Modalitäten
Monitoring des intrakraniellen Drucks
Das Monitoring des intrakraniellen Druckes (ICP) ist eine wichtige Therapiegrundlage des schweren Schädel-Hirn-Traumas (SHT), aber auch der aneurysmatischen Subarachnoidalblutung (SAB) sowie von infektiologischen Erkrankungen wie z. B. der Meningitis [1], [2]. Es stehen hierfür verschiedene Verfahren zur Verfügung.
Externe Ventrikeldrainage
Der Goldstandard der ICP-Messung besteht in der Anlage einer externen Ventrikeldrainage (EVD), einer invasiven Methode mit der Möglichkeit der kontinuierlichen Messung des intrakraniellen Druckes. Hierbei wird zumeist über ein frontal angelegtes Bohrloch ein Drainagekatheter in einen der Seitenventrikel eingelegt. Es stehen Katheter verschiedenen Kalibers mit und ohne antimikrobielle Beschichtungen zur Verfügung. Die Anlage kann in Freihandtechnik anhand anatomischer Landmarken oder navigationsgestützt mittel CT- oder MRT-Navigation erfolgen und ist auch bettseitig auf der Intensivstation möglich. Über eine externe Ventrikeldrainage kann der ICP einerseits kontinuierlich abgeleitet und andererseits durch Drainage von Liquor therapeutisch beeinflusst werden. Des Weiteren ermöglicht sie die unkomplizierte Entnahme von Liquorproben zur mikrobiologischen und laboranalytischen Untersuchung.
Parenchymmesssonde
Als Alternative zur externen Ventrikeldrainage stehen zur ICP-Messung verschiedene Messsonden zur Verfügung, die direkt in das Hirnparenchym eingebracht werden. Auch die Parenchymmesssonde stellt ein invasives Verfahren mit der Möglichkeit der kontinuierlichen Messung dar. Die Anlage einer ICP-Sonde erfolgt typischerweise über eine Bohrlochtrepanation über dem rechten Frontallappen, um bei einer etwaigen Blutungskomplikation das Risiko für die Verletzung von eloquenten Hirnarealen zu minimieren.
Nach der Bohrlochtrepanation und Eröffnung der Dura mater wird die Sonde direkt intraparenchymal platziert, subkutan getunnelt und fixiert ([Abb. 1]). Alternativ stehen auch verschiedene Kunststoffschrauben zur Fixierung der Sonde zur Verfügung. Der Eingriff erfolgt in der Regel bettseitig auf der Intensivstation. Eine therapeutische Beeinflussung des ICP ist mittels ICP-Messsonde nicht möglich; sie ist eine rein diagnostische Maßnahme.
Abb. 1 CT-Untersuchung bei einem komatösen Patienten nach aneurysmatischer Subarachnoidalblutung. Im rechten Frontallappen ist eine ICP-Messsonde positioniert (weißer Pfeil). Zusätzlich liegt im linken Seitenventrikelvorderhorn eine externe Ventrikeldrainage regelrecht ein (schwarzer Pfeil).
Exkurs Komplikationen
Auch im Hinblick auf die häufigsten drei Komplikationen unterscheiden sich die Modalitäten der externen Ventrikeldrainage (EVD) und der Parenchymmesssonde deutlich [3]:
Eine EVD-assoziierte Liquorrauminfektion tritt nach EVD-Anlage in etwa in 10% der Fälle auf, während infektiologische Komplikationen im Rahmen einer ICP-Sondenanlage in weniger als 1% der Fälle beobachtet werden. Mittlerweile stehen antibiotika- und silberbeschichtete EVDs zur Verfügung, welche die Infektionsrate signifikant senken können. Jedoch liegt auch die Infektionsrate dieser speziellen EVDs noch deutlich über der der Parenchymsonden.
Auch eine Nachblutung im Rahmen des invasiven Monitorings des intrakraniellen Druckes tritt deutlich häufiger bei EVD-Anlage als nach Implantation einer Parenchymmesssonde auf: In etwa 10% aller EVD-Anlagen kommt es zu einer Stichkanalblutung, während dies bei Anlage von Parenchymsonden nur in etwa 1% der Fälle auftritt. Allerdings sind weniger als 1% der Stichkanalblutungen im Rahmen einer EVD-Anlage klinisch relevant und bedürfen einer spezifischen Therapie.
