Schädel-Hirn-Traumen (SHT) stellen eine erhebliche Herausforderung in der medizinischen Diagnostik dar. Bildgebende Verfahren sind nicht immer eindeutig, insbesondere bei leichteren Formen von SHT. Daher besteht ein großer Bedarf an zuverlässigen Methoden, um Hirnschädigungen zu erkennen oder auszuschließen. Dieser Artikel beleuchtet verschiedene Diagnosemethoden, die zur Beurteilung von Gehirnschäden eingesetzt werden, von klassischen neurologischen Untersuchungen bis hin zu modernen Biomarker-Tests und bildgebenden Verfahren.
Einführung
Das Schädel-Hirn-Trauma (SHT) ist eine der häufigsten Ursachen für neurologische Beeinträchtigungen und kann in verschiedenen Schweregraden auftreten. Die korrekte Diagnose und Beurteilung des Schweregrades sind entscheidend für die Einleitung einer adäquaten Behandlung und die Prognose des Patienten. In diesem Artikel werden die verschiedenen Diagnosemethoden für SHT detailliert beschrieben, wobei sowohl traditionelle als auch moderne Ansätze berücksichtigt werden.
Bedeutung der Früherkennung von Hirnschäden
Die frühzeitige Erkennung von Hirnschäden ist von entscheidender Bedeutung, um rechtzeitig geeignete Behandlungsmaßnahmen einzuleiten und potenziell schwerwiegende Folgen zu minimieren. Insbesondere bei leichteren SHT-Formen steht oft der schnelle und sichere Ausschluss einer akuten Hirnschädigung im Vordergrund. Dies ist besonders relevant in Situationen wie Unfällen, Sportverletzungen oder militärischen Einsätzen.
Die Stille Epidemie: Schädel-Hirn-Traumen im Überblick
Schädel-Hirn-Traumen (SHT) sind eine weit verbreitete, aber oft unterschätzte Gesundheitsbelastung. Allein in Deutschland werden jährlich fast 300.000 leichte bis mittelschwere SHT-Fälle verzeichnet. Europa und die USA schätzen sogar mehr als drei Millionen Fälle, wobei eine hohe Dunkelziffer vermutet wird. Aufgrund dieser hohen Inzidenz spricht man oft von einer "stillen Epidemie". Traumatische Hirnverletzungen können erhebliche Behandlungs- und Folgekosten verursachen, die durch Krankschreibungen, Verhaltensstörungen sowie temporären oder dauerhaften Verlust der Arbeitsfähigkeit entstehen.
Neurologische Untersuchung am Unfallort
Bei einem vermuteten Schädel-Hirn-Trauma erstellt der Unfallarzt noch am Unfallort ein Protokoll. Der neurologische Status wird erfasst, die motorische Funktion aller Extremitäten und die anfängliche Bewusstseinslage werden nach dem Glasgow Coma Score (GCS) dokumentiert. Ein vollständiger Satz aller Einsatzprotokolle verbleibt beim Patienten.
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Glasgow Coma Scale (GCS)
Die Schwere eines Schädel-Hirn-Traumas wird üblicherweise nach dem Punktwert in der Glasgow-Coma-Skala (GCS) eingeteilt. In dieser Skala erhält der Patient für bestimmte Reaktionen Punkte. Kriterien sind Augenöffnen, verbale Reaktion auf Ansprache und motorische Reaktion. Bereits bei der orientierenden Untersuchung am Unfallort werden Augenöffnen, Reaktion auf Schmerzreize und sprachliche Äußerungen des Unfallopfers erfasst. Aus den Beobachtungen ergibt sich ein Punktwert zwischen 3 und 15, wobei 15 die höchstmögliche Punktzahl der GCS darstellt.
Klinische Einteilung des SHT nach GCS
Die Glasgow Coma Scale (GCS) dient als standardisiertes Instrument zur Beurteilung des Schweregrades eines Schädel-Hirn-Traumas (SHT). Anhand des GCS-Wertes wird das SHT in drei Kategorien eingeteilt:
- Leichtes SHT: GCS 13-15
- Mittelschweres SHT: GCS 9-12
- Schweres SHT: GCS 3-8
Es ist wichtig zu beachten, dass der GCS-Wert im Verlauf der Behandlung wiederholt erhoben werden sollte, um Veränderungen der Hirnfunktion zu dokumentieren. Funktionseinschränkungen können auch durch andere Faktoren beeinflusst werden und müssen bei der Interpretation berücksichtigt werden.
