Heillichtalgorithmen für den Intensivpatienten (HELIA-ICU)

Zirkadiane Störungen betreffen die Mehrheit der Intensivpatienten und haben weitreichende Auswirkungen auf die Organfunktion. Auf der Ebene des Zentralnervensystems erleichtert eine zirkadiane Fehlausrichtung die kognitive Dysfunktion der Exekutive und die Entwicklung von Gehirnstörungen wie dem Delir auf der Intensivstation.

Der Nucleus suprachiasmaticus (SCN) im Hypothalamus dient als Hauptschrittmacher, der das Timing der zirkadianen Rhythmen bestimmt, indem er die neuronale Aktivität reguliert. Seine Funktion wird durch Umweltfaktoren bestimmt, insbesondere durch sichtbares Licht mit einem hohen Anteil an Blaulichtanteilen. Licht als photoperiodisches Signal hat einen großen Einfluss auf die Regulation der epiphysären Melatoninsekretion und die Mitnahme des Tag-Nacht-Rhythmus. Infolgedessen scheint die Verwendung von Lichttherapie zur Aufrechterhaltung oder Mitnahme des zirkadianen Rhythmus ein vielversprechender Ansatz zur Vorbeugung von Delirien bei kritisch kranken Patienten zu sein. Die spezifische Lichtwirkung auf die Rhythmik des Melatoninspiegels soll in einem randomisierten kontrollierten Studiendesign untersucht werden, das die Anwendung von drei verschiedenen Light Scheduling Algorithmen beinhaltet. In diesem Zusammenhang wurde in zwei Patientenbehandlungszimmern eine hochspezialisierte Lichtdecke installiert. Ein Lichtplanungsalgorithmus (LSA) besteht aus festgelegten Werten für die Beleuchtungsstärke [Lux] und die korrelierte Farbtemperatur (CCT, [Kelvin]) für verschiedene Zeitpunkte und Dauern innerhalb eines 24-Stunden-Zeitraums. Diese Werte werden durch Bewertung photometrischer Lichtmaße im Hinblick auf visuelle Lichtwirkungen sowie nichtbildgebende Funktionen am Patientenbett ermittelt.

Die Patienten werden nach dem Zufallsprinzip 3 Behandlungsgruppen zugeteilt: (1) LSA-1 (hohe zirkadian wirksame Bestrahlungsstärke + Blaulichtintervention), (2) LSA-2 (hohe zirkadian wirksame Bestrahlungsstärke ohne Blaulichtintervention) und (3) LSA- 3 (Standardbestrahlungsstärken, Kontrollgruppe). Alle LSAs werden dem Patienten mit VitalSky Advanced verabreicht. Zur Validierung der Wirksamkeit bestimmter Lichtinterventionen werden Blutproben zur Messung der Melatoninkonzentration entnommen.

Der zeitliche Studienablauf wird durch Behandlungstage und Messreihenperioden (SMAP-1 bis SMAP-4, Serum Melatonin Assessment Period) definiert. SMAP-1 startet am ersten Morgen um 06:00 Uhr nach Studieneinschluss. SMAP-1 bis SMAP-4 definieren jeweils 24-Stunden-Perioden, in denen alle 4 Stunden (6 Uhr, 10 Uhr, 14 Uhr, 18 Uhr, 22 Uhr, 2 Uhr, 6 Uhr) die Melatoninkonzentration im Blut bestimmt wird. Der SMAP-1 dient zur Bestimmung der individuellen Melatonin-Baseline des Patienten. SMAP-2 bis SMAP-4 beginnen erst, wenn der Patient einen stabilen Wachzustand erreicht hat (RASS ≥ -3). Es ist davon auszugehen, dass sich der Lichteingriff erst ab diesem Wachzustand auf den Melatoninhaushalt auswirkt. Pro Studienpatient sind insgesamt 4 SMAPs geplant.

Haupthypothese:

Beatmungspatienten auf der Intensivstation, die eine stärkere Beleuchtung erhalten, können sich in der Rhythmik der Melatoninkonzentrationen im Serum unterscheiden und häufiger physiologische zirkadiane Melatoninsekretionen aufweisen als Patienten, die eine konventionelle Beleuchtung erhalten.

Sekundärhypothesen:

1. Beatmungspatienten auf der Intensivstation, die eine Beleuchtung mit erhöhter Bestrahlungsstärke und Phasen von blau angereichertem Weißlicht (BEW) erhalten, unterscheiden sich in der Rhythmik der Melatoninkonzentration im Serum im Vergleich zu Patienten, die eine Beleuchtung mit erhöhter Bestrahlungsstärke, aber ohne BEW erhalten.
2. Beatmungspatienten auf der Intensivstation, die eine Beleuchtung mit erhöhter Bestrahlungsstärke und Phasen mit BEW erhalten, unterscheiden sich in der Rhythmik der Melatoninkonzentration im Serum im Vergleich zu Patienten, die eine Beleuchtung mit konventioneller Bestrahlungsstärke erhalten.
3. Beatmungspatienten, die eine Beleuchtung mit erhöhter Bestrahlung ohne Phasen mit BEW erhalten, unterscheiden sich in der Rhythmik der Melatoninkonzentration im Serum im Vergleich zu Patienten, die eine Beleuchtung mit konventioneller Bestrahlung erhalten.
4. Beatmungspatienten auf der Intensivstation, die eine Beleuchtung mit erhöhter Bestrahlungsstärke und BEW-Phasen erhalten, haben eine geringere Inzidenz von Delirium als Patienten, die eine konventionelle Bestrahlungsbeleuchtung erhalten.
5. Beatmungspatienten auf der Intensivstation, die eine Beleuchtung mit erhöhter Bestrahlungsstärke und Perioden mit BEW erhalten, haben einen geringeren Schweregrad des Delirs als Patienten, die eine konventionelle Bestrahlungsbeleuchtung erhalten.