Zerebrale Perfusion, Sauerstoffversorgung, elektrische Aktivität

Säuglinge mit sehr niedrigem Geburtsgewicht sind gefährdet, intraventrikuläre Blutungen (IVH) zu entwickeln. Der posthämorrhagische Hydrozephalus (PPH) ist eine der Hauptkomplikationen der IVH und trägt zu langfristigen Entwicklungsverzögerungen bei. Progressive PHH erfordert häufig eine Behandlung der ventrikulären Dilatation durch Anpassung des Liquorvolumens. Es gibt 3 Methoden, die verwendet werden, um das Liquorvolumen akut zu verringern: 1) serielle Lumbalpunktion, 2) offenes Drainagesystem (kontinuierliche Liquorentfernung) und 3) Reservoirsystem. Die serielle Lumbalpunktion ist nur wirksam, wenn ein kommunizierender Hydrozephalus vorliegt. Das offene Abflusssystem wird selten verwendet, da es umständlich ist und ein relativ hohes Infektionsrisiko besteht. Die am häufigsten verwendete Methode zur Verwaltung des CSF-Volumens ist das Reservoirsystem, bei dem ein In-situ-Drain mit einem subkutanen (Omaya) Reservoir verbunden wird, das periodisch durch Nadelpunktion durch die Kopfhaut abgesaugt wird. Da das Omaya-System geschlossen ist, muss das intraventrikuläre Volumen und damit der Druck zwangsläufig vor der Liquorpunktion ansteigen und nach der Liquorpunktion abnehmen. Die Ventrikeldilatation wird durch die Frequenz und das Volumen der Liquorabsaugung gesteuert.

Wenn der Hydrozephalus trotz Liquorentfernung weiterhin ein Problem darstellt, wird ein ventrikulär-peritonealer (VP) Shunt gelegt. Etwa 50 % der Säuglinge mit Hydrozephalus, die mit der Entfernung von Liquor behandelt werden, lösen ihren Hydrozephalus auf und benötigen keine VP-Shunt-Platzierung. Die Platzierung eines VP-Shunts ist bei extrem frühgeborenen Säuglingen aufgrund des erhöhten Ulzerationsrisikos um die Shuntstelle herum und der hohen Proteinkonzentration im Liquor schwierig, die die Klappe im VP-Shunt verschließen kann, was eine Revision erfordert. Daher wird ein Hydrozephalus normalerweise mit einer seriellen Entfernung von Liquor behandelt, um die Identifizierung derjenigen Säuglinge zu ermöglichen, deren Hydrozephalus sich im Laufe der Zeit zurückbildet. Der Zeitpunkt und die Methode des CSF-Managements sind jedoch umstritten, da die Wirkung eines zunehmenden Hydrozephalus auf die zerebrale Perfusion, Sauerstoffversorgung, elektrische Aktivität und neuronale Schädigung nicht nachgewiesen wurde.

Die serielle Entfernung von Liquor verursacht eine Änderung des intrakraniellen Volumens/Drucks, die potenziell auf die intrakraniellen Gefäße übertragen werden kann. Das Kaliber von Hirngefäßen kann durch dieses Gleichgewicht zwischen intravaskulärem und intrakraniellem Druck modifiziert werden, und wenn sich das Kaliber ändern sollte, sollten sich auch die Blutströmungseigenschaften ändern. In zerebralen Venen und Kapillaren mit niedrigem intraluminalem Druck kann ein hoher intraventrikulärer Druck den Blutfluss erheblich beeinträchtigen und eine venöse Stauung verursachen. NIRS misst die zerebrale Oxygenierung in Kapillaren und Venen. Intrakranielle Arterien und Arteriolen können etwas weniger betroffen sein, außer wenn der intraventrikuläre Druck stark ansteigt. Die daraus resultierende Abnahme der arteriellen Versorgung kann die Gewebedurchblutung beeinträchtigen. Der arterielle Fluss kann durch Doppler-Ultraschall gemessen werden. Daher besteht die Sorge, dass während Perioden mit zunehmender oder schwankender Ventrikelgröße die zerebrale arterielle Perfusion beeinträchtigt werden kann und weitere zerebrale Verletzungen die Folge sein können. Der intrakranielle Druck wird außerdem durch die Plastizität/Verformbarkeit des unreifen Gehirns und die leichte Dehnbarkeit des Schädeldachs aufgrund des Vorhandenseins von Nähten und offenen Fontanellen beeinflusst.

Es gibt indirekte Hinweise aus Tierversuchen, dass die Ventrikeldehnung selbst eine sekundäre Hirnschädigung verursachen kann. Daher wird eine axonale Dehnung und Störung als Folge einer fortschreitenden Ventrikulomegalie mit Gliose in Verbindung gebracht. Periventrikuläre Gefäßverzerrung und Kompression können den zerebralen Blutfluss verringern und eine ischämische Verletzung der periventrikulären weißen Substanz verursachen. Entzündung und Reparatur können den CSF-Fluss beeinträchtigen.

Es gibt nur wenige Forschungsergebnisse, die bei der Beantwortung der Hauptfrage helfen, die mit der klinischen Behandlung der ventrikulären Dilatation bei Frühgeborenen verbunden ist: Gibt es Beziehungen zwischen ventrikulärer Erweiterung, zerebraler Perfusion, Sauerstoffversorgung des Gehirns und anhaltender zerebraler Schädigung?

Doppler-Ultraschall wurde bei Frühgeborenen angewendet, um Änderungen der arteriellen und venösen zerebralen Blutflussgeschwindigkeiten nach der Entbindung zu charakterisieren.[1] Kritisch niedriger Durchfluss in der oberen Hohlvene, gemessen durch Doppler-Ultraschall in den ersten 24 Stunden des Lebens, wurde mit intraventrikulären Blutungen bei Frühgeborenen, die vor der 30. Schwangerschaftswoche geboren wurden, in Verbindung gebracht.[2] Mittels gepulster Doppler-Ultraschallographie kann der Widerstandsindex gemessen werden, der umgekehrt proportional zum Blutfluss ist. Bei älteren Säuglingen mit etabliertem Hydrozephalus schien der zerebrale Blutflusswiderstandsindex ein guter Indikator für erhöhten intrakraniellen Druck zu sein.[3] In einem Übersichtsartikel wurde jedoch der Wert von Doppler-Indizes allein zur Vorhersage eines erhöhten intrakraniellen Drucks stark in Frage gestellt.[4] In einem kürzlich erschienenen Artikel nahm der Widerstandsindex der A. cerebri anterior nach einer Liquordrainage bei Säuglingen mit PHH signifikant ab. [5] Obwohl die Doppler-Sonographie einfach durchzuführen ist, ist ihre Rolle beim Nachweis signifikanter Veränderungen der zerebralen Perfusion, die mit einem erhöhten Liquorvolumen und einer ventrikulären Dilatation einhergehen, noch nicht etabliert.

