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Meryem Eraslan-Vossoughi

• Einleitung Das zentrale Nervensystem ist aufgrund seiner geringen Ischämietoleranz ein besonders gefährdetes Organsystem des Körpers während herzchirurgischer Eingriffe. Die vorliegende Dissertation überprüft anhand eines Schweinemodells, ob ein Zusammenhang zwischen retinaler und zerebaler Blutströmungsgeschwindigkeit, repräsentiert durch die SLDF gemessene Blutströmung in der Retina und durch den transkraniellen Doppler (TCD) gemessenen Fluss über die Arteria cerebri media vor, während und nach extrakorporaler Zirkulation (EKZ) besteht und somit der SLDF als Überwachungsmethode der zerebralen Durchblutung eingesetzt werden kann. Das Ziel dieser Untersuchung ist eine erste Validierung des SLDF als eine Messmethode der zerebralen Blutströmung während herzchirurgischer Eingriffe in einem Tiermodell. Materialien und Methoden Nach der Genehmigung durch die zuständige Tierschutzkommision wurden 6 Hausschweine (Yorkshire Duroc, männlich und weiblich) mit einem mittleren Gewicht von 37,3 ± 9,4 kg in diese Untersuchung aufgenommen. Eine transkranielle Dopplersonde (EME Nicolet Pioneer TC 4040) wurde über der rechten Arteria cerebri media fixiert. Zur Erhebung der retinalen Blutströmungsgeschwindigkeit wurde über dem rechten Auge die Scanning Laser Doppler Flowmetrie (SLDF) platziert. Die Messungen wurden vor (T1=nach 30 minütiger Anästhesie; T2=nach 30 minütiger Anästhesie vor der EKZ unter 100%iger Ligatur der Vena cava inferior), während (T3=10 Minuten nach Beginn der EKZ; T4=Ende der zweistündigen EKZ) und nach (T5=60 Minuten nach Beendigung der EKZ; T6=60 Minuten nach Beendigung der EKZ unter 100%iger Ligatur der Vena cava inferior) einer ACVB-Operation unter extrakorporaler Zirkulation (EKZ) durchgeführt. Ergebnisse Signifikante Korrelationen in der Spearman-Rang Korrelation und in der Regressionsanalyse zwischen der retinalen Blutströmung (detektiert durch den SLDF) und der Blutströmung in der A. cerebri media (detektiert durch den TCD) sind vor (T1, T2), während (T3) und nach der EKZ (T5, T6) vorhanden. Lediglich zum Messzeitpunkt T4 konnte keine Korrelation nachgewiesen werden. Schlussfolgerung Diese Untersuchung zeigt, dass sich vor, während und nach der EKZ die retinale Blutströmung und die Blutströmung in der A. cerebri media gleichwertig verhalten. Die fehlende Korrelation zwischen der Blutströmung in der A. cerebri media detektiert durch den TCD zur retinalen Blutströmung kurz vor Ende der EKZ während des Zeitpunktes T4, ist auf die sich ändernden Durchmessern der Kapillaren in der Retina bei nahezu unveränderter Durchmesser an den großen Gefäßen, wie der A. cerebri media zurückzuführen. Da die Regulation der Durchblutung überwiegend in den Kapillaren stattfindet, stellt sich die Frage, ob die SLDF nicht doch eine exaktere Aussage bezüglich der retinalen und somit der zerebralen Blutströmung zulässt. Die Messung des TCD über die A. cerebri media und deren Aussagekraft über die zerebrale Durchblutung wird seit Jahren von einigen Autoren angezweifelt und in diversen Studien als ungenau bezeichnet. Durch den Einblick in die kapillaren Systeme der Retina ist die Möglichkeit gegeben, in die Regulationsvorgänge der Gefässe einzusehen, um daraus auf die Durchblutung z.B. des Zerebrums Rückschlüsse zu erhalten. Welche dieser Messmethoden, die bisher etablierten Methoden TCD oder doch die neue Messmethode SLDF die Erfassung der zerebralen Durchblutung besser wiedergibt, muss in weiteren Studien evaluiert werden. Auch müssen untere Grenzwerte für die retinalen Blutströmung definiert werden, bevor diese Methode Einzug in den klinischen Alltag finden kann.
• Introduction Unfavorable incidents during cardiac operations due to inadequate cerebral perfusion can be avoided by the utilization of noninvasive blood flow monitoring methods. The purpose of this study was to evaluate monitoring systems for cerebrovascular perfusion in an animal model. We compared currently available blood flow monitoring devices including scanning laser Doppler Flowmetry (SLDF) and transcranial Doppler (TCD). The goal of this study was a first validation of retinal Doppler as a method for monitoring cerebral blood flow in an animal model. This is the first study to compare SLDF with TCD during cardiac surgery. Methods After the authorisation by the commission of animal care, we included 6 pigs (Yorkshire Duroc, male and female) with a body weight between 27 kg and 51 kg mean weight of 37,3 ± 9,4 kg in the study. After sternotomy, the probe of transcranial Doppler (EME Nicolet pioneer TC 4040) was placed over the right A. cerebri media. To monitor retinal blood flow a laser Doppler was placed in front of the right eye. Measurements take place during various states before (T1=before cardiopulmonary bypass (CPB) after 30 min of anaesthesia; T2=before CPB after 30 min of anaesthesia and 100% occlusion of V.cava inferior), during (T3=10 min after induction of CPB; T4=10 min before the end of CPB, which lasts for 2 hours) and after (T5=60 minutes after termination of CPB; T6=60 minutes after termination of CPB and 100% occlusion of V. cava inferior) cardiopulmonary bypass (CPB). Results We had a significant correlation in both the Spearman rang correlation and in the regressions analysis between the measures of the retinal blood flow (detected by the SLDF) and the blood flow in the A. cerebri media (detected by the TCD) before (T1, T2) during (T3) and after the CPB (T5, T6). Only at time point T4 there is a lack of correlation. Conclusion This study shows, that retinal blood flow (detected by the SLDF) and cerebral blood flow in the A. cerebri media (detected by the TCD) can be compared before, during and after CPB. Lack of correlation between the measurement by the SLDF and TCD during CPB at time point T4 can be explained by any alterations of retinal capillary diameter. Changes of blood flow speed of small vessels like retinal capillary is only detected by SLDF, whereas TCD only detected unchangeable diameters of large cerebral vessels. So the question is which of the measurements, SLDF or the TCD is more exact in showing the cerebral blood flow. Further studies will be necessary to explore, which of the methods (SLDF, TCD) represents the cerebral blood flow the best. Moreover it is required to specify the lower cut off margin for retinal blood flow, before it can be introduced into the clinical routine.