Die Forschergruppe Neuromonitoring untersucht klinische Fragestellungen zur zerebralen Oxygenierung, zur Perfusion des Gehirns und zum Hirnmetabolismus in Bezug auf physiologische und pathophysiologische Mechanismen im perioperativen Umfeld und auf der Intensivstation. Folgende Techniken finden in klinischen und experimentellen Projekten Anwendung.

Elektroenzephalographie

Das native und unprozessierte Enzephalogramm (EEG) wird über der Schädelkalotte an standardisierten Punkten (10/20-System) abgeleitet und digital aufgezeichnet. Bei Patienten die Aufgrund von Medikamenten oder der Erkrankung nur eingeschränkt neurologisch und neuropsychiatrisch untersucht werden können, dient es der Diagnostik und zur Komaprognose, in Zusammenschau mehrerer anderer Untersuchungen. Im Rahmen der wissenschaftlichen Tätigkeit wird das EEG derzeit zur Diagnostik und Verlaufsbeurteilung des Delirs und bei Enzephalopathien eingesetzt.

Bispektraler Index (BIS)

Der Bispectrale Index (BIS, Aspect Medical) repräsentiert ein prozessiertes Elektroenzephalogramm, welches einen beobachterunabhängigen Wert zur Bestimmung der Anästhesie- bzw. Sedierungstiefe liefert. Im Rahmen klinischer Studien wird der BIS während Operationen eingesetzt, um als Surrogatparameter der elektrischen Aktivität des zerebralen Kortex einen Rückschluss auf den zerebralen Metabolismus zuzulassen. 

Nah-Infrarot-Spektroskopie (NIRS)

Mittels Nah-Infrarot-Spektroskopie (INVOS, Somanetics; FORESIGHT, Casmed) wird der Sauerstoffgehalt und das Blutvolumen des zerebralen Kortex nichtinvasiv gemessen. Licht im Nah-Infrarot-Spektrum gelangt durch die Schädelkalotte, unterliegt dort den physikalischen Gesetzen von Absorption, Refraktion und Reflektion. Anhand der reflektierten Photonen erfolgt ein Rückschluss auf die Oxygenierung des Hämoglobin im gemessenen Gewebevolumen, wodurch ein Monitoring der zerebralen Sauerstoffversorgung ermöglicht wird. Klinische Studien belegen, dass durch den Einsatz dieser Technologie bei kardio- und gefäßchirurgischen Eingriffen neurologischer Folgeschäden (neurologische Dysfunktionen, Schlagfall) vermieden werden können. Derzeit läuft eine Studie, welche zum Einen die beiden konkurrierenden Verfahren im Rahmen des intraoperativen Monitorings vergleicht und zum Anderen die Auswirkung unterschiedlicher Lagerungsverfahren bei narkotisierten Patienten auf die zerebrale Oxygenierung untersucht.

Ultraschnelle Messung der zerebralen Mikrozirkulation

Durch kombinierte Weißlicht-Spektroskopie und Laser-Doppler-Flowmetrie (O2C, LEA Medizintechnik) können die kapillarvenöse Hämoglobin-Sauerstoffsättigung (srvO2) und der zerebrale Blutfluss (rvCBF) an der Oberfläche des Gehirns gemessen werden. Die ultraschnelle (20 Hz) regionale Messung dient der Beurteilung der kortikalen Mikrozirkulation und kann zur Überprüfung der zerebralen Autoregulation und Oxygenierung eingesetzt werden. Das Messverfahren ist ein experimentelles etabliertes Verfahren zur Bestimmung der Mikrozirkulation (kapillarvenöse Hb-O2-Sättigung und Perfusion) in Organen. Die Technologie wird eingesetzt, um die Sauerstoffversorgung und Durchblutung des Gehirns hinsichtlich eines optimierten Flüssigkeitsregimes während neurochirurgischer Eingriffe zu untersuchen.

Transkranielle Dopplersonografie und zerebrovaskuläre Autoregulation

Die transkranielle Dopplersonografie (TCD) dient der Messung der Blutflussgeschwindigkeit in den intrakraniellen hirnversorgenden Gefäßen. Kombiniert mit der B-Bildsonografie erlaubt diese Technik die Diagnose von Gefäßverengungen und –verschlüssen bei Patienten mit akutem Schlaganfall oder im Verlauf nach Subarachnoidalblutung. Weiterhin gibt die TCD die Möglichkeit, nach Fixierung der Doppler-Sonden, das Blutflusssignal beider Aa. cerebri mediae kontinuierlich aufzuzeichnen und damit Veränderungen der Blutflussgeschwindigkeit zu registrieren. Diese Veränderungen durch unterschiedliche Provokationen bzw. auch im Vergleich mit der Blutdruckkurve erlaubt die Bestimmung der zerebrovaskulären Autoregulation. Die physiologische zerebrovaskuläre Autoregulation reguliert eine gleichbleibende zerebrale Durchblutung auch bei Veränderungen des systemischen Blutdrucks. Ist diese Autoregulation gestört, kann es bei zu hohem Blutdruck zu intrakraniellen Blutungen und Hirnödem sowie bei niedrigen Blutdruckwerten zur lokalisierten oder globalen Ischämie kommen. Im Rahmen von kritischen Gesundheitszuständen kann es zu Störungen der Autoregulation kommen. Derzeit wir die Inzidenz einer gestörten Autoregulation bei verschiedenen, cerebralen und nichtcerebralen Krankheitsbildern auf der Intensivstation sowie bei Risikopatienten auch intraoperativ untersucht.