Schließlich muss eine inkorrekte EVD-Lage in etwa 10% der Fälle korrigiert werden. Insbesondere sehr enge Ventrikelsysteme (Schlitzventrikel) und das Vorhandensein einer Mittellinienverlagerung sind hierbei relevante Risikofaktoren. Im Gegensatz dazu muss eine Parenchymsonde lediglich in das Parenchym eingebracht und keine exakte Position erreicht werden; eine Fehllage ist somit kaum möglich.
Zwar weist die EVD somit insgesamt ein deutlich ungünstigeres Komplikationsprofil als die Parenchymmesssonde auf, allerdings hat die EVD den entscheidenden Vorteil, dass über eine korrekt einliegende EVD Liquor drainiert und somit ein erhöhter intrakranieller Druck direkt behandelt werden kann, was dazu führt, dass die EVD weiterhin in den relevanten Guidelines bei komatösem Patienten als Option zur intrakraniellen Druckmessung und Therapie des erhöhten intrakraniellen Druckes empfohlen wird.
Eine 24-jährige Patientin wird, nachdem sie in einen Verkehrsunfall verwickelt und in der Folge bei einem GCS von 8 Punkten durch den Notarzt intubiert wurde, in den Schockraum eines Klinikums der Maximalversorgung verbracht. In der initialen CT-Bildgebung zeigt sich lediglich ein minimales akutes Subduralhämatom, sodass zunächst von chirurgischen Maßnahmen abgesehen wird und auf der Intensivstation ein Aufwachversuch erfolgt. Nachdem dieser erfolglos verläuft, wird zur intrakraniellen Druckmessung eine ICP-Messsonde über rechts frontal angelegt ([Abb. 2]).
In einer Kontroll-CT-Bildgebung am 1. Tag nach dem Trauma kommt das subdurale Hämatom stabil ohne relevante Raumforderung zur Darstellung, jedoch zeigt sich bereits ein beginnendes generalisiertes Hirnödem. Bei in der Folge über die ICP-Sonde abgeleiteten erhöhten ICP-Werten wird die konservative ICP-Therapie maximal eskaliert, jedoch zeigen sich die ICP-Werte am 4. Tag nach dem Trauma trotz maximaler konservativer Therapie erhöht, sodass eine dekompressive Hemikraniektomie durchgeführt wird.
In der Folge sind die ICP-Werte stets normal und die konservative Therapie kann deeskaliert werden. Die Patientin wird beatmet in eine Frührehabilitationseinrichtung verlegt. Drei Monate nach dem Trauma stellt die Patientin sich ohne fokal neurologische Defizite zur Evaluation der Knochendeckelreimplantation in der Ambulanz vor.
Abb. 2 CT einer 24-jährigen Patientin mit schwerem Schädel-Hirn-Trauma. Über rechts frontal liegt eine ICP-Parenchymmesssonde ein (schwarzer Pfeil).
Sonografische Bestimmung des Optikusscheidendurchmessers
Die Optikusscheide stellt die Kontinuität der intrakraniellen Dura mater und somit eine direkte Verbindung zu den intrakraniellen Liquorräumen dar. Da die Optikusscheide verformbar ist, verändert sich ihr Durchmesser mit wechselndem intrakraniellem Druck. Diese Veränderungen des Optikusscheidendurchmessers können mit der Sonografie erfasst werden.
Das ICP-Monitoring mittels Bestimmung des Optikusscheidendurchmessers hat gegenüber der externen Ventrikeldrainage und der Parenchymmesssonde zwar den Vorteil, dass es sich hierbei um ein nichtinvasives Verfahren handelt, die Messung andererseits aber nicht kontinuierlich erfolgt. Zusätzlich scheint der Optikusscheidendurchmesser zwar mit dem intrakraniellen Druck zu korrelieren, jedoch wurde diese Korrelation bisher nur in kleinen Studien mit sehr inhomogenem Patientengut untersucht. Daher kann die Verwendung als alleiniges Verfahren zum ICP-Monitoring aktuell nicht empfohlen werden [4].
Pupillometer
Eine weitere nichtinvasive Methode, um den ICP zu überwachen, ist die automatisierte Messung der Pupillenweite und des Lichtreflexes mittels Pupillometer. Hierbei wird das Pupillometer auf die Orbita des Patienten aufgesetzt und misst automatisch die Pupillenweite und verschiedene Parameter der Lichtreaktion. Die Messungen erfolgt dabei jeweils getrennt für das linke und das rechte Auge.
