Secondary Brain Injury

Journal reading R1
Multimodality Monitoring in the
Neurointensive Care Unit: A Special
Perspective for Patients with Stroke
Journal of Stroke 2013; 15(2): 99-108
Sang-Bae Ko
Departement of Neurology, Seoul National University Hospital,
Seoul, Korea; May 6, 2013
Oleh:
Ermawati Sudarsono
Pembimbing:
Dr. Suratno, Sp.S (K)
Multimodality Monitoring (MMM)

Metode baru yang dikembangkan dalam pemahaman realtime fisiologi otak

Deteksi dini gangguan fisiologis

Identifikasi penyebab yang mendasari kerusakan dan
meminimalisasi secondary brain injury (SBI)

Sangat membantu pada pasien koma dengan cedera otak
parah
Variabel-Variabel MMM





Parameter hemodinamik
 tekanan intrakranial (ICP)
 tekanan perfusi serebral (CPP)
 mean arterial pressure (MAP)
Tekanan oksigen otak spesifik
Marker metabolisme otak
 kadar glukosa
 laktat
 piruvat
Aliran darah otak
Electroencephalography yang kontinyu
Secondary Brain Injury (SBI)

Mayoritas berasal dari
 hipoksia jaringan otak
 iskemia otak
 Kejang

Menyebabkan gangguan
 kadar oksigen otak
 aliran darah otak
 muatan listrik

Mudah terdeteksi dengan MMM
Riview Membahas….



Kepentingan klinis dari variabel fisiologis
Penerapan praktis MMM pada pasien stroke
Kata kunci: Critical care; Stroke; Monitoring
fisiologis; Koma
PENGANTAR

Selama dekade terakhir, langkah besar dibuat dalam
penelitian tentang perawatan pada neurocritical care

Hasil yang lebih baik pada pasien yang dirawat di
neurointensive care unit (NeuroICU)

Tujuan utama dari NeuroICU: merawat pasien cedera otak
berat, seperti stroke iskemik atau hemoragik yang luas,
traumatic brain injury (TBI),atau status epileptikus
Pengantar…..

Primary brain injury (PBI)
 Kerusakan neurologis pada pasien saat cedera awal
terjadi
 Irreversible

Secondary brain injury (SBI)
 Kerusakan sekunder pada pasien selama dirawat di
NeuroICU
 Reversibel

Neurocritical care bertujuan
 deteksi dini dan meminimalisasi SBI sebelum menjadi
irreversible
Pengantar…..



SBI yang umum:
 Hipoperfusi jaringan otak/ iskemik karena lonjakan
tekanan intra kranial
 Hipoksia jaringan otak (BTH)
 Hipoglikemia jaringan otak
 Kerusakan eksitotoksik karena kejang berulang
Pemeriksaan neurologis tidak cukup sensitif untuk
pemantauan on-going SBI, karena pasien biasanya dalam
keadaan koma
Dibutuhkan metode yang lebih sensitif dan akurat untuk
mendeteksi kerusakan neurofisiologis sekunder sedini
mungkin, dengan bantuan MMM
Pengantar…..




MMM mengumpulkan berbagai informasi
 ICP
 CBF
 Real time metabolisme glukosa otak dan oksigen
 Status listrik otak
Mayoritas hasil studi klinis menggunakan MMM telah
berfokus pada TBI dan SAH
Selain itu, pada stroke iskemik atau perdarahan
intraserebral yang berat
MENINJAU: konsep dasar dari MMM sebagai alat
monitoring neurofisiologis serta penerapan klinisnya pada
pasien dengan stroke berat
LOKASI MONITORING

Metode paling akurat: monitoring jaringan langsung

Probe MMM dimasukkan kedalam jaringan parenkim otak
melalui burr hole dan terfiksasi di tengkorak menggunakan
sistem baut kranial

Lokasi probe yang tepat sangat penting dalam menafsirkan
data fisiologis

Lokasi ideal masih belum diketahui, studi lebih lanjut
diperlukan untuk memperjelas lokasi terbaik monitoring

Konsensusnya: untuk memantau jaringan otak yang berada
pada risiko tertinggi kerusakan sekunder
Lokasi Monitoring….

