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Wie beeinflusst die Körperhaltung die Durchblutung des Gehirns?

Wie beeinflusst die Körperhaltung die Durchblutung des Gehirns?

Dies ist eine Folgefrage zu einer Antwort auf Quora:

In aufrechter Haltung ist der venöse Abfluss deutlich weniger pulsierend (57%) und erfolgt überwiegend über den Plexus vertebralis, während in Rückenlage der venöse Abfluss überwiegend über die Vena jugularis interna erfolgt. Gemessen wurde ein etwas niedrigerer tCBF (12%), ein erheblich kleineres Liquorvolumen, das zwischen Schädel und Spinalkanal oszilliert (48%) und ein viel größerer ICC (2,8-fach) mit entsprechender Abnahme der MRT-abgeleiteten ICP-Werte in der Sitzposition. [1]

Ich verstehe die Antwort jedoch nicht ganz. Ich weiß, dass die Verteilung des zerebralen Blutflusses komplexer ist, als wir denken, aber erhöht oder verringert sich der Gesamtdurchfluss bei aufrechter Haltung?


Der Blutdruck sinkt, wenn man aufsteht.

Ein Modell des zerebralen Blutflusses wurde in Modellieren der zerebralen Blutflusskontrolle während des Haltungswechsels vom Sitzen zum Stehen erstellt:

Charakteristisch ist, dass nach 60 s Aufstehen der Druck (sowohl systolischer als auch diastolischer Wert) deutlich von einem Mitteldruck von ca. 95 mmHg auf einen Mitteldruck von ca. 58 mmHg abfällt. Gleichzeitig nimmt auch die Blutflussgeschwindigkeit ab, gefolgt von einer Zunahme. Es sollte jedoch beachtet werden, dass, während die mittlere Geschwindigkeit abnimmt, die Abnahme aufgrund einer großen Verbreiterung der Pulsamplitude (systolischer Wert minus diastolischer Wert) nicht so groß ist.

Andere Studien untermauern diese Behauptung, wie z. B. die Hirnzirkulation in verschiedenen physiologischen Zuständen:

Obwohl unsere Studien keinen quantitativen Zusammenhang zwischen Veränderungen des arteriellen Drucks und des zerebralen Blutflusses bei derselben Person zeigten, gab es einen deutlichen Abfall des zerebralen Blutflusses mit dem Abfall des effektiven zerebralen arteriellen Drucks beim Stehen.

Es wurden auch spezifischere Studien zu Haltung und Blutfluss durchgeführt, um herauszufinden, wie der Blutdruck am besten gesenkt werden kann, was bei Patienten mit Kopfverletzungen wichtig ist. Aus Auswirkung der Kopferhöhung auf den Hirndruck, den zerebralen Perfusionsdruck und den zerebralen Blutfluss bei kopfverletzten Patienten:

Es gab keine statistisch signifikante Änderung des CPP, des CBF, des zerebralen Sauerstoffumsatzes, der arteriovenösen Laktatdifferenz oder des zerebrovaskulären Widerstands im Zusammenhang mit der Änderung der Kopfposition. Die Daten zeigen, dass eine Kopferhöhung auf 30° den ICP bei der Mehrheit der 22 Patienten signifikant reduzierte, ohne CPP oder CBF zu reduzieren.

Dies bedeutet, dass der interkranielle Druck (ICP) bei den meisten Patienten signifikant reduziert wurde, ohne den zerebralen Blutfluss (CBF) zu reduzieren. Dies bedeutet Druckänderungen nicht immer gleichbedeutend mit Änderungen des Blutflusses von der gleichen relativen Größe.

Wenn Sie mehr in diese Artikel lesen, erhalten Sie einen besseren Einblick in die Komplexität, wie sich der Fluss in der Körperhaltung ändert, aber es sei denn, Sie haben eine spezifischere Frage, die meiner Meinung nach das abdeckt, was Sie gestellt haben.


Zerebrale Autoregulation: Zusammenhang zwischen Perfusionsdruck und zerebraler Durchblutung

Grundlegende Mechanismen und physiologische Bedeutung der zerebralen Autoregulation

Wie oben diskutiert, wird CBF durch eine Reihe von physiologischen und biochemischen Mechanismen beeinflusst, einschließlich Veränderungen des CPP. CA ist der homöostatische Prozess der Regulierung von CBF als Reaktion auf Veränderungen des CPP. CA wird durch die Regulierung der CVR erreicht, die am effektivsten durch Modulation des Radius der kleinen Hirnarterien und Arteriolen [siehe Gl. (1)]. In Abwesenheit von CA bewirkt ein Anstieg von MAP einen Anstieg von CPP und damit einen Anstieg von CBF, selbst wenn der Stoffwechselbedarf des Gehirns konstant bleibt. Daher wirkt der CA-Mechanismus, der als negativer Rückkopplungsschleifenmechanismus angesehen werden kann, dem MAP-Anstieg entgegen, indem er den Radius der Gefäße verengt (und damit ihren Strömungswiderstand erhöht) und CBF auf das ursprüngliche Niveau bringt. Umgekehrt neigt eine Abnahme des MAP dazu, den CBF zu verringern, und der Regulierungsmechanismus bewirkt, dass die Gefäßerweiterung den CBF wieder ins Gleichgewicht bringt. Diese Reaktionen des zerebrovaskulären Systems auf eine MAP-Änderung treten auf, wenn die CA richtig funktioniert, ansonsten folgt CBF bei pathologischen Zuständen mit beeinträchtigter CA mehr oder weniger passiv (je nach Grad der Beeinträchtigung) MAP-Änderungen.

Der physiologische Ursprung von CA ist noch unklar, wobei vorgeschlagene Mechanismen myogene, metabolische und neurogene Prozesse hervorrufen. 3 , 11 Myogener Mechanismus: Es wurde vorgeschlagen, dass eine myogene Reaktion der glatten Gefäßmuskulatur auf transmurale Druckänderungen durch die Depolarisation der Arterienmembran auftritt und zu Änderungen der Ca 2 + -Konzentration in der Arterienwand führt. 12 Stoffwechselmechanismus: Es wurde vermutet, dass die veränderte Konzentration vasoaktiver Metaboliten (wie Adenosin) aus anfänglichen blutdruckinduzierten Veränderungen des BF resultiert. 13 Neurogener Mechanismus: Perivaskulären Neuronen wurde eine autoregulatorische Wirkung auf Hirnarteriolen zugeschrieben. 14 Unabhängig davon, welcher Mechanismus verantwortlich oder vorherrschend ist, wird CA durch die Freisetzung chemischer Mediatoren vermittelt, was bedeutet, dass eine endliche Zeitdauer erforderlich ist, um den CVR zu regulieren. Daher wird eine endliche Zeitdauer benötigt, um den ursprünglichen Wert von CBF nach einer MAP-Änderung wiederherzustellen. 11

Statische versus dynamische zerebrale Autoregulation

Studien zu CA lassen sich in statische und dynamische einteilen. Auch wenn die Mechanismen, die statischer und dynamischer CA zugrunde liegen, die gleichen sein können oder eine gemeinsame Basis haben, ist die Zeitskala, auf der sie beobachtet werden, unterschiedlich: statische CA bezieht sich auf MAP- und CBF-Werte unter stationären Bedingungen, die über eine Zeitskala von . beobachtet werden Minuten oder Stunden, während sich dynamische CA auf vorübergehende MAP- und CBF-Änderungen bezieht, die in einer Zeitskala von Sekunden beobachtet werden. Frühe Studien zur CA stützten sich auf relativ „langsame“ Methoden zur Messung von CBF, wie die Kety-Schmidt-Technik 15 (siehe Abschn. 3.2.1) oder die Xe 133 [Ref. 16] oder Kr 85 [Ref. 17] Aufnahmetechnik (siehe Abschnitt 3.3.1). Der MAP wurde entweder durch Verschieben des zentralen Blutvolumens mit mechanischen Manövern (wie Änderung der Körperhaltung von der Rückenlage ins Stehen, Neigen des Kopfes oder Einführen eines Unterkörperunterdrucks) oder häufiger durch Injektion von vasoaktiven Medikamenten verändert. Für eine Liste von Methoden, die verwendet werden, um MAP in statischen CA-Studien zu ändern, verweisen wir auf den Review von Numan et al. 18 Die Messungen von MAP und CBF wurden nur zu Beginn (d. h. bevor der MAP geändert wurde) und nachdem die Wirkung des Challenge-Mechanismus abgeschlossen war (normalerweise nach Minuten) durchgeführt. Daher war es mit den typischen Methoden zur Messung der statischen CA nicht möglich, die zeitliche Entwicklung der Transienten in MAP und CBF zu untersuchen, während sie ihre stationären Werte erreichten. Darüber hinaus wurde CA gemäß diesen Verfahren als Alles-oder-Nichts-Mechanismus konzipiert, d. h. entweder war es vorhanden (wenn CBF auf den Anfangswert zurückgekehrt war) oder nicht (wenn CBF der MAP-Änderung passiv folgte).

Mit dem Aufkommen des transkraniellen Doppler-Ultraschalls (TCD, s. Kap. 3.6.1) war es möglich, die Fließgeschwindigkeit eines großen Hirngefäßes [meist der A. cerebri media (MCA)] mit hoher Abtastrate abzutasten. Diese Fähigkeit ermöglichte neue Methoden zum Messen einer dynamischen CA-Antwort. Einer der typischen MAP-Herausforderungsmechanismen ist die Oberschenkeldruckmanschetten-Freigabemethode, 19 die in Abschn. 2.2.2. Sowohl bei statischen als auch bei dynamischen CA-Prozessen beschränkt sich die Regulierung des CBF auf das arterielle Kompartiment, hauptsächlich auf der Ebene der kleinen Arterien und Arteriolen, die sich erweitern oder verengen können, um ihren Strömungswiderstand zu ändern.

Statische zerebrale Autoregulation

Eine erste Rezension zu statischer CA wurde von Lassen geschrieben. 20 Die in dieser Arbeit beschriebene MAP-CBF-Kurve zeigte einen konstanten CBF für MAP-Werte zwischen 60 und 170 mmHg, was auf ein hochaktives statisches Regulationssystem hinweist. Die Arbeit von Lassen hatte einen tiefgreifenden Einfluss auf die wissenschaftliche und medizinische Gemeinschaft, und die in seinem Artikel vorgestellte MAP-CBF-Kurve wurde als wichtige Referenz für die oberen und unteren Cutoff-Werte von MAP angesehen, innerhalb derer CA wirksam war. Abbildung 1 zeigt das CBF-Plateau über dem MAP-Bereich für die statische Autoregulation. Die MAP-CBF-Kurve in Lassens Arbeit wurde durch die Kombination der Ergebnisse aus sieben Humanstudien mit 11 verschiedenen Probandengruppen erhalten, wobei in jeder Gruppe CBF an einem einzigen MAP gemessen wurde. Die Ergebnisse zu verschiedenen Probandengruppen waren gemischt, unabhängig davon, ob die Probanden gesund, krank oder unter Medikation waren. Daher repräsentierte die Kurve interindividuelle Werte unter verschiedenen Gesundheitszuständen und nicht eine intrasubjektive MAP-CBF-Beziehung, die an einer Kohorte von Probanden mit ähnlichen Gesundheitszuständen gemessen wurde. Wie bereits erwähnt, kann diese Art der Extrapolation der statischen CA-Kurve von einer begrenzten Anzahl verschiedener Probanden zu irreführenden Ergebnissen führen, selbst wenn die Probanden alle gesund sind, aufgrund individueller Variabilität und unberücksichtigter Auswirkungen anderer Variablen. 11 Es ist möglich, dass die statische CA-Kurve druckpassiver ist als zuvor von by Lassen beschrieben, oder anders ausgedrückt, dass die CBF-MAP-Kurve im Autoregulationsbereich nicht genau ein flaches Plateau ist (wie in Abb. 1), aber hat eine leicht positive Steigung. Dies stimmt auch mit einigen theoretischen Modellen der CA überein, die auf einer Rückkopplungsschleife basieren. 21 Darüber hinaus ist heute bekannt, dass die statische CA-Kurve von anderen Variablen beeinflusst wird, wie den Konzentrationen von Kohlendioxid ( CO 2 ) und O 2 im Blut. Für ein theoretisches Modell des Einflusses von Blutgaswerten auf CA verweisen wir auf die Arbeit von Payne et al. 22


Nicht standardmäßige Abkürzungen und Akronyme

Hirndurchblutungsgeschwindigkeit

verlängerter kognitiver Stresstest

posturales Tachykardie-Syndrom

Klinische Perspektive

Was ist neu?

Im Vergleich zu alters‐ und geschlechtsangepassten gesunden Kontrollen zeigten Patienten mit posturalem Tachykardiesyndrom eine stärkere Reduktion der zerebralen Blutflussgeschwindigkeit und psychomotorischen Geschwindigkeit nach längeren kognitiven Belastungstests, selbst ohne orthostatischen Stress.

Die Verringerung der zerebralen Blutflussgeschwindigkeit in der mittleren Hirnarterie von Patienten mit posturalem Tachykardie-Syndrom war während längerer kognitiver Belastungstests und nach 5 Minuten Stehen ähnlich.

Was sind die klinischen Implikationen?

Unsere Ergebnisse können die gängige Beschreibung von „Brain Fog“ bei Patienten mit posturalem Tachykardie-Syndrom erklären und das Konzept weiter stärken, dass kognitive Dysfunktion beim posturalen Tachykardie-Syndrom eine Folge der Krankheitspathophysiologie ist.

Weitere Studien sind erforderlich, um die pathophysiologischen Mechanismen zu beschreiben, die diesen Beobachtungen zugrunde liegen.

Bei Personen mit posturalem Tachykardie-Syndrom (POTS) treten neben ihrer Stehunverträglichkeit häufig mehrere schwächende kardiovaskuläre, gastrointestinale und neuropsychologische Symptome auf. 1 Obwohl es klar ist, dass die Symptome bei diesen Personen mit der Annahme einer aufrechten Körperhaltung zusammenhängen, gibt es eine Vielzahl von Faktoren, die das Blutvolumen reduzieren oder den Gefäßtonus verringern (wie heiße Umgebungen, große Mahlzeiten, körperliche Anstrengung, kardiale Dekonditionierung und Medikamente) bekannt dafür, POTS-Symptome zu verschlimmern und Aktivitäten des täglichen Lebens zu beeinträchtigen. 2 , 3 , 4 , 5 Die Auswirkungen dieser Symptome auf die Lebensqualität und kognitive Dysfunktion sind gut beschrieben, wirksame Behandlungsmöglichkeiten bleiben jedoch begrenzt. 6 Die Korrektur von Dehydration, körperliches Training und die Manipulation von vasoaktiven und die Herzfrequenz (HR) verlangsamenden Medikamenten können eine gewisse Linderung der Symptome bewirken, jedoch erfordert eine Verbesserung des therapeutischen Ansatzes ein besseres Verständnis der zugrunde liegenden heterogenen Pathophysiologie. 6 , 7 , 8 , 9 , 10

Kognitive Dysfunktion bei Patienten mit POTS wird manchmal gleichzeitigen Angstzuständen und Depressionen zugeschrieben, obwohl sich auch die Leistung bei Aufgaben, die anhaltende Aufmerksamkeit und das Kurzzeitgedächtnis erfordern, bei orthostatischem Stress verschlechtert hat. 11, 12 Der Zusammenhang zwischen kognitiver Dysfunktion und aufrechter Körperhaltung kann mit einer Verringerung des zerebralen Blutflusses (CBF) oder Schwankungen des Blutdrucks (BP) und der CBF-Geschwindigkeit (CBFv) zusammenhängen. 12 , 13 Allerdings wurde bei POTS über das Fortbestehen von geistiger Erschöpfung und kognitiven Störungen („Brain Fog“) auch in liegender Position berichtet. 14 Es bleibt unklar, ob diese Symptome durch eine gestörte Hirndurchblutung ohne orthostatischen Stress erklärt werden können. Wir stellten daher die Hypothese auf, dass CBFv bei Patienten mit POTS reduziert wird, wenn sie einem längeren kognitiven Stress ausgesetzt sind, der im Sitzen durchgeführt wird, ähnlich wie bei orthostatischem Stress.

Methoden

Wir untersuchten kognitive und hämodynamische Reaktionen (kardiovaskuläre und zerebrale) zu Studienbeginn, nach anfänglichen kognitiven Tests und nach einem 30-minütigen verlängerten kognitiven Stresstest (PCST) im Sitzen sowie nach orthostatischem Stress (5 Minuten im Stehen) bei konsekutiven Studienteilnehmern Teilnehmer mit POTS (POTS-Gruppe, Abbildung 1). Wir verglichen diese mit einer Kohorte von gesunden Probanden mit gleichem Alter und Geschlecht (Kontrollgruppe). Diese Studie wurde von der institutionellen Ethikkommission für Humanforschung genehmigt und entspricht der Deklaration von Helsinki. Alle Teilnehmer gaben vor ihrer Aufnahme in die Studie eine schriftliche Einwilligung nach Aufklärung. Die Daten, die die Ergebnisse dieser Studie stützen, sind auf begründete Anfrage beim entsprechenden Autor erhältlich.

Abfolge physiologischer und kognitiver Messungen während des gesamten Studienprotokolls. RT zeigt Reaktionszeit RVIP, schnelle visuelle Informationsverarbeitung OHQ, orthostatischer Hypotonie-Fragebogen COMPASS-31, zusammengesetzter autonomer Symptomscore-31 und MSA-QoL, Lebensqualitätsbewertung bei Multipler Systematrophie an.

Studienberechtigung und Immatrikulation

Personen mit POTS wurden aus unserer autonomen Klinik aufgenommen, wo bestimmte klinische Kriterien erfüllt waren: Symptome, die durch eine aufrechte Körperhaltung mit Auflösung im Liegen für mindestens 6 Monate erzeugt wurden, sowie Dokumentation eines anhaltenden Anstiegs der HF von >30 Schlägen pro Minute während der Kopf‐ Hochneigungstest oder innerhalb von 10 Minuten nach dem Stehen, ohne einen posturalen Blutdruckabfall von >20 mm Hg. Zu diesen Symptomen gehörten Benommenheit, Kopfschmerzen, Müdigkeit, neurokognitive Defizite, Herzklopfen, Übelkeit, Sehstörungen oder Kurzatmigkeit im aufrechten Zustand, ohne dass eine andere medizinische Erklärung für die Symptome vorhanden war. Alle Patienten mit POTS wurden gemäß den aktuellen Leitlinien behandelt. 7 Es gab keine klinischen Ausschlusskriterien. Die Kontrollgruppe bestand aus alters‐ und geschlechtsangepassten gesunden Freiwilligen ohne bekannte kardiale oder autonome Symptome.

