Wehrmedizinische Monatsschrift 2/2014

TELEMETRISCHE HIRNDRUCKMESSUNG: ERFAHRUNGEN: CHANCEN UND PROBLEME

Telemetric Intracranial Pressure Monitoring: Experience, Opportunities, and ­Problems



Aus der Abteilung Neurochirurgie (Ärztlicher Direktor: Oberstarzt Prof. Dr. U. Kunz) am Bundeswehrkrankenhaus Ulm (Chefarzt: Oberstarzt Dr. A. Kalinowski)



Simon Mayer, Michele Mäske, Chris Schulz, Ulrich Kunz und Uwe Max Mauer



WMM, 58. Jahrgang (Ausgabe 2/2014; S. 53-58)

Zusammenfassung



Hintergrund: Im Jahr 2009 wurde die erste marktreife telemetrische Hirndruck (ICP)-Sonde mit Zulassung vorgestellt.



Methoden: Es wurden bei 11 Patienten der Abteilung Neurochirurgie des Bundeswehrkrankenhauses Ulm im Zeitraum vom Februar 2012 bis März 2013 telemetrische ICP-Sonden implantiert. Eine kontinuierlicher ICP-Messung erfolgte über Zeiträume von zwei bis vier Wochen ambulant im Alltag der Patienten.

Ergebnisse: Die klinische Erfahrung in Bezug auf die Therapiekonsequenz war sehr gut. Allerdings traten sowohl technische Defekte und Schwierigkeiten im Umgang der Patienten mit dem System als auch medizinische auf.

Schlussfolgerungen: Das System ist bei vielen Fragestellungen als innovative Diagnostikmöglichkeit einsetzbar. Wir sehen das Hauptproblem derzeit in der Auswertung und korrekten Interpretation der umfangreichen registrierten Datenmengen. Daher wird derzeit ein System zur automatisierten Datenauswertung nach standardisierten Kriterien entwickelt.

Schlagworte: Schädelhirntrauma, Hirndruckmessung, intrakranieller Druck.

Summary

Background: The first commercially available, approved telemetric intracranial pressure (ICP) probe was introduced in 2009.

Methods: From February 2012 to March 2013, a telemetric ICP probe was implanted in 11 patients of the Neurosurgical Department of the Armed Forces Hospital in Ulm. ICP was then continuously monitored for 2 to 4 weeks during the patients’ daily lives outside the hospital.

Results: Clinical experience with this form of treatment was very good. There were, however, technical problems, i.e. malfunctions and difficulties experienced by patients with this system, and medical problems.

Conclusions: For many medical problems, the system offers innovative diagnostic tools and thus a wide range of applications. The main problem we see is the evaluation and correct interpretation of the large amount of data collected. For this reason, a system for automated data evaluation in accordance with standardised criteria is currently under development.

Keywords: Head injury, ICP measurement, intracranial pressure.

Einführung

Zur invasiven Messung des Hirndrucks (intracranial pressure, ICP) sind am Markt einige Systeme verschiedener Hersteller erhältlich. Meist sind dies intraparenchymatöse ICP-Sonden, da sich epidurale Sonden [1] nicht bewährt haben. Allen bisherigen Produkten ist gemeinsam, dass die Sonden transkutan nach außen geleitet und per Kabel mit einer Ausleseeinheit verbunden werden müssen. Dies erhöht die Gefahr von Infektionen und Dislokationen und limitiert die maximal mögliche Dauer der Messepisoden. Auch sind Messungen nur möglich, solange der Patient unter stationären Bedingungen im Krankenhaus ist [2]. Nichtinvasive Verfahren, wie zum Beispiel die ICP-Messung mit Hilfe der Infraschallemission des Trommelfells, erlauben derzeit noch keine quantitative Messung und sind deshalb nicht etabliert [3, 4].
Seit vielen Jahren werden von verschiedenen Firmen und Forschungsgruppen Anstrengungen unternommen, den ICP mittels eines telemetrischen Messverfahrens im Langzeitverlauf messen zu können. Analog zur 24-Stunden-Blutdruckmessung im Vergleich zur einmaligen Blutdruckmessung gibt es auch beim ICP diverse Indikationen, bei denen eine kontinuierliche Messung über längere Zeit wichtig und sinnvoll ist. So kann die Messung über einen langen Zeitraum im normalen Umfeld des Patienten mit annähernd normaler körperlicher Aktivität erfolgen. Neben vielen anderen Indikationen sind dies zum Beispiel die Feineinstellung eines Ventils bei ventrikuloperitonealem oder ventrikuloatrialem Shunt und shuntassoziierten Kopfschmerzen oder die Diagnostik bei Verdacht auf Hydrozephalus bei unklarer Klinik in Kombination mit einem auffälligen radiologischen Befund.
Um eine kontinuierliche ICP-Messung über längere Zeit und unter Alltagsbedingungen des Patienten zu ermöglichen, wurden im Jahr 2009 von der Fa. Raumedic mit den auf RFID (radio-frequency identification)-Technik basierenden Sonden Neurovent®-p-tel und Neurovent®-s-tel die ersten marktreifen telemetrischen ICP-Sonden mit Zulassung vorgestellt.
Nachdem bei bisher 11 Patienten telemetrische ICP-Sonden mit den verschiedensten Fragestellungen implantiert wurden, soll nun auf dem Boden unserer ersten Erfahrungen der Nutzen für die Therapieplanung und Überwachung evaluiert werden.

