Università degli Studi di Firenze Corso integrato di Neurologia COMA Prof. F. Pinto

Terminologia Da un punto di vista clinico la coscienza può essere considerata il prodotto di due funzioni cerebrali strettamente interconnesse: la vigilanza (wakefulness, alterness, vigilance, arousal) il contenuto della coscienza ovvero la consapevolezza di sè e dell’ambiente esterno (awareness) Il contenuto della coscienza è il prodotto di altre funzioni cerebrali quali: l’attenzione, la sensibilità/percezione, la memoria esplicita, le funzioni esecutive, la motivazione l

La relazione tra veglia e coscienza è Coscienza & Veglia La relazione tra veglia e coscienza è gerarchica la coscienza non può esistere senza veglia ma la veglia può esistere senza coscienza !

ALERTNESS AWARENESS ARAS

Lesioni Circoscritte che producono il COMA

Wakefulness sistema reticolare ascendente (ARAS) gruppo di neuroni nel tegmento pontino e mesencefalico che proiettano al diencefalo e alle strutture corticali Awareness integrità della corteccia cerebrale e dalle sue connessioni sottocorticali

Arousal and awareness

Le alterazioni patologiche della coscienza implicano alterazioni del contenuto di coscienza con gradi variabili di alterazioni della vigilanza. Termini descrittivi come sonnolenza, stupore, obnubilamento, letargia, tendono ad essere aboliti per mancanza di uniformità e si preferisce utilizzare un linguaggio standardizzato come il punteggio alla Glasgow Coma Scale.

Coma: GCS ≤ 8 (E ≤2; M ≤ 4; V≤2 ) Buona riproducibilità interoperatore Nasce per il trauma cranico, viene utilizzata poi per valutare pz acuti con icuts ischemico ed emorragico, ESA, meningiti. Limiti: non può essere ottenuta in pz sedati, intubati o con lesioni che determinano afasia punteggi intermedi 6-12 possono essere dati da differenti combinazioni degli items che non riflettono lo stesso grado di disturbo di coscienza le differenze nei punteggi alti 13-15 correlano poco con l’outcame e il neuroimaging

Sistema scalare: classifica correttamente in classi omogenei di gravità utilizzabili anche ai fini prognostici

COMA “Il paziente giace ad occhi chiusi come dormiente ma non è risvegliabile” Esiste una perdita completa della vigilanza e della coscienza ≥1 h GCS ≤ 8 (E ≤2; M ≤ 4; V≤2) Sede anatomica del danno: disfunzione (strutturale o funzionale) corticale bilaterale o dell’ARAS. E’ tipicamente uno stato transitorio

STADIAZIONE DEL COMA Stato confusionale / soporoso Coma di lieve profondità Coma di media profondità Coma profondo Coma irreversibile / morte cerebrale

C O M A  ipotermia   ipotermia farmaci depressori il SNC    alterazioni endocrino-metabol. .     ipotensione pregressa

Stato vegetativo (SV) Preservazione dei meccanismi di arousal associati a completa assenza della consapevolezza di sè e dell’ambiente esterno Sede anatomica del danno: lesione bilaterale corticale cerebrale con risparmio delle strutture troncoencefaliche Alcuni studi mostrano una riduzione del metabolismo cerebrale del 40-50% mentre per altri risulterebbe nella norma

Metabolismo cerebrale nei disturbi di coscienza

Stato di Coscienza Minimale

Minimally Conscious State Coma Sede di danno: lesione degli emisferi cerebrali con possibile maggior risparmio delle connessioni cortico-sottocorticali e cortico-talamiche

Mutismo acinetico Stato di veglia con limitata evidenza oggettiva di consapevolezza. I pz sembrano non in grado di muoversi o parlare ed hanno periodici cicli di arousal come indicati dall’apertura degli occhi. Sede del danno: lesioni bilaterali mediali del lobo frontale (giro del cingolo) che portano a grave deficit nella motivazione e inabilità a programmare ed iniziare un’azione (deficit funzioni esecutive) Diagnosi differenziale: MCS → non ho risposta motoria allo stimolo tattile, doloroso o verbale SV → assenza di spasticità e alterazione dei ROT con relativo risparmio quindi delle vie cortico-spinali