Patientenvorbereitung

Alle Testsitzungen wurden am Morgen durchgeführt, wobei die Patienten in den vorangegangenen 24 Stunden auf Alkohol und Koffein verzichteten. Im Vormonat wurden keine Änderungen an der POTS-Behandlung vorgenommen. Die Teilnehmer durften alle ihre üblichen Medikamente mit Ausnahme von Vasopressoren fortsetzen. Patienten, die normalerweise morgens Midodrin (α‐adrenerger Agonist, Halbwertszeit 3 ​​Stunden) einnahmen, wurden gebeten, diese Dosis bis nach Abschluss der Studie zu verschieben, wobei ein Intervall von mindestens 15 Stunden (5x Halbwertszeit) von die letzte Dosis, um eine verwirrende Interpretation der Studienergebnisse durch eine exogene Vasopressortherapie zu vermeiden. Das Studienprotokoll wurde in einer klimatisierten Einrichtung (22 °C) durchgeführt, wobei die Teilnehmer mit Rückenstütze an einem Schreibtisch saßen und normale Arbeitsbedingungen (Schule oder Büro) nachahmen.

Physiologische Messungen

Wir verwendeten transkraniellen Doppler (TCD), um CBFv aus der mittleren Hirnarterie der dominanten Hemisphäre zu messen (Doppler‐BoxX, Compumedics DWL, Singen, Deutschland). Eine 2‐MHz-Schallkopfsonde (PW, Compumedics DWL) wurde mit einer einstellbaren Kopfbedeckung (DiaMon, Compumedics DWL) über dem transtemporalen Fenster fixiert, um die Bewegung der Sonde während des Studienprotokolls zu minimieren. CBFv wurde während des gesamten Studienprotokolls kontinuierlich aufgezeichnet. Zur kontinuierlichen Überwachung wurde ein Einkanal-EKG (FE132 Bioamp, ADInstruments Pty Ltd, NSW, Australien) angelegt. Kontinuierliche, nichtinvasive Schlag-zu-Schlag-Hämodynamik (HR, BP) wurde auch unter Verwendung einer Manschette am Finger erhalten (Photoplethysmographie Finapres Medical Systems BV, Enschede, Niederlande). Zur Messung der Atemfrequenz wurde ein Brustwand-Dehnungsmesser (MLT 1132/D Piezo Respiratory Belt Transducer, ADInstruments) verwendet. Schließlich ist endtidales Kohlendioxid (ETCO2) wurde über Nasenprongs mit Mundschaufel (Smart CapnoLine Plus, Microstream, Medtronic) gemessen (Capnostream 20P, Medtronic, Minneapolis, MN, USA). Die CBFv-Wellenhüllkurve, EKG, Schlag-zu-Schlag-BP-Wellenform und HF, ETCO2, und Atemfrequenzdaten wurden alle gleichzeitig über ein Datenerfassungsgerät (Powerlab PL35/16, ADInstruments) aufgezeichnet, das mit einem Personalcomputer unter Verwendung einer Datenerfassungssoftware (LabChart 8, ADInstruments) verbunden war. Alle Daten wurden zur weiteren Analyse nach MATLAB (MathWorks, Natick, MA, USA) exportiert.

Neurokognitives Assessment

Wir führten kognitive Tests mit einem iPad-basierten (Apple Inc., Cupertino, CA, USA) Softwaresammlungstool (Cambridge Neuropsychological Test Automated Battery [CANTAB] Cambridge Cognition, Cambridge, UK) durch. 15 Konkret bewerteten wir die kognitiven Domänen psychomotorische Geschwindigkeit und Aufmerksamkeit durch Messung der Reaktionszeit (RT) bzw. der schnellen visuellen Informationsverarbeitung. Kurz gesagt misst der RT-Test die Zeit, die benötigt wird, um eine Bildschirmtaste loszulassen und ein Ziel als Reaktion auf einen programmierten visuellen Reiz zu berühren. Es misst die Geschwindigkeit sowohl der motorischen als auch der mentalen Reaktion. Die schnelle visuelle Informationsverarbeitungsaufgabe bewertet die Fähigkeit der Versuchsperson, eine Zielsequenz aus einer Reihe von Zahlen zu identifizieren, die in einer pseudozufälligen Reihenfolge mit einer Geschwindigkeit von 100 Zahlen pro Minute auf dem iPad-Bildschirm aufblitzen, als Maß für die anhaltende Aufmerksamkeit. Sowohl die RT als auch die schnelle visuelle Informationsverarbeitung wurden zu Studienbeginn und nach 30 Minuten PCST gemessen (Abbildung 1). Die 2 Cambridge Neuropsychological Test Automated Battery-Aufgaben, die verwendet wurden, um kognitiven Stress zu erzeugen, waren: verzögerte Matched-Samples-Aufgabe, die das Abrufen komplexer Muster beinhaltet, und Aufmerksamkeitswechsel-Aufgabe, die eine motorische Reaktion auf schnelle visuelle Änderungen der Position und Richtung eines Pfeils erfordert, der erscheint auf dem Bildschirm.

Symptombewertung

Um akute Veränderungen der Symptome zu beurteilen, baten wir die Teilnehmer, ihre Symptome mithilfe des orthostatischen Hypotonie-Fragebogens mit der Likert-Skala (von 0–10 am wenigsten bis zum schwersten) zu Beginn und nach dem verlängerten kognitiven Stresstest zu bewerten.16 Die bewerteten Symptome waren: Schwindel, Benommenheit oder Ohnmachtsgefühl Probleme mit dem Sehen (Unschärfe, Flecken, Tunnelblick) Schwäche Müdigkeit Konzentrationsschwierigkeiten und Kopf- und Nackenbeschwerden. Während sich der Fragebogen zur orthostatischen Hypotonie auf die Symptome der vorangegangenen Woche bezieht, haben wir ihn angepasst, um die unmittelbaren Symptome zu beurteilen.

Neben der Bewertung der aktuellen Symptome wurden alle Teilnehmer auch gebeten, nach Abschluss aller physiologischen Messungen Fragebögen auszufüllen, um ihre Lebensqualität und autonomen Symptome im Vormonat zu bestimmen. Ein Fragebogen zur Erfassung der Lebensqualität speziell bei POTS ist nicht verfügbar. Zur Bewertung der Lebensqualität wurde der Fragebogen zur Bewertung der Lebensqualität bei Multipler Systematrophie verwendet, der als Instrument für patientenberichtete Ergebnisse gut validiert wurde. 17 Darüber hinaus wurden autonome Symptome mit dem gut validierten, abgekürzten Composite Autonomic Symptom Score‐31) bewertet. 18

Statistische Analyse

Normalverteilte Variablen wurden als Mittelwert ± Standardabweichung dargestellt, während nicht normalverteilte Variablen als Median und Interquartilsabstand (Q1, Q3) dargestellt wurden. Kategoriale Variablen wurden als Zahlen und Prozentsätze ausgedrückt. Wir verwendeten gemittelte physiologische Daten über 30 s zu den folgenden Zeitpunkten zum Vergleich: zu Studienbeginn im Sitzen, während des anfänglichen kognitiven Tests (ICT) und Durchführung eines wiederholten kognitiven Tests nach 30 Minuten PCST im Sitzen und während des 5-minütigen Stehens Prüfung. Ein Mixed-Effects-Modell wurde verwendet, um Gruppe (POTS, Kontrollen) und Zustand (Baseline versus ICT, ICT versus Post PCST, Baseline versus orthostatischer Stress) als Haupteffekte und die Interaktion zwischen Gruppe und Zustand zu bewerten. Der einzelne Patient wurde als Zufallseffekt modelliert, um wiederholte Messungen innerhalb von Individuen zwischen den Bedingungen zu berücksichtigen. Modellreste wurden visuell auf Normalität untersucht, um eine angemessene Modellanpassung sicherzustellen. Statistische Tests wurden mit SPSS Statistics (Version 24, IBM Corp, Armonk, NY, USA) durchgeführt und die statistische Signifikanz wurde auf festgelegt P<0.05.

Ergebnisse

Basiseigenschaften

Wir nahmen 40 Teilnehmer mit POTS (n=22) und gesunde geschlechts- und altersangepasste Kontrollen (n=18) auf. Baseline-Charakteristika wie Medikamentenverbrauch, sitzende physiologische und CBF-Parameter sind in Tabelle 1 dargestellt. Von den 22 Patienten mit POTS nahmen 6 Fludrocortison, 12 Medikamente zur HR-Kontrolle (5, Ivabradin 7, Propranolol) und 11 Midodrin ein. Bemerkenswerterweise hatte die POTS-Gruppe im Sitzen eine höhere Ruhe-HF als die Kontrollgruppe (90 ± 14 vs. 74 ± 9 Schläge pro Minute). P= 0,010). Es gab keinen Unterschied im mittleren Ruhe-BP, der Atemfrequenz, ETCO2, und CBFv zwischen den Gruppen im Sitzen (Tabelle 1).

Tabelle 1. Baseline-Eigenschaften

Die Daten werden als Mittelwert ± Standardabweichung oder Median (Q1, Q3) dargestellt. Die Symptombewertung der orthostatischen Hypotonie ist die Symptombewertungskomponente des Fragebogens zur orthostatischen Hypotonie, die verwendet wird, um die Symptome zu quantifizieren, die zum Zeitpunkt des Ausfüllens des Fragebogens vorhanden waren. 13 Sechs Symptome werden mit einer Punktzahl von 0 (kein Symptom) bis 10 (am schwersten) bewertet, mit einem maximalen Gesamtscore von 60. Der zusammengesetzte autonome Symptomscore-31 (angepasst) ist ein validierter Score, der aus dem rohen zusammengesetzten autonomen Symptom berechnet wird Score‐31 nach Anwendung einer Gewichtung, die die Anzahl der Punkte und die relative Bedeutung der Organsysteme für die Beurteilung der autonomen Dysfunktion berücksichtigt. 15 Ein hoher Wert weist auf eine stärkere Schwere der Symptome im Zusammenhang mit einer autonomen Dysfunktion hin. Der Quality of Life Assessment in Multiple System Atrophy Score bewertet Faktoren, die sich auf die Lebensqualität auswirken, wobei ein hoher Score auf eine signifikante Beeinträchtigung der Lebensqualität hinweist. 14 BP, Blutdruck CBFv, zerebrale Blutflussgeschwindigkeit COMPASS‐31, zusammengesetzter autonomer Symptomscore‐31 ETCO2, endexspiratorisches Kohlendioxid MSA-QoL, Lebensqualitätsbewertung bei Multipler Systematrophie OHSA, orthostatische Hypotonie-Symptombewertung OHQ, orthostatischer Hypotonie-Fragebogen und POTS, posturales Tachykardie-Syndrom.

Physiologische Veränderungen mit anfänglichen kognitiven Tests

Es gab einen größeren Anstieg der mittleren HR in der POTS-Gruppe als in der Kontrollgruppe während der ICT (9,5 vs. 4,4% Interaktion, P= 0,014 Abbildung 2A). Die durchschnittliche HR war in der POTS-Gruppe (Gruppe, P=0,003), obwohl in beiden Gruppen ein signifikanter Anstieg beobachtet wurde (Zustand, P<0,001). Alle anderen physiologischen Reaktionen (BP, ETCO2, und CBFv) unterschieden sich während der ICT nicht zwischen den Gruppen (Interaktion, P Werte alle ≥0,2, Tabelle 2) trotz signifikanter Erhöhungen des systolischen und diastolischen Blutdrucks (Zustand, P<0.001) und CBFv (Bedingung, P= 0,006) in beiden Gruppen (Abbildung 2B bis 2D).

Änderungen in (EIN) Pulsschlag (B) systolischer Blutdruck (C) zerebrale Blutflussgeschwindigkeit (D) endtidales Kohlendioxid (E) Reaktionszeit und (F) Anzahl der richtigen Antworten mit schneller visueller Informationsverarbeitung, mit anfänglichem kognitivem Test und verlängertem kognitivem Stresstest werden mit dem P Werte in jedem Diagramm, die Vergleiche für: *Bedingung (Ausgangszustand vs. anfänglicher kognitiver Test oder anfänglicher kognitiver Test vs. post verlängerter kognitiver Stresstest) in beiden Gruppen, † Gruppe (posturales Tachykardie-Syndrom vs. Kontrolle) und ‡ Interaktion (zwischen Zustand und Gruppe) darstellen. . Zur Vereinfachung der Veranschaulichung sind alle aufgetragenen Werte Mittelwert ± SE des Mittelwerts mit unidirektionalen Fehlerbalken. POTS zeigt posturales Tachykardie-Syndrom ICT, anfänglicher kognitiver Test PCST, verlängerter kognitiver Stresstest und RVIP, schnelle visuelle Informationsverarbeitung an.

Tabelle 2. Physiologische und kognitive Parameter mit kognitiven und orthostatischen Herausforderungen

TÖPFE (n=22)Kontrollen (n=18)P Wert *Kognitive HerausforderungenBasislinieErste kognitive TestsPostverlängerter kognitiver StresstestBasislinie

BP zeigt den Blutdruck CBFv, die zerebrale Blutflussgeschwindigkeit ETCO . an2, endtidaler Kohlendioxid-RVIP, schneller visueller Informationsprozess und POTS, posturales Tachykardie-Syndrom Die Daten werden als Mittelwert ± Standardabweichung dargestellt.

* Interaktion P Wert zwischen posturalem Tachykardiesyndrom und Kontrollgruppen vom Ausgangswert bis zum anfänglichen kognitiven Test.

+ Interaktion P Wert zwischen posturalem Tachykardiesyndrom und Kontrollgruppen vom anfänglichen kognitiven Test bis zum verlängerten kognitiven Stresstest.

‡ Interaktion P Wert zwischen posturalem Tachykardiesyndrom und Kontrollgruppen von der Baseline bis zum 5-Minuten-Standen.

Physiologische und kognitive Veränderungen während wiederholter kognitiver Tests nach PCST

Die HR-Reaktion während wiederholter kognitiver Tests nach PCST war zwischen den Gruppen ähnlich (Interaktion, P= 0,656, Tabelle 2) mit konsistenter Verlangsamung im Vergleich zu während der ICT (Bedingung, P= 0,042), obwohl die POTS-Gruppe durchweg eine höhere HF als die Kontrollgruppe behielt (Gruppe, P=0,005, Abbildung 2A). Nach PCST wurde in der POTS-Gruppe eine stärkere Reduktion des CBFv beobachtet als in der Kontrollgruppe (−7,8 % gegenüber −1,8 % Interaktion, P= 0,038, Tabelle 2 und Abbildung 2C), obwohl CBFv in beiden Gruppen bei wiederholten kognitiven Tests niedriger war (Bedingung, P<0,001). Alle anderen physiologischen Reaktionen (BP und ETCO2) unterschieden sich nicht zwischen den Gruppen während der anfänglichen und wiederholten kognitiven Tests nach PCST (alle Interaktionen, P≥0.061, Tabelle 2, Abbildung 2B und 2D).

Die Auswirkungen von PCST auf die psychomotorische Geschwindigkeit und Aufmerksamkeit sind in Tabelle 2 zusammengefasst. Wenn nach PCST wiederholte kognitive Tests durchgeführt wurden, wurde in der POTS-Gruppe eine längere Verzögerung der mittleren RT beobachtet als in der Kontrollgruppe (6,1 % gegenüber 1,4 % Interaktion, P= 0,027 Abbildung 2E). Während in beiden Gruppen ein signifikanter Anstieg der mittleren RT beobachtet wurde (Zustand, P= 0,002), war die mittlere RT bei den Patienten mit POTS durchweg länger (Gruppe, P=0,007, Abbildung 2E). Bei Wiederholung kognitiver Tests nach PCST unterschied sich die Zunahme der Anzahl richtiger Antworten im Schnelltest zur visuellen Informationsverarbeitung nicht zwischen der POTS- und der Kontrollgruppe (Interaktion, P=0,108, Tabelle 2) trotz signifikanter Zunahme in beiden Gruppen (Bedingung, P<0.001 Abbildung 2F) und durchweg niedrigere Genauigkeit in der POTS-Gruppe (Gruppe, P=0.05).

Physiologische Veränderungen am Ende der 5-minütigen orthostatischen Belastung

Das Ausmaß der Veränderungen aller physiologischen Parameter (HR, BP, ETCO2, und CBFv) unterschieden sich nicht zwischen den Gruppen vom Ausgangswert bis zum Ende der 5-minütigen orthostatischen Belastung (Interaktion P≥0,5, Tabelle 2). Orthostatischer Stress führte zu einem signifikanten Anstieg der HF (Zustand, P<0.001), systolischer Blutdruck (Bedingung, P=0,001) und diastolischer Blutdruck (Zustand, P<0,001) sowie eine signifikante Abnahme von CBFv (Bedingung, P=0,002) in beiden Gruppen (Abbildung 3A bis 3D). Bemerkenswerterweise war die HR bei Patienten mit POTS durchweg höher (Gruppe, P=0,002 Abbildung 3A), während die verbleibenden physiologischen Parameter zwischen POTS- und Kontrollgruppen ähnlich waren (Gruppe, P≥0.3).

Änderungen in (EIN) Pulsschlag (B) zerebrale Blutflussgeschwindigkeit (C) systolischer Blutdruck und (D) endtidales Kohlendioxid mit orthostatischem Stress sind mit den P Werte in jedem Diagramm, die Vergleiche für: *Bedingung (Grundlinie vs. orthostatischer Stress) in beiden Gruppen, †-Gruppe (posturales Tachykardie-Syndrom vs. Kontrolle) und ‡-Interaktion (zwischen Zustand und Gruppe). Zur Vereinfachung der Veranschaulichung sind alle aufgetragenen Werte Mittelwert ± SE des Mittelwerts mit unidirektionalen Fehlerbalken. POTS weist auf ein posturales Tachykardie-Syndrom hin.

Symptom- und Lebensqualitätsbewertungen

Die Gesamt-Lebensqualitäts-Scores (Quality of Life Assessment in Multiple System Atrophy) und Symptom-Scores (Composite Autonomic Symptom Score‐31) waren in der POTS-Gruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant höher (Tabelle 1). Alle Patienten mit POTS beschrieben eine signifikante Symptombelastung über mindestens 6 Monate mit eingeschränkter Lebensqualität in motorischen, nichtmotorischen und emotionalen Komponenten. Insbesondere beschrieben alle Patienten mit POTS eine langsame Denkweise und Konzentrationsschwierigkeiten gemäß dem Fragebogen zur Bewertung der Lebensqualität bei multipler Systematrophie, wobei leichte, mäßige, ausgeprägte und extreme Schwierigkeiten von 3, 4, 9 bzw. 6 Probanden beschrieben wurden. Im Gegensatz dazu beschrieben 12 Kontrollen keine Konzentrationsschwierigkeiten, während die restlichen 6 leichte Schwierigkeiten angaben. Zu Studienbeginn waren die orthostatischen hypotensiven Symptome in den POTS- im Vergleich zu den Kontrollgruppen signifikant höher (P<0,001, Tabelle 1). Die POTS-Gruppe zeigte durchweg schlechtere orthostatische Symptome (P<0,001) mit einem signifikanten Anstieg der OHSA-Werte am Ende des gesamten Forschungsprotokolls in beiden Gruppen (P<0,001) obwohl der Anstieg in der POTS-Gruppe größer war [Median 35 (31, 42) vs. 3 (1, 8) oder +16 vs. +3 Punkte, P<0.001]. Insbesondere nach PCST und orthostatischem Belastungstest bewerteten alle bis auf 2 der Patienten mit POTS das sich verschlechternde Symptom „Konzentrationsstörung“ mit einem medianen Anstieg von 3 (1, 4) Punkten auf der Likert-Skala. Im Gegensatz dazu berichteten nur 9 von 18 Kontrollpersonen verstärkte Symptome von „Konzentrationsproblemen“ mit einem medianen Anstieg von nur 0 (0, 2) Punkten (P<0,001).