Methoden

IPC-Sonde
Das System besteht aus der implantierbaren Sonde, die üblicherweise frontal präkoronar implantiert wird (Abb. 1), und einer Antenne. Letztere aktiviert über Induktion die Messsonde und leitet die Daten auf die Aufzeichnungseinheit weiter, die am Gürtel oder in einem Rucksack getragen werden kann (Abb. 2 a, 2b, 2c). Die Sonde ist MRT tauglich.

Patientenkollektiv
Bei 11 Patienten der Abteilung Neurochirurgie des Bundeswehrkrankenhauses Ulm wurde im Zeitraum von Februar 2012 bis März 2013 eine Neurovent®-p-tel-Sonde implantiert. Das Follow up der Patienten reichte bis zum 01.07.2013.

Statistische Auswertung
Die Messwerte der ICP-Sonden wurden grafisch und statistisch ausgewertet. Dies geschieht derzeit sowohl optisch durch Erkennen und Quantifizieren von pathologischen Mustern – wie unter anderem Lundberg A- und B-Wellen – als auch durch standardisierte statistische Auswertungen. Als Standard werten wir derzeit den mittleren ICP pro 24 h, 12 h, 1 h und in bestimmten Phasen wie zum Beispiel „vormittags“ von 08:00 Uhr bis 12:00 Uhr aus.
Die Patienten führen während der gesamten Messdauer ein Kopfschmerztagebuch, in dem neben den Kopfschmerzen auch besondere Tätigkeiten oder sonstige Auffälligkeiten notiert werden.
Außerdem wurden die Patientenakten ausgewertet. Hier wurde vor allem darauf geachtet, welche Beschwerden zur Indikationsstellung einer ICP-Messung geführt hatten und welche therapeutische Konsequenz aus den Messdaten gezogen wurde.

Ergebnisse

Statistik
Die Sonden waren zwischen 33 und 514 Tage (Median 67 Tage, Mittelwert 145 Tage, Spannweite 33 - 514 Tage) implantiert. Bei 3 Patienten sind die Sonden noch immer implantiert. Bis zum Stichtag am 01.07.2013 lag die gesamte Messzeit bei allen Patienten bei 4 041 Stunden. Verwertbare Daten wurden dabei im Mittel aller Patienten in 68 % (Median 75 %, Spannweite 24 - 91 %). Die große Spannweite resultiert aus der unterschiedlichen Compliance der Patienten im Tragen der Aufzeichnungseinheit.

Indikationen
Bei neun von 11 Patienten bestanden als Leitsymptom Kopfschmerzen.
Acht von 11 Patienten waren bei Anlage der ICP-Sonde bereits wegen einer Störung der Liquorzirkulation operiert worden. Bei den restlichen drei Patienten war klinisch und/oder radiologisch der Verdacht auf einen Hydrozephalus geäußert worden. Ein Patient hatte radiologische Auffälligkeiten in Kombination mit Kopfschmerzen und Konzentrationsstörungen. Bei zwei vierjährigen Patientinnen lagen ein prominenter Seitenventrikel und ein prominenter 3. Ventrikel in Kombination mit einem Kopfwachstum über der altersentsprechenden Percentile vor.