Contoh lokasi ideal:
 Pada kasus cedera otak fokal (ICH/infark serebral yang
luas): area perihematomal atau penumbra iskemik
(white matter perilesi frontal)
 Pada kasus dengan patologi bilateral (TBI difus/SAH
e.c ruptur A.Communicating Anterior): area white
matter frontal non dominan
 Bila kerusakan ipsilateral parah, post hemicraniectomy:
daerah kontralateral dekat PBI

Komplikasi mayor
 Perdarahan yang terkait prosedur
 Infeksi di daerah probe
 Salah penempatan probe dalam inti PBI
TEKANAN INTRAKRANIAL

Pasien dengan stroke yang parah biasanya terjadi edema otak
yang parah dan mengarah pada peninggian ICP

Peningkatan ICP bahkan lebih tinggi jika ada IVH dan/
hidrosefalus

Pemantauan ICP adalah langkah paling penting dalam pemahaman
hemodinamik otak
ICP sebagai bentuk resisten dari CPP
 CPP = MAP – ICP


Gold standard untuk mengukur ICP adalah melalui EVD

ICP fokal yang mengelilingi lesi primer
mencerminkan perubahan hemodinamik otak
lebih
akurat
TEKANAN INTRAKRANIAL……

Pengukuran ICP fokal mungkin lebih cocok untuk kasus
dengan massa otak fokal

Kisaran normal ICP adalah 5-15 mmHg

Doktrin Monro-Kellie : total volume intrakranial adalah tetap
ICP meningkat jika peningkatan volume parenkim tidak
dikompensasi oleh penurunan volume cairan otak atau
volume darah otak

Lonjakan ICP menimbulkan Cushing Refleks (TD tinggi, HR
rendah) atau pupil dilatasi tanpa refleks cahaya

Guidelines stroke iskemik dan ICH ASA merekomendasikan
monitoring ICP
TEKANAN INTRAKRANIAL…..

Gambar2:Kurva tekanan-volume intracranial menggambarkan
ICP mulai meroket ketika nilainya > 20mmHg, titik kelelahan
kompensasi

Panduan ICP tradisional bertujuan menjaga ICP < 20mmHg

Guidelines ASA: strategi manajemen ICP didasarkan pada
studi pada TBI

Mempertahankan CPP yang tepat sebelum memulai terapi
penurunan ICP sangat penting

CPP dipertahankan pada 60 mmHg
TEKANAN INTRAKRANIAL…..
Manfaat monitoring ICP
 Memperoleh informasi ICP dan CPP, manajemen optimal
pasien ICH luas
 Menyediakan infromasi tentang status autoregulasi cerebral
(AR)
 Pada kondisi ideal perlu memiliki informasi CPP dan CBF untuk
menentukan apakah AR utuh


Menurut definisi, ketika CBF secara stabil dipertahankan dalam
kisaran CPP tertentu, pasien dikatakan memiliki AR yang utuh

Pengukuran CBF langsung tidak selalu layak kecuali dalam kasus
yang bersamaan penggunaan monitoring Hemedex

Korelasi sederhana ICP dan MAP dapat menentukan AR masih
utuh atau tidak
TEKANAN INTRAKRANIAL….

Gambar 3: Jika AR utuh, pembuluh resistensi otak mulai mengerut
untuk mempertahankan CBF konstan saat CPP meningkat. Pada
kasus kegagalan AR, pembuluh darah otak hanya pasif bergantung
pada CPP dan MAP, dan hubungan ICP/MAP linier

Penilaian berkelanjutan AR yaitu dengan gerakan koefisien korelasi
antara ICP dan MAP lebih 200-300 detik menggunakan setting data
interval 5 detik

Koefisien korelasi Pearson ini disebut indeks reaktivitas tekanan
(pressure reactivity index [PRx]), yang merupakan wakil marker real
time untuk tekanan AR

Sebuah PRx yang lebih kecil dari 0,2 umumnya dianggap sebagai
tanda bahwa AR utuh, sementara PRx lebih besar dari 0,2
menunjukkan kegagalan AR
TEKANAN INTRAKRANIAL….

