Biologische Hintergrundfakten zur Verletzlichkeit des Gehirns
Biologische Hintergrundfakten zur Verletzlichkeit des Gehirns
Biologische Hintergrundfakten zur Verletzlichkeit des Gehirns
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<strong>Biologische</strong> <strong>Hintergrundfakten</strong> <strong>zur</strong> <strong>Verletzlichkeit</strong> <strong>des</strong> <strong>Gehirns</strong><br />
“Schädelbrüche nach Sturz<br />
sind Ausdruck einer großen<br />
einwirkenden Energie.<br />
Diese Energie schädigt auch<br />
das Gehirn!“<br />
“KNOCHEN HEILEN, DAS<br />
GEHIRN NICHT:<br />
WAS WEG IST, IST WEG!“<br />
Fachliche Betreuung:<br />
Prof. Dr. Martin Schuhmann<br />
Leiter Bereich Pädiatrische<br />
Neurochirurgie der<br />
Klinik für Neurochirurgie am<br />
Universitätsklinikum Tübingen<br />
1<br />
Grafik: Timo Wuerz<br />
Prof. Dr. Martin Schuhmann, Universitätsklinikum Tübingen<br />
Pädiatrische Neurochirurgie Universitätsklinikum Prof. Dr. Martin Tübingen Schuhmann, Universitätsklinikum tübingen
Die Knochen <strong>des</strong> Schädels …<br />
… umgeben und schützen unser Gehirn<br />
Ein Schädelbruch an sich<br />
... ist kein Problem<br />
+++<br />
Ein Schädelbasisbruch an<br />
sich ... ist kein Problem<br />
+++<br />
Knochen heilen nach 3<br />
Monaten<br />
+++<br />
ABER<br />
Schädelbrüche sind<br />
Ausdruck einer großen<br />
einwirkenden Energie!<br />
2<br />
Prof. Dr. Martin Schuhmann, Universitätsklinikum Tübingen<br />
Pädiatrische Neurochirurgie Universitätsklinikum Tübingen
Knochen schützen …<br />
… brechen beim Aufprall und absorbieren Energie.<br />
Computertomographie nach Schädel-Hirn-Trauma zeigt Brüche<br />
(Frakturen) der Schädelbasis links bzw. der Hirnschale rechts<br />
3<br />
Prof. Dr. Martin Schuhmann, Universitätsklinikum Tübingen<br />
Pädiatrische Neurochirurgie Universitätsklinikum Tübingen
Diese Energie schädigt das Gehirn!<br />
durch Beschleunigung und Abbremsen<br />
+++<br />
durch das Anschlagen <strong>des</strong> <strong>Gehirns</strong> an der<br />
Knochenschale (Trägheit der Masse)<br />
+++<br />
durch Einreissen & Prellen <strong>des</strong> Gewebes<br />
Dies führt u.a. <strong>zur</strong><br />
Unterbrechung von Zellverbindungen (Axone)<br />
„Teile <strong>des</strong> <strong>Gehirns</strong> gehen offline“<br />
+++<br />
Lähmung der Zellkraftwerke (Mitochondrien)<br />
-dadurch Energiemangel (Ischämie)<br />
-dadurch Aufquellen der Zellen<br />
+++<br />
Auslösen von “Selbstmordprogramm” in Hirnzellen<br />
4<br />
Prof. Dr. Martin Schuhmann, Universitätsklinikum Tübingen<br />
Pädiatrische Neurochirurgie Universitätsklinikum Tübingen
Die “Totschlag”-Argumente<br />
Die Toleranz <strong>des</strong> Gehirnes in Bezug auf Energiemangel ist die geringste<br />
aller Organe <strong>des</strong> Menschen<br />
tote Zellen können praktisch nicht ersetzt werden<br />
unterbrochene Leitungen können nicht wieder auswachsen<br />
Knochen heilen, das Gehirn nicht:<br />
Was weg ist, ist weg.<br />
Mein Gehirn –<br />
der kostbarste<br />
Wackelpudding”<br />
der Welt! …<br />
5<br />
Prof. Dr. Martin Schuhmann, Universitätsklinikum Tübingen<br />
Pädiatrische Neurochirurgie Universitätsklinikum Tübingen
Pudding, der alle Funktionen enthält<br />
