Der erhöhte Hirndruck, auch intrakranielle Hypertension genannt, ist ein Zustand, bei dem der Druck innerhalb des Schädels ansteigt. Dieser Zustand kann schwerwiegende Folgen haben, da der Schädel ein begrenztes Volumen hat und ein erhöhter Druck das Gehirn schädigen kann. Die Diagnose und Behandlung eines erhöhten Hirndrucks erfordert ein umfassendes Verständnis der zugrunde liegenden Mechanismen und der verfügbaren diagnostischen Werkzeuge, einschließlich des Elektroenzephalogramms (EEG).
Grundlagen des intrakraniellen Drucks
Der Schädelinhalt besteht aus drei Hauptkomponenten: Hirngewebe, Blut und Liquor cerebrospinalis (CSF). Das Hirngewebe macht den größten Teil des Volumens aus, gefolgt von Blut und Liquor. Da der Schädelknochen nach dem Verschluss der Schädelnähte nicht mehr nachgeben kann, muss das Volumen dieser Komponenten in einem Gleichgewicht gehalten werden, um einen normalen intrakraniellen Druck (ICP) aufrechtzuerhalten.
Die Dynamik des intrakraniellen Drucks wird durch die folgende Formel beschrieben:
$$ {\textrm{V}}{\textrm{gesamt}}+{\textrm{dV}}{\textrm{Blut}}+{\textrm{dV}}{\textrm{Liquor}}+{\textrm{dV}}{\textrm{Gewebe}}+{\textrm{dV}}_{\textrm{Raumforderung}}=\textrm{konst}.
Diese Formel besagt, dass das Gesamtvolumen im Schädel konstant ist. Eine Zunahme des Volumens einer Komponente muss durch eine Abnahme des Volumens einer oder mehrerer anderer Komponenten kompensiert werden, um den ICP stabil zu halten.
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Der ICP wird als der Druck definiert, der im Inneren des Schädels herrscht und als Flüssigkeitsdruck in Höhe der Foramina Monroi in den Seitenventrikeln gemessen wird. Normalerweise liegt der ICP in einem bestimmten Bereich, der positionsabhängig ist. Eine Oberkörperhochlagerung kann therapeutisch genutzt werden, um den ICP zu senken.
Das Druckprofil des ICP wird durch die arterielle Pulswelle und ventilatorische Schwankungen des intrathorakalen Drucks beeinflusst. Bei spontan atmenden Patienten kommt es zu einem inspiratorischen Minimum, während bei beatmeten Patienten ein inspiratorisches Maximum auftritt.
ICP-Wellenformen
Es gibt verschiedene Arten von ICP-Wellen, die auf pathologische Zustände hinweisen können:
- A-Wellen (Plateauwellen oder Lundberg-Wellen): Druckanstiege über 40 mm Hg mit einer Periode von 5-20 Minuten. Sie treten oft im Zusammenhang mit intrakraniellen Raumforderungen auf.
- B-Wellen: ICP-Anstiege mit einer Frequenz von bis zu 3/min, die unabhängig von Blutdruck und Atmung auftreten.
Ursachen für erhöhten Hirndruck
Ein erhöhter Hirndruck kann durch verschiedene Faktoren verursacht werden, darunter:
- Raumforderungen: Tumore, Blutungen oder Abszesse, die das Volumen im Schädel erhöhen.
- Hirnödeme: Schwellungen des Gehirngewebes, die durch verschiedene Ursachen wie Schädel-Hirn-Trauma, Schlaganfall oder Infektionen verursacht werden können.
- Liquorabflussstörungen: Blockaden des Liquorflusses, die zu einer Ansammlung von Liquor im Schädel führen.
- Erhöhtes zerebrales Blutvolumen: Zustände, die zu einer Zunahme des Blutvolumens im Gehirn führen, wie z. B. Vasodilatation.
Hirnödeme
Es werden zwei Haupttypen von Hirnödemen unterschieden:
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- Vasogenes Ödem: Extravasation von Ödemflüssigkeit ins Hirnparenchym aufgrund einer gestörten Blut-Hirn-Schranke. Die Ödemflüssigkeit ist proteinreich, und der Extrazellulärraum ist erweitert.
- Zytotoxisches Ödem: Toxischer Schaden von Astrozyten und Neuronen, der zu einer intrazellulären Wasserakkumulation führt. Die Gefäßpermeabilität ist primär unverändert, und das Extrazellulärvolumen schrumpft.
Pathophysiologie des erhöhten Hirndrucks
Der ICP-Anstieg nach Auftreten einer akuten Raumforderung folgt einer Exponentialfunktion. Die Elastance (E) ist ein Maß für die steigende Rigidität des intrakraniellen Kompartiments bei Volumenzunahme. Ihr Kehrwert ist die Compliance (C). Diese Werte erlauben eine Aussage über die intrakraniellen Reserveräume. Der Pressure-Volume-Index (PVI) wird zur Abschätzung der Compliance verwendet.
