Post on 08-Jul-2020
U N I V E R S I T Ä T S M E D I Z I N B E R L I N
Elektrophysiologische Untersuchungsmethoden
beim Schädel-Hirn-Trauma?
Johannes WoitzikKlinik für Neurochirurgie
CHARITÉ - Universitätsmedizin Berlin(johannes.woitzik@charite.de)
Klinik für Neurochirurgie
� Das EEG ist für die Therapieüberwachung (Dosissteuerung) einer Barbiturat-narkose essenziell. In der Postakutphase dient diese Untersuchung dem Nachweis epileptischer Anfälle.
� Die Untersuchung der somatosensibel (SEP) und motorisch evozierten Potenziale (MEP) gibt Aufschluss über Vorliegen einer zusätzlichen Schädigung des Myelonsund kann in der Postakutphase zur Prognosestellung herangezogen werden.
Klinik für Neurochirurgie
Hans Berger
Über das Elektrenkephalogramm des Menschen Arch f Psychiatr 1929;87:527-70
Klinik für Neurochirurgie
Begriffsklärung:
ECoG = Elektrokortikographie: Ableitung auf dem Cortex
EEG = Elektroenzephalographie: Ableitung oberhalb der Dura
• Erste Vorstellung: EEG/ ECoG = Summe synchroner Aktions-
potentiale aktiver Ganglienzellen (Adrian u. Matthews 1934).
• Das Aktionspotential geht mit einer hohe transmembranöse
Spannungsdifferenz (80-100 mV) einher
• Außerhalb der Zelle sind davon nur wenige 100 μV zu messen
• Das Aktionspotential dauert nur 1–2 ms
An der Cortexoberfläche sind Aktionspotenziale nicht messbar!
S. Zschocke, H.-C. Hansen, Klinische Elektroenzephalographie, 2012
Klinik für Neurochirurgie
S. Zschocke, H.-C. Hansen, Klinische Elektroenzephalographie, 2012
• postsynaptischen Potentiale sind deutlich träger als Aktionspotentiale undsie unterliegen nicht dem Alles-oder-nichts-Gesetz.
• Dadurch können sie sich in vielfaltiger Weise überlagern undSummenpotentiale bilden.
Klinik für Neurochirurgie
Für viele pathologische EEG-Veränderungen liegt die
Ursache überwiegend oder ausschließlich in einer
Störung der Synapsen- oder Transmitterfunktion
begründet.
S. Zschocke, H.-C. Hansen, Klinische Elektroenzephalographie, 2012
Klinik für Neurochirurgie
Spreading Depolarization
Narkosetiefe
Epilepsie
Hypoxie
EEG / ECoG
Konnektivität
Steuerung der Behandlung Prognoseabschätzung/Erkennen von (primär-) Schädigung
Erkennen von pathologischen Ereignissen
Klinik für Neurochirurgie
EEG bei Patienten mit Schädel-Hirn-Trauma
Vorteile:
� Kontinuierlich bettseitig durchführbar
Nachteile:
� Störanfällig, aufwendig
� Experte notwendig
� Prognostisch dem CT/MRT unterlegen
Klinik für Neurochirurgie
S. Zschocke, H.-C. Hansen, Klinische Elektroenzephalographie, 2012
Klinik für Neurochirurgie
S. Zschocke, H.-C. Hansen, Klinische Elektroenzephalographie, 2012
Herdbefund rechts frontal
Klinik für Neurochirurgie
S. Zschocke, H.-C. Hansen, Klinische Elektroenzephalographie, 2012
Herdbefund rechts frontal
Klinik für Neurochirurgie
S. Zschocke, H.-C. Hansen, Klinische Elektroenzephalographie, 2012
Herdbefund rechts frontal
Verlangsamung <7/s
Klinik für Neurochirurgie
S. Zschocke, H.-C. Hansen, Klinische Elektroenzephalographie, 2012
Herdbefund rechts frontal
Verlangsamung <7/s
Klinik für Neurochirurgie
S. Zschocke, H.-C. Hansen, Klinische Elektroenzephalographie, 2012
Herdbefund rechts frontal
Verlangsamung <7/s
�-Aktivität ~ 0,5/s
Klinik für Neurochirurgie
� Nach Hypoxie, oder sekundär bei Hirndrucksteigerung
� Häufig an Myoklonien gekoppelt
� Übergänge zu epileptischen Aktivitätssteigerung möglich
� Schlechte Prognose (länger als 3 Tage = 100% Mortalität)
Typ 1: Burst für 0,5 bis 1 sec bei schwerer globaler Hirnschädigung
Burst-Suppression-Muster
S. Zschocke, H.-C. Hansen, Klinische Elektroenzephalographie, 2012
Klinik für Neurochirurgie
Bedingt durch Hirnschädigung Bedingt durch Intoxikation
Burst-Suppression-Muster
� Betrifft alle Sedativa (Barbiturate, Propofol, Etomidat, Midazolam)
� keine exakte Schwellen für Medikamentenspiegel für verschiedene Sedativa
� Abhängig von vorbestehender HirnschädigungS. Zschocke, H.-C. Hansen, Klinische Elektroenzephalographie, 2012
Klinik für Neurochirurgie
S. Zschocke, H.-C. Hansen, Klinische Elektroenzephalographie, 2012
Spektralanalyse
Klinik für Neurochirurgie
Patientenbezogene (biologische) Artefakte
� Augenartefakte
� EKG- und Pulsartefakte
� Muskelartefakte
� Bewegungsartefakte (Atmung, Tremor u. a.)