Riechen/Schmecken<br />
Hören<br />
Sehen<br />
Kraft/Bewegung<br />
Sensibilität (Hautgefühl)<br />
Sprache sprechen<br />
Sprache verstehen<br />
Gefühle/Emotionen<br />
Konzentration<br />
Gedächtnis<br />
Rechnen/Lesen<br />
Abstraktion<br />
und und und<br />
6<br />
Prof. Dr. Martin Schuhmann, Universitätsklinikum Tübingen<br />
Pädiatrische Neurochirurgie Universitätsklinikum Tübingen
Mein “Gehirnpudding” ist ...<br />
... alles was ich will +++ alles was ich mache +++ alles was ich denke<br />
+++ alles was ich fühle +++ alles was ich liebe +++ alles was ich hasse<br />
+++ alles was ich lerne +++ alles was ich spreche …<br />
... meine Zukunft<br />
... meine Vergangenheit<br />
... meine Besonderheit<br />
Ohne mein<br />
gesun<strong>des</strong> Gehirn<br />
bin ich....<br />
jemand anders.<br />
Bild: ZNS – Hannelore-Kohl-Stiftung<br />
7<br />
Prof. Dr. Martin Schuhmann, Universitätsklinikum Tübingen<br />
Pädiatrische Neurochirurgie Universitätsklinikum Tübingen
Formen <strong>des</strong> Schädel-Hirn-Traumas SHT<br />
8<br />
Primär - Schaden<br />
in der Sekunde <strong>des</strong><br />
Aufpralles<br />
Biomechanisches Trauma<br />
Kontakteffekte<br />
- Schädelbruch<br />
- direkter <strong>Gehirns</strong>chaden,<br />
- Blutungen im & am Gehirn<br />
Trägheitseffekte<br />
- Diffus verteilter Schaden im Netzwerk der Nervenzellen<br />
- indirekter Schaden an der gegenüberliegenden Stelle<br />
Sekundär-Angriffe zu niedriger Blutdruck<br />
am Unfallort – Sauerstoffmangel<br />
im Rettungswagen – erhöhter Druck im Kopf (Hirndruck)<br />
im Krankenhaus<br />
Sekundär-Schaden<br />
vom Unfallort bis Monate<br />
später<br />
Zellulärer Funktionsverlust<br />
Absterben von Hirnzellen<br />
(Neurone/Glia)<br />
mannigfaltige biochemische Kaskaden<br />
Prof. Dr. Martin Schuhmann, Universitätsklinikum Tübingen<br />
Pädiatrische Neurochirurgie Universitätsklinikum Tübingen
Mechanismen – primärer Hirnschaden<br />
Kontakteffekte<br />
-Schädelbruch an Aufprallstelle absorbiert Energie, aber oft nicht genug.<br />
<strong>des</strong>halb: unter gebrochenem Knochen oder unter Stelle der Gewalteinwirkung<br />
direkter <strong>Gehirns</strong>chaden: Quetschung, Einriss, Einblutung<br />
Folge: Funktionsverlust <strong>des</strong> betroffenen Gehirnareales<br />
- Blutungen zwischen Gehirn und Hirnhaut oder Knochen:<br />
Druck <strong>des</strong> Blutes auf Gehirn schädigt Gehirn an dieser Stelle oder Blutansammlung<br />
erzeugt hohen Druck im Schädel:<br />
Folge: Durchblutungsstörung für gesamtes Gehirn (wie Schlaganfall)<br />
Trägheitseffekte durch abruptes Beschleunigen oder Abbremsen <strong>des</strong> Kopfes<br />
- Gehirn wird verformt (stauchen, dehnen, verdrehen)<br />
Diffus verteilter Schaden im Netzwerk der Nervenzellen durch Unterbrechen vieler<br />
Verbindungen: Gehirn geht „offline“, Ausfall <strong>des</strong> „Intranet“<br />
Folge: Ausfall vieler Systeme, da Kommunikation im Netz die Funktion sichert.<br />
- indirekter umschriebener Schaden an der dem Aufschlag gegenüberliegenden Stelle, an der Gehirn anprallt<br />
2. direkter <strong>Gehirns</strong>chaden: Quetschung, Einriß, Einblutung<br />
Folge: Funktionsverlust <strong>des</strong> 2. betroffenen Gehirnareales<br />
9<br />