Stato confusionale Sinonimo di stato confusionale acuto e di encefalopatia acuta. Si caratterizza per un deficit acuto di attenzione con alterazione della coscienza e pensiero disorganizzato. Ha un decorso fluttuante. Possono associarsi disturbi percettivi, alterazioni del ciclo sonno-veglia; deficit di memoria, aumento o riduzione dell’attività motoria. Può precedere il coma o segnarne l’uscita. Sede di danno: lesione focale frontale o parietale dx, cause tossiche, metaboliche, endocrine. Diagnosi differenziale: demenza, crisi epilettiche non convulsive, stato post-critico

Locked-In Syndrome Letteralmente “chiuso dentro” Quadro di quadriplegia ed anartria con preservazione della veglia e della coscienza Non è un disturbo di coscienza ma va posto in diagnosi differenziale E’ causato da una lesione (ischemica, emorragica, traumatica) nella regione ventrale del ponte con risparmio del 3 ° n. cranico e dei movimenti oculari di verticalità e ammiccamento. Non coinvolge il sistema ARAS localizzato più dorsalmente nel ponte. (N.B: esistono forme totali con perdita anche dei movimenti oculari!) Diagnosi differenziale: GBS, botulismo, CRIMYNE, utilizzo di bloccanti neuromuscolari con inadeguata sedazione

Eziologia dei disturbi di coscienza Lesioni primitive di ambedue gli emisferi Lesioni emisferiche con dislocamento della linea mediana Lesioni del Tronco Encefalico

Eziologia dei disturbi di coscienza Lesioni primitive di ambedue gli emisferi Traumi cranio-encefalici contusioni e danno assonale diffuso Ischemie embolie, ecceso di coagulazione,vasculiti emorragie subaracnoidee e intraventricolari

Eziologia dei disturbi di coscienza Trombosi dei seni cavernosi Encefalopatia ipossi.ischemica Meningiti ed encefaliti Crisi convulsive generalizzate Stato di male epilettico Encefalopatia ipertensiva Encfalomielite acuta disseminata Idrocefalo acuto

Eziologia dei disturbi di coscienza Lesioni di un solo emisfero Traumi Ematomi sub ed epidurali Estesi ictus emisferici Emmorragie intraparenchimali Ascessi Edema cerebrale / ipertensione endocranica Lesioni del Tronco Encefalico Trauma Emorragia Mielinolisi pontina centrale Cono di pressione

Esame obiettivo del pz in coma livello di coscienza posizione spontanea del corpo esame motorio esame di n. cranici pattern respiratori Le cause strutturali danno segni di lato e deterioramento rostrocaudale con disfunzioni del tronco La presenza di movimenti involontari (crisi epilettiche, mioclono, asterixis) suggerisce invece un’eziologia metabolica segni di meningismo fondo oculare esame della cute

Posizione spontanea del corpo e dello sguardo Nel paziente emiplegico la deviazione degli occhi verso il lato sano les. emisferica verso il lato plegico les. pontina Movimenti erratici suggeriscono una les. diencefalica Nistagmo retrattorio, convergente, monoculare, bobbing les. mesencefalo-pontina

Esame motorio

Esplorazione dei riflessi del tronco

Pupille

Pattern Respiratori

Ernie Cerebrali 1: sottofalciale 2: transtentoriale Cingolo 3: tonsillare 4: transtentoriale ascendente Cingolo 1 2 4 Verme cerebellare Uncus 3 Tonsille cerebellari

Ernie Cerebrali

EEG (ruolo diagnostico- prognotico- supporto terapeutico) DIAGNOSI Clinica TC/MRI Esame chimico-fisico e sierologico del liquor EEG (ruolo diagnostico- prognotico- supporto terapeutico)

C O M A . RAPPORTO FRA LESIONE DELLE STRUTTURE DEL SN E ALTERAZIONI DELLE ATTIVITA’ BIOELETTRICHE C O M A Lesione Clinica EEG Corteccia >> Stato Confusionale > > Perdita del Ritmo Alfa (tutta ) Neocorteccia >> Sindrome Apallica >> Alterazioni Variabili nel Tempo Tronco encefalo >> COMA > Rallentamento (diencefalo) dei Ritmi Tronco encefalo > Morte Cerebrale > Silenzio Elettrico ( tutto )

Lieve alterazione della vigilanza Ritmi rapidi beta da farmaci, lieve rallentamento dei ritmi di fondo

Coma post traumatico, profondità medio - lieve prevalenza di onde theta, ed in minor misura delta uniformemente distribuiti

