Bestimmung des optimalen zerebralen Perfusionsdrucks durch multimodale Signalfusion

• Antragsteller: Dr.-Ing. Daniel Teichmann
• Fachliche Zuordnung: Klinische Neurologie; Neurochirurgie und Neuroradiologie ; Biomedizinische Systemtechnik ; Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 384543642

Die Regulierung des zerebralen Blutflusses (CBF) ist eine essentielle Fähigkeit des menschlichen Körpers, da hierdurch sowohl die ausreichende Sauerstoffversorgung des Gehirns als auch der Abtransport von Stoffwechselabbauprodukten gewährleistet wird. Im gesunden Zustand wird die CBF-Homöostase durch eine Gruppe globaler (neurogen-autonomer) und lokaler (autoregulativer) Regelungsmechanismen sichergestellt. Bei Patienten mit schwerem Schädel-Hirn-Trauma ist die Fähigkeit der CBF-Autoregulation nicht mehr oder nur noch in engen Bereichen vorhanden, demnach besteht für diese Patienten ein signifikantes Risiko, dass eine zerebrale Minderperfusion und ein Missverhältnis zwischen metabolischem Bedarf und Versorgung entstehen.Essentiell bei der neurointensivmedizinischen Therapie ist die Einstellung eines ausreichend hohen zerebralen Perfusionsdrucks (CPP) zur Aufrechterhaltung des CBF. Im Falle einer gestörten CBF-Autoregulation besteht jedoch das Problem, dass ein Anstieg des CPP zu einem (nachteiligen) Anstieg des intrakraniellen Drucks (ICP) führen kann.Im Rahmen des beantragten Forschungsvorhabens soll durch Anwendung spezieller Methoden der Signalverarbeitung und Informationsfusion ein Ansatz entwickelt und validiert werden, welcher die Bestimmung personalisierter ICP- und CPP-Zielwerte auf Basis der zugrundeliegenden zerebrovaskulären Physiologie des Patienten ermöglicht.Das Forschungsvorhaben umfasst dabei zwei Hauptziele: i) die Verbesserung der Präzision und Genauigkeit der Druck-Reaktivitäts-Abschätzung und ii) die Optimierung des Verfahrens zur Bestimmung des optimalen CPPs durch eine besser interpretierbare Datenaufbereitung (klarere U-Kurvenform) und die Erhöhung der Patientensicherheit.Die geplante Datenanalyse basiert auf bettseitig erfassten Daten, welche ICP, arteriellen Blutdruck, CBF-Geschwindigkeit, Gewebe-Oxygenierung und standardmäßig aufgenommene Vitalparameter (Herzrate, Atmung, Pulsoximetrie, u.a.) beinhalten. Diese Daten stammen aus einer vom Gastforschungsinstitut am Boston Medical Center und Boston Children’s Hospital durchgeführten Studie mit über 200 Patienten.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Thomas Heldt, Ph.D.