Verschiedene Studien konnten zeigen, dass die Messung der Pupillenweite und der Lichtreaktion mittels Pupillometer der herkömmlichen klinischen Bestimmung überlegen ist und so bereits kleinere Veränderungen frühzeitig detektiert werden können [5].
Allerdings ist zu beachten, dass die Pupillometrie einerseits keine kontinuierliche Überwachung des ICP ermöglicht und so kurze ICP-Krisen nicht erfasst werden können, und die Veränderungen der Pupillenweite als Zeichen der zerebralen Einklemmung bereits Spätfolgen des erhöhten ICP darstellen. Daher ist die Pupillometrie als alleinige Methode zur Überwachung des ICP ungeeignet.
Transkranieller Ultraschall
Die transkranielle Duplexsonografie findet neben der Bestimmung des Optikusscheidendurchmessers noch vielfältige weitere Anwendungen im Rahmen des multimodalen intrakraniellen Monitorings. Auf die häufigsten wird im Folgenden eingegangen.
Beurteilung der Ventrikelweite, der Mittellinienverlagerung und oberflächlicher Raumforderungen
Bei suffizientem transkraniellem Schallfenster und Untersuchungsexpertise ist mittels Sonografie eine effiziente, nichtinvasive Beurteilung der Ventrikelweite ([Abb. 3]) ohne Strahlenbelastung möglich, um z. B. einen posthämorrhagischen Hydrozephalus als Ursache eines erhöhten intrakraniellen Druckes zu detektieren. Werden serielle Untersuchungen durchgeführt, kann so eine Verlaufsbeobachtung erfolgen, die meist relevanter ist als einmalig bestimmte Absolutwerte.
Abb. 3 Transkranielle Ventrikelsonografie.
a Beurteilung eines Seitenventrikels.
b Beurteilung des 3. Ventrikels.
Neben der Ventrikelweite kann auch die Position des Septum pellucidum und somit eine mögliche Mittellinienverlagerung beurteilt werden. Zusätzlich ist eine Beurteilung oberflächlicher Raumforderungen, z. B. eines subduralen Hämatoms, möglich.
Stellenwert
Allen genannten Anwendungen ist jedoch gemein, dass sie ein suffizientes transkranielles Schallfenster voraussetzen, das nicht in jedem Fall gegeben und abhängig von der Dicke der Kalotte des Patienten ist. Daher ist die Anwendung der Sonografie zur Beurteilung der genannten Parameter vor allem bei kraniektomierten Patienten besonders sinnvoll – also bei Patienten, denen ein Teil der Kalotte, z. B. im Rahmen einer dekompressiven Hemikraniektomie, entfernt wurde.
Detektion verzögerter Durchblutungsstörungen
Eine weitere wichtige Anwendung der transkraniellen Sonografie ist die Detektion möglicher verzögerter Durchblutungsstörungen aufgrund von Vasospasmen beispielsweise nach aneurysmatischer Subarachnoidalblutung. Hierfür werden die Flussgeschwindigkeiten der großen hirnbasisnahen Gefäße mittels transkranieller Doppler-Sonografie bestimmt und deren Absolutwerte und Verläufe überwacht. Insbesondere für die A. cerebri media und die A. basilaris sind dabei Grenzwerte zur Vorhersage von Vasospasmen etabliert worden: Im Bereich der A. cerebri media spricht eine mittlere Flussgeschwindigkeit von über 120 cm/s für das Vorliegen eines Vasospasmus von mehr als 25% des Gefäßdurchmessers, während im Bereich der A. basilaris eine Flussgeschwindigkeit von über 95 cm/s für eine Reduktion des Gefäßdurchmessers von mehr als 50% spricht.
Die Sensitivität der Detektion von Vasospasmen im Bereich der A. cerebri anterior und A. cerebri posterior ist im Vergleich zu den genannten Gefäßen deutlich geringer und daher klinisch nicht relevant.
Ein weiterer wichtiger dopplersonografischer Parameter zur Beurteilung möglicher zerebraler Vasospasmen ist der Lindegaard-Index, der zwischen einer Hyperämie und zerebralen Vasospasmen als Ursache einer Erhöhung der Flussgeschwindigkeit der A. cerebri media unterscheiden kann. Er wird mittels Division der mittleren Flussgeschwindigkeiten der A. cerebri media und der ipsilateralen A. carotis externa bestimmt. Ein Lindegaard-Index von unter 3 kann auf eine zerebrale Hyperämie hinweisen, da in diesem Fall beide Flussgeschwindigkeiten erhöht sind. Ein Lindegaard-Index von 3 – 6 kann auf leichte, ein Lindegaard-Index von 6 oder mehr auf moderate bis schwere Vasospasmen hinweisen.
