Neuroprotektion bei tiefem hypothermen Kreislaufstillstand am Schweinemodell:
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|---|---|
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Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis I
Abbildungsverzeichnis IV
Tabellenverzeichnis V
Zusammenfassung VI
1 Einleitung 1
1.1 Einführung in die Thematik 1
1.2 Geschichtlicher Hintergrund 2
1.3 Indikationen zum chirurgischen Aortenbogenersatz 4
1.3.1 Akute Dissektion der thorakalen Aorta 4
1.3.2 Aneurysma der thorakalen Aorta 7
1.4 Prognose des chirurgischen Aortenbogenersatzes 8
1.5 Pathophysiologie der zerebralen Schädigung 10
1.6 Methoden der zerebralen Protektion 11
1.6.1 Vor und Nachteile der Ganzkörperhypothermie 11
1.6.2 Hypothermer Kreislaufstillstand (HCA) 13
1.6.3 Klinische Routine des HCA 14
1.6.4 Neue Erkenntnisse 14
1.7 Pharmakologische Ansatzpunkte der Neuroprotektion 15
1.8 Kontrolle der Effektivität neuroprotektiver Maßnahmen 19
1.8.1 Metabolische Parameter 19
1.8.2 Intrakranielle Druckmessung 19
1.8.3 Neurophysiologische Messungen 20
1.8.4 Psychometrische Testverfahren 21
1.8.5 Histologie 22
2 Fragestellung und Ziele der Arbeit 23
I
3 Material und Methoden 24
3.1 Studienaufbau 24
3.2 Anästhesieprotokoll 25
3.3 Perioperatives Management 25
3.4 Neurophysiologisches Monitoring 26
3.5 Operative Technik 27
3.6 Anatomische Besonderheiten 30
3.7 Studienprotokoll 31
3.7.1 Perioperative Messungen 31
3.7.2 Bewertung des postoperativen neurologischen Status 32
3.7.3 Euthanasie und Hirnentnahme 33
3.8 Histologie 34
3.8.1 Histologische Aufarbeitung 34
3.8.2 Die ISEL und YOYO Färbung 35
3.8.3 Quantifizierung degenerativer neuronaler Veränderungen 35
3.9 Statistische Auswertung 36
4 Ergebnisse 37
4.1 Mortalität und Morbidität 37
4.2 Vergleichbarkeit der Gruppen 37
4.3 Temperaturverlauf 37
4.4 Hämodynamik 38
4.5 Blutgasanalyse und Hämatokritbestimmung 38
4.6 Elektrolyte 40
4.7 Zerebraler Metabolismus 41
4.7.1 Sauerstoff Metabolismus 41
4.7.2 Venöser Kohlendioxydpartialdruck 42
4.7.3 Glukose 43
II
4.7.4 Laktat 43
4.8 Intrakranielle Druckmessung (ICP) 44
4.9 Druckmessung im Sinus sagittalis (SSP) 45
4.10 Elektroenzephalogramm (EEG) 46
4.11 Visuell evozierte Potentiale (VEP) 47
4.12 Postoperativer neurologischer Status (Neurorecovery) 48
4.13 Histologische Auswertung 49
4.13.1 Formen des Zelluntergangs eine qualitative Differenzierung 49
4.13.2 Quantitative Zelltodbestimmung im Hippocampus 51
5 Diskussion 53
5.1 Temperaturmanagement und neuroprotektive Strategien 53
5.2 Hirnödem und intrakranieller Druckanstieg 55
5.2.1 ICP und SSP 55
5.2.2 Hämatokriteinstellung 58
5.3 Reduktion des zerebralen Metabolismus bei DHCA 59
5.3.1 Zerebraler Sauerstoffverbrauch 60
5.3.2 Laktatproduktion unter hypoxischen Bedingungen 60
5.4 Neurofunktionsdiagnostik 61
5.4.1 Elektrophysiologische Messungen 61
5.4.2 Das postoperative neurologische Verhalten 63
5.5 Histopathologie 64
6 Schlussfolgerungen 67
7 Literaturverzeichnis 69
Lebenslauf 82
Ehrenwörtliche Erklärung 83
