Riferimenti normativi sulla morte cerebrale

ARTEFATTI DI ORIGINE CARDIOVASCOLARE NELLE REGISTRAZIONI EEG
IN MORTE CEREBRALE

Tnfp E. Cenerelli, Tnfp A. Mastrillo, Tnfp G. Ricci
Servizio di Neurofisiopatologia - Ospedale Maggiore USL 27- Bologna Ovest

Relazione presentata al Corso AlDO - A1TN, Bologna I0 - Il - 12 - 13 Giugno1992

Per poter comprendere la genesi degli artefatti cardio-vascolari è bene conoscere qualche nozione di elettrocardiografia (ECC) e la forma del segnale cardiaco.

Il segnale ECG
L'attività elettrica del cuore è dovuta alla depolarizzazione e alla ripolarizzazione del tessuto cardiaco.
Il passaggio dell'onda di depolarizzazione è accompagnato dalla contrazione del muscolo.
Gli impulsi elettrici partono dal nodo seno-atriale (SA) e depolarizzano gli atrii giungendo al nodo atrio-ventricolare (AV). Da qui interviene uno speciale sistema di conduzione formato da tessuto nervoso differenziato che conduce l'impulso elettrico in tutto il miocardio.
Questo sistema è costituito dal fascio di His e dalle sue branche destra e sinistra che terminano in alcune fibre cardiache dette fibre di Purkinje, che fanno contrarre simultaneamente i muscoli ventricolari.
Il movimento di contrazione viene indicato come sistole, quello di rilassamento come diastole.
E' da notare che il ritmo cardiaco è mantenuto da un "pace-maker" interno al cuore, principalmente nel nodo SA, che funge da sorgente di stimolazione periodica.
Il sistema nervoso può soltanto variare il ritmo del cuore, non esserne l'origine.
La somma di questi impulsi, istante per istante, è un vettore variabile per direzione, verso ed intensità e quindi l'attività elettrica cardiaca è equivalente ad un dipolo.
Le differenze di potenziale (d.d.p.) che registriamo in superficie non sono altro che le proiezioni fra l'asse costituito dagli elettrodi di questo dipolo-vettore e variano quindi al variare del punto di osservazione (Fig 1).
Questo concetto è fondamentale per capire l'importanza dell'orientamento delle derivazioni EEG nel captare o meno un artefatto ECG.
Il grafoelemento che rileviamo in superficie è costituito dalle onde P-QRS-T. (Fig. 2)
La prima onda, detta P, corrisponde alla fase di depolarizzazione atriale; la distanza P-Q rappresenta il tempo di conduzione atrio-ventricolare; il complesso QRS corrisponde alla depolarizzazione ventricolare, mentre l'onda T corrisponde alla ripolarizzazione dei ventricoli.
Questi grafoelementi costituiscono un ciclo cardiaco e si ripetono ad un certo ritmo.
L'ampiezza di questi segnali elettrici dipende dalla distanza degli elettrodi dal cuore e dalla resistenza elettrica dei tessuti interposti. Quindi a livello toracico avremo un segnale dell'ordine dei millivolt, mentre sullo scalpo il segnale sarà dell'ordine dei microvolt.
Per questo motivo nelle registrazioni di morte cerebrale, che vengono eseguite a forti amplificazioni, è più facile rilevare segnale ECC rispetto a registrazioni di routine.
Questo artefatto si vede maggiormente nelle derivazioni trasverse per effetto dell'orientamento dell'asse cardiaco, e in quelle a lunga distanza interelettrodica per l'ulteriore amplificazione del segnale. L'ampiezza del QRS varia anche col ritmo respiratorio perché esso sposta la direzione del vettore cardiaco con gli atti respiratori.

Metodi
Nelle registrazioni EEG in rianimazione è bene monitorare sempre l'ECC sia per avere sotto gli occhi un controllo clinico del paziente per notare eventuali variazioni del ritmo cardiaco in seguito a stimoli esterni, sia per avere sempre sotto controllo la frequenza cardiaca nel caso sia necessario staccare il monitor ECG perché genera artefatti.
E' inoltre utile anche per poter avere una documentazione per differenziare gli artefatti cardiovascolari dall'attività EEC. Noi applichiamo sempre ai pazienti coppie di elettrodi sui muscoli deltoidi: inserendo nel 1. ingresso dell'amplificatore un elettrodo del deltoide destro e nel 2. ingresso un elettrodo del deltoide sinistro abbiamo un'ottima derivazione cardiaca, comunemente nota come D1.
Abbiamo notato che anche la monitorizzazione del solo muscolo deltoide sinistro dà una buona traccia ECG con una sensibilità di 7uV/mm, ma può essere facilmente sporcata da artefatti muscolari, ad esempio in seguito alle stimolazioni dolorose. Esistono due tipi di artefatti generati dall'attività cardiovascolare:

Elettrici
-
da complesso P-QRS-T
- da pace-maker
Meccanici
- ballistocardiogramma
- pulsazione

Artefatti da attività elettrica
Per quel che riguarda il classico artefatto da complesso QRS, esso si presenta sul tracciato come onde puntate che si ripetono ritmicamente. Può presentarsi su tutti i canali di registrazione o solo su alcuni. In genere è facilmente riconoscibile, ma la presenza di anomalie cardiache o di diversi tipi di artefatti può trarre in inganno. Ad esempio la presenza di extrasistoli dà luogo ad un artefatto sull'EEG che può essere confuso con attività cerebrale. La presenza di un canale ECG rende indubbia l'origine artefattuale.
Per identificare meglio l'artefatto ECG e quindi controllare la sincronia del QRS con l'artefatto è bene aumentare la velocità di scorrimento carta a 60 mm/s (Fig. 3). Ciò rende visivamente più semplice il confronto e il riconoscimento.
Gli artefatti da QRS a volte si presentano frammisti ad altri artefatti, rendendone più difficoltoso il riconoscimento. (Fig. 4)
La combinazione del complesso QRS con un'onda T, ad esempio, può somigliare molto ad un complesso punta-onda di piccola ampiezza (Fig.5)
Nel prestare attenzione a riconoscere gli artefatti ECG non si deve ricorrere nell'errore opposto e cioè giudicare artefattuale ciò che invece è cerebrale. (Fig. 5)
Nella Fig. 6, infatti, vediamo sui canali EEC un'attività puntuta, ritmica che ha frequenza molto simile all'ECG. Bisogna sempre essere sicuri della sincronia, infatti aumentando la velocità della carta a 60 mm/s possiamo notare che questa attività non è sincrona all'ECG (Fig. 7) e quindi, in assenza di altri artefatti, è di origine cerebrale.
Un altro tipo di artefatto cardio-vascolare di origine elettrica è quello causato dalla presenza di un pace-maker cardiaco.
Questo artefatto si presenta come punte molto rapide e, in genere, diffuse a tutti i canali EEG (Fig. 8).
Anche la traccia ECC presenta QRS molto più rapidi e ampi del normale. Anche in questo caso possiamo soltanto documentare la presenza del pace-maker tramite la traccia ECC, perché non possiamo certamente eliminare questo artefatto.
Può capitare che durante una registrarione il paziente abbia un arresto cardiaco con conseguente decesso.
Registrando ad amplificazioni di 2 uV/mm, continuiamo a vedere una traccia ECG con tracciato isoelettrico sui monitor. Ciò è spiegabile perché il "pace-maker" interno al cuore continua a inviare lo stimolo elettrico che è però di intensità insufficiente a produrre una contrazione cardiaca e quindi a mantenere la vita.
Infatti mettendo negli ultimi due canali la stessa derivazione ECG, ma ad amplificazioni diverse (Fig. 9), notiamo che ad amplificazione di routine (75 uV/mm) non rileviamo attività cardiaca mentre a 2 uV/mm la vediamo. Questa attività residua va via via rallentando, fino a scomparire.
Questo fenomeno, in cardiologia, è denominato dissociazione elettromeccanica.

Artefatti da attività meccanica
Un artefatto meccanico di origine cardio-vascolare è la pulsazione. Si presenta come onde lente ritmiche, "a festone" ed è causato dal fatto che l'elettrodo è posto sul tragitto di una arteria.
Questo artefatto è in relazione con la traccia ECC in quanto è determinato dall'azione meccanica delle pressioni sistolica e diastolica del vaso sottostante l'elettrodo.

