ANNUAL DYNAMICS OF NEUROPHYSIOLOGICAL INDICATORS IN PATIENTS UNDERGOING CORONARY BYPASS SURGERY WITH EXTRACORPOREAL CIRCULATION

Purpose. To study the dynamics of neurophysiological parameters in patients undergoing on-pump coronary artery bypass grafting 1 year follow-up. Materials and methods. Eighty-one patients with coronary artery disease (CAD) aged 47 to 68 years were included. All the patients underwent neuropsychological and electroencephalographic (EEG) study 3–5 days before, 7–10 days and 1 year after on-pump CABG. The cases of early and long-term postoperative cognitive dysfunction (POCD) were defined by arbitrary criterion, such as 20 % parameters decline in 20 % of tests of all neuropsychological test battery. High-resolution monopolar EEG recordings (62 channels) with closed and open eyes were made using encephalograph «NEUVO», Compumedics, USA. Artifact-free EEG fragments were divided into 2-s epochs and underwent Fourier transformation. EEG spectral power in the frequency band of 4–50 Hz were obtained. The data were log-transformed to normalize the distribution. Statistical processing was performed by using the t-test (Statistica 6.0). Results. The incidence of early POCD was 70 %, long-term POCD – 68 %, of which 51 % were patients with early POCD. The increase of low-frequency theta activity power was found at 7–10 days after CABG in the open and closed eyes, as well as alpha and beta1 activity power with eyes open. One year after CABG the power values of these rhythms decreased, but not reaching the baseline, and were higher than before surgery. Conclusion. The clinical manifestations of early and long-term POCD associated with signs of cortical dysfunction revealed by EEG dynamic changes after on-pump CABG 1 year follow-up.

1. Акчурин Р. С., Ширяев А . А . Актуальные проблемы коронарной хирургии. М.: Геотар-Мед. 2004; 88 с. Akchurin R. S., Shiryaev A. A. Aktual’nye problemy koronarnoy khirurgii. M.: Geotar-Med. 2004; 88 s. [In Russ].

2. Барбараш Л . С., Барбараш О . Л ., Малышенко Е . С., Иванов С. В ., Плотников Г . П., Моисеенков Г . В . и др. Послеоперационные неврологические нарушения I типа у пациентов после коронарного шунтирования. Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия. 2011; 4 (5): 14–17. Barbarash L. S., Barbarash O. L., Malyshenko E. S., Ivanov S. V., Plotnikov G. P., Moiseenkov G. V. i dr. Postoperative neurological first-type disturbances in patients after coronary bypass grafting. Kardiologiya i serdechnososudistaya khirurgiya. 2011; 4 (5): 14–17. [In Russ].

3. Шрадер Н. И ., Шайбакова В . Л ., Лихванцев В . В ., Левиков Д. И ., Левин О . С. Неврологические осложнения аортокоронарного шунтирования. Журнал неврологии и психиатрии им. С. С. Корсакова. 2012; 112(3): 76–81. Shrader N. I., Shaybakova V. L., Likhvantsev V. V., Levikov D. I., Levin O. S. Neurological complications of coronary artery bypass grafting. Zhurnal nevrologii i psikhiatrii im. S. S. Korsakova. 2012; 112(3): 76–81. [In Russ].

4. Selnes O. A., Grega M. A., Borowicz L. M., J, Barry S., Zeger S., Baumgartner W. A., McKhann G. M. Cognitive outcomes three years after coronary artery bypass surgery: a comparison of on-pump coronary artery bypass graft surgery and nonsurgical controls. Ann. Thorac. Surg. 2005; 79: 1201–1209.

5. Sweet J. J., Finnin E., Wolfe P. L., Beaumont J. L., Hahn E., Marymont J. et al. Absence of cognitive decline one year after coronary bypass surgery: comparison to nonsurgical and healthy controls. Ann. Thorac. Surg. 2008; 85: 1571–1578.

6. Бузиашвили Ю. И ., Амбатьелло С. Г ., Алексахина Ю. А ., Пашенков М . В . Влияние искусственного кровообращения на состояние когнитивных функций у больных с ишемической болезнью сердца. Журнал неврологии и психиатрии им. С. С. Корсакова. 2005; 105 (1): 30–35. Buziashvili Yu. I., Ambat’ello S. G., Aleksakhina Yu. A., Pashenkov M. V. Influence of cardiopulmonary bypass on cognitive functions in patients with ischemic heart disease. Zhurnal nevrologii i psikhiatrii im. S. S. Korsakova. 2005; 105(1): 30–35. [In Russ].

7. Бокерия Л . А ., Голухова Е . З., Полунина А . Г ., Лефтерова Н. П., Бегачев А . В . Когнитивные функции после операций с искусственным кровообращением в раннем и отдаленном послеоперационном периоде. Креативная кардиология. 2011. № 2. С. 71–88. Bokeriya L. A., Golukhova E. Z., Polunina A. G., Lefterova N. P., Begachev A. V. Kognitivnye funktsii posle operatsiy s iskusstvennym krovoobrashcheniem v rannem i otdalennom posleoperatsionnom periode. Kreativnaya kardiologiya. 2011. № 2. S. 71–88. [In Russ].