Einschränkend ist zu erwähnen, dass die transkranielle Doppler-Sonografie sehr untersucherabhängig ist und lediglich eine mögliche Ursache verzögerter Durchblutungsstörungen, nämlich den Vasospasmus, beurteilt. Allerdings ist seit Langem bekannt, dass vielfältige pathophysiologische Prozesse eine Rolle in der Entstehung verzögerter Durchblutungsstörungen spielen, sodass die transkranielle Doppler-Sonografie nicht als alleiniges Monitoring-Tool, sondern vielmehr in Kombination mit anderen Modalitäten im Rahmen eines multimodalen Monitorings angewendet werden sollte [6].
[Abb. 4] und [Abb. 5] zeigen Beispiele.
Abb. 4 Darstellung des Circulus Willisii mittels transkranieller Sonografie. Man erkennt die beidseitigen M1-Segmente der Aa. cerebri mediae (MCA), die A2-Segmente der Aa. cerebri anteriores (ACA) und das P1- und P2-Segment der ipsilateralen A. cerebri posterior (PCA).
Abb. 5 Transkranielle Duplexsonografie der A. cerebri media mit grafischer Darstellung des typischen Flussprofils und verschiedener Parameter der Flussgeschwindigkeit.
Monitoring der Sauerstoffversorgung des Gehirns
Ein weiteres Ziel in der Behandlung des schweren Schädel-Hirn-Traumas sowie in der Diagnostik von Vasospasmen und verzögert aufgetretenen Ischämien nach einer aneurysmatischen Subarachnoidalblutung ist die Überwachung der zerebralen Sauerstoffversorgung, die lokal, aber auch global gemessen werden kann.
Parenchymmesssonde
Wie der ICP kann auch die Sauerstoffversorgung des Gehirns mittels Parenchymmesssonde überwacht werden. Es stehen verschiedene Sonden zur Verfügung, die zum Teil gleichzeitig kontinuierlich den Sauerstoffpartialdruck im an die Sondenspitze angrenzenden Hirngewebe (ptiO2) und den ICP aufzeichnen. Die Anlage der Sonde erfolgt analog zur Anlage einer ICP-Messsonde, allerdings ist die Lokalisation der ptiO2-Sonde entscheidend, da nur der ptiO2 des an die Sondenspitze angrenzenden Hirngewebes gemessen werden kann. Würde die ptiO2-Sonde beispielsweise direkt in ein Nekroseareal einer Kontusion platziert werden, würde sie stets sehr niedrige Werte messen und Veränderungen der Sauerstoffversorgung der für die Therapie entscheidenden Penumbra würden übersehen.
Daraus folgen zwei sinnvolle Positionen der ptiO2-Sonde:
-
Einerseits kann die Sonde beim Schädel-Hirn-Trauma z. B. in die Penumbra einer Kontusion oder im Rahmen einer aneurysmatischen Subarachnoidalblutung in die Grenzzone zweier Gefäßversorgungsterritorien platziert werden, um die Sauerstoffversorgung im von einer sekundären Schädigung gefährdeten Parenchym zu beurteilen und ein Fortschreiten des Sekundärschadens möglichst frühzeitig zu detektieren. Wird die ptiO2-Sonde in der Penumbra platziert, misst sie nur lokale Veränderungen, die nicht direkt auf die Sauerstoffversorgung des restlichen Hirngewebes übertragen werden können.
-
Platziert man die ptiO2-Sonde allerdings distant zur primären Schädigung im gesunden Hirngewebe, können die Messwerte auf die Sauerstoffversorgung des gesamten Hirngewebes hinweisen, die Messung also als global angesehen werden.
Es ist auch eine Kombination zweier Sonden möglich: Eine Sonde wird in der Penumbra, die andere im gesunden Hirngewebe distant zur primären Schädigung platziert, um sowohl globale Informationen über die Sauerstoffversorgung des Hirngewebes als auch lokale Informationen über das Fortschreiten des Sekundärschadens zu erhalten.