Prof. Dr. Martin Schuhmann, Universitätsklinikum Tübingen<br />
Pädiatrische Neurochirurgie Universitätsklinikum Tübingen
Formen <strong>des</strong> Schädel-Hirn-Traumas SHT<br />
Primär - Schaden<br />
Prävention hat Priorität<br />
denn eingetretener Schaden bleibt für immer<br />
Sekundär-Angriffe<br />
Verhinderung weiterer Schäden<br />
Aufgabe der Medizin<br />
Sekundär-Zellschaden<br />
keine Hilfe möglich<br />
zum Zuschauen verurteilt<br />
10<br />
Prof. Dr. Martin Schuhmann, Universitätsklinikum Tübingen<br />
Pädiatrische Neurochirurgie Universitätsklinikum Tübingen
Beispiel SHT … Schädelbasisbruch<br />
Hintergrund zum Bild:<br />
und Hirnhautriss<br />
14-jähriger Junge, Fahrrad-Sturz,<br />
Kopf gegen Schild (kein Helm)<br />
Folge:<br />
Operation wegen Hirnwasserleck<br />
Computertomographie nach Schädel-Hirn-Trauma<br />
zeigt Brüche (Frakturen) der Schädelbasis<br />
11<br />
Prof. Dr. Martin Schuhmann, Universitätsklinikum Tübingen<br />
Pädiatrische Neurochirurgie Universitätsklinikum Tübingen
Beispiel SHT … Blut<br />
zwischen Hirnhaut und Knochen<br />
Hintergrund<br />
zum Bild:<br />
13-jähriges<br />
Mädchen<br />
(kein Helm)<br />
Status nach<br />
Fahrrad-Sturz,<br />
anfangs<br />
bewusstlos,<br />
Schädelbruch re,<br />
Aufnahme ins<br />
Krankenhaus<br />
Computertomographie nach Schädel-Hirn-Trauma<br />
Blut zwischen<br />
Knochen und<br />
Hirnhaut<br />
verursacht<br />
Druck<br />
12:30 Uhr, wach 16:30 Uhr, bewusstlos durch<br />
hohen Druck im Kopf<br />
Folge: Operation, künstliches Koma<br />
12<br />
Prof. Dr. Martin Schuhmann, Universitätsklinikum Tübingen<br />
Pädiatrische Neurochirurgie Universitätsklinikum Tübingen
Beispiel SHT…..Netzwerkschaden<br />
Hintergrund zum Bild:<br />
10 jähriger Junge<br />
Fahrrad-Sturz,<br />
Kopf auf Asphalt,<br />
kleiner Schädelbruch<br />
Kleine Einblutung als Zeichen<br />
für Netzwrkschaden,<br />
der größte Teil <strong>des</strong> Netzwerkschadens<br />
ist unsichtbar<br />
initial bewusstlos,<br />
Beatmung/Narkose<br />
durch Notarzt<br />
Computertomographie nach Schädel-Hirn-Trauma<br />
Folge:<br />
Hirndruck durch Wassereinlagerung, 7 Tage künstliches Koma, 3 Monate<br />
Rehabilitation<br />
13<br />
Prof. Dr. Martin Schuhmann, Universitätsklinikum Tübingen<br />
Pädiatrische Neurochirurgie Universitätsklinikum Tübingen
Beispiel SHT…<br />
“nur” Schädelfraktur dank Helm<br />
Hintergrund zum Bild:<br />
5-jähriges Mädchen<br />
(mit Helm) in voller Fahrt mit<br />
Kopf gegen Pfosten<br />
Folge:<br />
immer wach und orientiert,<br />
keine Dauerfolgen<br />
Delle im Helm Risswunde an der Stirn<br />
14<br />
kleiner Schädelbruch unter Risswunde kein Netzwerkschaden<br />
Prof. Dr. Martin Schuhmann, Universitätsklinikum Tübingen<br />
Pädiatrische Neurochirurgie Universitätsklinikum Tübingen
Fakten zum Schädel-Hirn-Trauma SHT<br />
Trauma (Verletzung durch Unfall) ist die weltweit häufigste Ursache für die<br />
Aufnahme eines Kin<strong>des</strong>/Jugendlichen ins Krankenhaus<br />
‣ 75% dieser Kinder haben ein assoziiertes SHT<br />
‣ 70% aller To<strong>des</strong>fälle nach Trauma resultieren aus SHT<br />
SHT häufigste Ursache von Krankheit & Sterben bei Kindern > 1 Jahr<br />
~ 130.000 Aufn./a USA , ~ 7.200 Aufn./a Schweden<br />