Target CPP optimal dapat diidentifikasi dengan
menggunakan nilai PRx, dan membantu menciptakan
sasaran terapi individu yang tepat

Gambar 4: Mean PRx-CPP menunjukkan kurva berbentuk
U pada sebagian besar pasien dengan cedera otak. Oleh
karena itu kisaran CPP dengan nilai rata-rata PRx terendah
mengungkapkan CPP ideal dan optimal dimana AR bekerja
paling aktif

Konsep ini telah divalidasi pada pasien dengan TBI dan SAH

Pada pasien koma dengan ICH, pasien tetap dipertahankan
pada rentang CPP sedikit lebih tinggi dibandingkan dengan
rentang CPP optimal, sedang yang tidak selamat rentang
CPP lebih rendah
TEKANAN INTRAKRANIAL….

Pada pasien infark arteri cerebri malignan, calon
hemicraniectomi decompresi, sulit menemukan lokasi yang
tepat untuk monitoring

Monitoring ditempatkan pada kontralateral, tetapi ini
memberikan nilai ICP palsu yang rendah dibanding perilesi

Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai monitoring
ICP pasien stroke iskemik luas

Metode ICP non-invasif tidak umum digunakan dalam klinis,
karena tidak akurat
OKSIGEN JARINGAN OTAK

Sejak iskemia serebral adalah bentuk paling umum dari SBI,
deteksi dini BTH merupakan salah satu tujuan yang paling
penting dari neuromonitoring

Dua jenis sensor oksigen diperkenalkan:
 elektrode jenis Clark (Licox, Integra Lifesciences)
 sensor optik fluoresen (Neurotrend) yang tidak lagi
tersedia

Studi in vitro telah menunjukkan bahwa probe Licox
memiliki akurasi data yang memadai dan stabilitas untuk
penggunaan klinis, dan telah digunakan untuk monitoring
oksigen otak di NeuroICU
OKSIGEN JARINGAN OTAK…..

Untuk pengukuran oksigen stabil, Licox perlu berjalan
selama beberapa jam setelah insersi

Tekanan oksigen jaringan otak (PbtO2) dikendalikan oleh
CBF dan fraksi ekstraksi oksigen lokal

Pengukuran PbtO2 dapat digunakan sebagai indikator
kasar dari CBF dalam kondisi metabolik stabil ketika fraksi
ekstraksi oksigen stabil

Tingkat tekanan oksigen jaringan otak (PbtO2) dalam white
matter dari individu yang sehat adalah sekitar 25-30 mmHg,
yang cukup rendah dari perkiraan
OKSIGEN JARINGAN OTAK…..

The Brain Trauma Foundation menganjurkan bahwa PbtO2
dipertahankan lebih dari 15 mmHg

Sebuah penelitian baru menunjukkan bahwa faktor utama
yang mempengaruhi PbtO2 adalah CBF dan tekanan parsial
oksigen dalam darah arteri (PaO2)

Dalam NeuroICU tambahan CBF dicapai dengan
meningkatkan CPP (menambah lebih banyak vasopressor) /
menurunkan ICP (menggunakan terapi penurunan ICP)

Pada krisis ICP akibat infark hemisfer yang luas,
hemicraniectomi dekompresi akan meningkatkan PbtO2
OKSIGEN JARINGAN OTAK…..