Jugularvenenkatheter
Da ein Großteil des venösen Blutrückstroms aus dem Gehirn über die jeweilige V. jugularis interna erfolgt, können durch die Messung der jugularvenösen Sauerstoffsättigung (SjvO2) Rückschlüsse hinsichtlich des Sauerstoffbedarfs und des Sauerstoffangebotes in der jeweiligen Hemisphäre gezogen werden. Die Messung der SjvO2 erfolgt kontinuierlich mittels perkutan in die V. jugularis interna eingebrachtem Katheter. Dabei können theoretisch auch bilateral Katheter eingebracht und somit ein globales und kontinuierliches Monitoring erreicht werden.
Cave
Mögliche Komplikationen des Einbringens von Jugularvenenkathetern sind
-
die Punktion der A. carotis interna und
-
Thrombosen der V. jugularis interna, die, sofern sie eine relevante Reduktion des venösen Blutrückstroms aus dem Gehirn verursachen, durchaus klinisch relevant werden können, da auf diese Weise Erhöhungen des intrakraniellen Druckes resultieren können.
Der Normbereich der SjvO2 liegt zwischen 55% und 75%. Sowohl ein Abfall als auch eine Erhöhung der SjvO2 können einen Hinweis auf kritische Veränderungen des Hirnparenchyms darstellen: Fällt die jugularvenöse Sättigung ab, kann dies einerseits als Hinweis auf eine Sauerstoffminderversorgung beispielsweise aufgrund einer kritisch beeinträchtigten Hirndurchblutung oder eines erhöhten Sauerstoffbedarfs des Parenchyms gewertet werden. Einem pathologischen Anstieg der SjvO2 über 75% können eine pathologische Hyperämie oder ein reduzierter Sauerstoffbedarf beispielsweise durch Zelltod oder Mitochondriendysfunktion zugrunde liegen.
Stellenwert
Insgesamt ist die Interpretation der SjvO2-Messung jedoch problematisch, da die venöse Drainage häufig nicht symmetrisch erfolgt, sondern in den meisten Fällen eine Seitenbetonung vorliegt. Somit ist eine Deutung von unilateralen Veränderungen der SjvO2 schwierig. Zusätzlich ist eine Verringerung der SjvO2 zwar durchaus als spezifischer Hinweis auf eine Minderversorgung des Gehirns zu werten, jedoch ist die Sensitivität der Messung relativ gering, sodass Episoden klinisch relevanter Minderperfusion übersehen werden können [7].
Monitoring des zerebralen Stoffwechsels
Neben dem Monitoring des ICP und der Sauerstoffversorgung des Gehirns ist auch die Überwachung des zerebralen Stoffwechsels ein wichtiger Bestandteil des multimodalen Neuromonitorings. Auch hierfür stehen verschiedene Methoden zur Verfügung.
Mikrodialyse
Merke
Die zerebrale Mikrodialyse stellt die wichtigste Methode zur Überwachung des zerebralen Stoffwechsels dar.
Hierfür wird ein spezieller Mikrodialysekatheter in das Parenchym eingebracht. Die Katheterspitze ist mit einer semipermeablen Membran ausgestattet, über die endogene Stoffwechselprodukte in das Katheterlumen diffundieren. Durch konstante Spülung mit einer Spülflüssigkeit, die in ihrer Zusammensetzung dem körpereigenen Liquor entspricht, kann ein Dialysat der Stoffwechselprodukte gewonnen und anschließend analysiert werden. Klassischerweise musste das Dialysat an einem separaten Gerät seriell untersucht werden, jedoch ist mittlerweile auch eine kontinuierliche Messung möglich.
Limitierend ist zu erwähnen, dass durch die Mikrodialyse der zerebrale Stoffwechsel nur in einem kleinen Areal um die Katheterspitze überwacht werden kann, sodass die korrekte Positionierung der Katheterspitze analog zur Anlage einer ptiO2-Messsonde von großer Bedeutung ist. Auch hier gilt, dass die Positionierung der Mikrodialysesonde im gesunden Hirngewebe globale Informationen über den Stoffwechsel des Hirnparenchyms liefern kann, während eine Positionierung in der Penumbra der primären Schädigung vor allem lokale Informationen über das Fortschreiten des Sekundärschadens generiert. Wie auch im Falle der ptiO2-Sonden können theoretisch die Vorteile beider Sondenpositionen kombiniert werden, indem zwei Sonden in den entsprechenden Gewebearealen positioniert werden.