Bildgebende Verfahren zur Diagnose von Hirnschäden
Computertomographie (CT)
Nach Aufnahme in der Klinik wird zunächst geprüft, ob Blutungen und offene oder stumpfe Knochenverletzungen aufgetreten sind. In diesem Fall wird sofort operiert. Um eine Schädigung des Gehirns auszuschließen, wird bei allen schwereren Verletzungen eine Computer-Tomogramm (CT) des Schädels angefertigt. Besonders wichtig ist eine Verlaufskontrolle bei einem extra- oder intraduralem Hämatom, das heißt bei einem Bluterguss außerhalb oder innerhalb der Dura. Mit computertomografischen Schnittbildern des Gehirns und der Schädelknochen lassen sich Brüche und Blutungen nachweisen und differenzieren. Außerdem kann der Druck der Blutungen auf das Gehirn beurteilt und damit die Notwendigkeit eines operativen Eingriffs rasch abgeschätzt werden. Ob wir eine CT auch bei einem leichten Schädel-Hirn-Trauma durchführen, hängt von Risikofaktoren wie dem Lebensalter (empfohlen: > 65 Jahre), der Einnahme von blutgerinnungshemmenden Medikamenten oder einem unklaren Unfallmechanismus ab.
Magnetresonanztomographie (MRT)
Die Magnetresonanztomographie (MRT) wird bei schweren Schädel-Hirnverletzungen zur Diagnose von Schädigungen (Läsionen), Quetschungen, Durchblutungsstörungen (Ischämien) des Gehirns oder der Harnwasserruhr (Diabetes insipidus) durchgeführt. Die MRT erzeugt mittels starker Magnetfelder Schnittbilder. Damit lassen sich auch subtilere Verletzungen der Nerven (diffuser Axonschaden) nachweisen.
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MR-Angiografie
Mit der MR-Angiografie können Verengung und Verletzungen von Blutgefäßen aufgespürt werden.
Spezielle Ultraschalluntersuchungen
Spezielle Ultraschalluntersuchungen (Neurosonografie, transkranielle Dopplersonographie) werden ebenfalls eingesetzt, um Störungen bei Blutgefäßen fest-stellen zu können.
Elektroenzephalographie (EEG)
Die Elektroenzephalographie (EEG) ist eine Methode zur Messung der elektrischen Aktivität des Gehirns durch Aufzeichnung der Spannungsschwankungen an der Kopfoberfläche. Ein EEG wird zum Beispiel bei der Diagnostik von Epilepsien angewendet. Die EEG ist ein Verfahren zur Messung der elektrischen Aktivität des Gehirns. Erfasst werden epileptische Aktivitätsmuster. Ein epileptischer Anfall kann Folge einer traumatischen Hirnschädigung, aber ebenso Ursache einer Bewusstseinsstörung sein.
Anwendung des EEGs in der Neurologie
In der Neurologie dient das EEG vor allem der Überprüfung der Gehirnaktivität. Diese kann bei verschiedenen Erkrankungen des Gehirns gestört sein. Für ein Routine-EEG sind bis zu 21 Elektroden notwendig, die meist in einer Art Haube eingearbeitet sind. Die Elektroden werden mit einem Kontaktgel eingestrichen, nach einem standardisierten Schema auf der Kopfhaut der Patientin oder des Patienten befestigt und über Kabel verbunden. Durch kurze Anweisungen seitens der technischen Assistenz wie zum Beispiel die Augen zu öffnen, können Änderungen der Hirnaktivität simuliert und im EEG aufgezeichnet werden.
Provokationstechniken im EEG
Zur Hyperventilation bittet die Ärztin/der Arzt die Patientin/den Patienten für drei bis fünf Minuten möglichst tief ein- und auszuatmen. Bei der Photostimulation wird die Patientin / der Patient hellen Lichtblitzen ausgesetzt. Sowohl während der Hyperventilation als auch der Photostimulation leitet die Ärztin/der Arzt direkt ein EEG ab. Zum Schlafentzug hingegen soll die Patientin/der Patient während einer gesamten oder ein Teil der Nacht wach bleiben. Koffeinhaltige Getränke sind nicht erlaubt.