Therapieentscheidungen
Bei sechs der 11 Patienten konnte ein pathologischer ICP-Verlauf ausgeschlossen werden und diesen so eine unnötige weitere neurochirurgische Operation erspart werden. Zwei von diesen sechs Patienten waren zuvor noch nie neurochirurgisch operiert worden. Der geäußerte Verdacht auf einen Hydrozephalus konnte bei unauffälligen ICP-Werten ausgeschlossen werden. Fünf von 11 Patienten wiesen pathologische ICP-Werte auf, die eine Therapie erforderten. In einem Fall wurde die Einstellung des ventrikuloperitonealen Shuntes verändert, wovon die Patientin deutlich profitierte. Einmal wurde der Verdacht auf einen Hydrozephalus bestätigt und als Konsequenz ein ventrikuloperitonealer Shunt mit Shuntassistent implantiert. Bei drei weiteren Patienten wurde bei einer Überdrainagesymptomatik ein Shuntassistent implantiert, und danach mit Hilfe der telemetrischen Messung das Shuntventil optimal eingestellt.

Komplikationen
Es traten insgesamt zwei relevante technische Probleme auf. Bei einem Patienten riss der Anschlussstecker der Ausleseantenne ab, bei einem anderen Patienten war die Übertragung der Sonde zum Empfänger auf Grund einer defekten Ausleseantenne nicht konstant möglich. Beide Probleme wurden durch eine kurzfristige Reparatur der externen Anteile der Messkette behoben.
Medizinische Komplikationen traten in Form einer leichten, oberflächlichen Infektion im Bereich der Wunde sowie einer schwereren, lokalen Infektion mit massivem Druckulkus im Bereich der Sonde auf. Bei beiden Patienten wurde die Sonde explantiert. Bei der Patientin mit der schweren Infektion erfolgten die Wundkontrollen nicht in unserer Abteilung, sondern im Rahmen eines anderweitigen stationären Aufenthaltes. Hier wurde aus Angst, die Messung könnte unterbrochen werden, die Empfangsantenne mit einer elastischen Binde auf den Sondenkopf über insgesamt drei Wochen trotz beginnender Rötung und Drucknekrose ohne Unterbrechung aufgedrückt. Eine Vorstellung bei uns oder Kontaktaufnahme mit uns erfolgte nach Auftreten der ersten Ulkuszeichen nicht, die Messung wurde trotzdem weitergeführt. Bei einer Patientin zeigte sich bei Explantation der Sonde eine massive Vernarbung der Dura im Bereich der eingebrachten ICP-Sonde, sodass bei Explantation der Sonde deren Spitze abriss und trotz Erweiterung des Bohrlochs nicht vollständig geborgen werden konnte. Auch bei einem zweiten Patienten riss die circa 5 mm lange Messspitze von der restlichen ICP-Sonde ab, konnte jedoch problemlos geborgen werden.
Die Empfangsantenne erlaubt nach unserer Erfahrung ca. 1 - 1,5 cm Distanz zur Sondenmitte. Dies macht den Patienten vor allem nachts Probleme, da die Empfangsantenne bei unruhigem Schlaf häufig disloziert und dann ein Alarmton ertönt und in  dieser Zeit keine Messwerte aufgezeichnet werden. Dies ist für die Patienten störend, was die Compliance beeinträchtigt. Außerdem wird dadurch die für die Auswertung wichtige Kontinuität der Messung unterbrochen.

Diskussion

Der Einsatz einer invasiven ICP-Messung bei Patienten mit der Gefahr von ICP-Steigerungen und fehlender neurologischer Beurteilbarkeit ist heute etabliert und akzeptiert [5, 6]. Nur wenige Studien sehen keine Verbesserung des Outcomes durch Verwendung von invasiven ICP-Messungen [7].
Während die Lage für vorübergehende, kabelgebundene Messungen also recht klar scheint, finden sich für die Anwendung einer telemetrischen Langzeit-ICP-Messung in der Literatur derzeit kaum Erfahrungen und keine randomisierten Studien zur Effektivität der Messung in Bezug auf einen Nutzen für den Patienten.
Zum rein technischen Aspekt gibt es hingegen einige wenige Untersuchungen. Bei jeder Art von invasiver ICP-Messung ist die sogenannte Nullpunkt-Drift ein Problem. Für die konventionellen ICP-Sonden wurde der Nullpunkt-Drift bereits in vielen Studien untersucht. Hier liegen die angegebenen Werte für die Neurovent-p® Sonde zum Beispiel bei ungefähr 1 mm Hg [8, 9]. Für die telemetrischen ICP-Sonden liegen diese Werte im Langzeitverlauf mit 5 – 8 mm Hg deutlich höher [10]. Die Fa. Raumedic gibt in der Betriebsanleitung für die telemetrische Messsonde einen Langzeitdrift von ± 2 mm Hg in 29 Tagen an.
Die Signaldynamik ist von dieser Nullwertwanderung jedoch im Wesentlichen unverändert. Aussagen zur ICP-Dynamik sind also trotzdem möglich. Bei Messungen mit einem direkten Vergleich zwischen den etablierten Neurovent-p® im direkten Vergleich mit den telemetrischen Sonden liegt der Messwertunterschied im Mittel bei 2,5 ± 1,5 mm Hg [11].