Tipp
Prinzipiell können mittels Mikrodialyse Konzentrationsänderungen jeglicher Substanzen und Stoffwechselprodukte nachgewiesen werden, jedoch liegt der intensivmedizinische Fokus vor allem auf der Überwachung von Glukose-, Laktat-, Pyruvat-, Glycerin- und Glutamatspiegeln [8].
Glukosestoffwechsel
Glukose, Laktat und Pyruvat sind wichtige Metaboliten des Glukosestoffwechsels. Die Analyse ihrer Konzentrationen können Informationen über den zerebralen Energiehaushalt liefern. Sinkt die zerebrale Glukosekonzentration und Glukose wird vermehrt zu Laktat statt zu Pyruvat verstoffwechselt – das Laktat-Pyruvat-Verhältnis verschiebt sich also zugunsten von Laktat –, kann dies ein Hinweis auf eine zerebrale Minderversorgung mit Substraten z. B. im Rahmen einer Ischämie, einer verminderten Oxygenierung oder einer Dysfunktion der neuronalen Mitochondrien sein.
Glutamat
Glutamat ist ein wichtiger Transmitter im Rahmen der zellulären Erregung. Daher wird die extrazelluläre Konzentration im Gehirn durch schnelle Wiederaufnahme durch Astrozyten in engem Rahmen konstant gehalten, was allerdings einen hohen Energieaufwand erfordert. Ist dieser nicht mehr zu bewältigen, steigt die extrazelluläre Glutamatkonzentration an. Das kann einerseits als Zeichen unzureichender Energieversorgung und andererseits als mögliche Vorstufe einer potenziell schädlichen Übererregung gewertet werden.
Glycerin
Glycerin schließlich ist ein Abbauprodukt nach Zerfall von Zellmembranen. Daher kann ein Anstieg der Glycerinkonzentration als Zeichen des vermehrten Zelluntergangs angesehen werden.
Fallbeispiel 2
Ein 35-jähriger Patient wird im häuslichen Umfeld von seiner Ehefrau komatös aufgefunden und mit Notarztbegleitung umgehend in ein Zentrum der Maximalversorgung verbracht. Die initiale CT-Bildgebung des Schädels mit CT-Angiografie zeigt eine aneurysmatische Subarachnoidalblutung; als Blutungsquelle kann ein etwa 6 mm messendes Aneurysma der rechtsseitigen A. cerebri media nachgewiesen werden.
Zur Therapie des akuten Hydrozephalus wird eine externe Ventrikeldrainage angelegt und anschließend nach interdisziplinärer Konferenz am selben Tag das Aneurysma mittels Clipping operativ versorgt. Anschließend verläuft der postoperative Aufwachversuch auf der Intensivstation frustran, woraufhin die Indikation zur Erweiterung des invasiven intrakraniellen Monitorings um eine kombinierte ptiO2- und Mikrodialysesonde gestellt und diese in die rechts frontale Grenzzone der Versorgungsgebiete der A. cerebri anterior und A. cerebri media positioniert wird ([Abb. 6]).
Am 8. postoperativen Tag fallen die ptiO2-Werte nach zuvor unauffälligem Verlauf kontinuierlich trotz Anhebung des MAP über mehrere Stunden ab und auch das Laktat/Pyruvat-Verhältnis verschiebt sich zugunsten von Laktat, sodass bei V. a. klinisch relevante zerebrale Vasospasmen mit konsekutiver Minderdurchblutung die Indikation zur CT-Perfusionsbildgebung gestellt wird. In der Perfusionsbildgebung zeigt sich ein Perfusionsdefizit in der rechtsseitigen frontalen Grenzzone zwischen dem Anterior- und Mediastromgebiet, sodass eine digitale Subtraktionsangiografie durchgeführt wird. Hier zeigen sich hochgradige Engstellen mehrerer Mediaäste, die sich nach der intraarteriellen Nimodipin-Applikation zurückbilden.
Abb. 6 CT-Bildgebung nach Implantation einer EVD über links frontal (weißer Pfeil) und einer kombinierten ptiO2- und Mikrodialysesonde über rechts frontal (schwarzer Pfeil, eine kombinierte Sonde mit zwei Sondenspitzen).
