Nachweis von hämodynamischen Veränderungen über dem visuellen Kortex nach visueller Stimulation bei Neugeborenen Kindern mittels Funktioneller Nahinfrarotspektroskopie

Hintergrund: Eine Weiterentwicklung der Nahinfrarotspektroskopie ist die Messung des zerebralen Blutvolumens und der Sauerstoffversorgung über spezifischen Hirnarealen nach sensoneuronaler Stimulation. In verschiedenen Studien bei Erwachsenen konnten in Abhängigkeit vom Funktionszustand dieser Gehirnregionen lokale hämodynamische Veränderungen nachgewiesen werden.

Ziel der Studie: Ist die Messung einer hämodynamischen Antwort über dem visuellen Cortex nach visueller Stimulation bei termingeborenen Kindern in den ersten Lebenstagen möglich und wenn ja, nimmt die Konzentration des oxygenierten (O2Hb)- und deoxygenierten Hämoglobins (HHb) während der Stimulation zu oder ab?

Methode: 15 gesunde, termingeborene Kinder, mit einem Alter von 2 bis 9 Tagen, wurden mit Blitzlicht, welches alle 1 oder 2s Sekunden blitzte, stimuliert. Stimulationsperioden von 20 sek wurden mit Ruhephasen von 20 sek abgewechselt. Für die Messungen wurde ein in unserem Haus entwickeltes Nah-Infrarotmessgerät, der MCP II, verwendet. Dieses Gerät misst lokalisierte Veränderungen der Konzentration von oxygeniertem (O2Hb) und deoxygeniertem Hämoglobien (HHb). Der speziell für diese Messungen entwickelte NIRS-Sensor enthält 4 Lichtquellen und 4 Detektoren, welcher eine Fläche von 2.5cm mal 3.35cm mit 10 Lichtbündeln bei 100Hz abdeckt. Die Mitte des Sensors wurde auf dem Hinterkopf des schlafenden Kindes 1cm über dem Inion befestigt.

Ergebnisse: Für die Analyse wurde die Konzentration des O2Hb and HHb während der letzten 10 sek des Stimulationszyklus mit der Konzentration während der letzten 10 sek vor einem Stimulationszyklus verglichen. Bei 10 von 15 Kindern fanden wir einen signifikanten Anstieg des O2Hb und/oder signifikanten Abfall des HHb über mehreren Stellen. Während der Stimulation stieg die O2Hb Konzentration um 1.3µmol/l, die HHb Konzentration fiel auf 0.5µmol/l, und das Totale Hb stieg um 0.9µmol/l.

Schlussfolgerung: Eine hämodynamische Antwort kann nach visueller Stimulation über dem visuellen Kortex bei schlafenden Neugeborenen Kindern gemessen werden. Das Ergebnis entspricht der hämodynamischen Antwort, wie sie bei Erwachsenen nach visueller Stimulation gezeigt werden konnte. Der Anstieg des O2Hb und gleichzeitige Abfall des HHb deuten daraufhin, dass es, um den erhöhten Sauerstoffverbrauch über dem aktivierten kortikalen Areal zu kompensieren, zu einem Anstieg des zerebralen Blutflusses kommt.