• Neuromonitoring
  • Interview
  • Lesezeit: 10 min

Multimodales Monitoring in der Intensivmedizin: Vorteile der Messung von Sauerstoffpartialdruck (pₜᵢO₂)

Multimodales Monitoring in der Intensivmedizin bringt erhebliche Fortschritte in der Neuroversorgung. Prof. Oliver Sakowitz erläutert im Interview mit RAUMEDIC, wie die Messung des Sauerstoffpartialdrucks (pₜᵢO₂) zusätzlich zu ICP und CPP die Erkennung von Ischämien verbessert und Patientenresultate deutlich optimiert.

Von Daniel Prause,

Zusammenfassung in Kürze:

  • Der intrakranielle Druck (ICP) und der zerebrale Perfusionsdruck (CPP) sind etablierte Parameter in der neurointensivmedizinischen Notfallversorgung. 
  • Die zusätzliche Messung des Sauerstoffpartialdrucks (ptiO2) ist eine vielversprechende Option. In Folge eines Schädel-Hirn-Traumas (SHT) etwa sind ICP und CPP allein keine ausreichend aussagekräftigen Indikatoren, um zum Beispiel eine Ischämie frühzeitig zu erkennen.
  • Multimodales Neuromonitoring bietet im Vergleich zum unimodalen Neuromonitoring erhebliche Vorteile und sorgt – wissenschaftlich gut begründet – für bessere Patientenergebnisse und eine niedrigere Mortalitätsrate. Darauf deuten die Ergebnisse der sogenannten „Boost“-Studien hin. 

Prof. Oliver Sakowitz

Prof. Oliver Sakowitz ist ärztlicher Direktor des Neurochirurgischen Zentrums Ludwigsburg-Heilbronn und Past-Präsident der Deutschen Gesellschaft für Neurointensiv- und Notfallmedizin (DGNI). RAUMEDIC hatte die Möglichkeit, mit dem renommierten Experten ein Interview zur Rolle des Sauerstoffpartialdrucks im Kontext des multimodalen Neuromonitorings zu führen.

Ganz grundlegend: Was bedeutet multimodales Neuromonitoring – und was ist der Unterschied zum „einfachen“ Neuromonitoring?

Beim unimodalen zerebralen Neuromonitoring wird der intrakranielle Druck (ICP) sowie der zerebrale Perfusionsdruck (CPP) überwacht. Unter multimodalem Neuromonitoring oder erweitertem zerebralem Neuromonitoring versteht man die zusätzliche Überwachung weiterer physiologischer Parameter des Gehirns, wie beispielsweise des Sauerstoffpartialdrucks (ptiO2) im Hirngewebe.

Was genau drücken zunächst der ICP und der CPP aus?

Der ICP misst den Druck im Schädelinneren. Der CPP gibt Auskunft über den Druckunterschied, der für die Durchblutung des Gehirns verfügbar ist.Der zerebrale Perfusionsdruck berechnet sich aus dem mittleren arteriellen Blutdruck (MAP) abzüglich des ICP. 

Welche grundliegenden Vorteile bietet multimodales Neuromonitoring?

Durch die gleichzeitige Überwachung mehrerer Parameter – zusätzlich zum ICP und CPP - erhält man ein umfassenderes Bild des Zustands im Kopf eines Patienten. Das ermöglicht es uns als Ärzten, Komplikationen früher zu erkennen, bessere und individualisierte Behandlungsansätze abzuleiten – und schließlich bessere Behandlungsentscheidungen zu treffen. 

Haben Sie ein konkretes Beispiel dafür?

Wird außer ICP und CPP auch der Sauerstoffpartialdruck überwacht, lässt sich neben den Drücken auch die Gewebedurchblutung und -oxygenierung analysieren, was zu einer optimierten Behandlung und besseren Patientenresultaten führen kann.

Lässt sich der Vorteil an einem konkreten Krankheitsbild erklären?