� Haut- und Schwitzartefakte
� Artefakte durch Schädelknochendefekte
Technische Artefakte
� Elektrodenartefakte/Kabelartefakte
� 50-Hz-Wechselstromstörungen und andere
elektromagnetischen Störungen
� Elektrostatische Störungen
� Störungen und Defekte im EEG-Gerat
Klinik für Neurochirurgie KKKKKKKKllllliiiiinnnnniiiikkkkk fffffüüüüürrr NNNNeeeuurochirurggiiee
Klinik für Neurochirurgie
Subdurale Wyler Streifenelektrode an der linken Frontobasis
6-Kontakt Streifenelektrode
Klinik für Neurochirurgie
Stroke 2002;33:2738-2743
Klinik für Neurochirurgie
Aristides Azevedo Pacheco LeãoLeao AAP (1944) Spreading depression of activity in cerebral cortex. J Neurophysiol 7:359-390
Monopolare Ableitung (0,01 Hz Hochpassfilter)
Simultane bipolare Ableitung (0,5 Hz Hochpassfilter)
Elektrokortikographische Anfallsaktivität
Klinik für Neurochirurgie
1 mV
0,2 mV 5 Sek Aufzeichnungsdauer
Monopolare Ableitung (0,01 Hz Hochpassfilter)
Simultane bipolare Ableitung (0,5 Hz Hochpassfilter)
Elektrokortikographische Anfallsaktivität
Klinik für Neurochirurgie
1 mV
0,2 mV 11 Sek Aufzeichnungsdauer
Monopolare Ableitung (0,01 Hz Hochpassfilter)
Simultane bipolare Ableitung (0,5 Hz Hochpassfilter)
Elektrokortikographische Anfallsaktivität
Klinik für Neurochirurgie
1 mV
0,2 mV 26 Sek Aufzeichnungsdauer
Monopolare Ableitung (0,01 Hz Hochpassfilter)
Simultane bipolare Ableitung (0,5 Hz Hochpassfilter)
Elektrokortikographische Anfallsaktivität
1 mV
0,2 mV 1 Min 45 Sek Aufzeichnungsdauer
Klinik für Neurochirurgie
Monopolare Ableitung (0,01 Hz Hochpassfilter)
Simultane bipolare Ableitung (0,5 Hz Hochpassfilter)
Elektrokortikographische Anfallsaktivität
Klinik für Neurochirurgie
1 mV
0,2 mV 4 Min 20 Sek Aufzeichnungsdauer
Monopolare Ableitung (0,01 Hz Hochpassfilter)
Simultane bipolare Ableitung (0,5 Hz Hochpassfilter)
Elektrokortikographische Anfallsaktivität
Klinik für Neurochirurgie
1 mV
0,2 mV 17 Min 30 Sek Aufzeichnungsdauer
Monopolare Ableitung (0,01 Hz Hochpassfilter)
Simultane bipolare Ableitung (0,5 Hz Hochpassfilter)
Was ist das?
Klinik für Neurochirurgie
1 mV
0,2 mV 5 Sek Aufzeichnungsdauer
Monopolare Ableitung (0,01 Hz Hochpassfilter)
Simultane bipolare Ableitung (0,5 Hz Hochpassfilter)
Was ist das?
Klinik für Neurochirurgie
1 mV
0,2 mV 11 Sek Aufzeichnungsdauer
Monopolare Ableitung (0,01 Hz Hochpassfilter)
Simultane bipolare Ableitung (0,5 Hz Hochpassfilter)
Was ist das?
Klinik für Neurochirurgie
1 mV
0,2 mV 26 Sek Aufzeichnungsdauer
Monopolare Ableitung (0,01 Hz Hochpassfilter)
Simultane bipolare Ableitung (0,5 Hz Hochpassfilter)
Was ist das?
Klinik für Neurochirurgie
1 mV
0,2 mV 53 Sek Aufzeichnungsdauer
Monopolare Ableitung (0,01 Hz Hochpassfilter)
Simultane bipolare Ableitung (0,5 Hz Hochpassfilter)
Was ist das?