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Interpretation von EEG-Befunden
Die Ärzt:innen der Neurologie beurteilen das EEG nach Form, Frequenz und Amplitude der Wellen. Ein sogenannter Herdbefund, also eine örtlich begrenzte Veränderung der Hirnaktivität, spricht hingegen für Tumore oder Hirnschäden durch Verletzungen (Schädel-Hirn-Trauma).
Evozierte Potentiale
Bei einem schweren SHT dienen evozierte Potentiale einer genaueren Einschätzung des Zustandes des Patienten. Mit dieser Untersuchungstechnik wird die Intaktheit der optischen, akustischen und sensiblen Nervenbahnen überprüft. Dabei wird die Zeit zwischen Reizauslösung und Reaktion gemessen.
Biomarker für Hirnschädigungen
Schädelhirntraumen sind mittels Bildgebung nicht immer eindeutig einzustufen. Deshalb besteht ein erheblicher Bedarf an blutbasierten Biomarkertests, die insbesondere einen raschen Ausschluss klinisch bedeutsamer Hirnschädigungen erlauben. Inzwischen gibt es eine Reihe Erfolg versprechender Kandidaten. Schlüsselwörter: SHT, S100B, NSE, UCH-L1, GFAB, all-SBPD, NF-H, Tau-Protein Biomarker für Hirnschädigungen eignen sich für die Verlaufskontrolle von Schlaganfällen oder Hirntumoren und kommen zunehmend auch bei M. Parkinson, M. Alzheimer und anderen degenerativen Hirnerkrankungen zum Einsatz. Das klassische Probenmaterial ist der Liquor cerebrospinalis, doch selbstverständlich werden Blutuntersuchungen wo immer es möglich ist bevorzugt.
Differenzierung zwischen offenem und geschlossenem Schädel-Hirn-Trauma
Ein Schädel-Hirn-Trauma bedeutet eine Verletzung des Schädelknochens und/oder des Gehirns. Prinzipiell unterscheidet man zwischen einem offenen und einem geschlossenen Schädel-Hirn-Trauma: Im Gegensatz zum geschlossenen kommt es bei einem offenen Schädel-Hirn-Trauma neben einer Verletzung des Schädelknochens zu einem Zerreißen der äußeren Hirnhaut, also der Bindegewebsschicht, die das Gehirn umgibt. Somit geraten das Schädelinnere und die Außenwelt in Kontakt.
Ursachen von Schädel-Hirn-Traumen
Während bei jungen Betroffenen bis zum 30. Lebensjahr Verkehrsunfälle die häufigste Ursache für ein Schädel-Hirn-Trauma darstellen, sind es bei den über 70-Jährigen vor allem Stürze. Weitere Ursachen sind Unfälle im häuslichen Umfeld, Arbeits- und Sportunfälle sowie perforierende Verletzungen (zum Beispiel Schussverletzungen) und stumpfe Gewalt (zum Beispiel Schlag).
Symptome eines Schädel-Hirn-Traumas
Folgende klinische Symptome können bei einem SHT von Patienten geäußert werden, nach Unfällen, Stürzen, gewaltsamen Auseinandersetzungen oder anderen Ereignissen mit Krafteinwirkung auf den Kopf sollten diese Symptome immer abgefragt werden, um ein SHT frühzeitig zu erkennen:
- Kopfschmerzen
- Benommenheitsgefühl
- Übelkeit oder Schwindel
- Doppelbilder und/oder Schwerhörigkeit
- Verletzungen des Schädels (z. B.
Therapie des Schädel-Hirn-Traumas
Ziel der Therapie ist es das Ausmaß der sekundären Hirnschäden zu minimieren und für die Verletzungen durch direkte Schädigung optimale Voraussetzungen zur funktionellen Regeneration herzustellen und zu sichern. Die Therapie beginnt am Ort des Geschehens und setzt sich im Krankenhaus fort.