Die Gefahr eines erhöhten ICP infolge einer akuten Raumforderung liegt in einem selbstverstärkenden Mechanismus. Nach einer initialen Phase der Kompensation kommt es in der kritischen Phase zur Erschöpfung der Ausgleichsräume. Der resultierende ICP-Anstieg vermindert den zerebralen Perfusionsdruck (CPP). Im Zuge der Autoregulation sinkt der zerebrale Gefäßwiderstand, das intrakranielle Blutvolumen steigt und erhöht wiederum den ICP. Dieser Verlauf mündet in die Phase des terminalen Anstiegs, in welcher bereits eine geringe Volumenzunahme zu drastischen Drucksteigerungen führt.
Symptome des erhöhten Hirndrucks
Die Symptome der intrakraniellen Hypertension sind initial unspezifisch und hängen vom zeitlichen Verlauf (akut oder chronisch) ab. Frühsymptome sind Kopfschmerzen, Übelkeit und Erbrechen. Bei rascher Progredienz kommt es zur Entwicklung eines Druckgradienten mit einer sukzessiven Massenverschiebung des Gehirns (Herniation).
Herniation
Die Einklemmung von Hirngewebe an knöchernen und bindegewebigen Strukturen (Herniation) manifestiert sich in klinisch-neurologischen Syndromen. Die Richtung des Gradienten bestimmt die Richtung der Verschiebung und die klinische Symptomatik.
- Transtentorielle Herniation: Einklemmung des Uncus hippocampi am Tentoriumschlitz mit Kompression des N. oculomotorius (N. III), was zu Anisokorie und bei beidseitiger Herniation zu bilateraler Mydriasis führt.
- Subfalcine Herniation: Verschiebung der Frontallappen im Bereich der Falx cerebri, was zu Verschlüssen der Aa. cerebri anteriores mit resultierendem Frontalhirnsyndrom und Beinparese führen kann.
- Inverse transtentorielle Herniation: Fehlen der pupillomotorischen Störung (z. B. infolge einer infratentoriellen Raumforderung).
Diagnostik des erhöhten Hirndrucks
Zur Diagnose des erhöhten Hirndrucks stehen verschiedene Methoden zur Verfügung:
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- Neurologische Untersuchung: Beurteilung des Bewusstseinszustands, der Pupillenreaktion, der Motorik und anderer neurologischer Funktionen.
- Bildgebung: Computertomographie (CT) und Magnetresonanztomographie (MRT) des Schädels, um Raumforderungen, Hirnödeme oder Blutungen zu identifizieren.
- Intrakranielle Druckmessung (ICP-Monitoring): Direkte Messung des ICP mittels eines Katheters, der in den Ventrikel oder das Parenchym eingeführt wird.
- Elektroenzephalographie (EEG): Messung der elektrischen Aktivität des Gehirns, um Veränderungen zu erkennen, die auf einen erhöhten Hirndruck hindeuten könnten.
Intrakranielle Druckmessung (ICP-Monitoring)
Die ICP-Messung ist der Goldstandard zur direkten Überwachung des intrakraniellen Drucks. Es gibt verschiedene Methoden zur ICP-Messung:
- Ventrikeldruckmessung: Ein Katheter wird in das Vorderhorn des Seitenventrikels eingebracht und über eine Flüssigkeitssäule mit einem externen Druckaufnehmer verbunden. Dies ermöglicht auch die Liquordrainage.
- Parenchymdruckmessung: Direktdruckwandler werden in 2-3 cm Tiefe in die weiße Substanz platziert.
- Epidurale Druckmessung: Messung der Spannung der Dura.
- Subdurale Druckmessung: Messung des ICP subdural mit Direktdruckwandlern.
- Nicht-invasive ICP-Messung: Verschiedene Techniken und Verfahren sind in Erprobung, z. B. indirekte, korrelations-basierte Messmethoden und der „Zwei-Tiefen-Transorbital-Doppler“.
Elektroenzephalographie (EEG)
Das EEG ist eine nicht-invasive Methode zur Messung der elektrischen Aktivität des Gehirns. Es kann verwendet werden, um Veränderungen der Hirnströme zu erkennen, die auf einen erhöhten Hirndruck hindeuten könnten. Obwohl das EEG keine direkte Messung des ICP ermöglicht, kann es wertvolle Informationen über die Hirnfunktion und mögliche Komplikationen liefern.