Klinik für Neurochirurgie
1 mV
0,2 mV1 Min 45 Sek Aufzeichnungsdauer
Monopolare Ableitung (0,01 Hz Hochpassfilter)
Simultane bipolare Ableitung (0,5 Hz Hochpassfilter)
Was ist das?
Klinik für Neurochirurgie
1 mV
0,2 mV4 Min 20 Sek Aufzeichnungsdauer
Monopolare Ableitung (0,01 Hz Hochpassfilter)
Simultane bipolare Ableitung (0,5 Hz Hochpassfilter)
Was ist das?
Klinik für Neurochirurgie
1 mV
0,2 mV8 Min 45 Sek Aufzeichnungsdauer
Monopolare Ableitung (0,01 Hz Hochpassfilter)
Simultane bipolare Ableitung (0,5 Hz Hochpassfilter)
Klinik für Neurochirurgie
1 mV
0,2 mV1 Minute
Monopolare Ableitung (0,01 Hz Hochpassfilter)
Simultane bipolare Ableitung (0,5 Hz Hochpassfilter)
Was ist das?
1 mV
0,2 mV 17 Min 30 Sek Aufzeichnungsdauer
Klinik für Neurochirurgie
Spreading Depolarization im Rattenhirn
Klinik für Neurochirurgie
1 mV
0,2 mV
Klinik für Neurochirurgie
physiologische Situation
nach Subarachnoidalblutung
CSD
CSD
physiologischeCBF-Kopplung
inverseCBF-Kopplung
Hämolyse:
NO
K+
SPREADING DEPOLARIZATION BEI SUBARACHNOIDALBLUTUNG
Department of Neurosurgery
Pathophysiologie der SAB
DDDDeeepppaaarrrrtttttttttttmmmmmmmmmmmmeeeeeeeennntttt oooffff NNNNNNNNNNNeeeeeeeuuuuuuurrrrrooosssuuurrrgggggggeeeeeeerrrrrrrrryyyyyyyyyyyyyyyy
PPPPPPPPPPPPPaaaaaaaaatttttttttthhhhhhhhhhhhhhhoooooooooppppppppppppppppphhhhhhhyyyyssiiioooooooolllllllllllloooooooooooggggggggiiiiiieeeeeeee dddddddddddeeeeeeeerrr SSSAAAABB
Normale Kopplung zwischen Spreading Depolarization undcerebralem Blutfluss
Klinik für Neurochirurgie
Dreier et al, Brain 2009
SPREADING DEPOLARIZATION BEI SUBARACHNOIDALBLUTUNG
Klinik für Neurochirurgie
Dreier et al, Brain 2009
SPREADING DEPOLARIZATION BEI SUBARACHNOIDALBLUTUNG
Klinik für Neurochirurgie
Spreading depolarisations and outcome after traumatic brain injury: a prospective observational study Jed A Hartings, M Ross Bullock, David O Okonkwo, Lilian S Murray, Gordon D Murray, Martin Fabricius, Andrew I R Maas, Johannes Woitzik,Oliver Sakowitz, Bruce Mathern, Bob Roozenbeek, Hester Lingsma, Jens P Dreier, Ava M Puccio, Lori A Shutter, Clemens Pahl, Anthony J Strong, for the Co-Operative Study on Brain Injury Depolarisations
� Prospective, observational, multicentre study at seven centres
� 109 adults who needed neurosurgery for acute TBI
� ECoG monitoring
� Prognostic score (IMPACT), Spreading Depolarization
� Multivariate analysis
� Outcome at 6 month (eGOS)
Lancet Neurol 2011; 10: 1058–64
Klinik für Neurochirurgie
Electrode 1
Electrode 1
Electrode 2
Electrode 2
Cortical spreading depression (CSD)
Isoelectric spreading depression (ISD)
200 μV
200 μV
10 mV
10 mV
5 min
5 min
Klinik für Neurochirurgie
� 6 patients were excluded (poor-quality ECoG)� 1328 SDs arose in 58 (56%) patients� 38 patients with CSD� 20 patients with ISD
Klinik für Neurochirurgie
Klinik für Neurochirurgie
Elektrophysiologische Untersuchungsmethoden
beim Schädel-Hirn-Trauma?
Klinik für Neurochirurgie
Elektrophysiologische Untersuchungsmethoden
beim Schädel-Hirn-Trauma!
Klinik für Neurochirurgie
Zusammenfassung
� EEG/EcOG dient der Erkennung pathologischer
Zustände (symptomatische Epilepsie, Hypoxie,….)
� EEG/ECoG hilft bei der Prognoseabschätzung
� SD/ISD ist ein unabhängiger negativer Prognosefaktor
bei Patienten mit Schädel-Hirn-Trauma
� Monitoring von SDs könnte zu einer individualisierten,
pharmakologischen und/oder physiologischen Therapie
beitragen
Klinik für Neurochirurgie
Severe TBI, spreading depolarizations and outcome Severe TBI, spreading depolarizations and outcome
Klinik für Neurochirurgie