Kontinuierliche fiberoptische Überwachung der hirnvenösen Sauerstoffsättigung bei schwerem Schädel-Hirn-Trauma -Erfahrungen und Ergebnisse

Zusammenfassung

Ziel der Studie: Die Überwachung von Patienten mit schwerem Schädel-Hirn-Trauma (SHT) mittels jugularvenöser Oxymetrie (SjO₂) ermöglicht eine Beurteilung der zerebralen Sauerstoffversorgung, die rasche Diagnose hypoxischer zerebraler Episoden und eine Optimierung von Hirndruck-, Beatmungs- und Kreislauftherapie. Diese Studie wurde durchgeführt, um bei Patienten mit SHT die Verläßlichkeit des SjO₂-Monitorings zu überprüfen, sowie zerebrale O₂-Extraktion und Häufigkeit zerebraler Hypoxien zu erfassen.

Methodik: Bei 16 Patienten mit schwerem SHT (GCS 3-8) wurden SjO₂ (fiberoptisches System), arterieller Blutdruck und intrakranieller Druck nach Aufnahme auf die Intensivstation kontinuierlich registriert. Schwankungen der SjO₂ (> 10 % innerhalb von 30 min), soweit sie nicht therapiebedingt waren, wurden als irreguläre, isolierte bzw. als irreguläre, kombinierte (bei synchronen Fluktuationen von ICP und Blutdruck) gewertet. Durch technische Probleme verursachte Fehlregistrierungen (v.a. Lage der Katheterspitze an der Gefäßwand) wurden getrennt erfaßt. Hypoxische Episoden (SjO₂ < 5 0 %) wurden getrennt nach Zeitdauer (5-10/> 10 min) und auslösender Ursache ausgewertet. Die zerebrale O₂-Extraktion wurde als Differenz von arterieller und hirnvenöser O₂-Sättigung jeweils pro Tag zusammengefaßt.

Ergebnisse: Die Messungen erfolgten im Mittel über 194 h pro Patient, insgesamt wurden Daten über 3106 h registriert. Der Korrelationskoeffizient zwischen in-vivo und in-vitro bestimmter O₂-Sättigung betrug r = 0,62 (n = 367, p < 0,001). Ungestörte, artefaktfreie Messungen der SjO₂ waren nur während 58,3 % der Stunden möglich. Isolierte, irreguläre Schwankungen der SjO₂ traten während 22,2 % der Stunden auf, technische Probleme während 14,5 %. Zu irregulären, kombinierten Schwankungen von SjO₂, ICP und Blutdruck kam es während 5,0 % des untersuchten Zeitraums. Bei den 16 Patienten wurden insgesamt 66 hypoxische Episoden beobachtet, davon 41 von über 10 Minuten Dauer. Sie wurden zu 35 % durch zu niedrigen Perfusionsdruck und zu 17 % durch Hypokapnie verursacht. Die O₂-Extraktion war am Traumatag mit 37,4 % im Vergleich zu 28,9-31,9 % am 1.-5. Tag nach Trauma signifikant (p < 0,05) erhöht.

Schlußfolgerungen: Das Monitoring der SjO₂ bei Patienten mit schwerem SHT ermöglicht eine bessere Einschätzung der zerebralen Sauerstoffversorgung und der Effizienz therapeutischer Maßnahmen. Bedingt durch die hohe Quote an nicht erklärbaren Schwankungen der SjO₂ ist die Interpretation der Daten jedoch häufig erschwert. Die initial erhöhte O₂-Extraktion mit deutlicher Verminderung in den folgenden Tagen spiegelt vermutlich die in den ersten Stunden erniedrigte Hirndurchblutung und eher gesteigerte zerebrale Perfusion im sich anschließenden Zeitraum wieder. Die jugularvenöse Oxymetrie kommt dem Ziel des fortgeschrittenen, organspezifischen zerebralen Monitorings näher, die Zuverlässigkeit dieses Systems sollte jedoch zum allgemeinen klinischen Einsatz noch verbessert werden.

Summary

Aim: Monitoring of jugular-venous O_2-saturation (SjO₂) enables the assessment of cerebral oxygen supply and the rapid detection of cerebral desaturation in patients with severe head injury. Furthermore, it may help to optimize circulation, ventilation, and intracranial hypertension therapy in these patients. This study was performed to evaluate the reliability of SjO₂-monitoring as well as to measure cerebral O₂-extraction and the frequency of episodes of cerebral desaturation after traumatic brain injury.

Methods: In 16 patients with severe head injury (GCS 3-8), SjO₂ (fibreoptic system), arterial blood pressure, and intracranial pressure were continuously recorded after admission of the patients to the intensive care unit. Fluctuations of SjO₂ (>10 % within 30 min), which were not included by therapeutic measures, were classified by off-line analysis as irregular-isolated or irregular-combined, if accompanied by similar fluctuations of ICP and arterial blood pressure. Recordings which were unreliable due to technical reasons, mainly because of wall adherence of the tip of the fibreoptic catheter, were evaluated separately. Episodes of cerebral desaturations (SjO₂< 50 %) were assessed with regard to their frequency, duration (5-10/>10min) and underlying mechanisms. Cerebral O₂-extraction was calculated as the difference between arterial and cerebrovenous O_2-saturation and averaged for each day after trauma.

Results: Mean time of measurement for each patient was 194 hrs, a total of 3106 hrs were recorded. The correlation coefficient between in-vivo and in-vitro measured SjO₂ was r = 0.62 (n = 367, p< 0.001). Reliable and artifact-free measurements of SjO₂ were obtained only during 58.3 % of all hours. Irregular-isolated fluctuations of the SjO₂ occurred in 22.2 % of the hours, and technical problems in 14.5 %. Erroneous readings due to irregular-combined fluctuations of the jugular-venous O_2-saturation were detected in 5.0 % of the time periods. A total number of 66 episodes of cerebral desaturation (SjO₂ < 50 %) were found in all 16 patients, 41 of them had a duration of more than 10 minutes. Cerebral hypoxia was attributed to low cerebral perfusion pressure in 35 % and hypocapnia in 17 %. Global cerebral O₂-extraction was significantly elevated at the day of injury compared to days 1-5 after trauma (37.4 % vs. 28.9 %-31.9 %, p < 0.05).

Conclusions: Monitoring of SjO₂ in severe head injury provides an estimate of cerebral oxygen supply and may improve the assessment of therapeutic measures in these patients. The high incidence of erroneous readings of the SjO₂ is a major drawback of this method. Initially after trauma, a high extraction of oxygen was found, followd by a marked decrease in the subsequent days, presumably reflecting an early, decreased cerebral blood flow and a hyperaemic flow pattern thereafter. Continuous measurements of SjO₂ may contribute to advanced, organ-specific cerebral monitoring in severe craniocerebral trauma. The reliability of data, however, should be considerably improved for common clinical use.