Cerebral hemodynamics in stroke and traumatic brain injury: the interplay between blood pressure, cerebral perfusion, body position and autoregulation

Na een acuut herseninfarct worden patiënten opgenomen op een speciale ziekenhuisafdeling om stoornissen in de bloedsomloop en de zuurstofvoorziening te monitoren en te behandelen. Snel rechtop verplegen of uit bed halen is mogelijk gunstig voor het herstel na het herseninfarct. Er zijn echter ook aanwijzingen dat dit nadelig zou kunnen zijn voor bloeddoorstroming in de hersenen. UMCG-promovendus Marcel Ariës ontdekte dat tijdens rechtop zitten en staan de bloeddruk gemiddeld toeneemt bij deze patiënten. Dit fenomeen werd voornamelijk gezien op de eerste dag na het herseninfarct. Opmerkelijk hierbij was dat patiënten met een forse toename van de bloeddruk bij staan (>20%), uiteindelijk een beter herstel na drie maanden leken te hebben. Nader onderzoek (continue bloeddruk- en ultrageluidmetingen van de grote hersenvaten en infraroodmetingen van de voorste hersengebieden) liet geen verschillen zien tussen patiënten met een herseninfarct en gezonde proefpersonen. De promovendus vond geen aanwijzingen dat de zittende positie bij licht tot matig aangedane patiënten met een acuut herseninfarct onveilig is tijdens de eerste drie dagen. Wiskundige analyse van de bloeddoorstroming van de hersenen laat zien dat intensief monitoren ook belangrijk is voor patiënten met fors gezwollen of gekneusd hersenweefsel na een ernstig ongeval (ernstig traumatisch schedelhersenletsel)

Cerebral hemodynamics in stroke and traumatic brain injury : the interplay between blood pressure, cerebral perfusion, body position and autoregulation

Na een acuut herseninfarct worden patiënten opgenomen op een speciale ziekenhuisafdeling om stoornissen in de bloedsomloop en de zuurstofvoorziening te monitoren en te behandelen. Snel rechtop verplegen of uit bed halen is mogelijk gunstig voor het herstel na het herseninfarct. Er zijn echter ook aanwijzingen dat dit nadelig zou kunnen zijn voor bloeddoorstroming in de hersenen. UMCG-promovendus Marcel Ariës ontdekte dat tijdens rechtop zitten en staan de bloeddruk gemiddeld toeneemt bij deze patiënten. Dit fenomeen werd voornamelijk gezien op de eerste dag na het herseninfarct. Opmerkelijk hierbij was dat patiënten met een forse toename van de bloeddruk bij staan (>20%), uiteindelijk een beter herstel na drie maanden leken te hebben. Nader onderzoek (continue bloeddruk- en ultrageluidmetingen van de grote hersenvaten en infraroodmetingen van de voorste hersengebieden) liet geen verschillen zien tussen patiënten met een herseninfarct en gezonde proefpersonen. De promovendus vond geen aanwijzingen dat de zittende positie bij licht tot matig aangedane patiënten met een acuut herseninfarct onveilig is tijdens de eerste drie dagen. Wiskundige analyse van de bloeddoorstroming van de hersenen laat zien dat intensief monitoren ook belangrijk is voor patiënten met fors gezwollen of gekneusd hersenweefsel na een ernstig ongeval (ernstig traumatisch schedelhersenletsel). Following an acute ischemic stroke, patients are admitted to a special hospital ward to monitor and treat circulatory and respiratory disturbances. Quick upright care or out of bed mobilisation might be beneficial to recover from stroke, but there are indications that this position compromises cerebral blood flow in vulnerable brain tissue. In this study we found that during upright positioning the blood pressure increased in these patients. This phenomenon was mainly observed on day 1 after acute stroke. Noteworthy, patients who had a significant rise in blood pressure upon standing (> 20%) appeared to have a better recovery after three months. In a group of 50 stroke patients ‘upright sitting’ was studied in detail. First, disability did not increase with postural changes. Second, continuous blood pressure and ultrasound measurements in the large cerebral vessels together with near-infrared measurements of the anterior brain regions showed no differences between acute stroke patients and healthy subjects. We found no evidence that the sitting position in mildly to moderately affected stroke patients is unsafe during the first three days in the ward. In a large study using a new mathematical method to estimate cerebral blood flow regulation based on continuous ‘pressure inside the skull’ (intracranial pressure) and blood pressure measurements, we demonstrated that intensive monitoring is also important for patients with significantly swollen or bruised brains after a serious accident (severe traumatic brain injury).

Intraarterial Nimodipine Versus Induced Hypertension for Delayed Cerebral Ischemia:A Modified Treatment Protocol

BACKGROUND: Rescue treatment for delayed cerebral ischemia (DCI) after subarachnoid hemorrhage can include induced hypertension (iHTN) and, in refractory cases, endovascular approaches, of which selective, continuous intraarterial nimodipine (IAN) is one variant. The combination of iHTN and IAN can dramatically increase vasopressor demand. In case of unsustainable doses, iHTN is often prioritized over IAN. However, evidence in this regard is largely lacking. We investigated the effects of a classical (iHTN+IAN) and modified (IANonly) treatment protocol for refractory DCI in an observational study. METHODS: Rescue treatment for DCI was initiated with iHTN (target >180 mm Hg systolic) and escalated to IAN in refractory cases. Until July 2018, both iHTN and IAN were offered in cases refractory to iHTN alone. After protocol modification, iHTN target was preemptively lowered to >120 mm Hg when IAN was initiated (IANonly). Primary outcome was noradrenaline demand. Secondary outcomes included noradrenaline-associated complications, brain tissue oxygenation, DCI-related infarction and favorable 6-month outcome (Glasgow Outcome Scale 4-5). RESULTS: N=29 and n=20 patients were treated according to the classical and modified protocol, respectively. Protocol modification resulted in a significant reduction of noradrenaline demand (iHTN+IAN 0.70±0.54 µg/kg per minute and IANonly 0.26±0.20 µg/kg per minute, P<0.0001) and minor complications (15.0% versus 48.3%, unadjusted odds ratio, 0.19 [95% CI, 0.05-0.79]; P<0.05) with comparable rates of major complications (20.0% versus 20.7%, odds ratio, 0.96 [0.23-3.95]; P=0.95). Incidence of DCI-related infarction (45.0% versus 41.1%, odds ratio, 1.16 [0.37-3.66]; P=0.80) and favorable clinical outcome (55.6% versus 40.0%, odds ratio, 1.88 [0.55-6.39]; P=0.32) were similar. Brain tissue oxygenation was significantly higher with IANonly (26.6±12.8, 39.6±15.4 mm Hg; P<0.01). CONCLUSIONS: Assuming the potential of iHTN to be exhausted in case of refractory hypoperfusion, additional IAN may serve as a last-resort measure to bridge hypoperfusion in the DCI phase. With close monitoring, preemptive lowering of pressure target after induction of IAN may be a safe alternative to alleviate total noradrenaline load and potentially reduce complication rate