Initialtherapie (präklinisch)
- Sicherung der Sauerstoffversorgung (z. B. Sauerstoff-Gabe, Beatmung, ggf. mit Intubation), Sauerstoffsättigung >90%
- Versorgung atmungsrelevanter Verletzungen (z. B. Pneumothorax, Hämatothorax)
- Kreislaufstabilisierung: systolische Blutdruck 120 - 140 mmHg, mind. 90 mmHg
- Versorgung von Wunden, Blutverlust unterbinden, ggf. Volumensubstitutionstherapie (isoton)
- Immobilisation der Wirbelsäule bei Verdacht auf Begleitverletzung, bevorzugt Ganzkörperimmobilisation durch Vakuummatratzen mit Lagerungshilfen für den Kopf (z.B. Head-Blocks) bei 30° Oberkörperhochlagerung. (Bei isolierter HWS-Immobilisation besteht ein erhöhtes Risiko des intrakraniellen Druckanstiegs!)
- Fremdkörper belassen
Klinische Versorgung
Bei neurologischen Symptomen, Bewusstseinsstörungen oder Gedächtnislücken oder Anzeichen auf Schädelfrakturen ist eine weiterführende stationäre Behandlung indiziert. Ebenso bei Erbrechen in einem zeitlichen Zusammenhang mit einer Gewalt- oder Krafteinwirkung sowie bei Hinweisen auf eine Gerinnungsstörung. Die Transportzeit sollte 60 Minuten nicht überschreiten.
Operative Maßnahmen
- Entlastungskraniektomie und Duraerweiterungsplastik bei Hirndruckzeichen
- Zerebraler Perfusionsdruck (CCP) sollte zwischen 50 und 70 mmHg eingestellt werden (Normwert: ca. 90 mmHg); intrakranieller Druck (ICP) < 20 mmHg
- Operative Versorgung von Begleitverletzungen und Schädelfrakturen durch die jeweilige Fachrichtung
Nicht operative Therapie
- Hyperventilation mit Hypokapnie bei transtentorieller Herniation
- 30° Oberkörperhochlagerung bei ICP > 20 mmHg
- Analgosedierung oder Narkose, um Hirndruckspitzen durch Schmerzen und Stress zu vermeiden
- Tranexamsäure scheint positive Effekte auf das Patienten-Outcome zu haben, weitere Untersuchungen hierzu stehen aus ]
- Osmodiuretika zur kurzfristigen ICP-Senkung, hyperosmolare Infusionen zeigten keinen positiven Effekt, in einer Studie konnten sogar negative Effekte beobachtet werden [9]
- Prophylaktische antikonvulsive Therapie in der ersten Woche
- Therapeutische Hypothermie
Hirntoddiagnostik
Die Hirntoddiagnostik umfasst verschiedene Untersuchungen, mit deren Hilfe geprüft wird, ob die gesamten Hirnfunktionen unumkehrbar erloschen sind. Wurde bei einer Person der Hirntod festgestellt, ist damit der Tod dieser Person nachgewiesen. Die medizinische Behandlung wird dann eingestellt. Die Hirntoddiagnostik muss von mindestens zwei besonders qualifizierten Fachärztinnen und -ärzten unabhängig voneinander durchgeführt werden. Sie müssen mehrjährige Erfahrung in der Intensivbehandlung von Personen mit schweren Hirnschädigungen besitzen. Darüber hinaus muss mindestens eine oder einer Fachärztin oder -arzte für Neurologie oder Neurochirurgie mit einem relevanten Schwerpunkt sein. Im Falle einer späteren Organ- und Gewebespende dürfen beide Fachärzte weder an der Entnahme noch an der Übertragung der gespendeten Organe beziehungsweise Gewebe beteiligt sein.