pressione arteriosa sistolica

Il segnale elettrico cardiaco che determina sistole e diastole va di pari passo col segnale meccanico registrato sul vaso determinato dalle pressioni sistolica e diastolica.
Basta spostare leggermente l'elettrodo o verificare l'impedenza per eliminare o ridurre questo artefatto. Comunque, nella nostra esperienza, la pulsazione in registrazioni di silenzio elettrico, non si presenta mai così ampia e così frequentemente come negli EEG di routine.
Probabilmente questo è dovuto ai problemi di perfusione cerebrale legati allo stato stesso del paziente.
L'altro artefatto di origine meccanica è il ballistocardiogramma che è dovuto ai microscopici movimenti del corpo del paziente indotti dall'azione meccanica della pompa cardiaca che spinge il sangue in circolo. Questi movimenti si propagano ai cavetti degli elettrodi facendoli vibrare. Si ha soprattutto negli elettrodi ad alta impedenza come gli aghi. Può essere o meno accompagnato da artefatto da QRS. Si può ridurre spostando la testa del paziente, fissando e raccogliendo sulla testa i cavetti o cercando di abbassare l'impedenza degli elettrodi. (Fig. 10)
E' riferito, in letteratura, un metodo per differenziare questo artefatto dall'attività cerebrale. Secondo Tyner e Knott (Fig. 11) è necessario scegliere due epoche di circa 10 secondi di tracciato EEG e sovrapporle su una sorgente luminosa sfasando le linee di base e facendo combaciare verticalmente le punte QRS. Le piccole onde ritmiche che simulano attività EEG tra un complesso QRS e l'altro, se si ripetono invariabilmente nelle due epoche sono senz'altro artefattuali. Certamente non è un metodo applicabile in fase di registrazione, ma solo in fase di lettura dell'EEG.

Conclusioni
Gli artefatti cardio-vascolari di origine elettrica sono, quindi, da documentare attentamente mediante una traccia ECG. Non è possibile eliminarli perchè non si può modificare l'orientamento dell'asse cardiaco. Per gli artefatti di origine meccanica, invece, è possibile una riduzione e talora l'eliminazione abbassando le impedenze, spostando l'elettrodo interessato o la testa del paziente. E' comunque indispensabile monitorare il ritmo cardiaco per poter effettuare il necessario controllo.

Ringraziamenti
Ringraziamo per la collaborazione il personale infermieristico e medico del Servizio di Rianimazione ed il personale medico del Servizio di Neurofisiopatologia dell'Ospedale Maggiore di Bologna

BIBLIOGRAFIA

BENNET D.R., HUGHES J.R., KOREIN J.. MERLIS J.K. AND SUTER: An Atlas of Electroencephalography in coma and cerebral death, Raven Press. New York, 1976

CLENNEY S., JOHNSON S.: Back to basics, Beckman Instruments, Anaheim, California, 1983

CHATRIAN GE.: Electrophysiologic evaluation of brain death: A clinical appraisal. In: Electrodiagnosis in Clinical Neurology, Aminoff M.J. (Ed), Churchill Livingatone, New York, 525-528. 1980

MASTRILLO A.: Accertamento EEG di morte cerebrale per trapianti d'organo: problemi tecnici e ruolo del tecnico di neurofisiopatologia, il Notiziano Aitn, n.1: pag 27-36, 1989

TYNER F.S., KNOTT J.R., MAYER W.B. Fundamentals of EEG Technology - voI 2: Clinical Correlates, Raven Press, New York, 1989


Fig. 1 -
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Fig. 2 - torna indietro
P = Contrazione atriale
QRS = Contrazione ventricolare
T = Ripolarizzazione ventricolare


Fig. 3 Artefatto da complesso QRS presente su tutti i canali con velocità a 15 e 60 mm/s.
Da notare l'arttefatto causato dall'extrasistole, documentata sia sull'ECG che sul deltoide.
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Fig 4 Artefatto da QRS sovrapposto ad artefatto da respiro in Fp2 - C4, Fp1 - C3
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Fig. 5 L'attività tipo punta-onda non è sincrona all'attività ECG essendo di origine cerebrale. L'assenza del monitoraggio ECG avrebbe potuto far pensare ad un artefatto ECG in paziente con aritmia
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Fig. 6
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Fig. 7
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Fig. 8 Artefatto dovuto alta presenza di un pace-maker cardiaco.
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Fig 9 Dissociazione elettromeccanica
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Fig. 10 Il primo canale è presente un ballistocardiogramma causato da alta impedenza.
Sistemando l'elettrodo si elimina l'artefatto.

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Fig. 11 Metodo per identificare gli artefatti secondo Tyner e Knott
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