8. Kunihara T., Tscholl D., Langer F., Heinz G., Sata F., Schäfers H. J. Cognitive brain function after hypothermic circulatory arrest assessed by cognitive P300 evoked potentials. Eur. J. Cardiothorac Surg. 2007; 32(3): 507–513.

9. Golukhova E. Z., Polunina A. G., Lefterova N. P., Begachev A. V. Electroencephalography as a tool for assessment of brain ischemic alterations after open heart operations. Stroke Res Treat. 2011; 2011: 980873. doi: 10.4061/2011/980873.

10. Petersen R. C. Mild cognitive impairment as a diagnostic entity. J Intern Med. 2004; 256(3): 183–194.

11. Трубникова О . А ., Тарасова И . В ., Сырова И . Д., Малева О . В ., Мамонтова А . С., Барбараш О . Л . Роль стенозов сонных артерий в структуре ранней послеоперационной когнитивной дисфункции у пациентов, перенесших коронарное шунтирование. Журнал неврологии и психиатрии им. С. С. Корсакова. 2014; 11: 36–42. Trubnikova O. A., Tarasova I. V., Syrova I. D., Maleva O. V., Mamontova A. S., Barbarash O. L. A role of carotid stenoses in the structure of early postoperative cognitive dysfunction in patients underwent coronary artery bypass grafting. Zhurnal nevrologii i psikhiatrii im. S. S. Korsakova. 2014; 11: 36–42. [In Russ].

12. Selnes O. A., Gottesman R. F., Grega M. A., Baumgartner W. A., Zeger S. L., McKhann G. M. Cognitive and neurologic outcomes after coronary artery bypass surgery. N. Engl. J. Med. 2012; 366: 250–257.

13. Бокерия Л . А ., Голухова Е . З., Полунина А . Г ., Бегачев А . В ., Лефтерова Н. П. Когнитивные нарушения у кардиохирургических больных: неврологические корреляты, подходы к диагностике и клиническое значение. Креативная кардиология. 2007; 1–2: 231–243. Bokeriya L. A., Golukhova E. Z., Polunina A. G., Begachev A. V., Lefterova N. P. Kognitivnye narusheniya u kardiokhirurgicheskikh bol’nykh: nevrologicheskie korrelyaty, podkhody k diagnostike i klinicheskoe znachenie. Kreativnaya kardiologiya. 2007; 1–2: 231–243. [In Russ].

14. Jensen B. Õ., Rasmussen L. S., Steinbrüchel D. A. Cognitive outcomes in elderly high-risk patients 1 year after off-pump versus on-pump coronary artery bypass grafting. A randomized trial. Eur. J. Cardiothorac. Surg. 2008; 34(5): 1016–1021. doi: 10.1016/j.ejcts.2008.07.053.

15. Siepe M., Pfeiffer T., Gieringer A., Zemann S., Benk C., Schlensak C. et al. Increased systemic perfusion pressure during cardiopulmonary bypass is associated with less early postoperative cognitive dysfunction and delirium. Eur. J. Cardiothorac. Surg. 2011l; 40(1): 200–207. doi: 10.1016/j. ejcts.2010.11.024.

16. Tarasova I. V., Tarasov R. S., Trubnikova O. A., Barbarash O. L., Barbarash L. S. SYNTAX score effect on electroencephalography power dynamics in patients undergoing on-pump coronary artery bypass grafting. BMC Neurosci. 2013; 14:95. doi: 10.1186/1471-2202-14-95.

17. Мамонтова А . С., Трубникова О . А ., Тарасова И . В ., Барбараш О . Л . Нейрофизиологические показатели у пациентов с сахарным диабетом 2 типа после коронарного шунтирования. Медицина в Кузбассе. 2012; 11(4): 9–15. Mamontova A. S., Trubnikova O. A., Tarasova I. V., Barbarash O. L. Neurophysiological parameters in patients with type 2 diabetes mellitus after coronary bypass grafting. Meditsina v Kuzbasse. 2012; 11(4): 9–15. [In Russ].

18. Бокерия Л . А ., Бухарин В . А ., Работников В . С., Алшибая М . Д. Хирургическое лечение больных ишемической болезнью сердца с поражением брахиоцефальных артерий. Изд. 2-е, испр. и дополн. М.: НЦССХ им. А. Н. Бакулева РАМН. 2006. 176 с. Bokeriya L. A., Bukharin V. A., Rabotnikov V. S., Alshibaya M. D. Khirurgicheskoe lechenie bol’nykh ishemicheskoy bolezn’yu serdtsa s porazheniem brakhiotsefal’nykh arteriy. Izd. 2-e, ispr. i dopoln. M.: NTsSSKh im. A. N. Bakuleva RAMN. 2006. 176 s. [In Russ].

19. Постнов В . Г ., Караськов А . М ., Ломиворотов В . В . Неврология в кардиохирургии: руководство для врачей. Новосибирск: Сибрегион-инфо. 2007; 255 c. Postnov V. G., Karas’kov A. M., Lomivorotov V. V. Nevrologiya v kardiokhirurgii: rukovodstvo dlya vrachey. Novosibirsk: Sibregion-info. 2007; 255 c. [In Russ].

20. Ownby R. L., Hertzog C., Crocco E., Duara R. Factors related to medication adherence in memory disorder clinic patients. Aging Ment Health. 2006; 10(4): 378–385.