Acute effects of nimodipine on the cerebral blood flow and intracranial pressure

Summary

The effects of nimodipine, a calcium antagonist with preferential cerebrovascular activity, on the global and regional cerebral blood flow (CBF and rCBF), the intracranial pressure (ICP), and the cerebral perfusion pressure (CPP), were investigated in an acute study. The rCBF of 54 patients was measured by the Xe¹³³ inhalation method under identical conditions before and 60 min after oral administration of nimodipine. 12 patients with focal cerebral circulation disturbances of arteriosclerotic origin, who had suffered a cerebral accident (TIA, PRIND, minor stroke) no more than 3 weeks previously, were given a placebo (test-retest controls) and 25 patients of the same diagnosis and age group were given 40-80 mg nimodipine orally. 11 patients with acute subarachnoid hemorrhage (SAH) from ruptured anterior communicating artery aneurysms and clinical and angiographic signs of vasospasm (Hunt- and Hess grade 3) were likewise treated with nimodipine by the oral route. 6 patients with cerebral vasospasm received nimodipine in i.v. doses of 0.5-2 mg/h. The cerebral blood flow, assessed on the basis of the initial slope index (ISI), before and after the medication, was compared by Statistical methods. 12 patients with head injury were given nimodipine intravenously in a dose of 0.5-2 mg with continuous monitoring of the ICP and the blood pressure. The pressure values were evaluated continuously by Computer, with calculation of the perfusion pressure, and tested for Statistical significance. Oral nimodipine therapy resulted in a significant (14%) increase of the CBF (taking account of the arterial pC0₂), the improvement of blood flow being even more pronounced in the hypoperfused regions. With the i.v. infusion the cerebral blood flow increased in some cases even more distinctly at different doses and with different intervals between measurements. In the patients with focal circulatory disturbances (ischemic stroke) the CBF increase of 7% after oral administration of nimodipine was not significant, although at the regional level the perfusion increased substantially, and to a significant extent, especially in the affected, hypoperfused regions. There was no evidence of a steal phenomenon. The mean ICP in the head-injury patients was unaffected by the i.v. nimodipine, although the ICP pulse amplitude increased significantly. The arterial pressure and thus CPP decreased at doses higher than 1 mg/h. In 2 patients with an elevated ICP the cerebral pressure rose simultaneously, so that in this case the disproportionately large fall of the perfusion pressure restricts the use of nimodipine in patients with reduced intracranial compliance.

Zusammenfassung

Die akuten Wirkungen von Nimodipine auf die zerebrale Durchblutung (gesamt und regional, CBF und rCBF), den intrakraniellen Druck (ICP) und den zerebralen Perfusionsdruck (CPP) wurden untersucht. Bei 54 Patienten wurde der rCBF mit Xenon¹³³-Inhalation vor und 60 min nach oraler Gabe von Nimodipine gemessen. 12 Patienten mit fokalen zerebralen Zirkulationsstörungen auf arteriosklerotischer Basis, die einen zerebro-vaskulären Insult (TIA, PRIND, «minor stroke») nicht länger als drei Wochen vorher erlitten hatten, erhielten Placebo (Test-Retest-Kontrollen), 25 Patienten mit der gleichen Diagnose und Altersverteilung erhielten 40-80 mg Nimodipine p.o. 11 Patienten mit akuter Subarachnoidalblutung (SAH) aus Aneurysmen der A. com. anterior und angiographischen Zeichen eines zerebralen Vasospasmus (klinisch Hunt- und Hess Stadium 3) wurden ebenso mit Nimodipine oral behandelt. 6 Patienten mit zerebralem Gefäßspasmus erhielten Nimodipine i.v. mit Dosen von 0,5-2 mg/h. Die Hirndurchblutung, berechnet als Initial-Slope-Index (ISI), wurde vor und nach der Behandlung statistisch verglichen.

12 Patienten mit Schädel-Hirn-Trauma erhielten Nimodipine i.v. mit 0,5-2 mg/h unter kontinuierlicher ICP- und Blutdruckmessung. Die Meßwerte wurden kontinuierlich mit Computer ausgewertet (Berechnung des CPP, statistische Signifikanz).

Nach Nimodipine oral nahm die Hirndurchblutung signifikant um 14% zu (unter Berücksichtigung des apCO₂), die Durchblutungsverbesserung war deutlicher in den minderperfundierten Regionen. Bei i.v.-Infusionen nahm die Hirndurchblutung bei einigen Patienten (unterschiedliche Dosen und unterschiedliche Meßintervalle) sogar stärker zu. Bei Patienten mit fokalen Durchblutungsstörungen (ischämischer Insult) war die Hirndurchblutungssteigerung von 7% nach Nimodipine oral nicht signifikant, obgleich die regionale Hirnperfusion deutlicher und besonders in den hypoperfundierten Regionen signifikant zunahm. Zeichen eines Steal-Phänomens traten nicht auf. Der mittlere ICP nach Schädel-Hirn-Trauma wurde statistisch von Nimodipine i.v. nicht beeinflußt, die ICP-Puls-amplitude nahm aber signifikant zu. Der arterielle Druck und daher der Perfusionsdruck nahmen bei Dosen von über 1 mg/h ab; bei 2 Patienten stieg der bereits primär erhöhte ICP nach Nimodipine an, der hier überproportional deutliche Abfall des Perfusionsdruckes schränkt die Gabe von Nimodipine bei Patienten mit eingeschränktem intrakraniellem Reserveraum ein.

Key-Words

Calcium-antagonism - Nimodipine - Cerebral blood flow - Intracranial pressure, cerebral perfusion pressure - Cerebral vasospasm - Stroke