Diskussion

Unseres Wissens ist diese Studie die erste, die CBFv bei Personen mit POTS untersucht, die einer anhaltenden kognitiven Herausforderung im Sitzen ausgesetzt sind. Wir fanden heraus, dass Personen mit POTS nach PCST eine kognitive Dysfunktion mit reduzierter psychomotorischer Geschwindigkeit aufweisen, die im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen mit einer signifikanten Verringerung des CBFv einherging, während sie ohne Hyperventilation sitzen blieben. 19 Darüber hinaus fanden wir, dass beide Gruppen ähnliche Reduktionen des CBFv und Zunahmen der HR nach orthostatischer Belastung von 5 Minuten Dauer zeigten. Interessanterweise war die CBFv nach PCST in der POTS-Gruppe nicht unähnlich der bei orthostatischer Belastung. Darüber hinaus berichteten die Patienten mit POTS nach Abschluss des gesamten Studienprotokolls über eine stärkere Zunahme der orthostatischen Symptome im Vergleich zu den gesunden Kontrollpersonen. Zusammenfassend kann die Abnahme des CBFv bei sitzenden Personen mit POTS während wiederholter kognitiver Tests nach PCST das häufige Symptom der mentalen Trübung (Gehirnnebel) bei dieser Patientenpopulation erklären.

CBF und Kognition in POTS

Der systemische Blutdruck und die Herzfrequenz können in Zeiten von körperlicher Belastung und Orthostase enorm schwanken. Es wurde postuliert, dass Patienten mit POTS Veränderungen im systemischen Kreislauf nicht ausreichend puffern können, ohne die zerebrale Perfusion zu beeinträchtigen, was als Autoregulation bezeichnet wird. 20 Mehrere Studien haben die Wirkung von orthostatischem Stress auf die kognitive Funktion und die zerebrale Hämodynamik bei Patienten mit POTS untersucht. Ocon et al. fanden bei Patienten mit POTS und komorbidem chronischem Erschöpfungssyndrom eine Abnahme der kognitiven Leistung mit zunehmendem orthostatischem Stress im Vergleich zu Kontrollen, die nicht durch eine reduzierte CBFv erklärt werden konnte. 21 Bei Patienten mit chronischem Müdigkeitssyndrom und POTS fanden Stewart et al., dass der CBF bei orthostatischem Stress mit kognitiver Aktivität nicht zunahm, während der vasomotorische Tonus erhöht blieb, was auf eine Entkopplung der neurovaskulären Einheit hindeutet. 22 Während der progressiven Orthostase bei Patienten mit POTS wurde gezeigt, dass ein Anstieg des oszillatorischen CBF mit einer Verschlechterung des Gedächtnisses und einer verringerten neurovaskulären Kopplung einhergeht. 12

Während die obigen Studien die Komplexität der zerebralen hämodynamischen Reaktion bei orthostatischem Stress im Zusammenhang mit der kognitiven Funktion bei Personen mit POTS elegant hervorgehoben haben, ist nicht bekannt, inwieweit diese Ergebnisse auf ein gleichzeitig bestehendes chronisches Erschöpfungssyndrom zurückgeführt werden könnten. 23 Weiterhin bleibt unklar, ob Patienten mit POTS die Fähigkeit haben, die zerebrale Perfusion als Reaktion auf einen erhöhten zerebralen Stoffwechselbedarf ohne orthostatischen Stress zu steigern. Andere haben gezeigt, dass Personen mit POTS auch im Liegen auf kognitive Schwierigkeiten stoßen. 14 In einer kürzlich durchgeführten Studie fanden wir bei Patienten mit POTS im Sitzen sowohl das Kurzzeitgedächtnis als auch die Wachsamkeit beeinträchtigt, obwohl im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen eine ähnliche CBFv‐Reaktion auf transiente visuelle Reize in der A. cerebri posterior gezeigt wurde. 24 Die aktuelle Studie liefert zusätzliche Erkenntnisse über kognitive Dysfunktionen in der POTS-Population. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass Patienten mit POTS als Reaktion auf anhaltende kognitive Anforderungen eine Verringerung des CBFv in einem ähnlichen Ausmaß wie bei orthostatischem Stress zeigen.

Darüber hinaus wurden diese Veränderungen des CBFv während der PCST in der POTS-Gruppe in Verbindung mit einer verringerten psychomotorischen Geschwindigkeit und einer nachfolgenden Zunahme der Schwere der orthostatischen Symptome, einschließlich erhöhter Konzentrationsschwierigkeiten, ein wichtiger Deskriptor für Hirnnebel, im Vergleich zu gesunden Kontrollen gesehen. Diese stehen im Einklang mit einer früheren Studie, in der bei Patienten mit POTS Defizite in der selektiven Aufmerksamkeit, der kognitiven Verarbeitung und der exekutiven Funktion nachgewiesen wurden, die eine kognitive Bewertung im Sitzen durchführen. 14 Die dem Gehirnnebel zugrunde liegenden Mechanismen sind jedoch wahrscheinlich multifaktoriell, da berichtete Auslöser auch Schlafmangel und allgemeine Müdigkeit ohne orthostatischen oder kognitiven Stress umfassen. 25

Klinische Implikationen

Unsere Ergebnisse untermauern das Konzept, dass kognitive Dysfunktion bei POTS eine Folge der Pathophysiologie der Krankheit ist. Es sind jedoch weitere Studien erforderlich, um die Mechanismen zu beschreiben, die diesen Beobachtungen zugrunde liegen. Der Einsatz von TCD zur Messung von CBF in der mittleren Hirnarterie wurde gegen funktionelle Magnetresonanztomographie-Messungen der Strömungsgeschwindigkeit validiert, jedoch erfordert die TCD ein hohes Maß an Erfahrung, um gleichbleibend hochwertige Messungen zu erhalten. 26 Dennoch können TCD-Messungen von CBF als objektives Werkzeug verwendet werden, um physiologische Zustände in Bezug auf objektive kognitive und psychologische Bewertungen in der klinischen Praxis zu quantifizieren. 27 Ob reduziertes CBFv ein nützlicher Biomarker bei der Behandlung von POTS ist, muss noch geklärt werden.

Studienbeschränkungen

TCD misst CBFv im Gegensatz zu CBF. Die Maße sind nur gleichwertig, wenn der Gefäßdurchmesser nicht variiert. Wir haben den Durchmesser der mittleren Hirnarterie während der Studie nicht beurteilt, aber andere haben zuvor nur geringfügige Veränderungen (<4%) ihres Durchmessers als Reaktion auf Hypokapnie und Veränderungen des Blutdrucks beobachtet. 28 Wir haben CBFv zur dominanten Großhirnhemisphäre gemessen. Während es Hinweise darauf gibt, dass der CBF bei orthostatischem Stress zwischen den Hemisphären vergleichbar ist, kann der CBF bei kognitiven Aufgaben zwischen den Hemisphären variieren. 21 , 29 Die Durchführung der Studie mit Teilnehmern in Rückenlage hätte den Grad der orthostatischen Belastung im Zusammenhang mit dem Sitzen beseitigt, aber die Leistung des PCST beeinträchtigt und die CBFv-Aufzeichnungen zusätzlich verrauscht. Wir erkennen an, dass unsere Ergebnisse beeinflusst werden könnten, wenn es unseren Patienten mit POTS erlaubt wird, ihre Medikamente mit reduzierter sympathischer Aktivierung (im Falle einer Betablockade) oder eingeschränkter Konzentration (im Falle von angstlösenden oder antidepressiven Medikamenten) fortzusetzen. Das Zurückhalten dieser Wirkstoffe könnte jedoch zu einer Rebound-Tachykardie führen und die kognitive Leistungsfähigkeit durch Schlafentzug und Folgen für die psychische Gesundheit beeinträchtigen. Die Verwendung von Fragebögen zur Erfassung von Lebensqualität und orthostatischen Symptomen unterliegt einem selbstberichtenden Bias.

Schlussfolgerungen

Bei Patienten mit POTS waren nach längerer kognitiver Belastung in sitzender Position eine reduzierte CBFv und kognitive Dysfunktion offensichtlich. Das häufig beschriebene Symptom des Hirnnebels bei POTS ist wahrscheinlich auf die zugrunde liegende Pathophysiologie der Krankheit zurückzuführen, die noch wenig verstanden wird.

Finanzierungsquellen

Dr. Wells wird durch Stipendien des National Health and Medical Research Council of Australia und des Australian Government Research Training Program unterstützt. Dr. Malik wird durch ein Australian Postgraduate Award Stipendium der University of Adelaide (UoA) unterstützt. Dr. Linz wird durch ein Beacon Fellowship der UoA unterstützt. Dr. Sanders wird durch ein Practitioner Fellowship des National Health and Medical Research Council of Australia und der National Heart Foundation of Australia unterstützt. Dr. Lau wird durch ein Mid-Career Fellowship der Hospital Research Foundation unterstützt. Dieses Projekt wurde von der Adelaide Medical School, UoA, und dem Tom Simpson Trust Fund, South Australian Division der National Heart Foundation of Australia, unterstützt.

Offenlegung

Dr. Linz berichtet, im Beirat von LivaNova und Medtronic tätig gewesen zu sein. Dr. Linz berichtet, dass die UoA in seinem Namen Vortrags- und/oder Beratungshonorare von LivaNova, Medtronic und ResMed erhalten hat. Dr. Linz berichtet, dass die UoA in seinem Namen Forschungsgelder von Sanofi, ResMed und Medtronic erhalten hat. Dr. Sanders berichtet, dass er im Beirat von Medtronic, Abbott Medical, Boston Scientific, Pacemate und CathRx tätig war.Dr. Sanders berichtet, dass die UoA in seinem Namen Vortrags- und/oder Beratungshonorare von Medtronic, Abbott Medical, Bayer und Boston Scientific erhalten hat. Dr. Sanders berichtet, dass die UoA in seinem Namen Forschungsgelder von Medtronic, Abbott Medical, Boston Scientific und MicroPort erhalten hat. Dr. Lau berichtet, dass die UoA in seinem Namen Vortrags- und/oder Beratungshonorare von Abbott Medical, Bayer, Biotronik, Boehringer Ingelheim, Medtronic, MicroPort und Pfizer erhalten hat.


Das neuropsychologische Profil des posturalen orthostatischen Tachykardie-Syndroms: Geschwisterfallstudie

Das posturale orthostatische Tachykardie-Syndrom (POTS), von dem schätzungsweise 500.000 Menschen allein in den Vereinigten Staaten betroffen sind, ist eine wachsende Quelle von Beeinträchtigungen und Behinderungen. Die Symptome bestehen oft aus körperlichen, kognitiven und psychischen Beeinträchtigungen. Die Symptome werden durch Schwankungen des zerebralen Blutflusses getrieben. Die zerebrale Durchblutung wird streng kontrolliert und mit der Gehirnfunktion verknüpft, da Veränderungen der Körperhaltung zu einer schnellen hämovaskulären Regulierung durch das autonome Nervensystem führen können. Jede Verzögerung der Hämoregulation und des zerebralen Blutflusses kann zu neurologischen Symptomen führen. POTS ist mit einer chronischen autonomen Dysregulation verbunden, und Menschen mit POTS leiden unter unterschiedlichem Grad an zerebraler Hypoperfusion, was zu unterschiedlichen Symptomen führt. Dieser Artikel beschreibt die Fälle von zwei Geschwistern (22 Jahre alt und 19 Jahre alt), die beide an POTS leiden. Sie litten unter körperlichen Symptomen sowie Schwierigkeiten, Gedanken zu organisieren, Aufmerksamkeit aufrechtzuerhalten, schnell zu denken, Multitasking und sich an aktuelle Informationen zu erinnern, sowie Depressionen und Angstzustände. Diese Schwestern haben einen überdurchschnittlichen Full-Scale-IQ (FSIQ), erhielten jedoch eine akademische Vorkehrung und haben eine anhaltende kognitive Dysfunktion, die sie daran hindert, ihr wahres Potenzial zu entfalten. Diese Fälle veranschaulichen die Notwendigkeit für Neuropsychologen und andere behandelnde Anbieter, POTS, die damit verbundene Pathophysiologie und die kognitiv schwächende POTS selbst im Kontext intakter und hoher FSIQ-Werte zu verstehen.

Schlüsselwörter: Kognitionsneuropsychologie posturale orthostatische Tachykardie-Rehabilitation.


Datenanalyse

Schlag-zu-Schlag mittlerer arterieller Druck (MAP) und MCA mittlere Blutgeschwindigkeit (Vbedeuten) wurden aus jeder Wellenform erhalten.

Pulsdruck der Aorta.

Der Aortenpulsdruck (PP) wurde durch Pulswellenanalyse unter Verwendung eines SphygmoCor-Geräts (Version 7.01, AtCor Medical) aus Applanationstonometrie-gemessenen Radialarteriendruckwellenformen erhalten, wie zuvor berichtet (45).

Dynamische CBF-Reaktion auf akute Hypotonie.

Die Antworten von MCA Vbedeuten zu akuten Veränderungen des systemischen Blutdrucks unmittelbar nach der Manschetten- oder LBNP-Freisetzung wurden identifiziert. Kontrollwerte von MAP und MCA Vbedeuten wurden durch Berechnung ihrer Durchschnittswerte während der 4 s unmittelbar vor der Freisetzung der Oberschenkelmanschette oder des LBNP definiert. Änderungen in MAP, MCA Vbedeuten, und der cerebrale vaskuläre Leitfähigkeitsindex (CVCi) während der Manschetten- oder LBNP-Freisetzung wurden relativ zu ihren begleitenden Kontrollwerten bestimmt. Zum Zeitpunkt 1,0–3,5 s nach der Manschettenfreisetzung oder dem maximalen MAP nach der LBNP-Freisetzung wird die Änderungsrate des CVCi [die Rate of Regulation (RoR)] als Index der dynamischen CA berechnet (1).


Statistiken

Statistischer Vergleich physiologischer Variablen (Zeit × CO2) und RoR (Bedingung × CO2) wurden unter Verwendung einer Zweiwege-ANOVA mit wiederholten Messungen durchgeführt. Auch statistischer Vergleich der prozentualen Veränderungen von MAP, Aorta-PP und MCA Vbedeuten wurden unter Verwendung einer faktoriellen ANOVA (Bedingung × Zeit) durchgeführt. Ein Student-Newman-Keuls-Test wurde post hoc eingesetzt, wenn die Interaktionen signifikant waren. Statistische Signifikanz wurde auf festgelegt P < 0,05, und die Ergebnisse sind als Mittelwerte ± SE dargestellt. Die Analysen wurden unter Verwendung von SigmaStat (Jandel Scientific Software, SPSS, Chicago, IL) durchgeführt.


Entdecken Sie 5 Möglichkeiten, den Blutfluss zum Gehirn zu erhöhen

Der zerebrale Blutfluss ist die Zufuhr von Blut, die Ihr Gehirn erreicht. Laut einer Veröffentlichung der Nationales Zentrum für Biotechnologie-Information, Ihr Gehirn benötigt fast 20 % des verfügbaren Sauerstoffs, um normal zu funktionieren. Das bedeutet, dass eine strikte Regulierung des Blutflusses und der Sauerstoffversorgung überlebenswichtig ist.

Die Hirndurchblutung ist unter anderem wichtig für den Transport von Glukose und anderen wichtigen Nährstoffen zum Gehirn. Folglich müssen Sie es richtig funktionieren, um gesund zu bleiben. Daher ist es wichtig zu wissen, ob es Gewohnheiten gibt, die die Gehirnzirkulation begünstigen.

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Bewertung der Auswirkungen von Olivenöl auf die menschliche Stressreaktion durch Messung des zerebralen Blutflusses

Yasue Mitsukura, Fakultät für Naturwissenschaften und Technologie, Keio University, Kanagawa, Japan.

Beitrag: Konzeptualisierung (gleich), Datenkuration (gleich), Formale Analyse (gleich), Förderakquise (gleich), ​Untersuchung (gleich), Methodik (gleich), Projektadministration (gleich), Ressourcen (gleich), Supervision (gleich .) ), Validierung (gleich), Schreiben – Originalentwurf (gleich), Schreiben – Überprüfung & Bearbeitung (gleich)

Graduate School of Science and Technology, Keio University, Kanagawa, Japan

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Graduate School of Science and Technology, Keio University, Kanagawa, Japan

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J-OIL MILLS, INC, Tokio, Japan

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Abteilung für Neuropsychiatrie, Keio University School of Medicine, Tokio, Japan

Beitrag: Konzeption (gleich), Projektadministration (gleich), Supervision (gleich), Validierung (gleich)

Fakultät für Naturwissenschaften und Technologie, Keio University, Kanagawa, Japan

Abteilung für Neuropsychiatrie, Keio University School of Medicine, Tokio, Japan

Yasue Mitsukura, Fakultät für Naturwissenschaften und Technologie, Keio University, Kanagawa, Japan.

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Yasue Mitsukura und Brian Sumali haben gleichermaßen zu dieser Studie beigetragen.


METHODEN

Modellieren.

