Subscription request:

podpiska@panor.ru

For all questions:

+7 495 274-22-22

UDK: 616.89 DOI:10.33920/med-01-2511-06

Evaluation of EEG reactivity in predicting neurological outcomes in cardiac surgery patients with hypoxic brain injury in the early postoperative period

Vadim Olegovich Russkin neurologist, junior researcher of the Department of Clinical Physiology, Instrumental and Radiation Diagnostics, Federal State Budgetary Scientific Institution Petrovsky National Rеsеагсh Сепtrе of Surgery (FSBSI Petгovsky NRCS), Moscow, Russia, ORCID iD: 0000-0003-4743-5522
Valeriy Aleksandrovich Sandrikov PhD in Medicine, member of the Russian Academy of Sciences, professor, head of the Department of Clinical Physiology, Instrumental and Radiation Diagnostics, Scientific and Clinical Center No. 1, Federal State Budgetary Scientific Institution Petrovsky National Rеsеагсh Сепtrе of Surgery (FSBSI Petгovsky NRCS), Moscow, Russia, ORCID iD: 0000-0003-1535-5982
Tatyana Yurievna Kulagina PhD in Medicine, head of the Laboratory of Electrophysiology and Stress Tests, Scientific and Clinical Center No. 1, Federal State Budgetary Scientific Institution Petrovsky National Rеsеагсh Сепtrе of Surgery (FSBSI Petгovsky NRCS), Moscow, Russia, ORCID iD: 0000-0001-6165-6474
Vlasov Pavel Nikolaevich Doctor of Medical Sciences, Professor of the Department of Neurology, Faculty of Medicine, N.A. Semashko Scientific and Educational Institute of Clinical Medicine, Russian University of Medicine, Ministry of Health of the Russian Federation, ORCID — 0000-0001-8321-5864

Hypoxic brain injury can be a serious complication in the heart and vascular surgery. The majority of patients with hypoxic brain injury have impaired consciousness, and therefore there is a need for reliable methods of predicting the neurological outcome. In our study, we analyzed the value of electroencephalography reactivity in prediction of outcome in heart surgery patients with hypoxic brain injury. Materials and methods. The analysis included 77 patients after surgery of dissecting aortic aneurysms, valvular pathology, and coronary heart disease with impaired consciousness and hypoxic brain injury. The average age of the patients was 61.7 ± 11 years. All studies were performed during the first five days in the intensive care unit. Inclusion criteria: patients with impaired consciousness (<10 points on a scale of FOUR) after surgery with cardiopulmonary bypass and after circulatory arrest in the perioperative period. All patients underwent video EEG monitoring. Stimuli were used to assess reactivity: passive eye opening and closing, name calling, sound stimulus, and pain stimulus. The presence of reactivity was noted with any change in the amplitude or frequency of the background rhythm. The assessment of reactivity performed without sedation. The outcome assessed with the Glasgow outcome scale (GOS) at the time of discharge from the hospital as favorable with GOS 3–5, unfavorable with GOS 1–2. Results. A favorable outcome observed in 43 patients (55 %): due to perioperative circulatory arrest in 10 patients (23,3 %) and surgical complications in 33 patients (76,7 %). The unfavorable outcome observed in 34 patients (45 %): due to perioperative circulatory arrest in 20 patients (58.8 %) and surgical complications in 14 patients (41,2 %). Presence of EEG reactivity observed in 41 (53 %) patients, and the absence of EEG reactivity observed in 36 (47 %) patients. In the group of patients with presence of EEG reactivity, a favorable outcome was recorded in 36 (87.8 %) cases, an unfavorable outcome in 5 (12.2 %) cases. In patients with lack of reactivity according to EEG data, a favorable outcome was observed in 7 (19.4 %) cases, an unfavorable outcome in 29 (80.5 %) cases. The sensitivity of the method for predicting an unfavorable outcome based on the absence of EEG reactivity is 85 %, and the specificity is 84 %. Conclusion. Assessment of EEG-reactivity has high sensitivity and specificity in prediction of neurological outcome in cardiac surgery patients with hypoxic brain injury, however, it cannot be used as an isolated method and should be part of a multimodal approach.

Гипоксическое повреждение головного мозга (ГМ) является тяжелым осложнением кардиохирургических вмешательств. Его проявления могут варьироваться и включать в себя оглушение, делирий, эпилептические приступы, кому [1, 2]. Наибольший риск гипоксического повреждения ГМ несут операции на аорте и на клапанах сердца [3]. В качестве этиологических факторов повреждения мозга наиболее часто выступают микроэмболия, гипоперфузия, кровотечение [1, 4].

Электроэнцефалография (ЭЭГ) является одним из самых распространенных методов прогнозирования неврологического исхода у пациентов с гипоксическим повреждением ГМ [5, 6]. При интерпретации данных ЭЭГ оценивается фоновая ритмика, наличие или отсутствие эпилептических приступов, статуса, а также наличие реактивности. Westhall и соавт. (2016) в целях стандартизации оценки данных ЭЭГ у пациентов в коме предложили разделение энцефалографической картины на высоко-злокачественную, злокачественную и доброкачественную (табл. 1) [7]. При этом наличие 1 высоко-злокачественного паттерна или 2 злокачественных с высокой специфичностью (98–100 %) предсказывало неблагоприятный прогноз.

ЭЭГ реактивность, в соответствии со стандартизированной терминологией Американского общества клинической нейрофизиологии (ACNS), определяется как изменение вольтажа или частоты (включая аттенуацию) ритмов в ответ на нанесение стимула [8]. Появление моргательных или мышечных артефактов не расценивается как наличие реактивности. Стимулы должны наноситься минимум 2 раза с перерывом около 30 секунд и иметь разную модальность — открывание / закрывание глаз, называние по имени, звуковая и болевая стимуляция [9]. В зависимости от этих параметров ЭЭГ может быть реактивна или ареактивна. Не существует консенсуса по поводу наилучшего метода тестирования реактивности, поэтому рекомендуется использовать все виды стимуляции [10].

По данным мировой литературы у пациентов с гипоксическим повреждением ГМ отсутствие реактивности при проведении ЭЭГ имело специфичность от 70 до 100 % в прогнозировании неблагоприятного исхода [11–14]. В крупном проспективном мультицентровом исследовании реактивности Admiraal и соавт. продемонстрировали, что в прогнозировании неблагоприятного неврологического исхода чувствительность отсутствия реактивности равнялась 73 %, а специфичность — 82 % [15]. Также авторы отмечали, что наличие ЭЭГ-реактивности, совместно с оценкой фоновой картины ЭЭГ и стволовых рефлексов, увеличивает специфичность прогнозирования благоприятного исхода от 70 до 89 %, а неблагоприятного — от 98 до 99 %.

For citation:
Vadim Olegovich Russkin, Valeriy Aleksandrovich Sandrikov, Tatyana Yurievna Kulagina, Vlasov Pavel Nikolaevich, Evaluation of EEG reactivity in predicting neurological outcomes in cardiac surgery patients with hypoxic brain injury in the early postoperative period. Bulletin of Neurology, Psychiatry and Neurosurgery. 2025;11.
The full version of the article is available for subscribers of the journal
Article language:
Actions with selected: