Aktigraphie und nächtliche Herzfrequenzvariabilität bei Patienten mit Cluster-Kopfschmerz

Cluster-Kopfschmerz (CH) ist ein primärer Kopfschmerz, bei dem wiederkehrende Episoden einseitiger, periorbitaler Schmerzen von einseitigen autonomen Symptomen wie Tränenfluss, konjunktivaler Injektion, verstopfter Nase oder Rhinorrhoe, Miosis und Ptosis begleitet werden. Kopfschmerzattacken dauern zwischen 15 und 180 Minuten und Patienten können bis zu acht Attacken pro Tag haben. Die meisten Attacken ereignen sich nachts zwischen Mitternacht und 04:00 Uhr. Kopfschmerzattacken treten in wiederkehrenden Anfällen auf, die bis zu drei Monate dauern, danach verschwinden die Kopfschmerzen für mindestens einen Monat. 10-15 % der Patienten haben chronischen Cluster-Kopfschmerz, was bedeutet, dass es keine Pausen zwischen den Anfällen gibt. Die Erkrankung hat eine Prävalenz von etwa 0,2 % und betrifft Männer 3-4 mal häufiger als Frauen.

Die Kombination aus einseitigem Kopfschmerz und autonomen Symptomen macht CH zu einer interessanten Störung, die es im Hinblick auf die Pathophysiologie von Kopfschmerzen zu untersuchen gilt. Immer mehr Beweise weisen auf den Hypothalamus als Locus in quo für die CH-Pathophysiologie hin. Während der Attacken scheinen die autonomen Symptome sowohl durch eine Unterfunktion der sympathischen Aktivität (Miosis und Ptosis) als auch durch eine Überfunktion der parasympathischen Aktivität (Bindehautinjektion, Tränenfluss und verstopfte Nase) verursacht zu werden. Physiologische Studien scheinen darauf hinzudeuten, dass Patienten während der Anfälle eine hochregulierte parasympathische Aktivität haben, die durch die Aktivierung des trigemino-parasympathischen Reflexes und einen herunterregulierten sympathischen Tonus verursacht wird, während sie außerhalb der Anfälle einen herunterregulierten parasympathischen Tonus haben. Das Studium des autonomen Nervensystems bei Cluster-Kopfschmerzpatienten ist schwierig, da sie normalerweise nur wenige Monate im Jahr Kopfschmerzen haben und die Attacken ziemlich kurz andauern, aber unerträglich schmerzhaft sind, wenn sie auftreten, und die Patienten unruhig und mit Bewegungsdrang zurücklassen . Dies macht es schwierig zu untersuchen, was während der schmerzhaften Phase tatsächlich passiert. Daher ist es sehr wichtig, neue Wege zu finden, um das autonome Nervensystem dieser Patienten während der verschiedenen Stadien ihrer Krankheit zu untersuchen.

Neben der autonomen Dysfunktion sind Schlafstörungen bei CH-Patienten häufig und gut dokumentiert. Schlaf ist oft bei allen Kopfschmerzen problematisch, aber CH-Patienten scheinen selbst im Vergleich zu anderen Kopfschmerzgruppen eine hohe Prävalenz von Schlaflosigkeit zu haben. Dies liegt nicht nur an den wiederkehrenden nächtlichen Kopfschmerzen, denn auch ein Jahr nach der letzten Kopfschmerzattacke haben CH-Patienten im Vergleich zur Kontrollgruppe eine deutlich reduzierte Schlafqualität. Die Dokumentation besteht meist aus Studien mit gut validierten Fragebögen wie dem Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI) oder diagnostischen Kriterien wie dem DSM IV. Nur eine große Studie hat die Schlafqualität bei Cluster-Kopfschmerz mit quantitativen Methoden wie Polysomnographie bewertet. In dieser Studie stellten die Autoren fest, dass Patienten mit Cluster-Kopfschmerz im Kopfschmerzanfall im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen einen geringeren Anteil an REM-Schlaf, eine längere REM-Latenz und weniger Erregungszustände aufwiesen. Es gab keinen zeitlichen Zusammenhang zwischen Kopfschmerzattacken und bestimmten Schlafstadien. Schlaf ist der wichtigste Auslöser für Attacken bei Cluster-Kopfschmerz, und die meisten Attacken treten spät in der Nacht oder in den frühen Morgenstunden auf.

Wir wissen, dass das Gleichgewicht zwischen sympathischem und parasympathischem Tonus zwischen REM- und NREM-Schlafstadien bei gesunden Personen unterschiedlich ist und dass es während der Nacht zu einer vorübergehenden Abnahme des sympathischen Tonus kommt, die sich in einer Periode mit reduzierter Herzfrequenz und reduziertem Blutdruck widerspiegelt. Dieses "Eintauchen" fällt mit dem vermehrten Auftreten von Cluster-Attacken zusammen und passt gut in die aufkommende Theorie, dass Cluster-Kopfschmerzattacken in einem Zustand von Hypoerregbarkeit oder reduziertem sympathischem Tonus ausgelöst werden. Daher sind Schlafstörungen zusammen mit autonomer Dysfunktion ein integraler Bestandteil der CH-Pathophysiologie, und es sind weitere Studien erforderlich, um den Zusammenhang zwischen Schlaf, autonomer Dysfunktion und Kopfschmerzattacken aufzuklären.

Das Ziel dieser Studie ist es, die Schlafqualität und den autonomen Tonus bei CH-Patienten innerhalb und außerhalb von Kopfschmerzanfällen im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen zu bewerten. Innerhalb der Anfälle werden die Ermittler beurteilen, wie das Auftreten von Kopfschmerzattacken mit dem autonomen Tonus zusammenhängt. Die Daten werden mithilfe von Aktigraphie, Pupillometrie und Herzfrequenzvariabilität gesammelt, alles gut validierte Forschungsinstrumente. Darüber hinaus füllen alle Teilnehmer den PSQI aus, der die subjektive Schlafqualität angibt.

Pupillometrie: Die Pupillenreaktion auf Licht wird vom autonomen Nervensystem durchgeführt. Kurz gesagt, die Verengung der Pupille ist eine parasympathische Reaktion und die Pupillendilatation eine sympathische Reaktion. Indem Sie die Geschwindigkeit der Verengung und Erweiterung der Pupille messen, erhalten Sie einen guten Überblick über das Gleichgewicht zwischen den beiden. Die Messungen werden bei 1 Lux Umgebungsdunkelheit mit einem Pupillometer durchgeführt, das aus einer Infrarotkamera besteht, die die Pupille filmt, während sie auf einen kleinen Lichtblitz reagiert, und die Zeit misst, die die Pupille benötigt, um sich zusammenzuziehen und wieder zu dehnen.

Herzfrequenzvariabilität: Die Herzfrequenzvariabilität (HRV) ist eine indirekte, nicht-invasive Methode zur Messung der Aktivität des autonomen Nervensystems mit Beiträgen sowohl des sympathischen als auch des parasympathischen Nervensystems. Mit der Power-Spektrum-Analyse werden frequenzspezifische Schwankungen der Herzfrequenz bewertet. Die Hochfrequenzkomponente (HF: 0,15-0,4 Hz) spiegelt die vagale Kontrolle wider, während die niederfrequente Komponente (LF: 0,04–0,15) spiegelt sympathische Kontrolle wider. Das LF/HF-Verhältnis spiegelt das sympathovagale Gleichgewicht wider. Eine verringerte Herzfrequenzvariabilität wurde mit einer erhöhten Sterblichkeit bei Patienten mit Myokardinfarkt und Herzinsuffizienz in Verbindung gebracht. Ein einfacher Computer, der auf dem Unterarm platziert wird, kombiniert mit einem auf der Brust platzierten Monitor, der dem Patienten nur minimale Beschwerden bereitet, kann nun die Herzfrequenzvariabilität messen.

Aktigraphie: Die Polysomnographie ist der Goldstandard der Schlafbewertung, aber eine ziemlich umfangreiche und ressourcenintensive Methode. In späteren Jahren hat eine neue Technologie die Aktigraphie zu einer zuverlässigen und einfachen Methode gemacht, um den Schlaf auf weniger invasive Weise zu messen. Ein Aktigraph ist ein kleines, armbanduhrgroßes Gerät, das Bewegungen mithilfe eines Beschleunigungsmessers überwacht, der die Bewegung verfolgt und ein Diagramm erstellt. Darüber hinaus kann ein Knopf gedrückt werden, um Ereignisse wie Schlafenszeit oder Weckzeit zu markieren. Aktigraphen werden häufig verwendet, um Schlaf-Wach-Zyklen und zirkadiane Rhythmen zu untersuchen. Mehrere Studien haben Aktigraphie mit Polysomnographie bei der Beurteilung von z.B. Schlaflosigkeit und anderen Schlafstörungen und fand, dass es eine gültige und kostengünstige Alternative ist.

Der Pittsburgh-Schlafqualitätsindex: Es gibt mehrere Fragebögen zur Selbstbeurteilung, die die subjektive Schlafqualität messen, und der Pittsburgh-Schlafqualitätsindex ist eine der am besten validierten und am weitesten verbreiteten Alternativen. Der PSQI misst retrospektiv die subjektive Schlafqualität und Störungen während des letzten Monats.

Die Studie wird als Fall-Kontroll-Studie durchgeführt, bei der Patienten mit gesunden Kontrollpersonen verglichen werden, aber sie wird auch Patienten mit sich selbst während und außerhalb von Kopfschmerzen vergleichen. Die Patienten werden zweimal einer Pupillometrie, Aktigraphie und HRV-Registrierung unterzogen: einmal in der Remissionsphase und einmal in der Kopfschmerzphase. Die Pupillometrie wird in der Ambulanz durchgeführt. Hier erhalten die Teilnehmer auch ihren Aktigraphen und HRV-Monitor. Jede Registrierung dauert zwei Wochen, wobei der Aktigraph in Form einer Uhr am Handgelenk des Patienten angebracht wird, um die Bewegungen bei Tag und Nacht aufzuzeichnen, und ein als Gürtel ausgebildeter Herzfrequenzmonitor die Herzfrequenzvariation aufzeichnet. Software ist verfügbar, um die Daten zu interpretieren, die es ermöglichen, Schlaf und vasoaktiven Tonus zu messen. Nach Ablauf der zwei Wochen füllen die Patienten den PSQI aus und geben die subjektive Schlafqualität an, die mit den Registrierungen des Aktigraphen verglichen werden kann. Um sich in der Kopfschmerzphase registrieren zu lassen, müssen die Patienten bereit sein, sich mit den Studienforschern in Verbindung zu setzen und den Beginn des Anfalls zu melden, damit sie kommen und den Actigraph erhalten können. Die Patienten werden aufgefordert, das Auftreten von Attacken während der Registrierung durch Drücken einer Taste auf dem Aktigraphen zu markieren.

Die gesunden Kontrollen werden nur einmal einer Pupillometrie, Aktigraphie und HRV-Überwachung unterzogen und füllen nach der Registrierung den PSQI aus. Das PSQI registriert auch die Verwendung von Schlaftabletten, die sowohl bei Patienten als auch bei Kontrollpersonen verwendet werden können. Für jede zweiwöchige Registrierung wird die durchschnittliche Anzahl der Stunden mit Tageslicht notiert, da dies die Schlafqualität der Patienten beeinflussen kann. Diese Daten werden vom Norwegischen Meteorologischen Institut bereitgestellt.