Dengan mendefinisikan BTH sebagai tingkat PbtO2
<15mmHg, dapat mengidentifikasi ambang CPP yang
kemungkinan meningkatkan BTH secara dramatis pada
pasien koma dengan ICH

Secara umum TD biasanya diturunkan untuk membatasi
perluasan hematom pasien ICH berdasar percobaan klinis
acak

Sebuah studi baru-baru ini menunjukkan infark iskemik yg
bersamaan dengan ICH lebih sering ditemukan ketika TD
secara tiba-tiba drastis diturunkan

Mempertahankan TD rendah selama beberapa hari tidak
aman pada pasien ICH dengan koma
Pengukuran Global Dari Oksigenasi Serebral:
Saturasi Oksigen Jugular Bulb

Selain Licox, monitor oksigen jaringan fokal, ada jenis lain
dari sistem monitoring oksigen otak global

Tingkat oksigen dalam aliran vena serebral mungkin
berkorelasi terbalik dengan konsumsi oksigen otak global

Saturasi oksigen dalam jugular bulb (SjVO2) dapat
digunakan untuk secara tidak langsung memperkirakan
konsumsi oksigen otak

Masih belum jelas apakah vena jugularis kanan atau
ipsilateral yang harus dipantau
Pengukuran Global Dari Oksigenasi Serebral: Saturasi
Oksigen Jugular Bulb…..

Sebagian besar pasien memiliki dominasi sisi kanan pada
drainase vena jugularis interna, sehingga monitoring saturasi
oksigen pada drainase vena yang dominan mungkin masuk
akal

Kebanyakan ahli memilih sisi kanan yang dominan karena
mereka berpikir bahwa vena jugularis ini yang lebih akurat
mewakili konsumsi oksigen global terlepas dari lokasi lesi

Ada lagi teknik monitoring oksigen non-invasif yang
menggunakan
teknologi
inframerah
(spektroskopi
inframerah). Namun, implikasi klinis ini masih harus
dijelaskan pada pasien dengan stroke
Monitoring Aliran Darah Otak

Pengukuran CBF menyediakan pemahaman lebih baik
tentang status perfusi otak

Sebuah prototip dari monitoring CBF yang terus-menerus
adalah Hemedex Bowman Perfusion Monitor System
(Cambrigde, MA)

Probe memiliki 2 termistor, salah satunya dipanaskan
sampai 2ºC lebih tinggi dari ukuran suhu otak

Karena suhu probe lebih tinggi dari suhu tubuh, jika aliran
darah ada didekat probe, darah yang relatif lebih dingin
mengalir dan berubah menjadi bidang energi panas
Monitoring Aliran Darah Otak…..

Manfaat monitor Hemedex
 Menghitung CBF sebenarnya menggunakan persamaan
perpindahan energi panas
 Mengukur konduktivitas panas jaringan
 Memperkirakan real-time kadar air otak yang dapat
digunakan sebagai indikator edema otak di sekitar probe

Pengukuran CBF yang terus menerus berguna bagi pasien
stroke iskemik yang luas serta SAH dan vasospasme yang
progresif

Penelitian lebih lanjut menentukan apakah Hemedex berguna
dalam mendeteksi memburuknya status hemodinamik pada
pasien yang mengalami stroke iskemik luas
Microdialyisis: Monitoring Real Time Metabolik

Pemantauan terus-menerus dari metabolisme jaringan
adalah mungkin dengan menggunakan microdialysis otak

Microdyalisis memasukkan laktat bebas buatan cairan
serebrospinal dengan kadar 0,3µL/menit melalui sistem
pompa infus steril

Molekul-molekul dalam cairan interstitial bergerak
melintasi membran microdyalisis dan masuk ke cairan infus
dimana mereka mencapai keseimbangan

Setiap molekul dapat diukur tergantung pada ukuran pori
membran
Microdialyisis: Monitoring Real Time Metabolik….

Paling sering diukur dalam klinis:
 glukosa, laktat, piruvat, glutamat, gliserol

Glukosa, laktat, dan piruvat: 3 molekul kunci dalam jalur
glikolisis

Pada pasien dengan sedasi, konsentrasi rata-rata glukosa,
laktat, piruvat berturut-turut: 1,7 mM, 2mM, 120µM

Glukosa dalam keadaan normal dikonversi menjadi piruvat
setelah beberapa langkah, kemudian ratio NAD/NADH
menentukan apakah itu masuk ke dalam siklus asam sitrat
/ditransformasikan menjadi laktat

Anaerob: laktat lebih diproduksi sehingga LPR melonjak
Microdialyisis: Monitoring Real Time Metabolik….