Das in dieser Arbeit verwendete Modell ist ein Drei-Elemente-Windkessel-Modell, das häufig in kardiovaskulären Studien verwendet wird (27, 35, 48). Das Windkesselmodell lässt sich durch eine Schaltung bestehend aus zwei Widerständen R . darstellenS und RP (mmHg · s/cm 3 ) und einem Kondensator CS(cm 3 /mmHg) (siehe Abb. 2). Wir nehmen an, dass CS und RS stellen die systemische Compliance und den Widerstand der Arterien dar, die zu (und einschließlich) der MCA führen, während RP stellt den Widerstand dar, der mit dem peripheren zerebrovaskulären Bett verbunden ist. Da es schwierig ist, Druckmessungen direkt im MCA durchzuführen, ist die Eingabe in das Modell der Druck im Finger ( pF, mmHg alternativ könnte man Druckmessungen am Ohrläppchen verwenden). Die Ausgabe des Modells ist der Volumenstrom ( qMCA, cm 3 /s) im MCA, die durch Vergleich mit entsprechenden Messdaten validiert werden kann. Zusätzlich zu den oben genannten Elementen umfasst der Kreislauf Zwischendurchfluss und Drücke: Durchfluss und Druck des peripheren zerebrovaskulären Betts ( qP, PP) der venöse Druck (PV) und der Hirndruck ( pich). Diese werden jedoch nicht explizit festgelegt. Wenn wir annehmen, dass Fluss und Druck korreliert sind (20), können wir eine elektrische Schaltungsanalogie verwenden und Gleichungen für Druck und Fluss im MCA herleiten. Unter der Annahme, dass Druck und Durchfluss als Summen harmonischer Komponenten der Form p(t) = Pe i ωt und q(t) = Qe i ωt beschrieben werden können, wobei ω (s −1 ) die Frequenz ist, t (s) ist die Zeit , und P, Q sind Druck und Durchfluss im Frequenzbereich. Unter Verwendung dieser Definitionen lauten die Gleichungen für die Schaltung in Abb. 2

Allgemeiner ausgedrückt, für zeitperiodische Signale der Periode T (s) (die Länge des Herzzyklus) liefert die Theorie der Fourier-Reihen

Unter Verwendung der obigen Beziehung zwischen Strömung und Druck im Frequenzbereich wird der Windkessel Gl. 1 kann auch als folgende gewöhnliche Differentialgleichung im Zeitbereich geschrieben werden

Die obige Interpretation des konzentrierten Modells basiert auf dem Ort der Blutflussgeschwindigkeitsmessungen. Effekte aufgrund von Veränderungen des venösen und intrakraniellen Drucks werden nicht speziell in das Modell einbezogen. Obwohl das Modell einfach ist, ist es dennoch in der Lage, dynamische Effekte zu erfassen, die durch Haltungsänderungen entstehen. Ein weiterer wichtiger Faktor ist, dass ein einfaches Modell mit einer kleinen Anzahl von Parametern es einfach macht, die dynamische Variation jedes der Parameter aus den gemessenen Daten zu extrahieren.

Wie bereits erwähnt, liefern die Messungen Daten zum Druck im Finger und zu Geschwindigkeiten im MCA. Das Windkesselmodell liefert eine Beziehung zwischen Blutfluss (Volumenflussrate) und Druck, nicht Geschwindigkeit und Druck. Um Werte für die Strömung zu erhalten, nehmen wir an, dass die MCA einen konstanten Radius von r = 2 mm hat und die Strömung q = π r 2 v (cm 3 /s) ist, wobei v (cm/s) ist die Blutflussgeschwindigkeit. Der Radius des MCA variiert jedoch zwischen den verschiedenen Subjekten, da direkte Messungen des Radius nicht verfügbar sind, gehen wir einfach davon aus, dass er konstant ist. Alle im Ergebnisteil angezeigten Daten beziehen sich auf den Durchfluss q (und nicht auf die Geschwindigkeit).

Lass ZW sei die aus dem Windkesselmodell erhaltene Impedanz (Gl. 1) und sei Zmdie aus den Messungen erhaltene Impedanz sein, indem das Verhältnis der diskreten Fourier-Transformation der Druck- und Durchflussdaten genommen wird. Dann können die Parameter für das Windkesselmodell bestimmt werden, indem die Impedanz des Windkesselmodells an die Impedanz der Daten angepasst wird.

Die Null- und Hochfrequenzgrenzen des Windkesselmodells (Gl.1) Ertragsrelationen, die nur die Widerstände einbeziehen

Einmal RS und RP bestimmt wurden, CS kann aus der Analyse des Moduls der Impedanz ‖ Z ‖ als Funktion der Frequenz berechnet werden. Dies kann durch Schätzen der gemessenen Impedanz an einem Punkt erfolgen, an dem die vom Windkesselmodell erhaltene Impedanzkurve durch die von den gemessenen Daten erhaltene Impedanz verläuft (z. B. zwischen dem 2. und 3. Datenpunkt in Fig. 3). Der Betrag der gemessenen Impedanz an diesem Punkt ist

Wir haben die Parameter des Windkesselmodells geschätzt, indem wir die Daten auf zwei Arten analysiert haben. Zuerst haben wir Parameter geschätzt, die drei Perioden repräsentieren: Sitzen (0–60 s), Übergang vom Sitzen zum Stehen (60–80 s) und Stehen (80–120 s). Dies geschah mittels der gefensterten Fourier-Transformation. Zweitens schätzten wir die Parameter von Schlag zu Schlag, wodurch wir beobachten konnten, wie sie sich während einer Haltungsänderung ändern und wie sich die Autoregulation auf das periphere zerebrovaskuläre Bett auswirkt.

Abb. 3.Modul der Impedanz ‖ Z (ω)‖, erhalten unter Verwendung einer gefensterten Fourier-Transformation der Daten. Das Fenster war ein Kastenfenster mit 50% Überlappung und einer Länge von 480. Die durchgezogene schwarze Linie mit Punkten repräsentiert die gemessenen Daten und die graue Linie repräsentiert die Ergebnisse, die mit dem Windkesselmodell erhalten wurden.

Die gefensterte Fourier-Transformation (WFT) oder die gleitende Fourier-Transformation wird weit verbreitet zum Extrahieren zeitabhängiger Spektren aus einer Zeitreihe endlicher Länge verwendet. Es teilt die Zeitreihen in eine endliche Anzahl kleinerer Reihen auf, die einzeln Fourier-transformiert werden. Jeder Abschnitt wird auf seinen Frequenzgehalt analysiert und dann über die endliche Anzahl von Abschnitten gemittelt. Der Vorteil dieser Technik besteht darin, dass signifikante Frequenzen nicht verschwinden, wie es oft der Fall wäre, wenn die vollständige Sequenz unter Verwendung eines herkömmlichen Fourier-Transformation-(FFT)-Verfahrens analysiert würde. Da für alle Frequenzen in der WFT ein einziges Fenster verwendet wird, ist die Auflösung der Analyse an allen Orten im Zeit-Frequenz-Bereich gleich (gleich beabstandet).

FFT funktioniert gut für Signale mit glatten oder gleichförmigen Frequenzen, aber es hat sich herausgestellt, dass die gefensterte Fourier-Transformation bei Signalen mit Impulstypcharakteristiken, zeitveränderlichen (instationären) Frequenzen oder ungeraden Formen besser funktioniert. Die FFT unterscheidet keine Sequenz- oder Timing-Informationen. Wenn ein Signal beispielsweise zwei Frequenzen hat (eine hohe gefolgt von einer niedrigen oder umgekehrt), zeigt die Fourier-Transformation nur die Frequenzen und die relative Amplitude, nicht die Reihenfolge, in der sie aufgetreten sind. Die Fourier-Analyse funktioniert also gut mit stationären, kontinuierlichen, periodischen, differenzierbaren Signalen, aber es werden andere Methoden wie die WFT benötigt, um mit nichtperiodischen oder nichtstationären Signalen umzugehen.

Abbildung 3 zeigt einen Vergleich der Impedanzen aus den Daten und dem Windkesselmodell während der Sitzungsperiode für eine Fenstergröße von 480. Die Daten wurden mit 50 Hz abgetastet, daher umfasst ein Fenster mit 480 Datenpunkten 9,6 s. Somit liegen die Datenpunkte in Fig. 3 in Frequenzinkrementen von 1/9,6 = 0,104 Hz. Der Fenstertyp, der die konsistentesten Ergebnisse lieferte, war ein Kastenfenster mit einer Überlappung von 50 %. Diese Analyse wurde mit einer Funktion aus der Signalverarbeitungs-Toolbox von Matlab (21) durchgeführt. Die Nullfrequenzgrenze Zm(0) = RS + RP der WFT-Daten kann man direkt erhalten, indem man den DC-Wert von Zm. Bei hohen Frequenzen sind die Daten jedoch verrauscht, sodass es schwieriger ist, R . zu findenS. Wir haben mehrere Optionen untersucht und die stabilsten Ergebnisse gefunden, wenn RS als Mittelwert über Frequenzen <8 Hz (oder eine Kreisfrequenz <40 Radiant/s) gewählt wird. Nachdem die Widerstände geschätzt wurden, ist CSwurde erhalten mit Gl. 4. Es sei darauf hingewiesen, dass der Abfall von ‖ Z ‖ über die ersten paar Punkte auftritt, die Frequenzen der Größenordnung 0,1 Hz oder Perioden der Größenordnung von 10 s aufweisen. Wenn wir die Daten daher auf einer Schlag-zu-Schlag-Basis analysieren, gibt es keine ausreichende Auflösung in den Frequenzintervallen, um die Einhaltung zu schätzen.

Dieselben Kriterien wurden verwendet, wenn die Parameter auf einer Schlag-zu-Schlag-Basis bestimmt wurden. Um jedoch die Parameter auf einer Schlag-zu-Schlag-Basis zu finden, müssen die Zeitreihen zu Beginn jedes Herzzyklus getrennt werden. Dies kann durch Durchsuchen der Druckdaten nach lokalen Minima erfolgen. Jede Periode hat zwei Minima: eines repräsentiert den Beginn eines Herzzyklus und das andere repräsentiert den Beginn der dikrotischen Kerbe (siehe Abb. 4). Die Sterne in Abb. 4 repräsentieren den Beginn des Herzzyklus. Eine ähnliche Analyse kann mit den Blutflussgeschwindigkeitsdaten nicht durchgeführt werden, da die Rauschpegel deutlich höher sind und es daher viele lokale Minima gibt. Da Drücke und Flüsse gleichzeitig aufgezeichnet werden, können wir durch Kenntnis der Länge des Herzzyklus und der lokalen Minima für den Druck die lokalen Minima für den Fluss finden. Der einzige Unterschied besteht darin, dass zwischen den Strömungs- und Druckminima eine kleine Phasenverzögerung bestehen könnte, da die Daten nicht an derselben Stelle gemessen wurden.

Abb. 4.Konsekutiver Fluss Q (EIN) und Druck P (B) Profile für jeden Herzzyklus während einer 100-sekündigen Studie bei einem Probanden. Jeder Herzzyklus hat 2 Minima, 1 zu Beginn des Herzzyklus (*) und eines an der dikrotischen Kerbe. Beachten Sie, dass die Blutflussgeschwindigkeit und der Druck an 2 verschiedenen Stellen gemessen werden und die Pulswelle aufgrund von Unterschieden in der Entfernung die 2 Stellen nicht gleichzeitig erreicht. Daher gibt es eine konstante Phasenverzögerung (6 ms für dieses Subjekt) zwischen den beiden Standorten. Dies wurde in den Grafiken korrigiert.

Die Impedanzen können mit der gleichen Methode wie bei der WFT ermittelt werden. Der einzige Unterschied besteht darin, dass anstelle von Zm über das gesamte Intervall (Sitzen, Übergang oder Stehen) wurde es für jeden Herzzyklus berechnet. Allerdings ist, wie oben besprochen, der CS kann nicht auf einer Schlag-für-Schlag-Basis berechnet werden, da die Hauptänderung der Impedanz bei sehr niedrigen Frequenzen auftritt (entsprechend Perioden, die länger als ein einzelner Herzzyklus sind). Dies ist in Abb. 5 zu sehen: Der vom Windkesselmodell erhaltene Impedanzverlauf ist bereits flach, wenn der erste Datenpunkt das Niveau von R . erreicht hatS. Die Messdaten werden bei 50 Hz erfasst, so dass wir für einen Herzzyklus von 1,2 s 60 Datenpunkte mit einer Differenz zwischen diskreten Frequenzen von 1/1,2 = 0,8 3 ¯ Hz erhalten. Bei der WFT umfasst das Intervall mit einer Fenstergröße von 480 Datenpunkten etwa acht Herzzyklen oder 8 × 1,2 = 9,6 s. Das Intervall zwischen zwei diskreten Frequenzen beträgt 0,1 Hz. Um die Compliance aus den Daten zu berechnen, kann also für jeden der drei Zustände Sitzen, Übergang und Stehen nur ein Mittelwert erhalten werden.

Abb. 5.Fourier-Transformationen des Drucks P (ω) (EIN), Durchfluss Q (ω) (B) und ihr Verhältnis (Impedanz) (C).Die Grafiken zeigen den absoluten Wert als Funktion der Frequenz für eine einzelne Sitzperiode (die Periode beginnt bei 29,12 s). In C, die aus den Daten erhaltene Impedanz (durchgezogene Linie mit Kreisen) wird mit der durch das Windkesselmodell (durchgezogene Linie) und der gefensterten Fourier-Transformation (gestrichelte Linie) erhaltenen verglichen. Beachten Sie, dass die Compliance nicht aus der Fourier-Transformation einer einzelnen Periode gefunden werden kann, da die Frequenzauflösung zu niedrig ist. Somit ist der Wert von CS verwendet wird, basiert auf der gefensterten Fourier-Transformation, die in Fig. 3 gezeigt ist.

Vergleich von RS und RPder WFT während des Sitzens mit dem Durchschnitt der auf Schlag-zu-Schlag-Basis erhaltenen Ergebnisse sind konsistent (siehe Abb. 5C). Ähnliche Ergebnisse können während der Standzeit erzielt werden. Während der Übergangszeit vom Sitzen zum Stehen weichen die auf Schlag-zu-Schlag-Basis erhaltenen Werte jedoch erheblich von den Durchschnittswerten aus der gefensterten Fourier-Transformation ab.

Neben den Widerständen und der Compliance variiert auch die Herzfrequenz von Schlag zu Schlag. Durch Trennen der Zeitreihen zu Beginn jedes Herzzyklus wird die Herzfrequenz einfach durch HR = 1/T (Schläge/min) erhalten, wobei T die Dauer des Herzzyklus ist.

Unter der Annahme, dass der Druck bekannt ist (siehe Abb. 1) und die Parameter im Windkesselmodell wie oben beschrieben bestimmt wurden, kann die Strömung durch Integration der Differenz berechnet werden Gl. 2 und Vergleich der Ergebnisse mit den gemessenen Werten (siehe Abb. 9). Für zehn gesunde junge Probanden wurden Simulationen durchgeführt. Die berechneten pulsatilen Flussprofile wurden mit den tatsächlichen transkraniellen Doppler-Messungen verglichen. Vergleiche wurden sowohl hinsichtlich der quantitativen Übereinstimmung über den gesamten dynamischen Bereich als auch hinsichtlich des mittleren Flusses und des systolischen und diastolischen Flusses für die beiden stationären Situationen (vor und nach dem Stehen) angestellt. Die statistische Signifikanz wurde unter Verwendung einer Zwei-Wege-Varianzanalyse (22) bestimmt und P-Werte <0,05 wurden als statistisch signifikant angesehen.

Experimentelle Methoden.

Die Probanden dieser Studie sind zehn sorgfältig untersuchte gesunde junge Freiwillige im Alter von 20–39 Jahren, deren mittlere zerebrale autoregulatorische Reaktionen auf Haltungsänderungen und Kohlendioxid an anderer Stelle beschrieben sind (20).

Während des Protokolls wurde die Herzfrequenz kontinuierlich anhand eines Dreikanal-Elektrokardiogramms gemessen und der arterielle Druck von Schlag zu Schlag wurde nichtinvasiv am Mittelfinger der nicht dominanten Hand unter Verwendung eines photoplethysmographischen nichtinvasiven Druckmonitors (Finapres) bestimmt, der von einer Schlinge an der Höhe des rechten Vorhofs, um hydrostatische Druckeffekte zu eliminieren. Um das endtidale CO . zu halten2konstant, die Atmung wurde kontinuierlich unter Verwendung eines induktiven Plethysmographen (Respitrace) gemessen und die Probanden atmeten mit 0,25 Hz (15 Atemzüge/min) während jeder stehenden Prozedur, indem sie auf Tonband aufgezeichneten Hinweisen folgten. Alle Probanden wurden von einem geschulten Techniker einer Doppler-Ultraschalluntersuchung unterzogen, um die Veränderungen der Blutflussgeschwindigkeit innerhalb des MCA als Reaktion auf aktives Stehen zu messen. Die 2-MHz-Sonde eines tragbaren Dopplersystems von Nicolet Companion wurde über das Schläfenbein geschnallt und mit einer Mueller-Moll-Sondenfixierungsvorrichtung in Position gehalten, um die MCA abzubilden. Die MCA-Blutflussgeschwindigkeit wurde nach den Kriterien von Aaslid (1) bestimmt und in einer Tiefe von 50–65 mm aufgezeichnet. Die Hüllkurve der Blutströmungsgeschwindigkeitswellenform, abgeleitet aus einer Fast-Fourier-Analyse des Doppler-Frequenzsignals, und kontinuierliche Druck- und Elektrokardiogrammsignale wurden bei 250 Hz digitalisiert und im Computer für eine spätere Offline-Analyse gespeichert.

Nach der Instrumentierung saßen die Probanden auf einem Stuhl mit gerader Rückenlehne, die Beine um 90 Grad vor sich auf einem Hocker angehoben. Für jeden von zwei aktiven Ständen ruhten die Probanden 5 min in sitzender Position und standen dann 1 min aufrecht. Der Beginn des Stehens wurde von dem Moment an gemessen, in dem beide Füße den Boden berührten. Die Daten wurden kontinuierlich während der letzten Minute des Sitzens und der ersten Minute des Stehens während beider Versuche gesammelt.

Die Studie wurde vom Institutional Review Board des Hebräischen Rehabilitationszentrums für ältere Menschen genehmigt und alle Probanden gaben eine schriftliche Einverständniserklärung ab.


Zerebrale Autoregulation: Zusammenhang zwischen Perfusionsdruck und zerebraler Durchblutung

Grundlegende Mechanismen und physiologische Bedeutung der zerebralen Autoregulation

Wie oben diskutiert, wird CBF durch eine Reihe von physiologischen und biochemischen Mechanismen beeinflusst, einschließlich Veränderungen des CPP. CA ist der homöostatische Prozess der Regulierung von CBF als Reaktion auf Veränderungen des CPP. CA wird durch die Regulierung der CVR erreicht, die am effektivsten durch Modulation des Radius der kleinen Hirnarterien und Arteriolen [siehe Gl. (1)]. In Abwesenheit von CA bewirkt ein Anstieg von MAP einen Anstieg von CPP und damit einen Anstieg von CBF, selbst wenn der Stoffwechselbedarf des Gehirns konstant bleibt. Daher wirkt der CA-Mechanismus, der als negativer Rückkopplungsschleifenmechanismus angesehen werden kann, dem MAP-Anstieg entgegen, indem er den Radius der Gefäße verengt (und damit ihren Strömungswiderstand erhöht) und CBF auf das ursprüngliche Niveau bringt. Umgekehrt neigt eine Abnahme des MAP dazu, den CBF zu verringern, und der Regulierungsmechanismus bewirkt, dass die Gefäßerweiterung den CBF wieder ins Gleichgewicht bringt. Diese Reaktionen des zerebrovaskulären Systems auf eine MAP-Änderung treten auf, wenn die CA richtig funktioniert, ansonsten folgt CBF bei pathologischen Zuständen mit beeinträchtigter CA mehr oder weniger passiv (je nach Grad der Beeinträchtigung) MAP-Änderungen.