Die Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) ist eine tragbare, nicht-invasive Technik zur Messung der regionalen zerebralen Sauerstoffsättigung im zerebralen Blut.[6] NIRS wurde verwendet, um die Wirkung von Kopf [7] und Körperposition [8] auf die zerebrale Hämodynamik bei Frühgeborenen und die Wirkung bestimmter Behandlungen wie der Verabreichung von Tensiden [9] und Absaugen bei konventioneller oder Hochfrequenzbeatmung zu bewerten. 10] Die NIRS-Messung der zerebralen Oxygenierung und Hämodynamik zeigt eine Beeinträchtigung bei jenen Neugeborenen, bei denen das Risiko besteht, eine schwere Hirnischämie zu entwickeln.[11] Bei Frühgeborenen mit PHH war die Aspiration von CSF-Flüssigkeit mit einer signifikanten Erhöhung der zerebralen Perfusion, des zerebralen Blutvolumens und des oxidativen Metabolismus verbunden.[12,13] In einem Kleintiermodell für akuten Hydrozephalus korrelierte die NIRS-Messung des globalen zerebralen Blutflusses unter Verwendung von Sauerstoff als Tracer stark mit dem zerebralen Blutfluss, der durch radioaktive Mikrokügelchen über einen weiten Bereich erhöhten intrakraniellen Drucks gemessen wurde.[14] Als der Hirndruck zunahm, nahmen die NIRS-Messung und die absolute Messung des zerebralen Blutflusses ab. Die NIRS-gemessene zerebrale Perfusion scheint den absoluten zerebralen Blutfluss direkt widerzuspiegeln und ist empfindlich genug, um signifikante Veränderungen der zerebralen Perfusion zu erkennen, die bei der Evakuierung von CSF bei Säuglingen mit PHH auftreten.

Das amplitudenintegrierte EEG (aEEG) ist ein Gerät zur neurologischen Überwachung. Die kortikale elektrische Aktivität wird in ein einzelnes Signal umgewandelt, das die gesamte elektrokortikale Hintergrundaktivität des Gehirns darstellt. Insbesondere können die oberen und unteren Spannungsgrenzen und die Amplitude der Aufzeichnung und das Vorhandensein von Anfallsaktivität bewertet werden. Zusätzlich kann das Vorhandensein von Schlaf-Wach-Zyklen, einer rhythmischen sinusförmigen Amplitudenänderung, ausgewertet werden. Säuglinge > 34 Schwangerschaftswochen haben vorhersagbare aEEG-Muster. Das Signal hängt vom Gestationsalter und postnatalen Alter ab und es wurden Standards für Frühgeborene berichtet.[15,16] In einem Fallbericht zeigten 2 Frühgeborene mit PHH abnormale Schlaf-Wach-Zyklen und deutlich verringerte zerebrale elektrische Aktivität mit zunehmender ventrikulärer Erweiterung vor klinischen Anzeichen eines erhöhten intrakraniellen Drucks. Bei einem Säugling normalisierte sich das aEEG nach der Platzierung des VP-Shunts.[17] Bisher gibt es keine klinischen Studien zum Effekt der Aspiration von Liquor auf das aEEG bei Frühgeborenen mit PHH.

Biomarker für zerebrale Verletzungen wurden verwendet, um die Schwere der Verletzung und das Langzeitergebnis vorherzusagen, Patienten mit einem Risiko für schlechte neurologische Ergebnisse frühzeitig zu identifizieren und die Wirksamkeit therapeutischer Interventionen zu bewerten. Es wurde gezeigt, dass neuronale spezifische Enolase (NSE), ein Marker für neuronale Schäden, und S100B, das von Astrozyten ausgeschieden wird und ein Marker für Glia-/neuronale Verletzungen ist, bei Kindern nach traumatischen Hirnverletzungen erhöht sind.[18] Bei Frühgeborenen mit PHH waren S100B und Gliafibrillensäureprotein (GFAP), ein Strukturprotein in Astrozyten, bei jenen Säuglingen mit Hirnparenchymläsionen und schlechten neurologischen Ergebnissen signifikant erhöht.[19] Diese Biomarker werden schnell metabolisiert und daher würde eine anhaltende Erhöhung auf eine anhaltende Schädigung hinweisen. Der transformierende Wachstumsfaktor Beta (TGF-ß), der von Fibroblasten produziert und nach einer Verletzung in den Liquor freigesetzt wird, stimuliert die Produktion von extrazellulärem Protein, das aufgrund einer dauerhaften Behinderung des Liquorflusses zu PHH führen könnte.[20] Zytokin IL-6 ist ein Entzündungsmarker. Es gibt keine Längsschnittstudien zur Wirkung der Aspiration von Liquor auf diese Marker für zerebrale Schäden bei Frühgeborenen mit PHH.