondrial– ↑ relación lactato/piruvato (RLP) > 40 en ausencia

de isquemia cerebral

CMRO2 ↓

CEO2 ↑

↓FSC

RLP > 40

Monitorización

• Zonas de penumbra

MCBF ↓CMRO2 ↓EO2 ↑

2- Injuria secundaria externa

• Efectos del insulto secundario sobre parénquima susceptible

• Determinante de evolución• Evitable

Insulto secundario

• Hipertensión → edema, hemorragia.• Hipoxia• Hipercapnea• Hipocapnea• Hipertermia• Hipoglicemia, hiperglicemia• Hipertensión endocraneana• Irradiación por TAC

Hipertensión endocraneana post TEC

• Lesión que ocupa espacio– Hematomas traumáticos

• HSD – HSA- HED- Parénquima

– Edema cerebral• Vasogénico• Citotoxico

• Aumento VSC• Hidrocefalia postraumática

Reserva compensatoria cerebral

Hipertensión endocraneana

• Consecuencia

– Isquemia cerebral– Herniación

Injuria secundaria

Isquemia cerebral en TEC

– Interpretación compleja de valores de FSC

– FSC inadecuado para las demandas metabólicas del momento

– < 18 ml/100gm/min → no se ajusta a mediciones de FSC en TEC .

Isquemia/ Tiempo

Liewellyn C, Figaji M,R. Childs Nerv Syst (2010) 26; 441- 452

Hiperglicemia - Hipoglicemia

• Hiperglicemia: acidosis tisular , estrés oxidativo, inmunodepresión celular

• Hipoglicemia : falla energética y despolarización de membrana

• Ambas situaciones empeoran el pronostico neurológico. Hipoglicemia → ↑ mortalidad

• No se aconseja en control estricto de glicemia (van den Berghe 2001- 2005) → 80- 110mg/dl

• Control estricto de glicemia → hipoglicemia cerebral, y ↑relación Lactato/ piruvato (microdiálisis)

• No hay evidencia que mantener un control normal (glicemia <200mg/dl) aumente mortalidad ni empeore evolución

Paul Vespa Critical Care 2008, 12:175

Hipotermia ( Hipertermia)

• Historia:– Observación evolución neurológica favorable en

casi ahogamiento en aguas frías → isquemia global

– Guías de manejo en paro cardiorespiratorio y asfixia neonatal

– Buenos resultados (mortalidad y función motora y cognitiva) en modelo de TBI en ratas

NEUROPROTECCION

DAÑO SECUNDARIO

Isquemia

Zona de penumbra

Hipotermia

Mecanismos de acción

• Atenúa aumento en la permeabilidad de la BHE • Disminuye mecanismos proinflamatorios • Disminuye metabolismo• Disminución exitotoxicidad• Cambio en el FSC. Dependiente de Tº• Cambios en las señales intracelulares

dependientes de calcio• Modula la muerte celular programada

Hipotermia

• Estudios clínicos muestran resultados contradictorios (Hutchison et al. 2008 v/s Hao Li 2009)

• PIC↓ (↓ edema cerebral), hipotensión.• Estudios multicentricos en marcha:

– Hipotermia precoz < 8 horas acc– Duración 48 horas– Recalentamiento lento (24 h)

Tratamiento

Objetivo Manejo Neurointensivo

Lograr el mejor outcame neurológico

– Evitar o al menor disminuir en lo posible el daño sobre parénquima susceptible (zona penumbra)

• Mantener oxigenación sistémica y perfusión cerebral adecuados

I. Manteniendo un balance adecuado entre aporte de O2 y demandas metabólicas

II. Disminuir consumo de O2 (↓metabolismo)Fiebre - HipotermiaConvulsionesDrogas

PPC = PAM- PIC

Valores PIC y PPC en pediatría

• PIC < 20 mmHg

• PPC > 6 años 60 a 70 mmHg 2 a 6 años 50 mmHg lactantes 40 mmHg

Isquemia- Hipoxia tisular con PIC y PPC en rango teórico normal

Manejo Tradicional

Drenar lesiones que ocupan espacio

Mantener PIC bajo nivel critico

Mantener PPC ¿ ?

INSUFICIENTE

Correlación entre autorregulación heterogénea y pobre evolución

Monitorización

Objetivo Monitorización

• Determinar pacientes con mayor susceptibilidad de presentar injuria secundaria

• Detectar precozmente situaciones de riesgo

Presión intracraneana

Monitoreo PIC

• Drenaje ventricular externo → gold estándar• Intraparenquimatosos

– Camino– Codman– Reumedick

• No invasivo– TCD → Indice de pulsatividad

Hipertensión endocraneana

Análisis espectral

Monitorización

• Reactividad cerebro vascular• Flujo sanguíneo cerebral • Oxigenación tisular cerebral• Metabolismo cerebral

Reactividad Cerebro vascular

Ecodoppler Transcraneal

• Indice de pulsatilidad: resistencia cerebro vascular distal

– PI= (FVs- FVd)/ Fvmed– Valor normal 0,7 -1

Patrón de alta resistencia al flujo : HTEC

Patrón de alta velocidad: vasoespasmo

Patron de alta velocidad Hiperemia

Patrón de Muerte encefálica: espiga sistólica mínima y flujo diastólico

reverberante

Monitorización autorregulaciónETC

• Estática: Evalúa cabios de RCV en relación a aumento de PA : vasoconstricción cerebral– ARI= 0 → ausencia de autorregulación– ARI ~ 1 → autorregulación intacta