Der physiologische Ursprung von CA ist noch unklar, wobei vorgeschlagene Mechanismen myogene, metabolische und neurogene Prozesse hervorrufen. 3 , 11 Myogener Mechanismus: Es wurde vorgeschlagen, dass eine myogene Reaktion der glatten Gefäßmuskulatur auf transmurale Druckänderungen durch die Depolarisation der Arterienmembran auftritt und zu Änderungen der Ca 2 + -Konzentration in der Arterienwand führt. 12 Stoffwechselmechanismus: Es wurde vermutet, dass die veränderte Konzentration vasoaktiver Metaboliten (wie Adenosin) aus anfänglichen blutdruckinduzierten Veränderungen des BF resultiert. 13 Neurogener Mechanismus: Perivaskulären Neuronen wurde eine autoregulatorische Wirkung auf Hirnarteriolen zugeschrieben. 14 Unabhängig davon, welcher Mechanismus verantwortlich oder vorherrschend ist, wird CA durch die Freisetzung chemischer Mediatoren vermittelt, was bedeutet, dass eine endliche Zeitdauer erforderlich ist, um den CVR zu regulieren. Daher wird eine endliche Zeitdauer benötigt, um den ursprünglichen Wert von CBF nach einer MAP-Änderung wiederherzustellen. 11

Statische versus dynamische zerebrale Autoregulation

Studien zu CA lassen sich in statische und dynamische einteilen. Auch wenn die Mechanismen, die statischer und dynamischer CA zugrunde liegen, die gleichen sein können oder eine gemeinsame Basis haben, ist die Zeitskala, auf der sie beobachtet werden, unterschiedlich: statische CA bezieht sich auf MAP- und CBF-Werte unter stationären Bedingungen, die über eine Zeitskala von . beobachtet werden Minuten oder Stunden, während sich dynamische CA auf vorübergehende MAP- und CBF-Änderungen bezieht, die in einer Zeitskala von Sekunden beobachtet werden. Frühe Studien zur CA stützten sich auf relativ „langsame“ Methoden zur Messung von CBF, wie die Kety-Schmidt-Technik 15 (siehe Abschn. 3.2.1) oder die Xe 133 [Ref. 16] oder Kr 85 [Ref. 17] Aufnahmetechnik (siehe Abschnitt 3.3.1). Der MAP wurde entweder durch Verschieben des zentralen Blutvolumens mit mechanischen Manövern (wie Änderung der Körperhaltung von der Rückenlage ins Stehen, Neigen des Kopfes oder Einführen eines Unterkörperunterdrucks) oder häufiger durch Injektion von vasoaktiven Medikamenten verändert. Für eine Liste von Methoden, die verwendet werden, um MAP in statischen CA-Studien zu ändern, verweisen wir auf den Review von Numan et al. 18 Die Messungen von MAP und CBF wurden nur zu Beginn (d. h. bevor der MAP geändert wurde) und nachdem die Wirkung des Challenge-Mechanismus abgeschlossen war (normalerweise nach Minuten) durchgeführt. Daher war es mit den typischen Methoden zur Messung der statischen CA nicht möglich, die zeitliche Entwicklung der Transienten in MAP und CBF zu untersuchen, während sie ihre stationären Werte erreichten. Darüber hinaus wurde CA gemäß diesen Verfahren als Alles-oder-Nichts-Mechanismus konzipiert, d. h. entweder war es vorhanden (wenn CBF auf den Anfangswert zurückgekehrt war) oder nicht (wenn CBF der MAP-Änderung passiv folgte).

Mit dem Aufkommen des transkraniellen Doppler-Ultraschalls (TCD, s. Kap. 3.6.1) war es möglich, die Fließgeschwindigkeit eines großen Hirngefäßes [meist der A. cerebri media (MCA)] mit hoher Abtastrate abzutasten. Diese Fähigkeit ermöglichte neue Methoden zum Messen einer dynamischen CA-Antwort. Einer der typischen MAP-Herausforderungsmechanismen ist die Oberschenkeldruckmanschetten-Freigabemethode, 19 die in Abschn. 2.2.2. Sowohl bei statischen als auch bei dynamischen CA-Prozessen beschränkt sich die Regulierung des CBF auf das arterielle Kompartiment, hauptsächlich auf der Ebene der kleinen Arterien und Arteriolen, die sich erweitern oder verengen können, um ihren Strömungswiderstand zu ändern.

Statische zerebrale Autoregulation

Eine erste Rezension zu statischer CA wurde von Lassen geschrieben. 20 Die in dieser Arbeit beschriebene MAP-CBF-Kurve zeigte einen konstanten CBF für MAP-Werte zwischen 60 und 170 mmHg, was auf ein hochaktives statisches Regulationssystem hinweist. Die Arbeit von Lassen hatte einen tiefgreifenden Einfluss auf die wissenschaftliche und medizinische Gemeinschaft, und die in seinem Artikel vorgestellte MAP-CBF-Kurve wurde als wichtige Referenz für die oberen und unteren Cutoff-Werte von MAP angesehen, innerhalb derer CA wirksam war. Abbildung 1 zeigt das CBF-Plateau über dem MAP-Bereich für die statische Autoregulation. Die MAP-CBF-Kurve in Lassens Arbeit wurde durch die Kombination der Ergebnisse aus sieben Humanstudien mit 11 verschiedenen Probandengruppen erhalten, wobei in jeder Gruppe CBF an einem einzigen MAP gemessen wurde. Die Ergebnisse zu verschiedenen Probandengruppen waren gemischt, unabhängig davon, ob die Probanden gesund, krank oder unter Medikation waren. Daher repräsentierte die Kurve interindividuelle Werte unter verschiedenen Gesundheitszuständen und nicht eine intrasubjektive MAP-CBF-Beziehung, die an einer Kohorte von Probanden mit ähnlichen Gesundheitszuständen gemessen wurde. Wie bereits erwähnt, kann diese Art der Extrapolation der statischen CA-Kurve von einer begrenzten Anzahl verschiedener Probanden zu irreführenden Ergebnissen führen, selbst wenn die Probanden alle gesund sind, aufgrund individueller Variabilität und unberücksichtigter Auswirkungen anderer Variablen. 11 Es ist möglich, dass die statische CA-Kurve druckpassiver ist als zuvor von by Lassen beschrieben, oder anders ausgedrückt, dass die CBF-MAP-Kurve im Autoregulationsbereich nicht genau ein flaches Plateau ist (wie in Abb. 1), aber hat eine leicht positive Steigung. Dies stimmt auch mit einigen theoretischen Modellen der CA überein, die auf einer Rückkopplungsschleife basieren. 21 Darüber hinaus ist heute bekannt, dass die statische CA-Kurve von anderen Variablen beeinflusst wird, wie den Konzentrationen von Kohlendioxid ( CO 2 ) und O 2 im Blut. Für ein theoretisches Modell des Einflusses von Blutgaswerten auf CA verweisen wir auf die Arbeit von Payne et al. 22


Nicht standardmäßige Abkürzungen und Akronyme

Hirndurchblutungsgeschwindigkeit

verlängerter kognitiver Stresstest

posturales Tachykardie-Syndrom

Klinische Perspektive

Was ist neu?

Im Vergleich zu alters‐ und geschlechtsangepassten gesunden Kontrollen zeigten Patienten mit posturalem Tachykardiesyndrom eine stärkere Reduktion der zerebralen Blutflussgeschwindigkeit und psychomotorischen Geschwindigkeit nach längeren kognitiven Belastungstests, selbst ohne orthostatischen Stress.

Die Verringerung der zerebralen Blutflussgeschwindigkeit in der mittleren Hirnarterie von Patienten mit posturalem Tachykardie-Syndrom war während längerer kognitiver Belastungstests und nach 5 Minuten Stehen ähnlich.

Was sind die klinischen Implikationen?

Unsere Ergebnisse können die gängige Beschreibung von „Brain Fog“ bei Patienten mit posturalem Tachykardie-Syndrom erklären und das Konzept weiter stärken, dass kognitive Dysfunktion beim posturalen Tachykardie-Syndrom eine Folge der Krankheitspathophysiologie ist.

Weitere Studien sind erforderlich, um die pathophysiologischen Mechanismen zu beschreiben, die diesen Beobachtungen zugrunde liegen.

Bei Personen mit posturalem Tachykardie-Syndrom (POTS) treten neben ihrer Stehunverträglichkeit häufig mehrere schwächende kardiovaskuläre, gastrointestinale und neuropsychologische Symptome auf. 1 Obwohl es klar ist, dass die Symptome bei diesen Personen mit der Annahme einer aufrechten Körperhaltung zusammenhängen, gibt es eine Vielzahl von Faktoren, die das Blutvolumen reduzieren oder den Gefäßtonus verringern (wie heiße Umgebungen, große Mahlzeiten, körperliche Anstrengung, kardiale Dekonditionierung und Medikamente) bekannt dafür, POTS-Symptome zu verschlimmern und Aktivitäten des täglichen Lebens zu beeinträchtigen. 2 , 3 , 4 , 5 Die Auswirkungen dieser Symptome auf die Lebensqualität und kognitive Dysfunktion sind gut beschrieben, wirksame Behandlungsmöglichkeiten bleiben jedoch begrenzt. 6 Die Korrektur von Dehydration, körperliches Training und die Manipulation von vasoaktiven und die Herzfrequenz (HR) verlangsamenden Medikamenten können eine gewisse Linderung der Symptome bewirken, jedoch erfordert eine Verbesserung des therapeutischen Ansatzes ein besseres Verständnis der zugrunde liegenden heterogenen Pathophysiologie. 6 , 7 , 8 , 9 , 10

Kognitive Dysfunktion bei Patienten mit POTS wird manchmal gleichzeitigen Angstzuständen und Depressionen zugeschrieben, obwohl sich auch die Leistung bei Aufgaben, die anhaltende Aufmerksamkeit und das Kurzzeitgedächtnis erfordern, bei orthostatischem Stress verschlechtert hat. 11, 12 Der Zusammenhang zwischen kognitiver Dysfunktion und aufrechter Körperhaltung kann mit einer Verringerung des zerebralen Blutflusses (CBF) oder Schwankungen des Blutdrucks (BP) und der CBF-Geschwindigkeit (CBFv) zusammenhängen. 12 , 13 Allerdings wurde bei POTS über das Fortbestehen von geistiger Erschöpfung und kognitiven Störungen („Brain Fog“) auch in liegender Position berichtet. 14 Es bleibt unklar, ob diese Symptome durch eine gestörte Hirndurchblutung ohne orthostatischen Stress erklärt werden können. Wir stellten daher die Hypothese auf, dass CBFv bei Patienten mit POTS reduziert wird, wenn sie einem längeren kognitiven Stress ausgesetzt sind, der im Sitzen durchgeführt wird, ähnlich wie bei orthostatischem Stress.

Methoden

Wir untersuchten kognitive und hämodynamische Reaktionen (kardiovaskuläre und zerebrale) zu Studienbeginn, nach anfänglichen kognitiven Tests und nach einem 30-minütigen verlängerten kognitiven Stresstest (PCST) im Sitzen sowie nach orthostatischem Stress (5 Minuten im Stehen) bei konsekutiven Studienteilnehmern Teilnehmer mit POTS (POTS-Gruppe, Abbildung 1). Wir verglichen diese mit einer Kohorte von gesunden Probanden mit gleichem Alter und Geschlecht (Kontrollgruppe). Diese Studie wurde von der institutionellen Ethikkommission für Humanforschung genehmigt und entspricht der Deklaration von Helsinki. Alle Teilnehmer gaben vor ihrer Aufnahme in die Studie eine schriftliche Einwilligung nach Aufklärung. Die Daten, die die Ergebnisse dieser Studie stützen, sind auf begründete Anfrage beim entsprechenden Autor erhältlich.

Abfolge physiologischer und kognitiver Messungen während des gesamten Studienprotokolls. RT zeigt Reaktionszeit RVIP, schnelle visuelle Informationsverarbeitung OHQ, orthostatischer Hypotonie-Fragebogen COMPASS-31, zusammengesetzter autonomer Symptomscore-31 und MSA-QoL, Lebensqualitätsbewertung bei Multipler Systematrophie an.

Studienberechtigung und Immatrikulation

Personen mit POTS wurden aus unserer autonomen Klinik aufgenommen, wo bestimmte klinische Kriterien erfüllt waren: Symptome, die durch eine aufrechte Körperhaltung mit Auflösung im Liegen für mindestens 6 Monate erzeugt wurden, sowie Dokumentation eines anhaltenden Anstiegs der HF von >30 Schlägen pro Minute während der Kopf‐ Hochneigungstest oder innerhalb von 10 Minuten nach dem Stehen, ohne einen posturalen Blutdruckabfall von >20 mm Hg. Zu diesen Symptomen gehörten Benommenheit, Kopfschmerzen, Müdigkeit, neurokognitive Defizite, Herzklopfen, Übelkeit, Sehstörungen oder Kurzatmigkeit im aufrechten Zustand, ohne dass eine andere medizinische Erklärung für die Symptome vorhanden war. Alle Patienten mit POTS wurden gemäß den aktuellen Leitlinien behandelt. 7 Es gab keine klinischen Ausschlusskriterien. Die Kontrollgruppe bestand aus alters‐ und geschlechtsangepassten gesunden Freiwilligen ohne bekannte kardiale oder autonome Symptome.

Patientenvorbereitung

Alle Testsitzungen wurden am Morgen durchgeführt, wobei die Patienten in den vorangegangenen 24 Stunden auf Alkohol und Koffein verzichteten. Im Vormonat wurden keine Änderungen an der POTS-Behandlung vorgenommen. Die Teilnehmer durften alle ihre üblichen Medikamente mit Ausnahme von Vasopressoren fortsetzen. Patienten, die normalerweise morgens Midodrin (α‐adrenerger Agonist, Halbwertszeit 3 ​​Stunden) einnahmen, wurden gebeten, diese Dosis bis nach Abschluss der Studie zu verschieben, wobei ein Intervall von mindestens 15 Stunden (5x Halbwertszeit) von die letzte Dosis, um eine verwirrende Interpretation der Studienergebnisse durch eine exogene Vasopressortherapie zu vermeiden. Das Studienprotokoll wurde in einer klimatisierten Einrichtung (22 °C) durchgeführt, wobei die Teilnehmer mit Rückenstütze an einem Schreibtisch saßen und normale Arbeitsbedingungen (Schule oder Büro) nachahmen.

Physiologische Messungen

Wir verwendeten transkraniellen Doppler (TCD), um CBFv aus der mittleren Hirnarterie der dominanten Hemisphäre zu messen (Doppler‐BoxX, Compumedics DWL, Singen, Deutschland). Eine 2‐MHz-Schallkopfsonde (PW, Compumedics DWL) wurde mit einer einstellbaren Kopfbedeckung (DiaMon, Compumedics DWL) über dem transtemporalen Fenster fixiert, um die Bewegung der Sonde während des Studienprotokolls zu minimieren. CBFv wurde während des gesamten Studienprotokolls kontinuierlich aufgezeichnet. Zur kontinuierlichen Überwachung wurde ein Einkanal-EKG (FE132 Bioamp, ADInstruments Pty Ltd, NSW, Australien) angelegt. Kontinuierliche, nichtinvasive Schlag-zu-Schlag-Hämodynamik (HR, BP) wurde auch unter Verwendung einer Manschette am Finger erhalten (Photoplethysmographie Finapres Medical Systems BV, Enschede, Niederlande). Zur Messung der Atemfrequenz wurde ein Brustwand-Dehnungsmesser (MLT 1132/D Piezo Respiratory Belt Transducer, ADInstruments) verwendet. Schließlich ist endtidales Kohlendioxid (ETCO2) wurde über Nasenprongs mit Mundschaufel (Smart CapnoLine Plus, Microstream, Medtronic) gemessen (Capnostream 20P, Medtronic, Minneapolis, MN, USA). Die CBFv-Wellenhüllkurve, EKG, Schlag-zu-Schlag-BP-Wellenform und HF, ETCO2, und Atemfrequenzdaten wurden alle gleichzeitig über ein Datenerfassungsgerät (Powerlab PL35/16, ADInstruments) aufgezeichnet, das mit einem Personalcomputer unter Verwendung einer Datenerfassungssoftware (LabChart 8, ADInstruments) verbunden war. Alle Daten wurden zur weiteren Analyse nach MATLAB (MathWorks, Natick, MA, USA) exportiert.

Neurokognitives Assessment

Wir führten kognitive Tests mit einem iPad-basierten (Apple Inc., Cupertino, CA, USA) Softwaresammlungstool (Cambridge Neuropsychological Test Automated Battery [CANTAB] Cambridge Cognition, Cambridge, UK) durch. 15 Konkret bewerteten wir die kognitiven Domänen psychomotorische Geschwindigkeit und Aufmerksamkeit durch Messung der Reaktionszeit (RT) bzw. der schnellen visuellen Informationsverarbeitung. Kurz gesagt misst der RT-Test die Zeit, die benötigt wird, um eine Bildschirmtaste loszulassen und ein Ziel als Reaktion auf einen programmierten visuellen Reiz zu berühren. Es misst die Geschwindigkeit sowohl der motorischen als auch der mentalen Reaktion.Die schnelle visuelle Informationsverarbeitungsaufgabe bewertet die Fähigkeit der Versuchsperson, eine Zielsequenz aus einer Reihe von Zahlen zu identifizieren, die in einer pseudozufälligen Reihenfolge mit einer Geschwindigkeit von 100 Zahlen pro Minute auf dem iPad-Bildschirm aufblitzen, als Maß für die anhaltende Aufmerksamkeit. Sowohl die RT als auch die schnelle visuelle Informationsverarbeitung wurden zu Studienbeginn und nach 30 Minuten PCST gemessen (Abbildung 1). Die 2 Cambridge Neuropsychological Test Automated Battery-Aufgaben, die verwendet wurden, um kognitiven Stress zu erzeugen, waren: verzögerte Matched-Samples-Aufgabe, die das Abrufen komplexer Muster beinhaltet, und Aufmerksamkeitswechsel-Aufgabe, die eine motorische Reaktion auf schnelle visuelle Änderungen der Position und Richtung eines Pfeils erfordert, der erscheint auf dem Bildschirm.

Symptombewertung

Um akute Veränderungen der Symptome zu beurteilen, baten wir die Teilnehmer, ihre Symptome mithilfe des orthostatischen Hypotonie-Fragebogens mit der Likert-Skala (von 0–10 am wenigsten bis zum schwersten) zu Beginn und nach dem verlängerten kognitiven Stresstest zu bewerten. 16 Die bewerteten Symptome waren: Schwindel, Benommenheit oder Ohnmachtsgefühl Probleme mit dem Sehen (Unschärfe, Flecken, Tunnelblick) Schwäche Müdigkeit Konzentrationsschwierigkeiten und Kopf- und Nackenbeschwerden. Während sich der Fragebogen zur orthostatischen Hypotonie auf die Symptome der vorangegangenen Woche bezieht, haben wir ihn angepasst, um die unmittelbaren Symptome zu beurteilen.