EEG-Grundlagen
Bei einem EEG werden Elektroden an bestimmten Positionen auf dem Kopf platziert, um die Spannungsunterschiede zwischen den einzelnen Elektroden (Hirnströme) aufzuzeichnen. Die Hirnströme werden je nach Frequenz in verschiedene Rhythmen eingeteilt:
- Alpha-Rhythmus (8-13 Hz): Typisch für einen wachen, entspannten Zustand mit geschlossenen Augen.
- Beta-Rhythmus (14-30 Hz): Kann durch Medikamente, fehlende Entspannung oder normale Varianten verursacht werden.
- Theta-Wellen (4-7 Hz): Normal bei Kindern und Jugendlichen.
- Delta-Wellen (0,5-3 Hz): Kennzeichnen den Tiefschlaf.
EEG bei erhöhtem Hirndruck
Bei einem erhöhten Hirndruck können im EEG verschiedene Veränderungen auftreten, wie z. B.:
- Verlangsamung der Hirnströme: Eine Zunahme der langsameren Theta- und Delta-Wellen kann auf eine Beeinträchtigung der Hirnfunktion hinweisen.
- Asymmetrien: Unterschiede in der elektrischen Aktivität zwischen den beiden Hirnhälften können auf eine lokale Raumforderung oder Herniation hindeuten.
- Epileptiforme Aktivität: Das Auftreten von Spitzen-Wellen-Mustern oder steilen und scharfen Wellen kann auf eine erhöhte Krampfbereitschaft hinweisen.
- Nulllinien-EEG: Das Fehlen messbarer Hirnströme kennzeichnet den Hirntod.
Bedeutung des EEG in der Diagnostik
Das EEG kann erste Hinweise auf eine Erkrankung geben und ist bei der fortlaufenden Bewertung einer Epilepsie ein einfaches Beurteilungsinstrument. Allerdings schließt ein unauffälliges EEG keine Epilepsie, Gehirnentzündung oder Ähnliches aus. Lokalisierte Veränderungen im Gehirn werden heutzutage mit modernen bildgebenden Verfahren diagnostiziert.
Therapie des erhöhten Hirndrucks
Zur Senkung des erhöhten ICP stehen eine Reihe von Maßnahmen zur Verfügung:
- Oberkörperhochlagerung: Verbesserung der venösen Drainage und Reduktion des zerebralen Blutvolumens (CBV).
- Liquordrainage: Intrakranielle Volumenentlastung durch Ableitung von Liquor.
- Hyperventilation: Zerebrale Vasokonstriktion durch Senkung des CO2-Partialdrucks.
- Osmodiuretika (z. B. Mannitol): Reduktion des Hirnvolumens durch osmotischen Effekt.
- Sedierung und Analgesie: Reduktion des Stoffwechselbedarfs des Gehirns.
- Barbiturate: Reduktion des Stoffwechselbedarfs und des CBF.
- Dekompressive Kraniektomie: Entfernung eines Teils des Schädels zur Entlastung des Gehirns.
Algorithmus zur Behandlung des erhöhten Hirndrucks
Ein detaillierter Algorithmus, der die verschiedenen Therapieoptionen zusammenfasst, wird in Zusammenschau mit den heutzutage vorherrschenden Therapiekonzepten vorgeschlagen.
Schädel-Hirn-Trauma und erhöhter Hirndruck
Ein Schädel-Hirn-Trauma (SHT) kann zu einem erhöhten Hirndruck führen. Das SHT ist eine Verletzung des Gehirns durch eine Gewalteinwirkung. Die Beschwerden können unmittelbar nach dem Unfall auftreten oder sich erst innerhalb von mehreren Stunden bis zu 48 Stunden danach zeigen. Um das Ausmaß der Schädelverletzung festzustellen, müssen verschiedene Untersuchungen gemacht werden: Der Arzt oder die Ärztin führt eine neurologische Untersuchung durch. Röntgenaufnahmen des Schädels helfen festzustellen, ob Knochen verletzt wurden und ein Computertomogramm (CT) lässt eine mögliche Schädigung des Gehirns erkennen.
Die Therapie des Schädel-Hirn-Traumas richtet sich nach der Art der Verletzung und nach dem Ausmaß der Hirnschädigung. Je früher die Behandlung beginnt, desto besser ist die Prognose.
Pseudotumor cerebri
Pseudotumor cerebri (idiopathische intrakranielle Hypertension) ist eine Erkrankung, die durch einen erhöhten Hirndruck ohne erkennbare Ursache gekennzeichnet ist. Die Symptome ähneln denen eines Hirntumors, daher der Name „Pseudotumor cerebri“. Die genaue Ursache ist unbekannt, aber es wird vermutet, dass hormonelle Faktoren, Medikamente oder Übergewicht eine Rolle spielen könnten.