Selbstverständlich. Zum besseren Verständnis möchte ich hier aber etwas weiter ausholen. In Deutschland erleidet alle 90 Sekunden ein Mensch ein SHT, alle 20 Minuten sogar ein schweres SHT. Das Problem aus Sicht des Arztes ist, dass das Krankheitsbild bei einem SHT sehr heterogen ausfallen kann. Bei einem solchen zerebralen Trauma kann nämlich eine Vielzahl verschiedener Schädigungen und Verletzungen im Gehirn auftreten. Dazu gehören neuronale Schädigungen, bei denen Nervenzellen geschädigt werden, Axonzerreißungen, bei denen die Fortsätze von Nervenzellen beeinträchtigt werden, Gefäßverletzungen, die zu Blutungen im Epidural-, Subdural- oder subarachnoidalen Raum oder im Hirngewebe führen können, sowie Frakturen der Schädelknochen. Je tiefer eine Blutung in das Hirngewebe einwirkt, desto kritischer ist sie. 

Welche Rolle kann multimodales Neuromonitoring in diesem Fall bei der Prävention spielen?

Durch die Kombination mehrerer Überwachungsparameter kann eine individualisierte Beurteilung des Zustandes des verletzten Gehirns erfolgen. Wird zusätzlich zum ICP und CPP etwa auch der ptiO2 überwacht, kann dies dazu beitragen, sekundäre Schäden im Zusammenhang mit einem Schädel-Hirn-Trauma (SHT) vorzubeugen oder sie frühzeitig zu erkennen.

Inwiefern stellen andere Gehirnerkrankungen Ärzte vor eine Herausforderung bei der Behandlung?

Nehmen wir etwa das Beispiel einer Aneurysmablutung. Neben den primären Schäden, die durch die Blutung selbst entstehen, können auch sekundäre Effekte auftreten. Allerdings treten diese zeitlich verzögert auf. Zwischen einer Blutung und dem Eintritt sekundärer Schädigungen können etwa mehrere Tage vergehen. Ein typisches Beispiel dafür ist ein Vasospasmus, eine Verengung der Blutgefäße im Gehirn. Dadurch wird der Blutfluss beeinträchtigt und es kann zu einer reduzierten Sauerstoffversorgung des Gehirngewebes kommen, was wiederum zu einer Ischämie im betroffenen Bereich des Gehirns führen kann. Das Gehirngewebe wird folglich nicht ausreichend mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt. Genau hier kann jedoch der Vorteil von multimodalen Neuromonitoring zum Tragen kommen.

Reichen ICP und CPP als Indikatoren nicht aus, um etwa eine Ischämie frühzeitig zu erkennen?

Ein zerebraler Sauerstoffmangel - und damit einhergehende sekundäre Schäden am Gehirn - können selbst dann auftreten, wenn sich die ICP- und CPP- Werte in einem normalen Bereich befinden. Denn Veränderungen der zerebralen Sauerstoffversorgung oder der Durchblutung führen unter Umständen nur zeitlich verzögert zu Veränderungen bei ICP und CPP. Die Hauptursache dafür ist die zerebrale Autoregulation. 

Was bedeutet die zerebrale Autoregulation als Herausforderung im Neuromonitoring?

Die mechanische (druckabhängige) zerebrale Autoregulation ist ein Kompensationsmechanismus, um bei Gefäßverengungen oder Minderdurchblutung eine ausreichende Durchblutung des Gehirns aufrechtzuerhalten. Dabei passen sich die Blutgefäße an, um den Blutfluss aufrechtzuerhalten - unabhängig von Schwankungen im MAP. Erinnern wir uns jetzt an die Berechnung des CPP. Bei intakter zerebraler Autoregulation bleibt der Blutfluss im Normalfall relativ stabil. Auch bei Änderungen des CPP. Bei gestörter Autoregulation hingegen kann bei scheinbar normalem CPP nicht notwendigerweise von einer normalen Hirndurchblutung ausgegangen werden!

Mit welchem Parameter lässt sich die zerebrale Autoregulation dann beurteilen?

Hier eignet sich der PRx-Wert („Pressure Reactivity Index“). Er berechnet sich als Korrelationskoeffizient aus ICP und MAP. Der Wert des PRx liegt immer zwischen den Werten „+1“ und „-1“. Ein negativer PRx-Wert entsteht, wenn der MAP steigt und der ICP sinkt. Dies weist auf eine intakte Druckautoregulation hin. Steigen hingegen MAP und ICP gleichzeitig an, kommt es zu einer positiven Korrelation bzw. einem positiven PRx-Wert. Dies ist ein Indikator für eine abnormale zerebrale Autoregulation, die zu negativen neuronalen Auswirkungen führen kann.