Neben der Bewertung der aktuellen Symptome wurden alle Teilnehmer auch gebeten, nach Abschluss aller physiologischen Messungen Fragebögen auszufüllen, um ihre Lebensqualität und autonomen Symptome im Vormonat zu bestimmen. Ein Fragebogen zur Erfassung der Lebensqualität speziell bei POTS ist nicht verfügbar. Zur Bewertung der Lebensqualität wurde der Fragebogen zur Bewertung der Lebensqualität bei Multipler Systematrophie verwendet, der als Instrument für patientenberichtete Ergebnisse gut validiert wurde. 17 Darüber hinaus wurden autonome Symptome mit dem gut validierten, abgekürzten Composite Autonomic Symptom Score‐31) bewertet. 18

Statistische Analyse

Normalverteilte Variablen wurden als Mittelwert ± Standardabweichung dargestellt, während nicht normalverteilte Variablen als Median und Interquartilsabstand (Q1, Q3) dargestellt wurden. Kategoriale Variablen wurden als Zahlen und Prozentsätze ausgedrückt. Wir verwendeten gemittelte physiologische Daten über 30 s zu den folgenden Zeitpunkten zum Vergleich: zu Studienbeginn im Sitzen, während des anfänglichen kognitiven Tests (ICT) und Durchführung eines wiederholten kognitiven Tests nach 30 Minuten PCST im Sitzen und während des 5-minütigen Stehens Prüfung. Ein Mixed-Effects-Modell wurde verwendet, um Gruppe (POTS, Kontrollen) und Zustand (Baseline versus ICT, ICT versus Post PCST, Baseline versus orthostatischer Stress) als Haupteffekte und die Interaktion zwischen Gruppe und Zustand zu bewerten. Der einzelne Patient wurde als Zufallseffekt modelliert, um wiederholte Messungen innerhalb von Individuen zwischen den Bedingungen zu berücksichtigen. Modellreste wurden visuell auf Normalität untersucht, um eine angemessene Modellanpassung sicherzustellen. Statistische Tests wurden mit SPSS Statistics (Version 24, IBM Corp, Armonk, NY, USA) durchgeführt und die statistische Signifikanz wurde auf festgelegt P<0.05.

Ergebnisse

Basiseigenschaften

Wir nahmen 40 Teilnehmer mit POTS (n=22) und gesunde geschlechts- und altersangepasste Kontrollen (n=18) auf. Baseline-Charakteristika wie Medikamentenverbrauch, sitzende physiologische und CBF-Parameter sind in Tabelle 1 dargestellt. Von den 22 Patienten mit POTS nahmen 6 Fludrocortison, 12 Medikamente zur HR-Kontrolle (5, Ivabradin 7, Propranolol) und 11 Midodrin ein. Bemerkenswerterweise hatte die POTS-Gruppe im Sitzen eine höhere Ruhe-HF als die Kontrollgruppe (90 ± 14 vs. 74 ± 9 Schläge pro Minute). P= 0,010). Es gab keinen Unterschied im mittleren Ruhe-BP, der Atemfrequenz, ETCO2, und CBFv zwischen den Gruppen im Sitzen (Tabelle 1).

Tabelle 1. Baseline-Eigenschaften

Die Daten werden als Mittelwert ± Standardabweichung oder Median (Q1, Q3) dargestellt. Die Symptombewertung der orthostatischen Hypotonie ist die Symptombewertungskomponente des Fragebogens zur orthostatischen Hypotonie, die verwendet wird, um die Symptome zu quantifizieren, die zum Zeitpunkt des Ausfüllens des Fragebogens vorhanden waren. 13 Sechs Symptome werden mit einer Punktzahl von 0 (kein Symptom) bis 10 (am schwersten) bewertet, mit einem maximalen Gesamtscore von 60. Der zusammengesetzte autonome Symptomscore-31 (angepasst) ist ein validierter Score, der aus dem rohen zusammengesetzten autonomen Symptom berechnet wird Score‐31 nach Anwendung einer Gewichtung, die die Anzahl der Punkte und die relative Bedeutung der Organsysteme für die Beurteilung der autonomen Dysfunktion berücksichtigt. 15 Ein hoher Wert weist auf eine stärkere Schwere der Symptome im Zusammenhang mit einer autonomen Dysfunktion hin. Der Quality of Life Assessment in Multiple System Atrophy Score bewertet Faktoren, die sich auf die Lebensqualität auswirken, wobei ein hoher Score auf eine signifikante Beeinträchtigung der Lebensqualität hinweist. 14 BP, Blutdruck CBFv, zerebrale Blutflussgeschwindigkeit COMPASS‐31, zusammengesetzter autonomer Symptomscore‐31 ETCO2, endexspiratorisches Kohlendioxid MSA-QoL, Lebensqualitätsbewertung bei Multipler Systematrophie OHSA, orthostatische Hypotonie-Symptombewertung OHQ, orthostatischer Hypotonie-Fragebogen und POTS, posturales Tachykardie-Syndrom.

Physiologische Veränderungen mit anfänglichen kognitiven Tests

Es gab einen größeren Anstieg der mittleren HR in der POTS-Gruppe als in der Kontrollgruppe während der ICT (9,5 vs. 4,4% Interaktion, P= 0,014 Abbildung 2A). Die durchschnittliche HR war in der POTS-Gruppe (Gruppe, P=0,003), obwohl in beiden Gruppen ein signifikanter Anstieg beobachtet wurde (Zustand, P<0,001). Alle anderen physiologischen Reaktionen (BP, ETCO2, und CBFv) unterschieden sich während der ICT nicht zwischen den Gruppen (Interaktion, P Werte alle ≥0,2, Tabelle 2) trotz signifikanter Erhöhungen des systolischen und diastolischen Blutdrucks (Zustand, P<0.001) und CBFv (Bedingung, P= 0,006) in beiden Gruppen (Abbildung 2B bis 2D).

Änderungen in (EIN) Pulsschlag (B) systolischer Blutdruck (C) zerebrale Blutflussgeschwindigkeit (D) endtidales Kohlendioxid (E) Reaktionszeit und (F) Anzahl der richtigen Antworten mit schneller visueller Informationsverarbeitung, mit anfänglichem kognitivem Test und verlängertem kognitivem Stresstest werden mit dem P Werte in jedem Diagramm, die Vergleiche für: *Bedingung (Ausgangszustand vs. anfänglicher kognitiver Test oder anfänglicher kognitiver Test vs. post verlängerter kognitiver Stresstest) in beiden Gruppen, † Gruppe (posturales Tachykardie-Syndrom vs. Kontrolle) und ‡ Interaktion (zwischen Zustand und Gruppe) darstellen. . Zur Vereinfachung der Veranschaulichung sind alle aufgetragenen Werte Mittelwert ± SE des Mittelwerts mit unidirektionalen Fehlerbalken. POTS zeigt posturales Tachykardie-Syndrom ICT, anfänglicher kognitiver Test PCST, verlängerter kognitiver Stresstest und RVIP, schnelle visuelle Informationsverarbeitung an.

Tabelle 2. Physiologische und kognitive Parameter mit kognitiven und orthostatischen Herausforderungen

TÖPFE (n=22)Kontrollen (n=18)P Wert *Kognitive HerausforderungenBasislinieErste kognitive TestsPostverlängerter kognitiver StresstestBasislinie

BP zeigt den Blutdruck CBFv, die zerebrale Blutflussgeschwindigkeit ETCO . an2, endtidaler Kohlendioxid-RVIP, schneller visueller Informationsprozess und POTS, posturales Tachykardie-Syndrom Die Daten werden als Mittelwert ± Standardabweichung dargestellt.

* Interaktion P Wert zwischen posturalem Tachykardiesyndrom und Kontrollgruppen vom Ausgangswert bis zum anfänglichen kognitiven Test.

+ Interaktion P Wert zwischen posturalem Tachykardiesyndrom und Kontrollgruppen vom anfänglichen kognitiven Test bis zum verlängerten kognitiven Stresstest.

‡ Interaktion P Wert zwischen posturalem Tachykardiesyndrom und Kontrollgruppen von der Baseline bis zum 5-Minuten-Standen.

Physiologische und kognitive Veränderungen während wiederholter kognitiver Tests nach PCST

Die HR-Reaktion während wiederholter kognitiver Tests nach PCST war zwischen den Gruppen ähnlich (Interaktion, P= 0,656, Tabelle 2) mit konsistenter Verlangsamung im Vergleich zu während der ICT (Bedingung, P= 0,042), obwohl die POTS-Gruppe durchweg eine höhere HF als die Kontrollgruppe behielt (Gruppe, P=0,005, Abbildung 2A). Nach PCST wurde in der POTS-Gruppe eine stärkere Reduktion des CBFv beobachtet als in der Kontrollgruppe (−7,8 % gegenüber −1,8 % Interaktion, P= 0,038, Tabelle 2 und Abbildung 2C), obwohl CBFv in beiden Gruppen bei wiederholten kognitiven Tests niedriger war (Bedingung, P<0,001). Alle anderen physiologischen Reaktionen (BP und ETCO2) unterschieden sich nicht zwischen den Gruppen während der anfänglichen und wiederholten kognitiven Tests nach PCST (alle Interaktionen, P≥0.061, Tabelle 2, Abbildung 2B und 2D).

Die Auswirkungen von PCST auf die psychomotorische Geschwindigkeit und Aufmerksamkeit sind in Tabelle 2 zusammengefasst. Wenn nach PCST wiederholte kognitive Tests durchgeführt wurden, wurde in der POTS-Gruppe eine längere Verzögerung der mittleren RT beobachtet als in der Kontrollgruppe (6,1 % gegenüber 1,4 % Interaktion, P= 0,027 Abbildung 2E). Während in beiden Gruppen ein signifikanter Anstieg der mittleren RT beobachtet wurde (Zustand, P= 0,002), war die mittlere RT bei den Patienten mit POTS durchweg länger (Gruppe, P=0,007, Abbildung 2E). Bei Wiederholung kognitiver Tests nach PCST unterschied sich die Zunahme der Anzahl richtiger Antworten im Schnelltest zur visuellen Informationsverarbeitung nicht zwischen der POTS- und der Kontrollgruppe (Interaktion, P=0,108, Tabelle 2) trotz signifikanter Zunahme in beiden Gruppen (Bedingung, P<0.001 Abbildung 2F) und durchweg niedrigere Genauigkeit in der POTS-Gruppe (Gruppe, P=0.05).

Physiologische Veränderungen am Ende der 5-minütigen orthostatischen Belastung

Das Ausmaß der Veränderungen aller physiologischen Parameter (HR, BP, ETCO2, und CBFv) unterschieden sich nicht zwischen den Gruppen vom Ausgangswert bis zum Ende der 5-minütigen orthostatischen Belastung (Interaktion P≥0,5, Tabelle 2). Orthostatischer Stress führte zu einem signifikanten Anstieg der HF (Zustand, P<0.001), systolischer Blutdruck (Bedingung, P=0,001) und diastolischer Blutdruck (Zustand, P<0,001) sowie eine signifikante Abnahme von CBFv (Bedingung, P=0,002) in beiden Gruppen (Abbildung 3A bis 3D). Bemerkenswerterweise war die HR bei Patienten mit POTS durchweg höher (Gruppe, P=0,002 Abbildung 3A), während die verbleibenden physiologischen Parameter zwischen POTS- und Kontrollgruppen ähnlich waren (Gruppe, P≥0.3).

Änderungen in (EIN) Pulsschlag (B) zerebrale Blutflussgeschwindigkeit (C) systolischer Blutdruck und (D) endtidales Kohlendioxid mit orthostatischem Stress sind mit den P Werte in jedem Diagramm, die Vergleiche für: *Bedingung (Grundlinie vs. orthostatischer Stress) in beiden Gruppen, †-Gruppe (posturales Tachykardie-Syndrom vs. Kontrolle) und ‡-Interaktion (zwischen Zustand und Gruppe). Zur Vereinfachung der Veranschaulichung sind alle aufgetragenen Werte Mittelwert ± SE des Mittelwerts mit unidirektionalen Fehlerbalken. POTS weist auf ein posturales Tachykardie-Syndrom hin.

Symptom- und Lebensqualitätsbewertungen

Die Gesamt-Lebensqualitäts-Scores (Quality of Life Assessment in Multiple System Atrophy) und Symptom-Scores (Composite Autonomic Symptom Score‐31) waren in der POTS-Gruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant höher (Tabelle 1). Alle Patienten mit POTS beschrieben eine signifikante Symptombelastung über mindestens 6 Monate mit eingeschränkter Lebensqualität in motorischen, nichtmotorischen und emotionalen Komponenten. Insbesondere beschrieben alle Patienten mit POTS eine langsame Denkweise und Konzentrationsschwierigkeiten gemäß dem Fragebogen zur Bewertung der Lebensqualität bei multipler Systematrophie, wobei leichte, mäßige, ausgeprägte und extreme Schwierigkeiten von 3, 4, 9 bzw. 6 Probanden beschrieben wurden. Im Gegensatz dazu beschrieben 12 Kontrollen keine Konzentrationsschwierigkeiten, während die restlichen 6 leichte Schwierigkeiten angaben. Zu Studienbeginn waren die orthostatischen hypotensiven Symptome in den POTS- im Vergleich zu den Kontrollgruppen signifikant höher (P<0,001, Tabelle 1). Die POTS-Gruppe zeigte durchweg schlechtere orthostatische Symptome (P<0,001) mit einem signifikanten Anstieg der OHSA-Werte am Ende des gesamten Forschungsprotokolls in beiden Gruppen (P<0,001) obwohl der Anstieg in der POTS-Gruppe größer war [Median 35 (31, 42) vs. 3 (1, 8) oder +16 vs. +3 Punkte, P<0.001]. Insbesondere nach PCST und orthostatischem Belastungstest bewerteten alle bis auf 2 der Patienten mit POTS das sich verschlechternde Symptom „Konzentrationsstörung“ mit einem medianen Anstieg von 3 (1, 4) Punkten auf der Likert-Skala. Im Gegensatz dazu berichteten nur 9 von 18 Kontrollpersonen verstärkte Symptome von „Konzentrationsproblemen“ mit einem medianen Anstieg von nur 0 (0, 2) Punkten (P<0,001).

Diskussion

Unseres Wissens ist diese Studie die erste, die CBFv bei Personen mit POTS untersucht, die einer anhaltenden kognitiven Herausforderung im Sitzen ausgesetzt sind. Wir fanden heraus, dass Personen mit POTS nach PCST eine kognitive Dysfunktion mit reduzierter psychomotorischer Geschwindigkeit aufweisen, die im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen mit einer signifikanten Verringerung des CBFv einherging, während sie ohne Hyperventilation sitzen blieben. 19 Darüber hinaus fanden wir, dass beide Gruppen ähnliche Reduktionen des CBFv und Zunahmen der HR nach orthostatischer Belastung von 5 Minuten Dauer zeigten. Interessanterweise war die CBFv nach PCST in der POTS-Gruppe nicht unähnlich der bei orthostatischer Belastung. Darüber hinaus berichteten die Patienten mit POTS nach Abschluss des gesamten Studienprotokolls über eine stärkere Zunahme der orthostatischen Symptome im Vergleich zu den gesunden Kontrollpersonen. Zusammenfassend kann die Abnahme des CBFv bei sitzenden Personen mit POTS während wiederholter kognitiver Tests nach PCST das häufige Symptom der mentalen Trübung (Gehirnnebel) bei dieser Patientenpopulation erklären.

CBF und Kognition in POTS

Der systemische Blutdruck und die Herzfrequenz können in Zeiten von körperlicher Belastung und Orthostase enorm schwanken. Es wurde postuliert, dass Patienten mit POTS Veränderungen im systemischen Kreislauf nicht ausreichend puffern können, ohne die zerebrale Perfusion zu beeinträchtigen, was als Autoregulation bezeichnet wird. 20 Mehrere Studien haben die Wirkung von orthostatischem Stress auf die kognitive Funktion und die zerebrale Hämodynamik bei Patienten mit POTS untersucht. Ocon et al. fanden bei Patienten mit POTS und komorbidem chronischem Erschöpfungssyndrom eine Abnahme der kognitiven Leistung mit zunehmendem orthostatischem Stress im Vergleich zu Kontrollen, die nicht durch eine reduzierte CBFv erklärt werden konnte. 21 Bei Patienten mit chronischem Müdigkeitssyndrom und POTS fanden Stewart et al., dass der CBF bei orthostatischem Stress mit kognitiver Aktivität nicht zunahm, während der vasomotorische Tonus erhöht blieb, was auf eine Entkopplung der neurovaskulären Einheit hindeutet. 22 Während der progressiven Orthostase bei Patienten mit POTS wurde gezeigt, dass ein Anstieg des oszillatorischen CBF mit einer Verschlechterung des Gedächtnisses und einer verringerten neurovaskulären Kopplung einhergeht. 12

Während die obigen Studien die Komplexität der zerebralen hämodynamischen Reaktion bei orthostatischem Stress im Zusammenhang mit der kognitiven Funktion bei Personen mit POTS elegant hervorgehoben haben, ist nicht bekannt, inwieweit diese Ergebnisse auf ein gleichzeitig bestehendes chronisches Erschöpfungssyndrom zurückgeführt werden könnten. 23 Weiterhin bleibt unklar, ob Patienten mit POTS die Fähigkeit haben, die zerebrale Perfusion als Reaktion auf einen erhöhten zerebralen Stoffwechselbedarf ohne orthostatischen Stress zu steigern. Andere haben gezeigt, dass Personen mit POTS auch im Liegen auf kognitive Schwierigkeiten stoßen. 14 In einer kürzlich durchgeführten Studie fanden wir bei Patienten mit POTS im Sitzen sowohl das Kurzzeitgedächtnis als auch die Wachsamkeit beeinträchtigt, obwohl im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen eine ähnliche CBFv‐Reaktion auf transiente visuelle Reize in der A. cerebri posterior gezeigt wurde. 24 Die aktuelle Studie liefert zusätzliche Erkenntnisse über kognitive Dysfunktionen in der POTS-Population. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass Patienten mit POTS als Reaktion auf anhaltende kognitive Anforderungen eine Verringerung des CBFv in einem ähnlichen Ausmaß wie bei orthostatischem Stress zeigen.