TELEMETRISCHE HIRNDRUCKMESSUNG: ERFAHRUNGEN: CHANCEN UND PROBLEME
Tab. 1 Übersicht über die 11 ersten Patienten mit einer telemtrischen ICP-Sonde.


Eine weitere mögliche Fehlerquelle könnte ein Temperaturdrift sein. Die Fa. Raumedic legt als zugelassenen Temperaturbereich 15 °C bis 45 °C fest. Wie Untersuchungen mit der kabelgebunden Neurovent-p®-Sonde gezeigt haben liegt im Bereich von 35 °C bis 42 °C keine Temperaturabhängigkeit vor. Auch bei Extremwerten von 20 °C oder 40 °C sind die Differenzen mit 0,15 mm Hg pro °C sehr gering [12].
Die Möglichkeit der telemetrischen ICP-Messung über lange Zeit ist eine große Verbesserung, wenn auch einzelne vor allem technische Aspekte verbesserungsfähig sind, um eine höhere Patientenzufriedenheit zu erreichen.
Das sicherlich größte Problem ist das Fehlen einer standardisierten Auswertung sowie von Normalwerten, Grenzen und eindeutiger Definitionen von Pathologien bei Langzeit-ICP-Messungen. In der Literatur existieren kaum Daten zu Langzeit-ICP-Verläufen außerhalb klinischer Bedingungen im Rahmen einer normalen körperlichen Aktivität.
Diese technischen Besonderheiten, speziell der Nullpunkt-Drift, müssen dem Anwender des Systems bewusst sein, um eine korrekte Auswertung zu erstellen und aus den Daten die passenden Schlüsse zu ziehen. Hier wäre die neuerliche Nullpunkteichung nach der Implantation eine entscheidende Verbesserung der Messgenauigkeit über einen längeren Zeitraum.
Für die speziellen Bedürfnisse im militärischen Umfeld könnten die telemetrischen Sonden ebenfalls sehr hilfreich sein. Speziell die prolongierten Transportwege vom Ort des Traumas über eine Versorgung im Einsatzland und letztlich der luftgebundenen Repatriierung nach Deutschland, in Kombination mit einer vermehrten Keimbelastung, lassen deutliche Vorteile des möglichen Hautverschlusses bei der telemetrischen Messung vermuten [13, 14].

Schlussfolgerungen

Als Fazit aus den medizinischen Komplikationen führen wir die Wundkontrollen und Vorstellungen zum Auslesen des Aufzeichnungsmonitors engmaschiger und ausschließlich in unserer Klinik durch. Außerdem weisen wir die Patienten noch eindringlicher darauf hin, sich bei jeglicher Komplikation an uns zu wenden.
Als weitere Konsequenz wurden alle Mitarbeiter der Abteilung in die Bedienung der Geräte sowie die Besonderheiten dieser Form der ICP-Messung eingewiesen.
Zur Befestigung der Empfangsantenne am Patienten hat es sich bewährt, die nachwachsenden Haare im Umkreis von circa 10 cm um die Sonde durch Rasur kurz zu halten und die Empfangsantenne mit einem großflächigen Pflasterverband ohne zu starke Spannung zu fixieren.
Wir arbeiten derzeit an einer Möglichkeit, die ausgelesenen Daten einfach, sinnvoll und schnell sowohl grafisch als auch statistisch auszuwerten. Wir werten hierfür einige neue statistische und grafische Ansätze zum leichten und objektiven Erkennen von Shunt-Dysfunktionen, Shunt-Überdrainge und weiteren ICP-Pathologien aus.
Aktuell basiert diese Auswertemöglichkeit auf MS-Excel und liefert nach Einspielen der Daten automatisiert viele statistische Kennwerte und grafische Aufarbeitungen in verschiedenen Auflösungen. Langfristiges Ziel ist es, diese Auswertung voll automatisiert nach Anschluss des Aufzeichnungsmonitors am PC ablaufen zu lassen, um so einen sofortigen, reproduzierbaren und zuverlässigen Befund zu erhalten. Außerdem führen wir aktuell eine Patientenumfrage zur Zufriedenheit und subjektiven Einschätzung des Nutzens und der Verbesserungsmöglichkeiten durch.
Unserer Meinung nach sollten die Daten aller Kliniken, an denen die Sonden implantiert werden, einheitlich ausgewertet werden, um Normalwerte und Grenzen definieren zu können.