Welche Rolle spielen der ptiO2 und der zerebrale Gefäßwiderstand (CVR) dabei?

Die gesunde Anpassungsfähigkeit des Gehirns während der regulären zerebralen Autoregulation des Blutflusses im Gehirn führt dazu, dass der Sauerstoffpartialdruck konstant gehalten wird, indem er sich dem CVR anpasst. Dadurch bleibt der zerebrale Blutfluss - und damit auch der Sauerstoffpartialdruck - weitgehend unabhängig vom systemischen Blutdruck. Bei einer dysfunktionalen Autoregulation des Blutflusses gilt das aber gerade eben nicht.

Was passiert mit CVR und ptiO2 bei der dysfunktionalen Autoregulation?

Der CVR reagiert nicht mehr angemessen auf den systemischen Blutdruck - und der zerebrale Blutfluss folgt direkt den Schwankungen des systemischen Blutdrucks. Der ptiO2 kann nicht mehr autoregulativ konstant gehalten werden und kann starken Schwankungen unterliegen.

Was genau drückt der Sauerstoffpartialdruck aus?

Der Sauerstoffpartialdruck im Hirngewebe spiegelt die Verfügbarkeit von Sauerstoff an einem bestimmten Ort wider – und zwar auf zellulärer Ebene. Als Parameter drückt er das Gleichgewicht zwischen der Sauerstoffabgabe des Blutes und dem Sauerstoffverbrauch des Hirngewebes aus. Beeinflusst wird er durch Änderungen der kapillaren Durchblutung, des zerebralen Blutflusses (CBF) sowie des zerebralen Stoffwechsels. 

Die Überwachung des ptiO2 scheint große Vorteile zu bieten. Beeinflusst dies aber auch die Patientenresultate – etwa bei SHT-Patienten?

Schon die Ergebnisse einer retrospektiven Kohortenstudie aus den USA im Jahr 2005 legten dies nahe. Dort wurde eine Kohorte mit konventioneller ICP-Therapie behandelt. In der anderen Gruppe wurde zusätzlich der ptiO2 in Therapieentscheidungen überwacht und einbezogen. Dieses führte zu einer Reduktion der Mortalität und weniger Entlassungen von Patienten in Langzeitpflegeheime. Die Studie war methodisch sicherlich nicht perfekt, aber deutet darauf hin, dass der Sauerstoffpartialdruck ein wichtiger Parameter im Neuromonitoring ist.

Können Sie noch etwas genauer erläutern, was neueren Studien untersucht wurde?

In der sogenannten „BOOST“-Studie aus dem Jahr 2017, wurde untersucht, ob es bei der Behandlung von Schädel-Hirn-Traumen einen Unterschied macht, wenn nicht nur ICP und CPP überwacht werden, sondern auch der ptiO2. Zu diesem Zwecke wurden zwei Gruppen bzw. Kohorten von Patienten analysiert. Bei einer wurde der ICP und der CPP überwacht und behandelt, bei der anderen zusätzlich der ptiO2-Wert. 

Bei beiden Kohorten waren pathologische Abweichungen von ICP- und CPP-Werten annähernd gleich ausgeprägt. Doch in der Sterblichkeitsrate gab es deutliche Unterschiede zwischen den Gruppen: Die Sterblichkeitsrate bei Patienten, die mit konventionellem ICP- und CPP-Management behandelt wurden, betrug 34 %. Bei Patienten, bei denen auch der Sauerstoffpartialdruck des Hirngewebes überwacht wurde, lag die Sterblichkeitsrate deutlich niedriger, nämlich bei 25 %.

Ist es mit Hinblick auf Patientenresultate somit sinnvoll, mehrere Parameter durch multimodales Neuromonitoring zu überwachen?

Mit Hinblick auf positive Behandlungsresultate ist es wünschenswert, dass in der intensivmedizinischen Versorgung mehrere Parameter überwacht werden können. Es ist es gut, dass sich die Einsicht um die Sinnhaftigkeit des multimodalen Neuromonitorings zunehmend in den Kliniken etabliert.

Prof. Sakowitz, vielen Dank für diese faszinierenden Einblicke und Ihre Zeit!

Sehr gerne, vielen Dank auch Ihnen!

Let’s connect

Sie haben noch Fragen?

Wir sind gerne für Sie da.

T +49 9252359-0
E contact@raumedic.com