Darüber hinaus wurden diese Veränderungen des CBFv während der PCST in der POTS-Gruppe in Verbindung mit einer verringerten psychomotorischen Geschwindigkeit und einer nachfolgenden Zunahme der Schwere der orthostatischen Symptome, einschließlich erhöhter Konzentrationsschwierigkeiten, ein wichtiger Deskriptor für Hirnnebel, im Vergleich zu gesunden Kontrollen gesehen. Diese stehen im Einklang mit einer früheren Studie, in der bei Patienten mit POTS Defizite in der selektiven Aufmerksamkeit, der kognitiven Verarbeitung und der exekutiven Funktion nachgewiesen wurden, die eine kognitive Bewertung im Sitzen durchführen. 14 Die dem Gehirnnebel zugrunde liegenden Mechanismen sind jedoch wahrscheinlich multifaktoriell, da berichtete Auslöser auch Schlafmangel und allgemeine Müdigkeit ohne orthostatischen oder kognitiven Stress umfassen. 25

Klinische Implikationen

Unsere Ergebnisse untermauern das Konzept, dass kognitive Dysfunktion bei POTS eine Folge der Pathophysiologie der Krankheit ist. Es sind jedoch weitere Studien erforderlich, um die Mechanismen zu beschreiben, die diesen Beobachtungen zugrunde liegen. Der Einsatz von TCD zur Messung von CBF in der mittleren Hirnarterie wurde gegen funktionelle Magnetresonanztomographie-Messungen der Strömungsgeschwindigkeit validiert, jedoch erfordert die TCD ein hohes Maß an Erfahrung, um gleichbleibend hochwertige Messungen zu erhalten. 26 Dennoch können TCD-Messungen von CBF als objektives Werkzeug verwendet werden, um physiologische Zustände in Bezug auf objektive kognitive und psychologische Bewertungen in der klinischen Praxis zu quantifizieren. 27 Ob reduziertes CBFv ein nützlicher Biomarker bei der Behandlung von POTS ist, muss noch geklärt werden.

Studienbeschränkungen

TCD misst CBFv im Gegensatz zu CBF. Die Maße sind nur gleichwertig, wenn der Gefäßdurchmesser nicht variiert. Wir haben den Durchmesser der mittleren Hirnarterie während der Studie nicht beurteilt, aber andere haben zuvor nur geringfügige Veränderungen (<4%) ihres Durchmessers als Reaktion auf Hypokapnie und Veränderungen des Blutdrucks beobachtet. 28 Wir haben CBFv zur dominanten Großhirnhemisphäre gemessen. Während es Hinweise darauf gibt, dass der CBF bei orthostatischem Stress zwischen den Hemisphären vergleichbar ist, kann der CBF bei kognitiven Aufgaben zwischen den Hemisphären variieren. 21 , 29 Die Durchführung der Studie mit Teilnehmern in Rückenlage hätte den Grad der orthostatischen Belastung im Zusammenhang mit dem Sitzen beseitigt, aber die Leistung des PCST beeinträchtigt und die CBFv-Aufzeichnungen zusätzlich verrauscht. Wir erkennen an, dass unsere Ergebnisse beeinflusst werden könnten, wenn es unseren Patienten mit POTS erlaubt wird, ihre Medikamente mit reduzierter sympathischer Aktivierung (im Falle einer Betablockade) oder eingeschränkter Konzentration (im Falle von angstlösenden oder antidepressiven Medikamenten) fortzusetzen. Das Zurückhalten dieser Wirkstoffe könnte jedoch zu einer Rebound-Tachykardie führen und die kognitive Leistungsfähigkeit durch Schlafentzug und Folgen für die psychische Gesundheit beeinträchtigen. Die Verwendung von Fragebögen zur Erfassung von Lebensqualität und orthostatischen Symptomen unterliegt einem selbstberichtenden Bias.

Schlussfolgerungen

Bei Patienten mit POTS waren nach längerer kognitiver Belastung in sitzender Position eine reduzierte CBFv und kognitive Dysfunktion offensichtlich. Das häufig beschriebene Symptom des Hirnnebels bei POTS ist wahrscheinlich auf die zugrunde liegende Pathophysiologie der Krankheit zurückzuführen, die noch wenig verstanden wird.

Finanzierungsquellen

Dr. Wells wird durch Stipendien des National Health and Medical Research Council of Australia und des Australian Government Research Training Program unterstützt. Dr. Malik wird durch ein Australian Postgraduate Award Stipendium der University of Adelaide (UoA) unterstützt.Dr. Linz wird durch ein Beacon Fellowship der UoA unterstützt. Dr. Sanders wird durch ein Practitioner Fellowship des National Health and Medical Research Council of Australia und der National Heart Foundation of Australia unterstützt. Dr. Lau wird durch ein Mid-Career Fellowship der Hospital Research Foundation unterstützt. Dieses Projekt wurde von der Adelaide Medical School, UoA, und dem Tom Simpson Trust Fund, South Australian Division der National Heart Foundation of Australia, unterstützt.

Offenlegung

Dr. Linz berichtet, im Beirat von LivaNova und Medtronic tätig gewesen zu sein. Dr. Linz berichtet, dass die UoA in seinem Namen Vortrags- und/oder Beratungshonorare von LivaNova, Medtronic und ResMed erhalten hat. Dr. Linz berichtet, dass die UoA in seinem Namen Forschungsgelder von Sanofi, ResMed und Medtronic erhalten hat. Dr. Sanders berichtet, dass er im Beirat von Medtronic, Abbott Medical, Boston Scientific, Pacemate und CathRx tätig war. Dr. Sanders berichtet, dass die UoA in seinem Namen Vortrags- und/oder Beratungshonorare von Medtronic, Abbott Medical, Bayer und Boston Scientific erhalten hat. Dr. Sanders berichtet, dass die UoA in seinem Namen Forschungsgelder von Medtronic, Abbott Medical, Boston Scientific und MicroPort erhalten hat. Dr. Lau berichtet, dass die UoA in seinem Namen Vortrags- und/oder Beratungshonorare von Abbott Medical, Bayer, Biotronik, Boehringer Ingelheim, Medtronic, MicroPort und Pfizer erhalten hat.


Das neuropsychologische Profil des posturalen orthostatischen Tachykardie-Syndroms: Geschwisterfallstudie

Das posturale orthostatische Tachykardie-Syndrom (POTS), von dem schätzungsweise 500.000 Menschen allein in den Vereinigten Staaten betroffen sind, ist eine wachsende Quelle von Beeinträchtigungen und Behinderungen. Die Symptome bestehen oft aus körperlichen, kognitiven und psychischen Beeinträchtigungen. Die Symptome werden durch Schwankungen des zerebralen Blutflusses getrieben. Die zerebrale Durchblutung wird streng kontrolliert und mit der Gehirnfunktion verknüpft, da Veränderungen der Körperhaltung zu einer schnellen hämovaskulären Regulierung durch das autonome Nervensystem führen können. Jede Verzögerung der Hämoregulation und des zerebralen Blutflusses kann zu neurologischen Symptomen führen. POTS ist mit einer chronischen autonomen Dysregulation verbunden, und Menschen mit POTS leiden unter unterschiedlichem Grad an zerebraler Hypoperfusion, was zu unterschiedlichen Symptomen führt. Dieser Artikel beschreibt die Fälle von zwei Geschwistern (22 Jahre alt und 19 Jahre alt), die beide an POTS leiden. Sie litten unter körperlichen Symptomen sowie Schwierigkeiten, Gedanken zu organisieren, Aufmerksamkeit aufrechtzuerhalten, schnell zu denken, Multitasking und sich an aktuelle Informationen zu erinnern, sowie Depressionen und Angstzustände. Diese Schwestern haben einen überdurchschnittlichen Full-Scale-IQ (FSIQ), erhielten jedoch eine akademische Vorkehrung und haben eine anhaltende kognitive Dysfunktion, die sie daran hindert, ihr wahres Potenzial zu entfalten. Diese Fälle veranschaulichen die Notwendigkeit für Neuropsychologen und andere behandelnde Anbieter, POTS, die damit verbundene Pathophysiologie und die kognitiv schwächende POTS selbst im Kontext intakter und hoher FSIQ-Werte zu verstehen.

Schlüsselwörter: Kognitionsneuropsychologie posturale orthostatische Tachykardie-Rehabilitation.


Statistiken

Statistischer Vergleich physiologischer Variablen (Zeit × CO2) und RoR (Bedingung × CO2) wurden unter Verwendung einer Zweiwege-ANOVA mit wiederholten Messungen durchgeführt. Auch statistischer Vergleich der prozentualen Veränderungen von MAP, Aorta-PP und MCA Vbedeuten wurden unter Verwendung einer faktoriellen ANOVA (Bedingung × Zeit) durchgeführt. Ein Student-Newman-Keuls-Test wurde post hoc eingesetzt, wenn die Interaktionen signifikant waren. Statistische Signifikanz wurde auf festgelegt P < 0,05, und die Ergebnisse sind als Mittelwerte ± SE dargestellt. Die Analysen wurden unter Verwendung von SigmaStat (Jandel Scientific Software, SPSS, Chicago, IL) durchgeführt.


Bewertung der Auswirkungen von Olivenöl auf die menschliche Stressreaktion durch Messung des zerebralen Blutflusses

Yasue Mitsukura, Fakultät für Naturwissenschaften und Technologie, Keio University, Kanagawa, Japan.

Beitrag: Konzeptualisierung (gleich), Datenkuration (gleich), Formale Analyse (gleich), Förderakquise (gleich), ​Untersuchung (gleich), Methodik (gleich), Projektadministration (gleich), Ressourcen (gleich), Supervision (gleich .) ), Validierung (gleich), Schreiben – Originalentwurf (gleich), Schreiben – Überprüfung & Bearbeitung (gleich)

Graduate School of Science and Technology, Keio University, Kanagawa, Japan

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Graduate School of Science and Technology, Keio University, Kanagawa, Japan

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J-OIL MILLS, INC, Tokio, Japan

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Abteilung für Neuropsychiatrie, Keio University School of Medicine, Tokio, Japan

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Fakultät für Naturwissenschaften und Technologie, Keio University, Kanagawa, Japan

Abteilung für Neuropsychiatrie, Keio University School of Medicine, Tokio, Japan

Yasue Mitsukura, Fakultät für Naturwissenschaften und Technologie, Keio University, Kanagawa, Japan.

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Graduate School of Science and Technology, Keio University, Kanagawa, Japan

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Abteilung für Neuropsychiatrie, Keio University School of Medicine, Tokio, Japan

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Yasue Mitsukura und Brian Sumali haben gleichermaßen zu dieser Studie beigetragen.


Datenanalyse

Schlag-zu-Schlag mittlerer arterieller Druck (MAP) und MCA mittlere Blutgeschwindigkeit (Vbedeuten) wurden aus jeder Wellenform erhalten.

Pulsdruck der Aorta.

Der Aortenpulsdruck (PP) wurde durch Pulswellenanalyse unter Verwendung eines SphygmoCor-Geräts (Version 7.01, AtCor Medical) aus Applanationstonometrie-gemessenen Radialarteriendruckwellenformen erhalten, wie zuvor berichtet (45).

Dynamische CBF-Reaktion auf akute Hypotonie.

Die Antworten von MCA Vbedeuten zu akuten Veränderungen des systemischen Blutdrucks unmittelbar nach der Manschetten- oder LBNP-Freisetzung wurden identifiziert. Kontrollwerte von MAP und MCA Vbedeuten wurden durch Berechnung ihrer Durchschnittswerte während der 4 s unmittelbar vor der Freisetzung der Oberschenkelmanschette oder des LBNP definiert. Änderungen in MAP, MCA Vbedeuten, und der cerebrale vaskuläre Leitfähigkeitsindex (CVCi) während der Manschetten- oder LBNP-Freisetzung wurden relativ zu ihren begleitenden Kontrollwerten bestimmt. Zum Zeitpunkt 1,0–3,5 s nach der Manschettenfreisetzung oder dem maximalen MAP nach der LBNP-Freisetzung wird die Änderungsrate des CVCi [die Rate of Regulation (RoR)] als Index der dynamischen CA berechnet (1).


METHODEN

Modellieren.

Das in dieser Arbeit verwendete Modell ist ein Drei-Elemente-Windkessel-Modell, das häufig in kardiovaskulären Studien verwendet wird (27, 35, 48). Das Windkesselmodell lässt sich durch eine Schaltung bestehend aus zwei Widerständen R . darstellenS und RP (mmHg · s/cm 3 ) und einem Kondensator CS(cm 3 /mmHg) (siehe Abb. 2). Wir nehmen an, dass CS und RS stellen die systemische Compliance und den Widerstand der Arterien dar, die zu (und einschließlich) der MCA führen, während RP stellt den Widerstand dar, der mit dem peripheren zerebrovaskulären Bett verbunden ist. Da es schwierig ist, Druckmessungen direkt im MCA durchzuführen, ist die Eingabe in das Modell der Druck im Finger ( pF, mmHg alternativ könnte man Druckmessungen am Ohrläppchen verwenden). Die Ausgabe des Modells ist der Volumenstrom ( qMCA, cm 3 /s) im MCA, die durch Vergleich mit entsprechenden Messdaten validiert werden kann. Zusätzlich zu den oben genannten Elementen umfasst der Kreislauf Zwischendurchfluss und Drücke: Durchfluss und Druck des peripheren zerebrovaskulären Betts ( qP, PP) der venöse Druck (PV) und der Hirndruck ( pich). Diese werden jedoch nicht explizit festgelegt. Wenn wir annehmen, dass Fluss und Druck korreliert sind (20), können wir eine elektrische Schaltungsanalogie verwenden und Gleichungen für Druck und Fluss im MCA herleiten. Unter der Annahme, dass Druck und Durchfluss als Summen harmonischer Komponenten der Form p(t) = Pe i ωt und q(t) = Qe i ωt beschrieben werden können, wobei ω (s −1 ) die Frequenz ist, t (s) ist die Zeit , und P, Q sind Druck und Durchfluss im Frequenzbereich. Unter Verwendung dieser Definitionen lauten die Gleichungen für die Schaltung in Abb. 2

Allgemeiner ausgedrückt, für zeitperiodische Signale der Periode T (s) (die Länge des Herzzyklus) liefert die Theorie der Fourier-Reihen

Unter Verwendung der obigen Beziehung zwischen Strömung und Druck im Frequenzbereich wird der Windkessel Gl. 1 kann auch als folgende gewöhnliche Differentialgleichung im Zeitbereich geschrieben werden

Die obige Interpretation des konzentrierten Modells basiert auf dem Ort der Blutflussgeschwindigkeitsmessungen. Effekte aufgrund von Veränderungen des venösen und intrakraniellen Drucks werden nicht speziell in das Modell einbezogen. Obwohl das Modell einfach ist, ist es dennoch in der Lage, dynamische Effekte zu erfassen, die durch Haltungsänderungen entstehen. Ein weiterer wichtiger Faktor ist, dass ein einfaches Modell mit einer kleinen Anzahl von Parametern es einfach macht, die dynamische Variation jedes der Parameter aus den gemessenen Daten zu extrahieren.

Wie bereits erwähnt, liefern die Messungen Daten zum Druck im Finger und zu Geschwindigkeiten im MCA. Das Windkesselmodell liefert eine Beziehung zwischen Blutfluss (Volumenflussrate) und Druck, nicht Geschwindigkeit und Druck. Um Werte für die Strömung zu erhalten, nehmen wir an, dass die MCA einen konstanten Radius von r = 2 mm hat und die Strömung q = π r 2 v (cm 3 /s) ist, wobei v (cm/s) ist die Blutflussgeschwindigkeit. Der Radius des MCA variiert jedoch zwischen den verschiedenen Subjekten, da direkte Messungen des Radius nicht verfügbar sind, gehen wir einfach davon aus, dass er konstant ist. Alle im Ergebnisteil angezeigten Daten beziehen sich auf den Durchfluss q (und nicht auf die Geschwindigkeit).

Lass ZW sei die aus dem Windkesselmodell erhaltene Impedanz (Gl. 1) und sei Zmdie aus den Messungen erhaltene Impedanz sein, indem das Verhältnis der diskreten Fourier-Transformation der Druck- und Durchflussdaten genommen wird. Dann können die Parameter für das Windkesselmodell bestimmt werden, indem die Impedanz des Windkesselmodells an die Impedanz der Daten angepasst wird.

Die Null- und Hochfrequenzgrenzen des Windkesselmodells (Gl.1) Ertragsrelationen, die nur die Widerstände einbeziehen

Einmal RS und RP bestimmt wurden, CS kann aus der Analyse des Moduls der Impedanz ‖ Z ‖ als Funktion der Frequenz berechnet werden. Dies kann durch Schätzen der gemessenen Impedanz an einem Punkt erfolgen, an dem die vom Windkesselmodell erhaltene Impedanzkurve durch die von den gemessenen Daten erhaltene Impedanz verläuft (z. B. zwischen dem 2. und 3. Datenpunkt in Fig. 3). Der Betrag der gemessenen Impedanz an diesem Punkt ist

Wir haben die Parameter des Windkesselmodells geschätzt, indem wir die Daten auf zwei Arten analysiert haben. Zuerst haben wir Parameter geschätzt, die drei Perioden repräsentieren: Sitzen (0–60 s), Übergang vom Sitzen zum Stehen (60–80 s) und Stehen (80–120 s). Dies geschah mittels der gefensterten Fourier-Transformation. Zweitens schätzten wir die Parameter von Schlag zu Schlag, wodurch wir beobachten konnten, wie sie sich während einer Haltungsänderung ändern und wie sich die Autoregulation auf das periphere zerebrovaskuläre Bett auswirkt.

Abb. 3.Modul der Impedanz ‖ Z (ω)‖, erhalten unter Verwendung einer gefensterten Fourier-Transformation der Daten. Das Fenster war ein Kastenfenster mit 50% Überlappung und einer Länge von 480. Die durchgezogene schwarze Linie mit Punkten repräsentiert die gemessenen Daten und die graue Linie repräsentiert die Ergebnisse, die mit dem Windkesselmodell erhalten wurden.

Die gefensterte Fourier-Transformation (WFT) oder die gleitende Fourier-Transformation wird weit verbreitet zum Extrahieren zeitabhängiger Spektren aus einer Zeitreihe endlicher Länge verwendet. Es teilt die Zeitreihen in eine endliche Anzahl kleinerer Reihen auf, die einzeln Fourier-transformiert werden. Jeder Abschnitt wird auf seinen Frequenzgehalt analysiert und dann über die endliche Anzahl von Abschnitten gemittelt. Der Vorteil dieser Technik besteht darin, dass signifikante Frequenzen nicht verschwinden, wie es oft der Fall wäre, wenn die vollständige Sequenz unter Verwendung eines herkömmlichen Fourier-Transformation-(FFT)-Verfahrens analysiert würde. Da für alle Frequenzen in der WFT ein einziges Fenster verwendet wird, ist die Auflösung der Analyse an allen Orten im Zeit-Frequenz-Bereich gleich (gleich beabstandet).

FFT funktioniert gut für Signale mit glatten oder gleichförmigen Frequenzen, aber es hat sich herausgestellt, dass die gefensterte Fourier-Transformation bei Signalen mit Impulstypcharakteristiken, zeitveränderlichen (instationären) Frequenzen oder ungeraden Formen besser funktioniert. Die FFT unterscheidet keine Sequenz- oder Timing-Informationen. Wenn ein Signal beispielsweise zwei Frequenzen hat (eine hohe gefolgt von einer niedrigen oder umgekehrt), zeigt die Fourier-Transformation nur die Frequenzen und die relative Amplitude, nicht die Reihenfolge, in der sie aufgetreten sind. Die Fourier-Analyse funktioniert also gut mit stationären, kontinuierlichen, periodischen, differenzierbaren Signalen, aber es werden andere Methoden wie die WFT benötigt, um mit nichtperiodischen oder nichtstationären Signalen umzugehen.

