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«Der prognostische Wert des Bispektralindex und der Suppression Ratio bezüglich des Überlebens nach kardiopulmonaler Reanimation ...»

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Aus dem Lehrstuhl für Anästhesiologie

Direktor:

Prof. Dr. med. Bernhard Graf, MSc.

der Fakultät für Medizin

der Universität Regensburg

Der prognostische Wert des Bispektralindex

und der Suppression Ratio bezüglich des

Überlebens nach kardiopulmonaler

Reanimation

Inaugural-Dissertation

zur Erlangung des Doktorgrades

der Medizin

der Fakultät für Medizin

der Universität Regensburg

vorgelegt von

Timo Seyfried

Aus dem Lehrstuhl für Anästhesiologie

Direktor:

Prof. Dr. med. Bernhard Graf, MSc.

der Fakultät für Medizin der Universität Regensburg Der prognostische Wert des Bispektralindex und der Suppression Ratio bezüglich des Überlebens nach kardiopulmonaler Reanimation Inaugural-Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der Medizin der Fakultät für Medizin der Universität Regensburg vorgelegt von Timo Seyfried Dekan: Prof. Dr. Bernhard Weber

1. Berichterstatter: Prof. Dr. med. Bernhard Graf, MSc.

2. Berichterstatter: Prof. Dr. med. Hans-Stefan Hofmann Tag der mündlichen Prüfung: 01.03.2011 Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis Vorwort 1. Einleitung 8

1.1. Geschichte der Reanimation 8

1.2. Epidemiologie des Herz-Kreislaufstillstands 9

1.3. Prädiktoren des Erfolgs bei Reanimation 9

1.4. Der Bispektrale Index als möglicher Prädiktor 12

1.5. Ziele der Arbeit 12 2. Material und Methoden 13

2.1. Patienten und Studiendesign 13

2.2. Der Bispektrale Index 15 2.2.1. Der BIS Algorithmus 17 2.2.2. Ablauf des BIS Algorithmus 19 2.2.3. BIS-Wert und Narkosetiefe 19

2.3. Neurologisches Outcome und Überleben 21 2.3.1. Cerebral Performance Category Score 21 2.3.2. Mini Mental State 22 2.3.3. Hirnstammreflexe 23 2.3.4. Überleben 24

2.4. Statistische Analyse 25 2.4.

–  –  –

Vorwort:

Diese multizentrische prospektive Erhebung erfolgte in den anästhesiologischen Abteilungen zweier Uni-Kliniken (Ulm, Regensburg). Sie wurde aufgrund der aufwendigen Organisation und des großen Umfanges von den Promovenden Timo Seyfried und Christian Riegger vor Ort jeweils gemeinsam durchgeführt.

Um in beiden Dissertationen Aussagen anhand eines vergleichsweise großen Kollektivs machen zu können, wurde auf eine Teilung des Patientenkollektivs verzichtet.

Teile der Einleitung sowie die grundlegende Deskription des Kollektivs sind daher in beiden Arbeiten ähnlich. Darüber hinaus bearbeiteten die

Promovenden das Thema jedoch unter verschiedenen Fragestellungen:

Timo Seyfried beschäftigte sich schwerpunktmäßig mit dem prognostischen Wert des Bispektralindex und der Suppression Ratio bezüglich des Überlebens nach kardiopulmonaler Reanimation, während Christian Riegger den prognostischen Wert des Bispektralindex und der Suppression Ratio als frühzeitigen Prädiktor für das neurologische Outcome nach kardiopulmonaler Reanimation erarbeitete.

Beide Arbeiten beleuchten damit unterschiedliche Aspekte des Gesamtthemas und wurden jeweils eigenständig von den Promovenden erstellt.

1. Einleitung1.1. Geschichte der Reanimation

Bereits in der Antike versuchten die Menschen, Verstorbene wieder ins Leben zu rufen. Dabei gab es verschiedene Versuche leblose Personen durch laute Ansprache, Berührung, Atemspende und Thoraxkompression zu reanimieren.

Die auf den Aufzeichnungen des Galen basierenden Vorstellungen über den menschlichen Organismus hielten sich bis in die Neuzeit [1].

Abgelöst wurde diese Vorstellung von den Entdeckungen William Harveys. Dieser beschrieb im 17. Jahrhundert zum ersten Mal schlüssig und zusammenhängend den Blutkreislauf sowie die Aufgabe des Herzens als Druckpumpe. Zuvor hatte bereits Andreas Vesalius Galens Fehler aus der Tieranatomie verbessert.

Die Londoner Royal Society demonstrierte erstmals 1667 die Beatmung anhand des geöffneten Brustkorbs eines Hundes und die dabei sichtbare Belüftung der Lunge.