Aerob: nilai LPR rata-rata sekitar 15

Distress metabolik: nilai LPR meningkat, lebih besar dari 25

LPR kurang dari 40 terkait dengan disfungsi energi sel yang
sedang berlangsung dan krisis metabolik seluler

Tingkat glukosa otak dibawah 0,7mM dianggap sebagai
tanda penipisan energi jaringan otak

Gambar 6: Konsentrasi glukosa otak dikaitkan dengan
kadar glukosa sistemik, jumlah yang rendah dari glukosa
sistemik menyebabkan tingkat rendah yang kritis dari
glukosa otak
Microdialyisis: Monitoring Real Time Metabolik….

Penurunan mendadak (>25%) glukosa sistemik secara
independen terkait dengan krisis metabolik

Gambar 7: Karena konsentrasi glukosa otak tergantung
pada konsentrasi glukosa perifer, jika kondisi lain stabil,
tingkat glukosa otak dapat digunakan untuk menemukan
ambang batas metabolisme yang penuh dari CPP pada
pasien secara individual

Pada pasien ICH, penurunan CPP terkait dengan
peningkatan bertahap dalam risiko krisis metabolik, namun
tidak sepenuhnya tergantung pada tingkat CPP
Lebih banyak studi diperlukan untuk mengklarifikasi hal ini
Electroencephalogram Kontinyu

Alasan utama EEG di NeuroICU: mendeteksi status
epileptikus non-kejang (NCSE)

Kejang terdeteksi pada EEG kontinyu (cEEG) 10% pada
pasien stroke iskemik

Pasien ICH memiliki risiko kejang lebih tinggi dibandingkan
pasien iskemik

Kejang sebagian besar berkembang dalam 48 jam
EEG kontinyu…

Pentingnya deteksi dini dan manajemen kejang
menggunakan monitoring cEEG:
 Kejang berulang dapat memperburuk cedera otak
 Kejang pada pasien dengan ICH berhubungan dengan
lonjakan ICP dan pergeseran garis tengah

Selain mendeteksi peristiwa iktal, cEEG dapat mendeteksi
hipoperfusi sebagai hipoperfusi yang meningkatkan
aktivitas lambat dan menyebabkan pelemahan latar
belakang EEG
EEG kontinyu…

Konsep ini telah digunakan untuk mendeteksi vasospasme
dan iskemik selama crossclamping arteri carotis dalam
prosedur carotis endarterektomi

Indeks kuantitatif yang menunjukkan perlambatan (rasio
alfa/delta) digunakan untuk mendeteksi berbagai
pengaturan hipoperfusi NeuroICU

Termasuk deteksi vasospasme atau iskemik dengan
stenooklusi pembuluh darah besar

Indeks perubahan delta akut dilaporkan berkorelasi dengan
tingkat perfusi pada iskemik stroke
Keterbatasan



Salah satu keterbatasan besar dari MMM untuk pasien
stroke berat: INVASIF
Lokasi dari probe masih tidak standar
Sebagian besar studi MMM difokuskan pada berbagai jenis
cedera otak seperti TBI dan SAH, tetapi kegunaan MMM
meluas termasuk kasus stroke hemoragik atau iskemik yang
luas, cardiac arrest, atau status epileptikus
 Kondisi ini dapat memberikan fisiologi yang sama dalam
hal suatu peningkatan ICP, BTH yang sedang berlangsung,
atau hipoperfusi, sehingga lebih banyak penelitian dengan
hasil segera diperlukan untuk membuktikannya
Kesimpulan

MMM memungkinkan kita untuk lebih memahami
fisiologi otak

MMM dapat membantu dalam terapi segera pasien
dengan tujuan tertentu

Karena setiap parameter mungkin hanya mencerminkan
1 aspek fisiologi otak, integrasi sistematik yang lebih dari
informasi fisiologi otak dibutuhkan untuk mengerti
mekanisme yang mendasari kerusakan otak