Cerebral Dysfunction Following Extracorporeal Circulation for Aortocoronary Bypass Surgery: No Differences in Neuropsychological Outcome After Pulsatile Versus Nonpulsatile Flow

Summary

Nonpulsatile perfusion techniques with extracorporeal circulation for open-heart surgery and aortocoronary bypass grafting are widely used; this treatment is often followed by temporary or permanent neurological deficits. Experimental studies sug-gest that pulsatile flow may be of greater benefit because of its ability to ameliorate cerebral microcirculation.

We therefore investigated 22 men who underwent aortocoronary bypass grafting. Patients were randomly divided into either a group undergoing nonpulsatile (n = 14) or pulsatile flow (n = 8). Neurological examinations were done prior to the operation and on the 7^th postoperative day. EEG, cerebral blood flow (CBF), and the metabolic rates of O₂ (CMR O₂) and glucose (CMR Glucose) were measured before anaesthesia and 30 minutes after the Start of extracorporeal circulation, when venous blood temperature was 26 °C.

Postoperative neurological Symptoms consisted of cranial nerve palsies, dysfunctions of the Visual cortex, cerebellar Symptoms, and slight arm paresis, but no differences between the two treatment groups were detected. Moreover, changes in EEG, CBF, and CMR rates during anaesthesia did not differ between the two groups. Our data suggest that pulsatile flow is not superior to the nonpulsatile perfusion technique, but to conflrm this larger patient samples are required.

Zusammenfassung

Nonpulsatile Technikon bei extrakorporalem Kreislauf während offener Herzchirurgie und aortokoronarem Vencnbypass (ACVB) sind Standardmethoden, gehen jedoch häufig mit vorübergehenden oder dauerhaften neurologischen Störungen einher. Aufgrund der Ergebnisse tierexperimenteller Studien ist anzunehmen, daß das pulsatile Verfahren diese Störungen durch Verbesserung der zerebralen Mikrozirkulation verhindern kann.

Wir haben daher in einer prospektiven randomisierten Studie 22 Patienten (“pulsatile” Gruppe 8 Pat.; “nonpulsatile” Gruppe 14 Pat.), die sich einer ACVB-Operation unterziehen mußten, präoperativ und am 7. postoperativon Tag neurologisch untersucht. Dauer-EEG, Hirndurchblutung (CBF), und die zerebralen Stoffwechselraten für Sauerstoff (CMRO₂) und Glucose (CMR_Glucoso) wurden vor Narkose und 30 Minuten nach Beginn der extrakorporalen Zirkulation bei einer Hypothermie von 26 °C aufgezeichnet bzw. gemessen.

Bei der postoperativen neurologischen Untersuchung bestanden Hirnnervenausfälle, Störungen des visuellen Kortex, zerebelläre Symptome sowie einmalig eine zentrale Armparose. Beide untersuchten Gruppen waren hiervon jedoch gleichermaßen betroffen. Entsprechend differierten die intraoperativen Veränderungen des EEG, des CBF, der CMRO₂ sowie CMR_Glucose in den beiden Gruppen nicht. Unsere Ergebnisse legen nahe, daß das pulsatile gegenüber dem nonpulsatilen Verfahren keine Vorteile hinsichtlich postoperativer neurologischer Symptome aufweist. Es ist jedoch eine größere Zahl von Untersuchungen erforderlich, um eine sichere Aussage zu ermöglichen.

Key words

Extracorporeal circulation - Pulsatile flow - Nonpulsatile flow - Neurological dysfunction - Aortocoronary bypass