Danksagung 84
III
Abbildungsverzeichnis
Abb. 1: Dissektion der thorakalen Aorta 4
Abb. 2: Aneurysma der thorakalen Aorta 4
Abb. 3: Klinische Einteilung der Aortendissektionen nach Stanford 5
Abb. 4: Apoptose eines Neurons 16
Abb. 5: Wirkung von CsA auf die T Lymphozyten 18
Abb. 6: Schematische Darstellung des extrakorporalen Kreislaufs 28
Abb. 7: Kanülierung des Herzens und der Aorta (OP Bild) 29
Abb. 8: Arcus aortae und supraaortale Äste beim Schwein (OP Bild) 31
Abb. 9: Versuchsablauf 32
Abb. 10: Anatomische Lokalisation der hippocampalen Formation 34
Abb. 11: Zeitliche Temperaturveränderung während des Versuchablaufs 38
Abb. 12: Venöse Sauerstoffsättigung im Sinus sagittalis 42
Abb. 13: Laktatspiegel im Sinus sagittalis 44
Abb. 14: Intrakranielle Druckmessung (ICP) 45
Abb. 15: Druckmessung im Sinus sagittalis (SSP) 46
Abb. 16 : Neurorecovery bei 20°C 48
Abb. 17: Neurorecovery bei 10°C/Plazebo 48
Abb. 18: Neurorecovery bei 10°C/CsA 48
Abb. 19: Apoptotischen Zelle in ISEL 50
Abb. 20: Apoptotischen Zelle in YOYO 50
Abb. 21: Typ 1 Zelluntergang in ISEL 50
Abb. 22: Typ 1 Zelluntergang in YOYO 50
Abb. 23: Typ 2 Zelluntergang in ISEL 51
Abb. 24: Typ 2 Zelluntergang in YOYO 51
Abb. 25: Neuronaler Zelluntergang im Hippocampus am POT 3 52
IV
Tabellenverzeichnis
Tab. 1: Behandlungsprotokoll der drei Studiengruppen 24
Tab. 2: Postoperativer Neurostatus Neuroscore 33
Tab. 3: Physiologische Parameter 39
Tab. 4: Neurophysiologische Messdaten und Neuroscore 47
Tab. 5: Zelluntergang im Hippocampus 51
V |
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Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis I
Abbildungsverzeichnis IV
Tabellenverzeichnis V
Zusammenfassung VI
1 Einleitung 1
1.1 Einführung in die Thematik 1
1.2 Geschichtlicher Hintergrund 2
1.3 Indikationen zum chirurgischen Aortenbogenersatz 4
1.3.1 Akute Dissektion der thorakalen Aorta 4
1.3.2 Aneurysma der thorakalen Aorta 7
1.4 Prognose des chirurgischen Aortenbogenersatzes 8
1.5 Pathophysiologie der zerebralen Schädigung 10
1.6 Methoden der zerebralen Protektion 11
1.6.1 Vor und Nachteile der Ganzkörperhypothermie 11
1.6.2 Hypothermer Kreislaufstillstand (HCA) 13
1.6.3 Klinische Routine des HCA 14
1.6.4 Neue Erkenntnisse 14
1.7 Pharmakologische Ansatzpunkte der Neuroprotektion 15
1.8 Kontrolle der Effektivität neuroprotektiver Maßnahmen 19
1.8.1 Metabolische Parameter 19
1.8.2 Intrakranielle Druckmessung 19
1.8.3 Neurophysiologische Messungen 20
1.8.4 Psychometrische Testverfahren 21
1.8.5 Histologie 22
2 Fragestellung und Ziele der Arbeit 23
I
3 Material und Methoden 24
3.1 Studienaufbau 24
3.2 Anästhesieprotokoll 25
3.3 Perioperatives Management 25
3.4 Neurophysiologisches Monitoring 26
3.5 Operative Technik 27
3.6 Anatomische Besonderheiten 30
3.7 Studienprotokoll 31
3.7.1 Perioperative Messungen 31
3.7.2 Bewertung des postoperativen neurologischen Status 32
3.7.3 Euthanasie und Hirnentnahme 33
3.8 Histologie 34
3.8.1 Histologische Aufarbeitung 34
