Effekte lang anhaltender, willkürlicher Hyperventilation auf Blutgase, Hirnperfusion und Bewusstsein : Eine funktionelle Magnetresonanztomographie-Studie mit Arterial-Spin-Labeling-Technik

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2010

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http://dx.doi.org/10.22029/jlupub-13663

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In der vorliegenden Studie wurden Veränderungen von physiologischen Parametern (Blutgase, pH-Wert, Elektrolyte), des Bewusstseins und der zerebralen Durchblutung auf eine willkürliche, 30 Minuten andauernde, Hyperventilation untersucht. Fünf Probanden mit Erfahrung in Hyperventilationstechniken hyperventilierten in einem 1,5 Tesla-MRT, woran sich eine ebenfalls 30 Minuten andauernde Ausklangphase anschloss. Es wurden in regelmässigen Zeitabständen Blutproben entnommen, und über die ganze Zeit mittels einer ASL-Technik die absolute Hirndurchblutung in fünfminütigen Blöcken bestimmt. Bewusstseinsveränderungen wurden mit Hilfe von Fragebögen (PCI und OAVAV) sowie mit halboffenen Interviews erfasst. Es zeigte sich, dass die induzierten Veränderungen der Blutgase und der Elektrolyte schwere Dysregulationen in der Homöostase nach sich zogen, welche sich zum Teil nach der Ausklangphase noch nicht normalisiert hatten. Die Bestimmung der zerebralen Durchblutung mit der ASL-Technik ergab auf das gesamte Gehirn betrachtet über alle Probanden nur eine geringe Reduktion (ca. 4ml/100g Gewebe/Minute). Dabei erwies sich die Technik als nicht bewegungsstabil. Durch atemassoziierte Bewegungen konnten die oberen und unteren Schichten nicht vollständig erfasst werden. In Folge dessen konnte eine Untersuchung bestimmter Regions-of-Interests nicht für alle Probanden über den gesamten Versuchsablauf durchgeführt werden. Lediglich die Darstellung der einzelnen Regionen in der Ausklangphase gelang für alle Probanden. Es wurde eine tendenzielle Abnahme der Durchblutung des Frontalhirns gesehen. Somit ergaben sich Hinweise auf die Richtgkeit der so genannten Hypofrontalitätshypothese. Die Veränderungen des Bewusstseins wurden durch die Hyperventilation im MRT im Vergleich mit einer Vorstudie als nicht vermindert festgestellt. Ein direkter Zusammenhang zwischen zerebraler Durchblutung und der Entwicklung der Blutgase konnte nicht festgestellt werden. Die Autoregulation hielt die CBF-Verläufe im gesamten Gehirn annähernd stabil, während die Untersuchungen der Blutproben eindrückliche Normabweichungen der physiologischen Parameter aufweisen. Die gemessenen CBF-Werte für die einzelnen Regionen zeigen sich sehr heterogen, während die Blutparameter bei allen Probanden sehr homogen verlaufen. Lediglich gemeinsame Trends sind zu erkennen. Auch im Vergleich zwischen den durchgängigen Bewusstseinsveränderungen und den Durchblutungsverläufen der einzelnen Hirnregionen findet sich kein klarer Zusammenhang. Die festgestellten Befunde sind aktuell nicht vollständig zu erklären. Aufschluss könnten weitere Studien mit größeren Probandengruppen liefern. Limitationen sind über die nicht ausreichende Motion-Correction für atemassoziierte Bewegungen und das geringe Signal-zu-Rauschen-Verhältnis der ASL-Technik gegeben.

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