90% dieser Kinder haben ein leichtes SHT,<br />
USA/Jahr: 7.000 To<strong>des</strong>fälle & 29.000 permanentes Defizit<br />
unterschiedlicher Ausprägung<br />
g<br />
15 Bild: Gerd Altmann / pixelio.de<br />
Prof. Dr. Martin Schuhmann, Universitätsklinikum Tübingen<br />
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SHT und Fahrradunfälle<br />
Daten – USA<br />
10.700 Kinder / Jahr stationär behandelte Kinder nach Fahrradunfall<br />
je<strong>des</strong> 2 - 3. Kind hat ein SHT<br />
Coffman, S: Orthopaedic Nursing 2003; 22, 9-16, Shah S. et al., Inj Prev. 2007;13:316-21<br />
USA: ca. 4000 Kinder mit SHT nach Fahrradsturz/ Jahr<br />
Deutschland geschätzt:<br />
5000-6000 Kinder/Jahr mit SHT nach Fahradunfall<br />
SHT beim Fahrradunfall (FU):<br />
FU - häufigste Ursache für SHT bei Kindern < 15 Jahre<br />
SHT - häufigste schwerwiegende Folge <strong>des</strong> FU (50%)<br />
16 Bild: Gerd Altmann / pixelio.de<br />
Prof. Dr. Martin Schuhmann, Universitätsklinikum Tübingen<br />
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Fahrradunfälle Deutschland<br />
Jahr<br />
Verunglückte<br />
Radfahrer<br />
Tödlich verunglückte<br />
Radfahrer<br />
1970 40.531 1.835<br />
1980 50.436 1.142<br />
1990 64.145 711<br />
2000 72.738 659<br />
2001 71.079 635<br />
2002 70.163 583<br />
2003 75.659 616<br />
2004 73.637 475<br />
Bild: digitalstock.de<br />
2005 78.434 575<br />
2006 76.468 486<br />
2007 78.579 425<br />
2008 78.967 456<br />
2009 75.335 462<br />
2010 65.192 381<br />
2011 76.351 399<br />
2012* 74.722 406<br />
Unbekannt:<br />
wieviele der verletzten Radfahrer hatten SHT<br />
Unbekannt:<br />
Wieviele Radfahrer sind am SHT verstorben<br />
Quellen: DESTATIS, DVR u.a. *vorläufige Zahlen von DESTATIS (Stand: 04-2013)<br />
17<br />
Prof. Dr. Martin Schuhmann, Universitätsklinikum Tübingen<br />
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Fahrradunfälle Deutschland<br />
Verunglückte Radfahrer<br />
2012<br />
Radfahrer<br />
Im Jahr 2012 sind auf den Straßen Deutschlands insgesamt<br />
406 Radfahrer (Vorjahr 399) tödlich verunglückt.<br />
Fast jeder 9. tödlich Verunglückte in Deutschland war 2012<br />
ein Radfahrer.<br />
Davon waren<br />
• 16 (= 4%) unter 15 Jahren (Kinder)<br />
• 6 (= 1%) Jugendliche<br />
• 163 (= 40%) Erwachsene bis 65<br />
• 221 (= 54%) Senioren über 65<br />
18<br />
Von den Schwerverletzten waren:<br />
• 1272 (=9%) unter 15 Jahren (Kinder)<br />
• 605 (=4%) Jugendliche<br />
• 8455 (=61%) Erwachsene bis 65<br />
• 3514 (=25%) Senioren über 65<br />
Quelle: DESTATIS – vorläufige Zahlen 04-2013<br />
Bild: über www.schuetze-dein-bestes.de<br />
Prof. Dr. Martin Schuhmann, Universitätsklinikum Tübingen<br />
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Fahrradunfälle Baden-Württemberg<br />
Im Jahr 2012 ereigneten sich auf Baden-Württembergs Straßen<br />
• 9.124 Unfälle (Vorjahr 9.635), bei denen Fahrradfahrer beteiligt waren<br />
• dabei verunglückten 45 (Vorjahr 47) Menschen tödlich<br />
• davon 42 Fahrradnutzer (Vorjahr 44)<br />
• darunter 2 Kinder (6-13 Jahre)<br />
• 7.755 Radfahrer (Vorjahr 8.306) wurden hierbei verletzt,<br />
• davon 2.014 Radfahrer schwer (Vorjahr 1.957)<br />
• davon 5.889 Radfahrer leicht (Vorjahr 6.349)<br />