An einem Bergmann führte 1732 der Chirurg Tossach erstmals eine erfolgreiche Mund-zu-Mund-Beatmung durch. Man erkannte die Bedeutung der Atmung für die Wiederbelebung. Diese neuen Erkenntnisse wurden jedoch nicht konsequent in der Wiederbelebung umgesetzt.

Es entwickelten sich im Lauf der Jahrhunderte auch viele, zum Teil kurios anmutende Verfahren der Thoraxkompression.

Erst in den 60er Jahren des 20. Jahrhunderts wurde durch die Erkenntnisse Peter Safars und Bernard Lowns der Grundstein für die heute gültigen Algorithmen gelegt [1-3]. Diese Algorithmen wurden über die letzten Jahre ständig modifiziert und aktualisiert.

Die letzte Aktualisierung der Leitlinien erfolgte im Jahr 2010 durch das European Resuscitation Council. In den neuen Leitlinien wurde der Thoraxkompression und Laienreanimation besondere Bedeutung beigemessen. Dies trug neueren Forschungsergebnissen Rechnung die zeigten, dass Patienten mit einer suffizienten Thoraxkompression höhere Überlebensraten aufwiesen [4, 5].

Des Weiteren wird in den Leitlinien eine therapeutische Hypothermie von 32-34°C nach überlebtem Kammerflimmern zur Minderung des zerebralen Schadens empfohlen. Für diese Patientengruppe wird dadurch die Prognose verbessert, während der Nutzen solcher Maßnahmen nach nicht-defibrillierbarem Kreislaufstillstand und bei Kindern von Nutzen sein könnte, jedoch nicht nachgewiesen ist [6].





Die Anwendung der neuen Erkenntnisse in der Pharmakotherapie des HerzKreislaufstillstands und eine effektivere Organisation des Rettungsdienstes haben zu einer Zunahme des sogenannten primären Reanimationserfolges, d.h. der Rückkehr eines Spontankreislaufs, geführt [7].

Es gibt jedoch immer noch sehr deutliche Unterschiede zwischen dem Outcome der Reanimation im ländlichen Raum im Vergleich zum städtischen Raum. Unterschiede finden sich auch im Vergleich der klinischen und präklinischen Reanimation [7, 8].

1.2. Epidemiologie des Herz-Kreislaufstillstands

In Europa versterben jährlich über 600 000 Menschen an einem Herz-KreislaufStillstand. Die Inzidenz von Wiederbelebungsversuchen wird mit 33-99/100.000 Einwohnern pro Jahr angegeben. Dies entspricht 26400-79200 Reanimationsversuchen in Deutschland pro Jahr [9]. In den Vereinigten Staaten erleiden ca. 350.000 Menschen pro Jahr einen Herzstillstand. Somit erleidet alle 90 Sekunden ein Patient in den Vereinigten Staaten einen Herz-Kreislaufstillstand[1].

1.3. Prädiktoren des Erfolgs bei Reanimation

Durch die geringe Ischämietoleranz des Gehirns ergeben sich neue Schwierigkeiten in der Postreanimationsphase. Etwa 80 % der reanimierten Patienten bleiben zunächst komatös und haben meist eine ausgesprochen ungünstige Prognose [7].

Sie versterben oder überleben mit schweren irreversiblen Hirnschädigungen, die zu einer bleibenden Bewusstlosigkeit, einem persistierenden apallischen Syndrom oder einem dauerhaften schweren neurologischen Defektsyndrom mit ständiger Pflegebedürftigkeit führen [10, 11]. Die vollständige Rehabilitation des Patienten, der sogenannte sekundäre Reanimationserfolg, gelingt nur in wenigen Fällen. Laut aktueller Studienlage liegt der sekundäre Reanimationserfolg zwischen 3 % und 27 % [12, 13].

Eine frühe Beurteilung des Outcome wichtig für die Entscheidung zur Ausweitung der intensivmedizinischen Therapie. Gerade für diese „End-of-Life Decisions“ ist es wichtig, die individuelle Prognose möglichst früh abschätzen zu können.

In der Literatur finden sich viele Studien, die mögliche Prognosefaktoren zusammengetragen haben.

Diese Prognosefaktoren basieren auf demographischen, klinischen, elektrophysiologischen und biochemischen Daten. Darüber hinaus tragen Scoresysteme und neuroradiologische Befunde zur Prognoseabschätzung bei.