Coma da stato di male epilettico Rallentamento dei ritmi di fondo ed attività epilettica sull’ emisfero sinistro

Coma da farmaci depressori il SNC

COMA DA ENCEFALITE

Coma da lesione del tronco encefalico

Evoluzione di grave coma post anossico Abbondante attività parossistica

Evoluzione di grave coma post anossico Parossismi e ritmi rapidi frammisti a periodi di silenzio elettrico

Evoluzione di grave coma post anossico Abbondante attività parossistica su un fondo depresso

Evoluzione di grave coma post anossico Grave depressione delle attività elettriche, isolati parossismi

Coma depassè da arresto cardiocircolatorio Scarsa attività residua, tracciato prossimo al silenzio elettrico

Analisi delle attività bioelettriche nel coma

PROGNOSI Indispensabile avere strumenti prognostici per valutare il pz in coma al fine di razionalizzare le decisioni terapeutiche e programmare un eventuale percorso riabilitativo Fattori prognostici eziologia del coma segni clinici neuroimaging dati biochimici studi neurofisiologici

DIAGNOSI E PROGNOSI DEL COMA I POTENZIALI EVOCATI : .

P. E. Somatosensoriali Sensitivi e Cognitivi

Fattori prognostici TBI HIE Eziologia Miglior prognosi ► tox-metabolico vs strutturale ► post traumatico (TBI) vs anossico (HIE) Segni clinici nel coma post anossico correlati a prognosi sfavorevole durata del coma M1 al 3° giorno segni di danno del troncoencefalo (assenza riflesso pupillare al 1° o 3° giorno e assenza del riflesso corneale al 1° gg) Fattori prognostici 20% MC o SV 20% risveglio 80% risveglio 80% MC o SV TBI HIE

Neuroimaging Prognosi sfavorevole (con basso valore predittivo), pur con iniziale conservazione riflessi pupillari, se presenti lesioni del tronco (per lo più della porzione dorsolaterale) danno assonale diffuso lesioni del corpo calloso Markers biochimici Molecole specifiche cerebrali (enolasi specifica neuronale; s100 beta; proteina acida gliofibrillare; isoforma BB CK) presenti nel sangue o nel liquido cerebro-spinale sono state postulate in grado di riflettere la gravità del danno cerebrale . In realtà sono risultate essere markers sensibili al danno cerebrale ma la specificità ed il loro valore predittivo è insufficiente se comparato ai segni clinici e agli studi con i potenziali evocati somatosensitivi (SSEP)

DIAGNOSTICA PER LA PROGNOSI DEL COMA Neuroimaging Prognosi sfavorevole (con basso valore predittivo), pur con iniziale conservazione riflessi pupillari, se presenti lesioni del tronco (per lo più della porzione dorsolaterale) danno assonale diffuso lesioni del corpo calloso

DIAGNOSTICA PER LA PROGNOSI DEL COMA Markers biochimici Molecole specifiche cerebrali (enolasi specifica neuronale; S100 beta; proteina acida gliofibrillare; isoforma BB CK) presenti nel sangue o nel liquido cerebro-spinale sono state postulate in grado di riflettere la gravità del danno cerebrale . In realtà sono risultate essere markers sensibili al danno cerebrale ma la specificità ed il loro valore predittivo è insufficiente se comparato ai segni clinici e agli studi con i potenziali evocati somatosensitivi (SSEP)

Diagnostica neurofisiologica del pz in coma EEG L’EEG esprime l’effettivo stato clinico del pz e dà indicazioni sulla possibilità di recupero dello stato di coscienza. E’ evidente che indicazioni prognostiche più valide possono essere tratte da un prolungato monitoraggio dell’attività elettrica cerebrale che permetta di apprezzare spontanee fluttuazioni o progressive modificazioni del pattern EEG Indicatori e Parametri da valutare: rallentamento del ritmo di fondo riduzione di ampiezza reattività agli stimoli pattern speciali Limiti e Fattori confondenti neurosedazione pattern EEG a significato incerto

Quadri EEG nel coma post anossico vd class. Synek 1991 o Bassetti 1987

DIAGNOSTICA PER LA PROGNOSI DEL COMA Potenziali Evocati Somatosensitivi (PES)