Quelle:<br />
Verkehrssicherheits<br />
-lagebild<br />
BW – 12.02.2013<br />
2012<br />
Radunfälle<br />
Baden-Württemberg<br />
33 von 42 tödlich<br />
verunglückten Radfahrer<br />
trugen keinen Radhelm<br />
19<br />
Prof. Dr. Martin Schuhmann, Universitätsklinikum Tübingen<br />
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Fahrradunfälle – Verletzungen am Kopf<br />
Rund 37% der bei<br />
Verkehrsunfällen<br />
verletzten<br />
Radfahrer erleiden<br />
Kopfverletzungen.<br />
Mit einem Radhelm hätten bis zu 80% der schweren Kopfverletzungen<br />
vermieden werden können!<br />
Quelle: nach Schätzungen von Experten , so auch der ZNS–Hannelore-Kohl-Stiftung<br />
- Pressemitteilung <strong>des</strong> Bun<strong>des</strong>ministers für Verkehr vom 6.5.2010<br />
Die überwiegende Anzahl aller<br />
Radfahrer, rund 95%, die nach einem<br />
Unfall an ihren Kopfverletzungen<br />
gestorben sind, hätten mit einem<br />
Radhelm überlebt!<br />
b Quelle: Aktion “Risiko raus” und ZNS – Hannelore-Kohl-Stiftung<br />
20<br />
Bild: digitalstock.de<br />
Prof. Dr. Martin Schuhmann, Universitätsklinikum Tübingen<br />
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Radhelm – was bringt er <br />
Eine Literaturauswahl<br />
Cochrane Database Systematic Review<br />
<strong>zur</strong> Helmeffektivität:<br />
Thompson DC et al., Cochrane Database Syst Rev. 2000;(2): CD001855<br />
bis 88% Risikoreduktion für SHT<br />
bis 65% Risikoreduktion für Gesichtsverletzungen<br />
Meta-Analyse mehrerer Studien <strong>zur</strong> Helmeffektivität:<br />
Attewell RG et al. Accid Anal Prev. 2001;33:345–352<br />
min<strong>des</strong>tens 42% Risikoreduktion ik kti für Schädelverletzung<br />
l min<strong>des</strong>tens 33% Risikoreduktion für Gehirnverletzung<br />
min<strong>des</strong>tens 27% Risikoreduktion für Gesichtsverletzungen<br />
min<strong>des</strong>tens 29% Risikoreduktion für tödlichen Ausgang<br />
21<br />
Prof. Dr. Martin Schuhmann, Universitätsklinikum Tübingen<br />
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Radhelm – was bringt er <br />
Eine Literaturauswahl<br />
Victoria/Australia: 1 Jahr nach Helmpflicht: 50% Reduktion der getöteten oder<br />
wegen SHT stationär behandelter Radfahrer<br />
Morb Mortal Wkly Rep. 14; 42 :359-63, 1993<br />
Seattle: schweres SHT von 29% auf 11% nach Helmkampagne<br />
Rivara FP et al., Pediatrics 93, 567-9, 1994<br />
West Berkshire, UK: Abfall von SHT Rate um ca 50% von 21% auf 11% nach<br />
Helmkampagne über 6 Jahre, Helmquote angestiegen von 23% auf 71%<br />
Mann NP, Lee AJ, Current pediatrics 9, 173-76, 1999<br />
Canada: nach Einführung der gesetzlichen Helmpflicht für < 18-Jährige<br />
Reduktion der Fälle von Kindern & Jugendlichen mit SHT nach Fahrradunfall um<br />
45% - Reduktion der To<strong>des</strong>fälle nach Radunfall bei Kindern ≤ 16 Jahre um 55%<br />
Macpherson AK et al., Pediatrics 2002;110(5).<br />
22<br />
Prof. Dr. Martin Schuhmann, Universitätsklinikum Tübingen<br />
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Gründe, keinen Helm zu tragen …<br />
fehlende Anerkennung durch “peer group”<br />
uncool<br />
fehlender Tragekomfort<br />
… wissenschaftlich dokumentiert<br />
Frisuren -<br />
Schwitzen<br />