Schritte der Hirntoddiagnostik
Die Hirntoddiagnostik umfasst drei Untersuchungs-Schritte. Erst wenn ein Schritt abgeschlossen und bestätigt worden ist, dürfen die Untersuchungen des nächsten Schritts eingeleitet werden. Die drei Schritte der Hirntoddiagnostik sind:
- Prüfung der Voraussetzungen für die Durchführung der Diagnostik
- Feststellung klinischer Symptome des Ausfalls der gesamten Hirnfunktionen
- Prüfung der Unumkehrbarkeit des Ausfalls der gesamten Hirnfunktionen (Irreversibilitätsnachweis)
Klinische Symptome des Hirntods
Beim Hirntod sind alle Hirnfunktionen erloschen. Die Ärztinnen und Ärzte stellen fest, ob die drei Anzeichen des Hirntods (die klinischen Symptome) eingetreten sind:
- Tiefe Bewusstlosigkeit (tiefes Koma)
- Ausfall der Hirnstammreflexe
- Atemstillstand (Ausfall der Spontanatmung; Apnoe)
Tiefe Bewusstlosigkeit (tiefes Koma)
Unter Bewusstsein wird die Fähigkeit verstanden, die Umwelt wahrzunehmen und grundsätzlich mit ihr zu kommunizieren. Alle Störungen des Bewusstseins entstehen durch Beeinträchtigungen oder Schädigungen des Gehirns. Koma ist eine schwere Form der Bewusstseinsstörung. Es gibt verschiedene Tiefegrade des Komas: Im oberflächlichen Koma können Reaktionen auf äußere Reize noch erhalten sein. Je tiefer das Koma ist, desto weniger reagiert die Patientin oder der Patient auf äußere Reize. Für die Diagnose des Hirntods muss ein tiefes Koma vorliegen, das durch Bewusstlosigkeit ohne Augenöffnung und durch das Fehlen von Abwehrreaktionen auf geeignete Schmerzreize gekennzeichnet ist. Solche Reize werden im Zuge der Diagnose mit steigender Intensität am Körper und im Gesichtsbereich gesetzt. In einem tiefen Komastadium fehlen sowohl unbewusste Reaktionen auf Schmerzreize (Anstieg von Blutdruck und Pulsfrequenz) als auch Bewegungsreaktionen (Abwehrreaktionen oder Grimassieren) vollständig. Das Koma kann vorübergehender Natur sein. Deshalb ist ein tiefes Koma nur ein Anzeichen für den Hirntod, ist aber nicht mit ihm gleichzusetzen. Weitere Untersuchungen müssen den Hirntod sicher bestätigen.
Ausfall der Hirnstammreflexe
Die Fachärztinnen und -ärzte überprüfen, ob der Hirnstamm noch funktionsfähig ist. Funktioniert der Hirnstamm normal, dann lassen sich die sogenannten Hirnstammreflexe auslösen, die im Hirnstamm verarbeitet werden. Bei Bewusstlosen mit funktionsfähigem Hirnstamm können die Hirnstammreflexe ausgelöst werden. Ist allerdings der Hirntod eingetreten, sind alle Hirnstammreflexe erloschen. Nacheinander versuchen die Fachärztinnen und -ärzte, die verschiedenen Reflexe auszulösen. Dazu zählt beispielsweise der Pupillenreflex. Bei Personen mit intaktem Reflex verengen sich die Pupillen bei Lichteinfall sowohl auf der belichteten als auch auf der Gegenseite. Dieser Reflex ist im Zustand des Hirntodes ausgefallen und die Pupillen zeigen keine Verengung auf Lichteinfall.
Apnoe-Test: Prüfung des Atemstillstands
Mithilfe des Apnoe-Tests wird der Atemreflex und damit der Funktionszustand des Atemzentrums im Hirnstamm geprüft. Für die Überprüfung der Spontanatmung wird die Patientin oder der Patient kurzfristig mit reinem Sauerstoff beatmet, damit der Körper für die Dauer der Untersuchung mit genügend Sauerstoff versorgt ist. Dann wird die maschinelle Beatmung abgeschaltet. Kommt es selbst bei einem hohen Kohlenstoffdioxidspiegel im Blut nicht zu einem spontanen Atemzug, ist das Atemzentrum im Hirnstamm ausgefallen.
Nachweis der Irreversibilität
Abschließend wird geprüft, ob der zuvor festgestellte Ausfall der gesamten Hirnfunktionen unumkehrbar ist. Das Verfahren dafür hängt von Art und Lage der Hirnschädigung ab. Entweder werden die klinischen Untersuchungen nach einer festgelegten Wartezeit (12 Stunden beziehungsweise 72 Stunden) wiederholt oder es erfolgen apparative Zusatzuntersuchungen. Es wird beispielsweise gemessen, ob das Gehirn durchblutet wird oder im Gehirn Reize weitergeleitet werden. Es können auch beide Verfahren zum Einsatz kommen.
Dokumentation der Hirntoddiagnostik
Alle Ergebnisse der Hirntoddiagnostik werden dokumentiert und archiviert. Kommt es nach der Feststellung des Hirntodes zu einer Organ- oder Gewebespende, werden die Protokollbögen mindestens 30 Jahre lang aufgehoben.