[Thalamic infarction following paradoxical embolism during total hip replacement : Case report and pathophysiological considerations]

Anaesthesiologie. 2022 Jul;71(7):535-540. doi: 10.1007/s00101-022-01094-y. Epub 2022 Feb 8.
[Article in German]

Abstract

Because of a painful right-sided coxarthrosis a 57-year-old female patient underwent a cementless total arthroplasty under general anesthesia. Except for Asperger's syndrome and an occlusion of a vein in her left eye she stated no other diseases or complaints, especially no cardiac problems. Postoperatively she developed neurological symptoms of left-sided hemiparesis and hemihypesthesia. A cranial computer tomography was performed and a right-sided infarction of the thalamic region was found. A patent foramen ovale (PFO) and atrial septal aneurysm were detected 5 days later. The incidence of a PFO is given as 25% of the population. A paradoxical air embolism in the presence of a PFO is a feared complication in neurosurgical interventions in a semi-sitting or sitting position. Corpuscular emboli, such as bone, cement, fat or wound debris may be the reason for paradoxical embolisms in combination especially with partial or total hip replacement. The kind of embolism in the case described could not be clarified. Deep vein thrombosis or cardiac arrhythmia could be excluded. Therefore, it can be considered most likely that the operation site was the source of the embolism. The trigger for a paradoxical embolism is a reversal of the pressure difference between the right and left atria: normally the left atrial pressure exceeds the right atrial pressure by ca. 2-4 mm Hg, resulting possibly in a small clinically irrelevant left-to-right shunt. If the pulmonary arterial circulation is compromised and pulmonary vascular resistance increases, the pressure gradient between the left and right atria reverses and a right-to-left shunt can occur causing a paradoxical embolism. Positive end-expiratory pressure (PEEP) ventilation during anesthesia could be an important reason for a shunt reversal between the right and left atria and therefore favoring a paradoxical embolism but the pathophysiological role of PEEP has not yet been finally clarified.

Nach einem komplikationslosen totalen Hüftgelenkersatz mit einer zementfreien Prothese in Intubationsnarkose zeigte eine 57 Jahre alte Patientin postoperativ das neurologische Bild einer linksseitigen Hemiparese und Hemihypästhesie. Am ersten postoperativen Tag wurde mit einer kranialen Computertomographie (CCT) ein frischer rechtsseitiger Thalamusinfarkt diagnostiziert. Am sechsten postoperativen Tag konnte mittels transösophagealer Echokardiographie (TEE) ein mittelgroßes persistierendes Foramen ovale (PFO) mit Vorhofseptumaneurysma nachgewiesen werden. Die Inzidenz eines PFO wird in der Literatur mit 25 % angegeben. Eine paradoxe Luftembolie bei PFO ist eine gefürchtete Komplikation v. a. bei neurochirurgischen Operationen in halbsitzender oder sitzender Lagerung, während in der Gelenkersatzchirurgie korpuskuläre Emboli im Vordergrund stehen. Um welche Art von Embolus es sich im vorliegenden Fall handelte, konnte nicht geklärt werden. Da bei der Patientin weder eine tiefe Beinvenenthrombose noch Herzrhythmusstörungen vorlagen, kommt nur noch der Operationssitus als Embolusquelle infrage. Auslöser einer paradoxen Embolie ist eine Umkehr der Druckdifferenz zwischen rechtem und linkem Vorhof als Folge einer Zunahme des pulmonalen Gefäßwiderstands. Ob, und wenn ja, welchen Beitrag die Beatmung mit positivem endexspiratorischem Druck (PEEP) dabei leistet, ist noch nicht abschließend geklärt.

Keywords: Acute ischemic stroke; Intracardiac Shunt; Patent foramen ovale; Perioperative complications; Positive end-expiratory pressure.

Publication types

  • Case Reports

MeSH terms

  • Arthroplasty, Replacement, Hip* / adverse effects
  • Cerebral Infarction / complications
  • Embolism, Paradoxical* / diagnostic imaging
  • Female
  • Foramen Ovale, Patent* / complications
  • Heart Aneurysm* / complications
  • Humans
  • Infarction / complications
  • Middle Aged