ARI = % Δ eCVR / Δ %PAM o PPC eCVR = PAM/ VF

Monitorización autorregulación

• Dinámica: evalúa capacidad de autorregular el FSC en respuesta a un episodio de hipotensión brusca: Capacidad vasodilatadora

ARI: (Δ CVR/ ΔT)/ Δ MABP

ARI Dinámico ARI Estático

Perfusión - Oxigenación cerebral

• Tomografía con emisión de positrones (gold estándar): PET

• Saturación bulbo yugular (SJVO2)• Espectroscopia cercana al infrarrojo (NIRS)

Tomografía con emisión de positrones

Saturación venosa yugular

• Intermitente• Continua• Evalúa balance entre aporte y demanda de O2 CMRO2

FSC= CMRO2 / AVO2

FSC~ SvjO2 SvjO2 aceptable 50%- 70%•

Interpretación SJvO2

• Valor normal 55%- 70%• < 50% → ↓ aporte O2 ( local- sistémico)

Hipotensión, hipoxemia, HTE, vasoespasmo, → CMRO2↑: Hipertermia- convuln• > 75% : → Hiperemia → CMRO2 ↓: Hipotermia, infarto

barbituricos, muerte cerebral → Hiperoxia

• AVO2 = extracción tisular de O2• AVL poca sensibilidad y especificidad

• Valores extremos de SvjO2 y AVO2 reducida → mal pronostico

• Discrepancia entre valores aceptados como normales y evolución

Evolución

Poca y col. Neurocirugia 2005 : 301- 322

Estimación de FSC global v/s FSC regional Limitación

SjO2 70%

Relación entre volumen cerebral isquémico y saturación bulbo yugular

JP Coles et al: Journal of Cerrebral Blood Flow & Metabolism vol 24 N 2, 2004

NIRS

• Diferencia de absorción de luz infrarroja de Oxihemoglobina y Deoxihemoglobia

• Monitor continuo aplicado al cuero cabelludo• Medición de flujo en tejido cerebral

NIRS

• Aun no hay estudios que nos indiquen un valor umbral bajo el cual se inicie el daño cerebral

• Nos muestra variaciones sobre un basal?• Variación interindividual 10%• Caída en un 13% indicaría isquemia• Limitaciones técnicas

Adecuación perfusión- metabolismo

• Presión de tisular de oxigeno cerebral (PbO2)

• Microdialisis

Presión tisular de oxigeno cerebral

• Refleja la interacción de un conjunto de factores que determinan la entrega de O2 y difusión del mismo en el tejido cerebral

Presión tisular de oxigeno cerebralPtiO2

• Objetivos:– Detectar precozmente episodios críticos de

hipoxia- isquemia en el tejido cerebral– Detectar efectos adversos de terapias instauradas

con otros fines fisiopatológicos– Titular terapia de optimización FSC

Presión tisular de oxigeno cerebralPtiO2

• Dispositivos– LICOX : Integra Neuroscience , Pleinsboro, NY

• PtbO2 y IT2

– NEUROTREND: Codman• No disponible en el mercado

– Neurovent-PTO: Raumedic- Germany• PtbO2- PIC

• Se instala en sustancia blanca subcortical a 25-35 mm de duramadre

• Presión O2 en área de 14 mm

• Promedio O2 art, cap, extrac, intrac y venoso• Reacción red-ox

Presión tisular de oxigeno cerebralPtiO2

Flujo sanguíneo cerebralPICPPC

PAM

PaO2

Barrera de difusióntisular PCO2

Hematocrito

Neurosurgical Anesthesiology and Neuroscience vol109 (3) 2009Rohlwink- Figaji Chil Nerv System 26 453-464 2010

Variables

Presión tisular de oxigeno cerebralPtiO2

• Interpretación– Valor normal : 25 a 30 mmHg– Bajo 20mmHg → isquemia tisular– Valor critico < 10 mmHg → disfunción

mitocondrial– Importa Nº de episodios y duración

PbtO2 ≤ 20 mmHg

Con PIC Normal Con PIC aumentada

Optimizar Oxigenación SistémicaAumentar FiO2Revisión parámetros VMOptimizar Perfusión SistémicaOptimizar volemia (Euvolemia)Apoyo con Drogas VasoactivasOptimizar DO2Mejorar CaO2Disminuir tasa de Consumo Metabólico Cerebral (CMRO2)Medidas farmacológicas (Tiopental, etc)Medidas generales de manejo (silencio estricto, evitar estímulos

oMedidas anteriores, mas control de HTIC mediante uso de:

Soluciones hipertónicasUso de coma barbitúrico (tiopental)Uso de parálisis neuromuscularCraniectomía descompresiva (o ampliación de esta de haberse efectuado)

PTiO2

• Correlación entre PTiO2 < 10 y mala evolución (factor independiente)

• 1/3 de pacientes pediátricos con TEC grave presentan PTiO2 baja a pesar de mantener PIC,PPC y oxigenación sistémica en rango adecuado

Microdiálisis

• Permite monitorear metabolitos cerebrales• Neurotrnasmisores ( glutamato) sustratos

(glucosa), productos del metabolismo (lactato y piruvato) y otros metanolitos extracelulares (colina, glucerol etc)

• Monitoreo local continuo• Evalúa tendencia mas que valores absolutos

Microdiálisis

• Se instala junto con PIC, PTiO2. • Relación ↓ glucosa /lactato → isquemia con

buena correlación con mala evolución

Gracias