fehlende Vorbildfunktion der Eltern und<br />
anderer ….<br />
negativer Druck durch Eltern<br />
Helmkosten<br />
Bild: digitalstock.de<br />
23<br />
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“Helm-fördernde” Faktoren<br />
gesetzliche Helmpflicht - strikte Umsetzung<br />
… wissenschaftlich dokumentiert<br />
städtische Umgebung - Risikozone Land<br />
höheres Einkommen der Eltern<br />
Klare Regeln + Beratung + Vorbildfunktion<br />
der Eltern<br />
Unterstützung durch<br />
Kameraden/Schule/Lehrer<br />
24<br />
Prof. Dr. Martin Schuhmann, Universitätsklinikum Tübingen<br />
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Der wesentliche “Helm-fördernde” …<br />
Einsicht … kommt selten von selbst; sie kommt nie<br />
zwanghaft von außen<br />
… kommt aus eigener Erfahrung, z.B. Sturz mit<br />
SHT gehabt<br />
… kommt aus eigenem Verstehen, z.B. aus Filmen,<br />
aus Experimenten, aus Präsentationen, aus …<br />
… Faktor EINSICHT!<br />
… aus der Beschäftigung mit dem Gehirn und<br />
seiner <strong>Verletzlichkeit</strong><br />
25<br />
Prof. Dr. Martin Schuhmann, Universitätsklinikum Tübingen<br />
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EINSICHT – aus eigener Erfahrung<br />
Ich trage in Zukunft einen Helm!<br />
Zu ihren eigenen Erfahrungen bei schweren Unfällen mit<br />
unterschiedlichen Ursachen und Folgen konnten wir<br />
Unfallopfer nur wenige Tage nach der OP interviewen.<br />
Beispiel Manuel (14 Jahre, 5 Tage nach seiner OP):<br />
Manuel hat „Glück gehabt“ – dauerhafte Folgen konnten durch die OP verhindert<br />
werden. Er hat bei den Unfall keinen Radhelm getragen. Eigentlich trug er bisher<br />
nie einen Radhelm wie viele seiner Kameraden und andere Kinder im Dorf. Dafür<br />
hat er viele Erklärungen, u.a. wird man von den anderen als „Looser“ bezeichnet,<br />
wenn man mit dem Radhelm <strong>zur</strong> Schule fährt. Nur die „Kleinen“ von der<br />
Grundschule tragen Radhelme.<br />
Manuel hat aus der Erfahrung gelernt und will das nie wieder haben...<br />
Wir danken Manuel sowie den weiteren Verantwortlichen, Eltern und Beteiligten für Ihre<br />
Bereitschaft, Mitwirkung und Zustimmung <strong>zur</strong> Verwendung dieses Interviews für unsere<br />
Präventionskampagne!<br />
Manuel ist nach dem Fußballspiel<br />
mit dem Fahrrad bergabwärts<br />
gefahren, an einem Randstein<br />
„hängen geblieben“ und dabei mit<br />
dem Kopf gegen ein Verkehrsschild<br />
geprallt. An den Aufprall kann sich<br />
Manuel noch erinnern, an die<br />
Ereignisse unmittelbar nach dem<br />
Aufprall nicht mehr.<br />
Manuel wurde nach dem Unfall<br />
operiert.<br />
Diagnose: Schädelbasisfraktur mit<br />
Hirnhauteinriss<br />
26<br />
Prof. Dr. Martin Schuhmann, Universitätsklinikum Tübingen<br />
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Mein “Gehirn” ist mein Thema<br />
Mein Wackelpudding und ich<br />
Protect your Pudding<br />
Schütze Dein BESTES.<br />
„Cogito ergo sum“<br />
-Ich denke, also bin ich = Mein Gehirn bin ich.<br />
- eigentlich. lat. „ego cogito, ergo sum“ - „Ich denke, also bin ich.“ - Philosoph René Descartes<br />
27<br />
Prof. Dr. Martin Schuhmann, Universitätsklinikum Tübingen<br />
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