DIAGNOSTICA PER LA PROGNOSI DEL COMA I PES sono potenziali stimolo-correlati che esplorano la conduzione lungo le vie somatosensitive centrali (cordonali posteriori) secondo una localizzazione topografica precisa Le loro componenti sovramidollari sono pertanto un indice di funzionalità cerebrale Hanno il vantaggio di essere resistenti agli anestetici Le onde che si registrano sono semplici da interpretare e misurare

DIAGNOSTICA PER LA PROGNOSI DEL COMA

PER LA PROGNOSI DEL COMA DIAGNOSTICA NEUROFISIOLOGICA PER LA PROGNOSI DEL COMA

Normale Patologico: N20 di aumentata latenza N20 Assente Patologico: asimmetria di ampiezza N20 con normale TCC

EEG – PES EEG piatto con N20 preservata

Potenziali cognitivi- P300 I potenziali cognitivi sono potenziali evento correlati perciò sensibili al “significato dello stimolo” e che risentono della neurosedazione. Rappresentano uno strumento per esplorare il contenuto della coscienza La presenza della componente P300 o P300 like indica un’attivazione di diverse aree associative

Morte cerebrale (decreto n. 582 del 22.08.1994, Art3) stato di incoscienza; assenza dei riflessi corneale, fotomotore , oculocefalico, oculovestibolare, carenale, assenza di reazione allo stimolo doloroso portato nel territorio di innervazione del trigemino, assenza di respirazione spontanea dopo sospensione della ventilazione artificiale fino al raggiungimento di ipercapnia accertata da 60mmHg con pH ematico minore di 7,40; silenzio elettrico cerebrale documentato da EEG eseguito secondo le modalità tecniche riportate nell’allegato 1; assenza di flusso ematico cerebrale preventivamente documentato nelle situazioni particolari previste dal comma 2 art. 2.

Periodo di osservazione 6 ore per adulti e bambini > 5 anni 12 ore per i bambini tra 1 e 5 anni 24 ore per i bambini < 1 anno nel neonato l’accertamento può essere eseguito solo se la nascita è avvenuta dopo la 38° settimana di gestazione e comunque dopo una settimana di vita extrauterina In caso di danno cerebrale anossico il periodo di osservazione non può iniziare prima di 24 ore dal momento dell’anossia

EEG silenzio elettrico cerebrale ovvero assenza di attività elettrica spontanea o provocata di ampiezza superiore a 2 μVolt su qualsiasi regione del capo per una durata continuativa di 30 minuti.

Test di Apnea Valuta la mancata funzionalità dei chemocettori bulbari attestando l’assenza di respirazione spontanea. L’obiettivo del test è il raggiungimento di valori di ipercapnia ( 60 mmHg) con pH ematico < 7,40.

Linee guida relative all’utilizzo dei metodi flussimetrici Presenza di fattori che interferiscono sul quadro clinico ed EEG - farmaci depressori del SNC - alterazioni endocrino – metaboliche - Ipotermia Assenza di diagnosi eziopatogenetica certa Situazioni cliniche che impediscono l’esecuzione dell’esame dei riflessi del tronco e dell’EEG - vasti traumatismi craniofacciali - alterazioni anatomiche

Angiografia cerebrale

Angiografia cerebrale VANTAGGI Non inficiata da farmaci neurodepressori Codificata e affidabile Gold standard nelle prove di flusso Eseguibile nella maggior parte degli ospedali SVANTAGGI Costosa Rischio di complicanze legato alla metodica e alla somministrazione di MdC iodato Necessità di trasporto del paziente Falsi negativi

DIAGNOSTICA PER LA PROGNOSI DEL COMA PET & SPECT Misurano il metabolismo cerebrale residuo N n n n Mmmm gggg

Doppler Transcranico

Doppler Transcranico VANTAGGI Eseguibile al letto del paziente Non invasivo Ripetibile Basso costo SVANTAGGI Limitazioni tecniche come il riscontro di finestre craniche inadatte all’esplorazione. inattendibilità dei risultati in bambini al di sotto di 6 anni e in pazienti con PAS < 70mmHg Falsi negativi

P.E. Vs EEG nel Coma

Eziologia dei disturbi di coscienza

“Alterazioni della coscienza”

Eziologia dei disturbi di coscienza

Eziologia dei disturbi di coscienza

Analisi delle attività bioelettriche nel coma Prima ora Rappresentazione compressa nel tempo delle attività bioelettriche durante un coma indotto da farmaci depressori del SNC

EEG e COMA Tracciati EEG pz coma uremico pz ictus emisferico