(focus)uni lübeck - Universität zu Lübeck

| Forschung aktuell
Durch die Verbesserungen der herzchirurgischen Techniken,
die Einführung weniger invasiver Verfahren und
verbesserte perioperative Versorgung nimmt die Morbidität
und Mortalität nach herzchirurgischen Operationen trotz zunehmend
höherem Lebensalter der Patienten ab 1 . Mit dem
steigenden Lebensalter der zu versorgenden Patienten steigt
allerdings das Risiko für neurologische Komplikationen, die
das operative Ergebnis erheblich einschränken können 2,3 .
Dazu gehören Schlaganfall, Delir oder kognitive Dysfunktion
4-6 . Postoperatives Delir ist hier definiert als postoperativ auftretende
akute Wesensveränderung mit vorübergehender
Störung der Wahrnehmung und des Bewusstseins ohne andere
erkennbare Ursache, kognitive Dysfunktion als postoperativ
auftretende Merk- und Denkstörungen.
Intraoperative Störungen der zerebralen Durchblutung,
die unter anderem für die genannten Komplikationen als
ursächlich betrachtet werden, können regional durch Embolisation
z.B. durch Luft, Thromben oder arteriosklerotische
Plaques bedingt sein oder global entstehen, z.B. durch
schwerere Einschränkungen der allgemeinen Hämodynamik
7,8 , oder auch durch Veränderungen der zerebralen Autoregulation
während der extrakorporalen Zirkulation 9 .
Während embolische Ereignisse vor allem durch Optimierung
der Kanülierungs- und Perfusionstechniken reduziert
oder vermieden werden können 10 , sind Ereignisse, die die
globale zerebrale Perfusion beeinträchtigen, durch intraoperative
Narkoseführung, Therapie von Blutdruckschwankungen
und Optimierung der Herzleistung potenziell beeinflussbar.
Darüber hinaus können Faktoren, die mit der Krankheitsschwere
der Patienten assoziiert sind, wie Anämie, eingeschränkte
kardiale Leistungsbreite oder hohes Alter, das Risiko
für postoperative globale kognitive Störungen erhöhen4 .
Da nicht nur fokale neurologische Störungen, sondern
auch das postoperative Delir und kognitive Funktionseinbußen
mit einer erhöhten Morbidität und Mortalität einhergehen3,11
, kommt der frühzeitigen Detektion von zerebralen Perfusionsstörungen
eine herausragende Bedeutung zu 12 .
Es wird daher zunehmend ein umfassendes zerebrales Monitoring
während herzchirurgischer Eingriffe gefordert 12-14 ,
wobei die Wahl des geeignetsten Verfahrens noch diskutiert
wird 15,16 . Ideal wäre ein nicht-invasives, kontinuierliches Monitoring,
das Untersucher-unabhängig und mobil einsetzbar
wäre. Einige dieser Voraussetzungen erfüllt die zerebrale Oximetrie.
Die zerebrale Oximetrie hat sich in operativen Bereichen,
die mit einer erhöhten Gefährdung der zerebralen Perfusion
einhergehen, wie Chirurgie der hirnversorgenden Gefäße
(insbesondere Carotis-Thrombendarteriektomie) und der Er-
29. JAHRGANG | HEFT 2 | OKTOBER 2012 |
wachsenen- und Kinderherzchirurgie besonders etabliert. Es
konnte bislang gezeigt werden, dass intraoperative längere
Phasen mit niedrigen Werten der zerebralen Sauerstoffsättigung
sowohl bei herzchirurgischen, wie auch allgemeinchirurgischen
Patienten mit schlechterem neurologischen
Ergebnis assoziiert sind 17,18 . Dabei sind die potenziell bedrohlichen
Grenzwerte noch Gegenstand der Diskussion.
Die Lübecker Arbeitsgruppe konzentriert sich im Bereich
der Herzchirurgie auf drei Bereiche: Den präoperativen Einsatz
der zerebralen Oximetrie zur Prädiktion von allgemeinem
und neurologischem Outcome, die Anwendung der
zerebralen Oximetrie als Parameter der globalen Hämodynamik
und den Zusammenhang zwischen zerebraler Oximetrie
und postoperativen kognitiven Funktionsstörungen.
Technische Grundlagen
Die zerebrale Oximetrie ermöglicht kontinuierlich und nichtinvasiv
die Messung einer zerebralen Sauerstoffsättigung im
Gewebe und damit der Sauerstoffversorgung des Gehirns
im frontalen Bereich. Die Technik beruht auf den physikalischen
Prinzipien von Absorption und Streuung. Licht im nahinfraroten
Wellenlängenbereich von 700 bis 900nm kann
menschliches Gewebe gut durchdringen und wird auf dem
Weg durch die verschiedenen Gewebeanteile absorbiert und
gestreut. Die Absorption der eindringenden Photonen der
für die cerebrale Oximetrie verwendeten Wellenlängen geschieht
überwiegend durch das Chromophor Hämoglobin,
da die Absorption durch Wasser und andere Gewebeanteile
in diesem Wellenlängenbereich minimal ist. Da sich Oxy- und
Desoxyhämoglobin in ihren Absorptionseigenschaften unterscheiden,
kann der Oxygenierungsgrad des durchleuchteten
Gewebes gemessen werden, wenn die verwendeten Wellenlängen
entsprechend gewählt werden.
Neben der Absorption werden die Photonen durch die
verschiedenen Gewebeanteile gestreut. Die Streuung führt
zu einer diffusen Ausbreitung des Lichtes im Gewebe und
ermöglicht die Detektion der wieder austretenden Photonen
an einem vom Lichtsender entfernten Detektor. Da sich
das Licht im Schädel und im Gehirngewebe durch Streuung
bogenförmig ausbreitet, können unter Verwendung von
zwei Detektoren, die sich in unterschiedlichem Abstand zum
Lichtsender befinden, verschiedene tiefe Gewebeschichten
diskriminiert werden. Je näher der Detektor an der Lichtquelle
liegt, desto flacher ist der zurückgelegte Weg der
Photonen durch das Gewebe, je entfernter, desto tiefer (siehe
Abbildung 1). Wenn durch ein Subtraktionsverfahren die
Lichtabsorption durch das oberflächliche Gewebe eliminiert
(focus) uni lübeck
7 |