Monitoring der elektrischen kortikalen Aktivität
Als Folge eines Missverhältnisses von Energieangebot- und -verbrauch im Hirngewebe kommt es nachweislich im Rahmen von verschiedenen ZNS-Pathologien wie z. B. dem schweren Schädel-Hirn-Trauma, der aneurysmatischen Subarachnoidalblutung, der intrazerebralen Blutung oder dem ischämischen Schlaganfall zu einem plötzlichen und nahezu vollständigen Zusammenbruch der Ionengradienten über die neuronale Zellmembran. Als Folge breiten sich ausgeprägte Depolarisationen, sogenannte Spreading Depolarisations (SD), über den Kortex, aus. Während SD im gesunden Hirngewebe eine Hyper- oder Oligämie auslösen, haben sie im vorgeschädigten Hirngewebe zum Teil schwere Ischämien mit konsekutivem Zelluntergang zur Folge. Da diese SD-abhängige Ischämie gleichförmig zur Ausbreitung der SDs auftritt, wird sie Spreading Ischemia genannt [9].
Spreading Depolarisations können im klinischen Setting mittels Oberflächenelektroden, welche entweder im Rahmen einer Kraniotomie, z. B. zur Hämatomevakuation, oder über eine Bohrlochtrepanation auf den Kortex aufgebracht werden, mit sehr hoher zeitlicher Auflösung detektiert werden. Eine weitere Möglichkeit besteht im Einbringen einer Parenchymelektrode, die über eine Bohrlochtrepanation eingebracht werden kann. Schließlich können SD auch über den Nachweis einer abrupten Konzentrationsänderung exzitatorischer Transmitter wie z. B. Glutamat mittels Mikrodialyse detektiert werden, jedoch ist die zeitliche Auflösung dieser Methode der der ECoG um ein Vielfaches unterlegen.
Indirekte Monitoringparameter
Grundsätzlich besteht eines der Hauptziele bei Patienten mit schweren Erkrankungen oder Verletzungen des ZNS, welche eine intensivmedizinische Betreuung notwendig machen, darin, die Hirndurchblutung und somit die Substratversorgung des Hirngewebes aufrechtzuerhalten. Die Hirndurchblutung steht in direktem Zusammenhang mit dem zerebralen Perfusionsdruck (CPP), der wiederum die Differenz aus mittlerem arteriellem Druck (MAP) und ICP darstellt, sodass der CPP zwar nicht direkt gemessen, aber errechnet werden kann. In vielen Studien konnte gezeigt werden, dass sowohl ein zu niedriger als auch ein zu hoher CPP einen negativen Einfluss auf das Outcome hat. Deshalb gibt beispielsweise die wichtigste Leitlinie zur Behandlung des schweren Schädel-Hirn-Traumas einen Zielwert von 60 – 70 mmHg vor [1].
Allerdings konnte in neueren Studien gezeigt werden, dass der optimale zerebrale Perfusionsdruck zeitabhängig ist, also zu verschiedenen Zeitpunkten im Verlauf der Erkrankung unterschiedliche CPPs angestrebt werden sollten [10]. Dies liegt vor alem an der zu verschiedenen Zeitpunkten unterschiedlich stark beeinträchtigten zerebralen Autoregulation. Die zerebrale Autoregulation beschreibt dabei die Fähigkeit des zerebralen Gefäßsystems, den CPP in einem weiten MAP-Bereich konstant zu halten. Ist die zerebrale Autoregulation, wie z. B. häufig nach einem schweren Schädel-Hirn-Trauma der Fall, beeinträchtigt, ist dies nicht mehr möglich.
Der „Pressure Reactivity Index“ (PRx) ist der Monitoringparameter, der den Zustand der zerebralen Autoregulation beschreibt. Er kann ebenfalls nicht direkt gemessen werden, sondern ist der Korrelationskoeffizient von 40 aufeinanderfolgenden 5-Sekunden-Durchschnittswerten von ICP und MAP. Er muss somit stets neu berechnet werden und unterliegt dynamischen Veränderungen. Mithilfe des PRx kann durch ein Rechenmodell dynamisch der in der jeweiligen Situation optimale CPP berechnet werden.
Insgesamt stellt die dynamische Bestimmung von PRx und dem optimalen CPP hohe infrastrukturelle Anforderungen an die Intensivstation und bedarf einer hohen Rechenleistung, sodass die Implementierung in den klinischen Alltag bisher nur spezialisierten Zentren vorbehalten ist.