Einige Parameter im Überblick [14]:

Tabelle 1: Zusammenstellung der Prognosefaktoren I. Demografische und präklinische Daten Alter [15, 16] Grunderkrankungen/Komorbidität [17, 18] Ätiologie des Herz-Kreislauf-Stillstandes [19, 20] Art der Herzrhythmusstörung [15, 16, 20] Beobachteter oder nicht beobachteter Herz-Kreislauf-Stillstand [16, 21-23] Lebensrettende Sofortmaßnahmen [22, 24, 25] (geschätztes) Intervall zwischen Kollaps und Eintreffen des Notarztes [13, 16, 26] Spontanatmung beim Eintreffen des Notarztes [27] Zeit zwischen Herz-Kreislauf-Stillstand und ROSC [15] Adrenalin-Gesamtdosis während der Reanimation [28] Pupillenreaktion auf Licht nach 24-72h [23, 29] Hust-/Würgreflex nach 24-72h [18, 23] Glasgow-Coma-Score nach ROSC [23] Spontanatmung nach ROSC [27]

II. Klinische Befunde

Dauer der Bewusstlosigkeit [30] Auftreten generalisierter Myoklonien [18, 23, 29] Kornealreflex bei Aufnahme in die Klinik und am 1. und 3. Tag [23, 29] Reaktion auf Schmerzreize am 3. Tag [18, 23, 29] Glasgow-Coma-Score bei Klinikaufnahme [18, 23] APACHE-II-Score in den ersten 24h [18] vestibulookulärer Reflex nach 3 Tagen [23] fehlender Hust-/Würgreflex [23]

–  –  –

Serumglucose bei Aufnahme in die Klinik und nach 12 und 24h [18, 33] IV. Elektrophysiologie Elektroenzephalografie (EEG): Burst-Suppression-EEG, isolelektrisches EEG [18, 34, 35] beidseitiger Ausfall der somatosensibel evozierte Potenziale (SEP) [33, 36, 37] V. Radiologische/Nuklearmedizinische Untersuchungen Computertomografie [18, 38] Magnetresonanztomografie [39] Positronenemissionstomografie [40] Viele von diesen Parametern können jedoch erst im Laufe der intensivmedizinischen Behandlung erhoben werden und sind daher für die Frühphase ungeeignet.

Die elektrophysiologischen Verfahren sind den anderen klinischen Parametern bezüglich ihrer Spezifität überlegen [34, 41]. Bei den ihnen zeigte sich, dass die Untersuchungen von somatosensorisch evozierten Potentialen die geringste Wahrscheinlichkeit für falsch positive Resultate aufweisen [41, 42].

Mit dem BIS-Monitoring würde ein tragbares, auf Elektrophysiologie basierendes, Instrument zur Verfügung stehen um schon in einer frühen Phase der Reanimation die Prognose des Patienten besser abschätzen zu können.

1.4. Der Bispektrale Index als möglicher Prädiktor

Der BIS-Monitor ist ein weltweit eingeführtes und in zahlreichen Untersuchungen validiertes automatisiertes Narkose-EEG-Interpretationssystem. Der BIS-Monitor wurde zuerst in den USA direkt vertrieben. Von 1996 bis 1999 wurde der A-1000 von der Firma Spacelabs in Deutschland verkauft, allerdings nur für wissenschaftliche Zwecke. Erst ab 1999 kam er über Vertriebspartner in den Handel.

Das BIS-Monitoring hat gerade bei notfallmedizinischen bzw. intensivmedizinischen Einsatz große Vorteile im Vergleich zum konventionellen EEG. Als Kompaktsystem ist es sowohl leicht transportabel als auch schnell einsetzbar. Des Weiteren ist zur Anwendung und Auswertung keine größere Expertise erforderlich, was einen breiten Einsatz ermöglicht. Aufgrund seiner Konzeption als Narkose-EEGInterpreationssystem kann der Bispektrale Index trotz sedierender Medikation eingesetzt werden. Dies führt jedoch zu gewissen Einschränkungen, auf die im weiteren Verlauf noch eingegangen wird.

Neben der Messung der Narkosetiefe wird der prozentuale Anteil des NulllinienEEGs im Gesamt-EEG erfasst. Dieses Burst-Suppression-EEG tritt meist bei BISWerten zwischen 0 und 30 auf und kann Hinweise auf eine cerebrale Ischämie geben. Das Spontan-EEG wird aufgrund eines Schutzmechanismus, der den metabolischen Bedarf bei neuronaler Ischämie inhibiert, sobald der cerebrale Perfusionsdruck unter eine kritische Grenze fällt.

In einer Studie von Vivien et al. [43] konnte gezeigt werden, dass BIS-Monitoring zur Festlegung des Zeitpunktes abschließender Hirntoddiagnostik bei komatösen Patienten geeignet ist. Es finden sich auch mehrere Fallberichte, in denen BISMonitoring als möglicher Prädiktor bei Reanimation gesehen wird [44, 45]. Das BISMonitoring könnte auch Aufschluss über die cerebrale Perfusion bei laufender kardiopulmonaler Reanimation geben [46, 47].

1.5. Ziele der Arbeit



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