Abbildung 3 zeigt einen Vergleich der Impedanzen aus den Daten und dem Windkesselmodell während der Sitzungsperiode für eine Fenstergröße von 480. Die Daten wurden mit 50 Hz abgetastet, daher umfasst ein Fenster mit 480 Datenpunkten 9,6 s. Somit liegen die Datenpunkte in Fig. 3 in Frequenzinkrementen von 1/9,6 = 0,104 Hz. Der Fenstertyp, der die konsistentesten Ergebnisse lieferte, war ein Kastenfenster mit einer Überlappung von 50 %. Diese Analyse wurde mit einer Funktion aus der Signalverarbeitungs-Toolbox von Matlab (21) durchgeführt. Die Nullfrequenzgrenze Zm(0) = RS + RP der WFT-Daten kann man direkt erhalten, indem man den DC-Wert von Zm. Bei hohen Frequenzen sind die Daten jedoch verrauscht, sodass es schwieriger ist, R . zu findenS. Wir haben mehrere Optionen untersucht und die stabilsten Ergebnisse gefunden, wenn RS als Mittelwert über Frequenzen <8 Hz (oder eine Kreisfrequenz <40 Radiant/s) gewählt wird. Nachdem die Widerstände geschätzt wurden, ist CSwurde erhalten mit Gl. 4. Es sei darauf hingewiesen, dass der Abfall von ‖ Z ‖ über die ersten paar Punkte auftritt, die Frequenzen der Größenordnung 0,1 Hz oder Perioden der Größenordnung von 10 s aufweisen. Wenn wir die Daten daher auf einer Schlag-zu-Schlag-Basis analysieren, gibt es keine ausreichende Auflösung in den Frequenzintervallen, um die Einhaltung zu schätzen.

Dieselben Kriterien wurden verwendet, wenn die Parameter auf einer Schlag-zu-Schlag-Basis bestimmt wurden. Um jedoch die Parameter auf einer Schlag-zu-Schlag-Basis zu finden, müssen die Zeitreihen zu Beginn jedes Herzzyklus getrennt werden. Dies kann durch Durchsuchen der Druckdaten nach lokalen Minima erfolgen. Jede Periode hat zwei Minima: eines repräsentiert den Beginn eines Herzzyklus und das andere repräsentiert den Beginn der dikrotischen Kerbe (siehe Abb. 4). Die Sterne in Abb. 4 repräsentieren den Beginn des Herzzyklus. Eine ähnliche Analyse kann mit den Blutflussgeschwindigkeitsdaten nicht durchgeführt werden, da die Rauschpegel deutlich höher sind und es daher viele lokale Minima gibt. Da Drücke und Flüsse gleichzeitig aufgezeichnet werden, können wir durch Kenntnis der Länge des Herzzyklus und der lokalen Minima für den Druck die lokalen Minima für den Fluss finden. Der einzige Unterschied besteht darin, dass zwischen den Strömungs- und Druckminima eine kleine Phasenverzögerung bestehen könnte, da die Daten nicht an derselben Stelle gemessen wurden.

Abb. 4.Konsekutiver Fluss Q (EIN) und Druck P (B) Profile für jeden Herzzyklus während einer 100-sekündigen Studie bei einem Probanden. Jeder Herzzyklus hat 2 Minima, 1 zu Beginn des Herzzyklus (*) und eines an der dikrotischen Kerbe. Beachten Sie, dass die Blutflussgeschwindigkeit und der Druck an 2 verschiedenen Stellen gemessen werden und die Pulswelle aufgrund von Unterschieden in der Entfernung die 2 Stellen nicht gleichzeitig erreicht. Daher gibt es eine konstante Phasenverzögerung (6 ms für dieses Subjekt) zwischen den beiden Standorten. Dies wurde in den Grafiken korrigiert.

Die Impedanzen können mit der gleichen Methode wie bei der WFT ermittelt werden. Der einzige Unterschied besteht darin, dass anstelle von Zm über das gesamte Intervall (Sitzen, Übergang oder Stehen) wurde es für jeden Herzzyklus berechnet. Allerdings ist, wie oben besprochen, der CS kann nicht auf einer Schlag-für-Schlag-Basis berechnet werden, da die Hauptänderung der Impedanz bei sehr niedrigen Frequenzen auftritt (entsprechend Perioden, die länger als ein einzelner Herzzyklus sind). Dies ist in Abb. 5 zu sehen: Der vom Windkesselmodell erhaltene Impedanzverlauf ist bereits flach, wenn der erste Datenpunkt das Niveau von R . erreicht hatS. Die Messdaten werden bei 50 Hz erfasst, so dass wir für einen Herzzyklus von 1,2 s 60 Datenpunkte mit einer Differenz zwischen diskreten Frequenzen von 1/1,2 = 0,8 3 ¯ Hz erhalten. Bei der WFT umfasst das Intervall mit einer Fenstergröße von 480 Datenpunkten etwa acht Herzzyklen oder 8 × 1,2 = 9,6 s. Das Intervall zwischen zwei diskreten Frequenzen beträgt 0,1 Hz. Um die Compliance aus den Daten zu berechnen, kann also für jeden der drei Zustände Sitzen, Übergang und Stehen nur ein Mittelwert erhalten werden.

Abb. 5.Fourier-Transformationen des Drucks P (ω) (EIN), Durchfluss Q (ω) (B) und ihr Verhältnis (Impedanz) (C).Die Grafiken zeigen den absoluten Wert als Funktion der Frequenz für eine einzelne Sitzperiode (die Periode beginnt bei 29,12 s). In C, die aus den Daten erhaltene Impedanz (durchgezogene Linie mit Kreisen) wird mit der durch das Windkesselmodell (durchgezogene Linie) und der gefensterten Fourier-Transformation (gestrichelte Linie) erhaltenen verglichen. Beachten Sie, dass die Compliance nicht aus der Fourier-Transformation einer einzelnen Periode gefunden werden kann, da die Frequenzauflösung zu niedrig ist. Somit ist der Wert von CS verwendet wird, basiert auf der gefensterten Fourier-Transformation, die in Fig. 3 gezeigt ist.

Vergleich von RS und RPder WFT während des Sitzens mit dem Durchschnitt der auf Schlag-zu-Schlag-Basis erhaltenen Ergebnisse sind konsistent (siehe Abb. 5C). Ähnliche Ergebnisse können während der Standzeit erzielt werden. Während der Übergangszeit vom Sitzen zum Stehen weichen die auf Schlag-zu-Schlag-Basis erhaltenen Werte jedoch erheblich von den Durchschnittswerten aus der gefensterten Fourier-Transformation ab.

Neben den Widerständen und der Compliance variiert auch die Herzfrequenz von Schlag zu Schlag. Durch Trennen der Zeitreihen zu Beginn jedes Herzzyklus wird die Herzfrequenz einfach durch HR = 1/T (Schläge/min) erhalten, wobei T die Dauer des Herzzyklus ist.

Unter der Annahme, dass der Druck bekannt ist (siehe Abb. 1) und die Parameter im Windkesselmodell wie oben beschrieben bestimmt wurden, kann die Strömung durch Integration der Differenz berechnet werden Gl. 2 und Vergleich der Ergebnisse mit den gemessenen Werten (siehe Abb. 9). Für zehn gesunde junge Probanden wurden Simulationen durchgeführt. Die berechneten pulsatilen Flussprofile wurden mit den tatsächlichen transkraniellen Doppler-Messungen verglichen. Vergleiche wurden sowohl hinsichtlich der quantitativen Übereinstimmung über den gesamten dynamischen Bereich als auch hinsichtlich des mittleren Flusses und des systolischen und diastolischen Flusses für die beiden stationären Situationen (vor und nach dem Stehen) angestellt. Die statistische Signifikanz wurde unter Verwendung einer Zwei-Wege-Varianzanalyse (22) bestimmt und P-Werte <0,05 wurden als statistisch signifikant angesehen.

Experimentelle Methoden.

Die Probanden dieser Studie sind zehn sorgfältig untersuchte gesunde junge Freiwillige im Alter von 20–39 Jahren, deren mittlere zerebrale autoregulatorische Reaktionen auf Haltungsänderungen und Kohlendioxid an anderer Stelle beschrieben sind (20).

Während des Protokolls wurde die Herzfrequenz kontinuierlich anhand eines Dreikanal-Elektrokardiogramms gemessen und der arterielle Druck von Schlag zu Schlag wurde nichtinvasiv am Mittelfinger der nicht dominanten Hand unter Verwendung eines photoplethysmographischen nichtinvasiven Druckmonitors (Finapres) bestimmt, der von einer Schlinge an der Höhe des rechten Vorhofs, um hydrostatische Druckeffekte zu eliminieren. Um das endtidale CO . zu halten2konstant, die Atmung wurde kontinuierlich unter Verwendung eines induktiven Plethysmographen (Respitrace) gemessen und die Probanden atmeten mit 0,25 Hz (15 Atemzüge/min) während jeder stehenden Prozedur, indem sie auf Tonband aufgezeichneten Hinweisen folgten. Alle Probanden wurden von einem geschulten Techniker einer Doppler-Ultraschalluntersuchung unterzogen, um die Veränderungen der Blutflussgeschwindigkeit innerhalb des MCA als Reaktion auf aktives Stehen zu messen. Die 2-MHz-Sonde eines tragbaren Dopplersystems von Nicolet Companion wurde über das Schläfenbein geschnallt und mit einer Mueller-Moll-Sondenfixierungsvorrichtung in Position gehalten, um die MCA abzubilden. Die MCA-Blutflussgeschwindigkeit wurde nach den Kriterien von Aaslid (1) bestimmt und in einer Tiefe von 50–65 mm aufgezeichnet. Die Hüllkurve der Blutströmungsgeschwindigkeitswellenform, abgeleitet aus einer Fast-Fourier-Analyse des Doppler-Frequenzsignals, und kontinuierliche Druck- und Elektrokardiogrammsignale wurden bei 250 Hz digitalisiert und im Computer für eine spätere Offline-Analyse gespeichert.

Nach der Instrumentierung saßen die Probanden auf einem Stuhl mit gerader Rückenlehne, die Beine um 90 Grad vor sich auf einem Hocker angehoben. Für jeden von zwei aktiven Ständen ruhten die Probanden 5 min in sitzender Position und standen dann 1 min aufrecht. Der Beginn des Stehens wurde von dem Moment an gemessen, in dem beide Füße den Boden berührten. Die Daten wurden kontinuierlich während der letzten Minute des Sitzens und der ersten Minute des Stehens während beider Versuche gesammelt.

Die Studie wurde vom Institutional Review Board des Hebräischen Rehabilitationszentrums für ältere Menschen genehmigt und alle Probanden gaben eine schriftliche Einverständniserklärung ab.


Entdecken Sie 5 Möglichkeiten, den Blutfluss zum Gehirn zu erhöhen

Der zerebrale Blutfluss ist die Zufuhr von Blut, die Ihr Gehirn erreicht. Laut einer Veröffentlichung der Nationales Zentrum für Biotechnologie-Information, Ihr Gehirn benötigt fast 20 % des verfügbaren Sauerstoffs, um normal zu funktionieren. Das bedeutet, dass eine strikte Regulierung des Blutflusses und der Sauerstoffversorgung überlebenswichtig ist.

Die Hirndurchblutung ist unter anderem wichtig für den Transport von Glukose und anderen wichtigen Nährstoffen zum Gehirn. Folglich müssen Sie es richtig funktionieren, um gesund zu bleiben. Daher ist es wichtig zu wissen, ob es Gewohnheiten gibt, die die Gehirnzirkulation begünstigen.

Als tägliche Praxis und als Teil eines gesunden Lebensstils können diese Gewohnheiten die Gesundheit des Gehirns schützen und Krankheiten im Zusammenhang mit schlechter Durchblutung vorbeugen. Nicht nur das, sie sind auch eine großartige Möglichkeit, aktiv und voller Energie zu bleiben.


Zerebrale Durchblutungsdynamik und Veränderungen des Bettkopfes im Rahmen einer Subarachnoidalblutung

) mit zerebralem Blutfluss mittels transkraniellem Doppler (TCD) und Thermodiffusionssonde bei SAH-Patienten. Dreizehn Patienten mit SAH wurden prospektiv in die Studie aufgenommen. Bei acht Patienten wurde eine Thermodiffusionssonde zur regionalen CBF-Messung platziert. Die CBF-Werte wurden bei den Patienten in flacher ( ) und aufrecht sitzender Position ( ) an den Tagen 3, 7 und 10 gemessen. Die durchschnittliche Zunahme der Blutflussgeschwindigkeit beim Wechsel von HOB von auf 7,8 % am Tag 3, 0,1 % am Tag 7 , und 13,1% am Tag 10. Die mittlere Hirnarterie wies die geringsten Geschwindigkeitsänderungen auf. Die durchschnittliche regionale CBF-Messung betrug 22,7 ± 0,3 ml/100 g/min in Rückenlage und 23,6 ± 9,1 mg/100 g/min in sitzender Position. Die Veränderungen waren statistisch nicht signifikant. Keiner der Patienten entwickelte einen klinischen zerebralen Vasospasmus. Die Änderung der HOB-Position im Rahmen der SAH hatte keinen signifikanten Einfluss auf den zerebralen oder regionalen Blutfluss. Diese Daten legen nahe, dass eine frühzeitige Mobilisierung angesichts der nachteiligen Auswirkungen einer längeren Bettruhe in Betracht gezogen werden sollte.

1. Einleitung

Patienten, die an einer aneurysmatischen SAH leiden, sind dem Risiko von Sekundärverletzungen einschließlich Hirnödem und verzögertem Hirnvasospasmus ausgesetzt. Traditionell werden Patienten als Teil des Gesamtbehandlungsprotokolls für SAH in längerer Bettruhe gehalten. Es wird davon ausgegangen, dass Bettruhe dazu beiträgt, eine ausreichende Durchblutung des Gehirns aufrechtzuerhalten. Allerdings sind die Daten, die diese Annahme stützen, begrenzt [1].

Die Durchblutung des Gehirns ist kritisch und komplex. CBF wird von mehreren Faktoren beeinflusst, darunter systemischer arterieller Druck, Abstand des Kopfes über dem Herzen, venöse und Liquor-Drainage und Gefäßtonus der Hirngefäße [2]. Bei einem normalen Menschen wird der systemische arterielle Druck beim Anheben des Kopfes durch Blutdruckreflexe aufrechterhalten. Gleichzeitig wird der arterielle Perfusionsdruck zum Kopf durch die Anhebung des Kopfes über das Herz reduziert, aber auch der intrakranielle Druck aufgrund der verbesserten venösen Drainage reduziert. Zusammen mit einer intakten Autoregulationsantwort des zerebralen Gefäßsystems ist der Nettoeffekt eine geringe Veränderung des CBF [3–5]. Bei Patienten mit eingeschränkter Autoregulation oder mit Vasospasmus nach SAH kann eine Anhebung der Kopfposition jedoch theoretisch den CBF verringern. Umgekehrt kann es im Falle eines signifikanten Hirnödems nach SAH wichtig sein, den Kopf anzuheben, um die venöse Drainage zu verbessern und den zerebralen Perfusionsdruck zu maximieren.

Längere Bettruhe, insbesondere bei älteren und schwerstkranken Menschen, birgt ihre eigene Morbidität [6]. Umfangreiche Forschungen haben die schädlichen Auswirkungen einer verlängerten Bettruhe auf mehrere Organsysteme dokumentiert, einschließlich kardiovaskulärer, muskuloskelettaler, kognitiver, hämatologischer und respiratorischer Systeme [7-10]. In den ersten Tagen der Bettruhe beginnt eine signifikante physiologische Verschlechterung. Diese Komplikationen tragen zu der bereits verheerenden neurologischen Schädigung durch SAH bei.

In Anbetracht der potenziellen schädlichen Auswirkungen einer längeren Bettruhe und ihres zweifelhaften Vorteils bei der Aufrechterhaltung des zerebralen Blutflusses untersuchten wir die Wirkung der Kopfposition auf den zerebralen Blutfluss bei SAH-Patienten. Wir gehen davon aus, dass die routinemäßige Unterbringung von SAH-Patienten in längere Bettruhe unnötig ist, um einen stabilen CBF aufrechtzuerhalten.

2. Material und Methoden

Das Studienprotokoll wurde von den Institutional Review Boards der University of Iowa genehmigt. In dieser prospektiven Studie haben wir zwei sich ergänzende Methoden verwendet, um die Auswirkungen der Kopfposition auf CBF bei SAH-Patienten zu untersuchen. SAH-Patienten, bei denen eine Ventrikulostomie und ein Thermodiffusions-CBF-Monitor platziert wurden, wurden prospektiv eingeschlossen. Thermodiffusionssonden (Hemedex, Cambridge, MA, USA) wurden durch das gleiche Bohrloch wie die Ventrikulostomie bis zu einer Tiefe von 2 cm eingeführt, jedoch in einem Winkel, so dass die Spitze der Sonde vom Ventrikulostomieschlauch weg ist (Abbildung 1). Unmittelbar nach der Sondenplatzierung und vor der Extubation der Patienten wird das endtidale CO2 wurden innerhalb des normalen Bereichs eingestellt, um die damit verbundene Änderung des CBF zu überprüfen, um die ordnungsgemäße Funktion der Sonde zu überprüfen (Abbildung 2). Eine andere Gruppe von SAH-Patienten wurde ebenfalls eingeschlossen und unterzog sich ausschließlich TCD-Studien. Veränderungen der Kopfposition und die entsprechenden Veränderungen der CBF-Parameter wurden ausgewertet. Insbesondere an den Tagen 3, 7 und 10 wurden die CBF-Messungen des Patienten (gemessen mit transkraniellem Doppler und Thermodiffusionssonde) 10 Minuten später in Rückenlage und in 90-Grad-aufrechter Position aufgezeichnet. TCD-Daten wurden in den medialen Hirnarterien (MCA), den vorderen Hirnarterien (ACA) und den hinteren Hirnarterien (PCA) bilateral mit einer Handsonde erhalten. Es wurden grundlegende Patienteninformationen wie Alter, Geschlecht, klinische Untersuchung und Krankenhausverlauf aufgezeichnet. Eine verzögerte zerebrale Ischämie wurde als symptomatischer Vasospasmus oder Infarkt im CT definiert, der einem Vasospasmus zuzuschreiben ist [11]. Die prozentualen Änderungen der mittleren Blutflussgeschwindigkeit in jeder Verteilung vom Rücken zum Sitzen wurden berechnet. Gepaarte Studenten T-Test wurde verwendet, um die statistische Signifikanz zu bestimmen.


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