Valutazione pupillometrica per individuare un cervello fragile sottoposto ad anestesia generale

Introduction: postoperative cognitive decline (POCD) is a mild decline in cognitive abilities that develops following surgery. According to the most updated nomenclature revisions, a cognitive decline that lasts until 30 days post-surgery can be named Delayed Neurocognitive Recovery (DNR). The incidence of this disorder varies between 10% and 56%, depending greatly on the study and the type of surgery the patient undergoes. At the present time, several hypotheses have been postulated on the pathogenesis of this condition and most of them identify DNR as an outcome of neuroinflammation resulting from surgical trauma, while anesthetic drugs also seem capable of altering brain homeostasis, favoring cognitive decline. Due to the lack of standardized criteria for diagnosing DNR, which currently relies on pre- and post-operative cognitive testing, there is a broad interest to determine faster and more effective diagnostic strategies. Infrared automated pupillometry, a rapid and non-invasive analysis allowing measurement of various static and dynamic parameters of the pupil and its response to light, is a tool that can be useful in this context. Aim of the study: the primary outcome of this study is to establish relationships between pupillometric variables and the development of POD or DNR. The secondary outcome is to assess correlations between demographic and anaesthesiologic variables, such as the effect-site concentration (Ce) of drugs, anaesthesiologic complications, procedure timings, and the development of POD and DNR. Materials and Methods: this was a prospective observational monocentric study conducted on patients undergoing breast surgery. The incidence of DNR was assessed through neuropsychological tests administered the day before surgery and twenty days post-surgery (General Examination of Mental State, Trail Making Test A and B). Pupillometric measurements were taken before entering the operating room, during anesthesia maintenance, and 15 minutes after awakening. The presence of postoperative delirium was investigated using the 4AT test the day after surgery. Results: none of the pupillometric variables showed a statistically significant correlation with the onset of DNR. Among demographic variables, a lower education level was the only one found to be a risk factor for the development of the disorder (p<0.01). The latency of the Pupillary Light Reflex (PLR) to a light stimulus, measured intraoperatively in both eyes, was correlated with the onset of POD (p < 0.05), similarly to a lower Ce of propofol during anesthesia maintenance (2.70 µg/ml vs 3.40 µg/ml, p < 0.01). Conclusions: This study concludes that there is a correlation between intraoperative latency of the PLR to a light stimulus and the development of POD 24 hours after surgery. This finding cannot be explained solely by the effects of anesthetic drugs and likely reflects the inherent cerebral vulnerability of the patient. Intraoperative latency of the PLR to a light stimulus may serve as a potential parameter for identifying patients at greater risk of developing postoperative delirium. The association between burst suppression and intraoperative arousal with the onset of DNR and POD could not be investigated, and no significant results emerged from the correlation between pupillometry and DNR. The GEMS, TMT-A, and TMT-B tests demonstrated their utility in diagnosing DNR, yielding results consistent with existing literature.

Introduzione: il declino cognitivo postoperatorio (POCD) è una riduzione delle capacità cognitive che si verifica a seguito di un intervento chirurgico. Secondo le più recenti revisioni della nomenclatura, un declino cognitivo che persiste fino a 30 giorni dall’intervento può essere definito Delayed Neurocognitive Recovery (DNR). L’incidenza del disturbo oscilla tra il 10% e il 56%, a seconda dello studio considerato e del tipo di chirurgia a cui il paziente è sottoposto. Esistono al momento una serie di ipotesi sulla patogenesi del disturbo, che descrivono il DNR come l’esito della neuroinfiammazione conseguente al trauma chirurgico; i farmaci anestetici, allo stesso tempo, sembrano essere in grado di alterare l’omeostasi cerebrale favorendo il declino delle capacità cognitive. In mancanza di criteri univoci per la diagnosi di DNR, che oggigiorno è effettuata attraverso l’esecuzione di test cognitivi pre- e postoperatori, la ricerca per determinare metodi più rapidi ed efficaci è di ampio interesse: la pupillometria automatizzata ad infrarossi, un’analisi rapida e poco invasiva che permette di misurare una serie di parametri statici e dinamici della pupilla e della sua risposta alla luce, è uno strumento che può rivelarsi utile in questo ambito. Scopo dello studio: lo scopo principale dello studio è determinare la presenza di relazioni tra le variabili pupillometriche e lo sviluppo di POD o DNR. Lo scopo secondario dello studio è valutare la correlazione tra variabili demografiche e anestesiologiche, quali Ce dei farmaci, complicanze anestesiologiche e tempistiche delle procedure, e lo sviluppo di POD e DNR. Materiali e metodi: studio prospettico osservazionale monocentrico effettuato su pazienti candidate a chirurgia senologica. L’insorgenza di DNR è stata verificata tramite la somministrazione di questionari il giorno prima dell’intervento e venti giorni dopo l’intervento (General Examination of Mental State, Trail Making Test A e B). Le rilevazioni pupillometriche sono state effettuate prima dell’ingresso in sala operatoria, durante il mantenimento dell’anestesia e 15 minuti dopo il risveglio. La presenza di delirium postoperatorio è stata indagata tramite la somministrazione del test 4AT il giorno dopo l’intervento. Risultati: nessuna variabile pupillometrica si è rivelata correlata in modo statisticamente significativo con l’insorgenza di DNR mentre, tra le variabili demografiche, solo un minor tasso di scolarità si è dimostrato un fattore di rischio per lo sviluppo del disturbo (p<0,01). La latenza del PLR allo stimolo luminoso, misurata in sede intraoperatoria in entrambi gli occhi, si è dimostrata correlata all’insorgenza di POD (p < 0,05), così come una minor Ce di propofol durante il mantenimento dell’anestesia (2,70 µg/ml vs 3,40 µg/ml, p < 0,01). Conclusioni: Al termine di questo studio è possibile affermare che esiste una correlazione tra la latenza del PLR allo stimolo luminoso misurata in sede intraoperatoria e lo sviluppo di POD a 24 ore dall’intervento. Questo riscontro non è spiegabile in funzione degli effetti dei farmaci anestetici e, probabilmente, la ragione va ricercata nella fragilità cerebrale intrinseca al paziente. La latenza del PLR allo stimolo luminoso misurata in sede intraoperatoria si configura quindi come un possibile parametro per individuare un paziente maggiormente a rischio di sviluppare delirium postoperatorio. Non è stato possibile indagare l’associazione tra burst suppression e arousal intraoperatorio con l’insorgenza di DNR e POD, così come non sono emersi risultati significativi dalla ricerca di una correlazione tra pupillometria e DNR. I test GEMS, TMT-A e TMT-B hanno dimostrato di poter essere usati nella diagnosi di DNR, fornendo risultati concordi con la letteratura.