Interessenkonflikt: Keiner der Autoren steht in irgendeinem Verhältnis zur Fa. Raumedic, sodass kein Interessenkonflikt resultiert.

Literaturverzeichnis:

  1. Kunz U, Mauer UM, Rosenheimer M, Waldbaur H: First experience with a new developed probe for epidural intracranial pressure registration. Zentralbl Neurochir 1996; 57: 75.
  2. Piek J: Intrakranieller Druck- zerebraler Perfusionsdruck. In: Grundlagen neurochirurgischer Intensivmedizin Hrsg. J Piek und A Unterberg München, Bern, Wien, New York: Zuckschwerdt 1999; 51 – 66.
  3. Stettin E, Paulat K, Schulz C, Kunz U, Mauer UM: Noninvasive intracranial pressure measurement using infrasonic emissions from the tympanic membrane. J clin monitor computing 2011; 25: 203 – 210.
  4. Mauer UM, K. Paulat, M. Galler, A. Sailer, U. Kunz. Nichtinvasive Messung des intracraniellen Drucks mit Hilfe der Infraschallemission des Trommelfells. Schriftenreihe: Beiträge „Wehrmedizin und Wehrpharmazie“ 2003; Band 16: 25 – 27.
  5. Farahvar A, Gerber LM, Chiu YL, Carney N, Hartl R, Ghajar J. Increased mortality in patients with severe traumatic brain injury treated without intracranial pressure monitoring. Journal of neurosurgery 2012;117: 729 – 734.
  6. Schwab SS, P.; Werner, C.; Unterberg, A.W.; Hacke, W. . NeuroIntensiv. In: Springer Verlag; 2012; 63 – 72.
  7. Chesnut RM, Temkin N, Carney N, et al. A trial of intracranial-pressure monitoring in traumatic brain injury. The New England journal of medicine 2012; 367: 2471 – 2481.
  8. Citerio G, Piper I, Cormio M, et al. Bench test assessment of the new Raumedic Neurovent-P ICP sensor: a technical report by the BrainIT group. Acta neurochirurgica 2004; 146: 1221 – 1226.
  9. Stendel R, Heidenreich J, Schilling A, et al. Clinical evaluation of a new intracranial pressure monitoring device. Acta neurochirurgica 2003; 145: 185 – 193; discussion 93.
  10. Kiefer M, Antes S, Leonhardt S, et al. Telemetric ICP measurement with the first CE-approved device: data from animal experiments and initial clinical experiences. Acta neurochirurgica Supplement 2012; 114: 111 – 116.
  11. Orakcioglu B, Beynon C, Kentar MM, Eymann R, Kiefer M, Sakowitz OW. Intracranial pressure telemetry: first experience of an experimental in vivo study using a new device. Acta neurochirurgica Supplement 2012; 114: 105 – 110.
  12. Morgalla MH, Mettenleiter H, Katzenberger T. ICP measurement accuracy: the effect of temperature drift. Design of a laboratory test for assessment of ICP transducers. Journal of medical engineering & technology 1999; 23: 10 – 14.
  13. Mauer UM, Kunz U. Management of neurotrauma by surgeons and orthopedists in a military operational setting. Neurosurgical focus 2010; 28:E10.
  14. Mauer UM, Schulz C, Rothe R, Kunz U. German military neurosurgery at home and abroad. Neurosurgical focus 2010; 28:E14.

Bildquelle: Archiv Abteilung Neurochirurgie

Autoren: Chris Schulz, Michele Mäske, Simon Mayer, Ulrich Kunz, Uwe Max Mauer

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