3.8.2 Die ISEL und YOYO Färbung 35
3.8.3 Quantifizierung degenerativer neuronaler Veränderungen 35
3.9 Statistische Auswertung 36
4 Ergebnisse 37
4.1 Mortalität und Morbidität 37
4.2 Vergleichbarkeit der Gruppen 37
4.3 Temperaturverlauf 37
4.4 Hämodynamik 38
4.5 Blutgasanalyse und Hämatokritbestimmung 38
4.6 Elektrolyte 40
4.7 Zerebraler Metabolismus 41
4.7.1 Sauerstoff Metabolismus 41
4.7.2 Venöser Kohlendioxydpartialdruck 42
4.7.3 Glukose 43
II
4.7.4 Laktat 43
4.8 Intrakranielle Druckmessung (ICP) 44
4.9 Druckmessung im Sinus sagittalis (SSP) 45
4.10 Elektroenzephalogramm (EEG) 46
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4.12 Postoperativer neurologischer Status (Neurorecovery) 48
4.13 Histologische Auswertung 49
4.13.1 Formen des Zelluntergangs eine qualitative Differenzierung 49
4.13.2 Quantitative Zelltodbestimmung im Hippocampus 51
5 Diskussion 53
5.1 Temperaturmanagement und neuroprotektive Strategien 53
5.2 Hirnödem und intrakranieller Druckanstieg 55
5.2.1 ICP und SSP 55
5.2.2 Hämatokriteinstellung 58
5.3 Reduktion des zerebralen Metabolismus bei DHCA 59
5.3.1 Zerebraler Sauerstoffverbrauch 60
5.3.2 Laktatproduktion unter hypoxischen Bedingungen 60
5.4 Neurofunktionsdiagnostik 61
5.4.1 Elektrophysiologische Messungen 61
5.4.2 Das postoperative neurologische Verhalten 63
5.5 Histopathologie 64
6 Schlussfolgerungen 67
7 Literaturverzeichnis 69
Lebenslauf 82
Ehrenwörtliche Erklärung 83
Danksagung 84
III
Abbildungsverzeichnis
Abb. 1: Dissektion der thorakalen Aorta 4
Abb. 2: Aneurysma der thorakalen Aorta 4
Abb. 3: Klinische Einteilung der Aortendissektionen nach Stanford 5
Abb. 4: Apoptose eines Neurons 16
Abb. 5: Wirkung von CsA auf die T Lymphozyten 18
Abb. 6: Schematische Darstellung des extrakorporalen Kreislaufs 28
Abb. 7: Kanülierung des Herzens und der Aorta (OP Bild) 29
Abb. 8: Arcus aortae und supraaortale Äste beim Schwein (OP Bild) 31
Abb. 9: Versuchsablauf 32
Abb. 10: Anatomische Lokalisation der hippocampalen Formation 34
Abb. 11: Zeitliche Temperaturveränderung während des Versuchablaufs 38
Abb. 12: Venöse Sauerstoffsättigung im Sinus sagittalis 42
Abb. 13: Laktatspiegel im Sinus sagittalis 44
Abb. 14: Intrakranielle Druckmessung (ICP) 45
Abb. 15: Druckmessung im Sinus sagittalis (SSP) 46
Abb. 16 : Neurorecovery bei 20°C 48
Abb. 17: Neurorecovery bei 10°C/Plazebo 48
Abb. 18: Neurorecovery bei 10°C/CsA 48
Abb. 19: Apoptotischen Zelle in ISEL 50
Abb. 20: Apoptotischen Zelle in YOYO 50
Abb. 21: Typ 1 Zelluntergang in ISEL 50
Abb. 22: Typ 1 Zelluntergang in YOYO 50
Abb. 23: Typ 2 Zelluntergang in ISEL 51
Abb. 24: Typ 2 Zelluntergang in YOYO 51
Abb. 25: Neuronaler Zelluntergang im Hippocampus am POT 3 52
IV
Tabellenverzeichnis
Tab. 1: Behandlungsprotokoll der drei Studiengruppen 24
Tab. 2: Postoperativer Neurostatus Neuroscore 33
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Tab. 4: Neurophysiologische Messdaten und Neuroscore 47
Tab. 5: Zelluntergang im Hippocampus 51
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