Die Wirksamkeit der hyperbaren Sauerstoffkammer bei Hirnverletzungen

Zu den Hauptursachen von Hirnschädigungen gehören:

• Trauma: Kopftrauma oder gewaltsame Verletzungen können zu primären oder sekundären Hirnschäden führen.

• Infektionen: Hirninfektionen oder systemische Erkrankungen, die sich auf das Gehirn ausbreiten, können zu Beeinträchtigungen der Hirnzellfunktion und Hirnschäden führen.

• Toxizität: Vergiftungen können funktionelle Beeinträchtigungen oder sogar Zelltod von Hirnzellen verursachen und zu Hirnschäden führen.

• Tumoren: Tumoren im Kopf oder Tumoren aus anderen Körperregionen, die in das Gehirn metastasieren, können aufgrund der Proliferation maligner Tumorzellen zu Hirnschäden führen.

• Medikamente: Einige Medikamente können die Blut-Hirn-Schranke überwinden und Hirnzellen beeinflussen, was zu Hirnschäden führt.

• Hypoxie: Ereignisse wie Ertrinken, Strangulation oder Erstickung können eine Hypoxie der Hirnzellen verursachen und zu Hirnschäden führen.

Zu den Auswirkungen der hyperbaren Sauerstofftherapie (HBOT) auf Patienten mit traumatischer Hirnverletzung:

• Erhöhte Oxygenierung: HBOT erhöht den Sauerstoffpartialdruck in Hirngeweben und Arterien und steigert dadurch den gesamten Blutsauerstoffgehalt. Dies trägt zur Verbesserung der Sauerstoffversorgung des Hirngewebes bei und behebt den durch die Hirnverletzung verursachten Sauerstoffmangel.

• Förderung des Fibroblastenwachstums und der Kollagenbildung: HBOT stimuliert das Wachstum, die Teilung und die Bildung von Kollagenfasern, was die Wiederherstellung des Kollateralkreislaufs fördern kann. Dies ist vorteilhaft für die Wiederherstellung der Nervenzellfunktion.
  

• Vasokonstriktion: HBOT hat eine vasokonstriktive Wirkung, wodurch Ödeme und Flüssigkeitsansammlungen reduziert werden. Dies verbessert die effektive Diffusionsdistanz für Sauerstoff und stellt sicher, dass auch weiter von Kapillaren entfernt liegende Gewebe ausreichend Sauerstoff erhalten. Es kann auch helfen, Hirnödeme zu kontrollieren.

• Aktivierung des retikulären Aktivierungssystems: HBOT kann das retikuläre Aktivierungssystem des Hirnstamms aktivieren und die neuronale Aktivität steigern. Dies ist vorteilhaft für Patienten mit schwerem traumatischem Hirnschaden, um das Bewusstsein wiederzuerlangen.

• Förderung der neurologischen Erholung: HBOT kann die Wiederherstellung neurologischer Funktionen unterstützen und langfristige neurologische Defizite oder Behinderungen reduzieren. Es kann die Erholung von Funktionen wie Sprache, Gedächtnis und Verständnis nach einem traumatischen Hirnschaden erleichtern.

Zusammenfassend wird angenommen, dass die hyperbare Sauerstofftherapie für Patienten mit Hirnverletzungen von Nutzen ist, indem sie die Sauerstoffversorgung erhöht, die Zellreparatur und -regeneration fördert, Ödeme reduziert und möglicherweise die neurologische Erholung verbessert. Die Wirksamkeit der HBOT kann jedoch je nach Art und Schwere der Hirnverletzung sowie individuellen Patientenfaktoren variieren. Entscheidungen über die Anwendung der HBOT sollten in Absprache mit medizinischen Fachkräften als Teil eines umfassenden Behandlungsplans getroffen werden.

Die auslösenden Faktoren für Hirnverletzungen umfassen:

• Schlaganfall: Das plötzliche Reißen von Blutgefäßen im Gehirn oder die Blockierung des Blutflusses zum Gehirn kann zu einer Hirnblutung oder Ischämie (Mangel an Blutversorgung) führen, was einen Sauerstoffmangel im Hirngewebe und umfangreichen Hirnzelltod verursacht und zu einer Hirnverletzung führt.

• Herzerkrankungen: Zustände wie Herzinsuffizienz und Herzstillstand können zu einer unzureichenden Blutversorgung des Gehirns führen und einen Sauerstoffmangel verursachen. Anhaltender Sauerstoffmangel kann zu einer ischämischen Hirnverletzung führen.
  

• Neurologische Störungen: Neurologische Erkrankungen können die umliegenden Hirnzellen beeinträchtigen und eine Hirnverletzung auslösen.
  

Was die Frage betrifft, warum die hyperbare Sauerstofftherapie (HBOT) bei Hirnverletzungen wirksam ist:

Die HBOT zur Behandlung von Hirnstammverletzungen hat mehrere Funktionen und Vorteile:

• Schnelle Sauerstofferhöhung: HBOT erhöht schnell den Sauerstoffgehalt des Körpers, verbessert Symptome von Sauerstoffmangel in Hirngeweben und fördert die Wiederherstellung der Hirnfunktion.

• Reduzierung von Hirnödemen: HBOT kann Hirnödeme lindern und Symptome von erhöhtem intrakraniellem Druck verbessern.
  

• Aktivierung des retikulären Aktivierungssystems: HBOT kann das zentrale retikuläre Aktivierungssystem aktivieren und wesentlich zur Aufwachphase von Komapatienten beitragen.
  

Aufbau von Kollateralkreisläufen: Es kann helfen, Kollateralkreisläufe in Hirngeweben aufzubauen, die Blutversorgung und Sauerstoffzufuhr zum Gehirn verbessern.

Die hyperbare Sauerstofftherapie kann eine wirksame Behandlung für Hirnverletzungen sein. Sie versorgt das Gehirn direkt mit Sauerstoff, mildert die Auswirkungen auf die Atmung von Hirngeweben und unterstützt Stoffwechselprozesse im Körper. Im Allgemeinen sprechen jüngere Patienten tendenziell besser auf die Behandlung an.

Es ist wichtig zu beachten, dass die Wirksamkeit der HBOT-Softkammer je nach Art und Schwere der Hirnverletzung variieren kann, sodass Behandlungsentscheidungen in Absprache mit medizinischem Fachpersonal als Teil eines umfassenden Pflegeplans getroffen werden sollten.

Hirnverletzungen werden oft durch äußeren Druck oder Aufprall verursacht, was zum Absterben einiger Hirnzellen und zu einer unzureichenden Sauerstoffaufnahme im Gehirn führt. Die Verwendung einer hyperbaren Sauerstoffkammer kann schnell den Sauerstoffgehalt des Körpers erhöhen, Symptome von Hypoxie der Hirngewebezellen verbessern und die Wiederherstellung der Hirnfunktion unterstützen. Die hyperbare Sauerstofftherapie kann Hirnschwellungen reduzieren, Symptome von erhöhtem intrakraniellem Druck verbessern, das zentrale retikuläre System aktivieren, die Aufwachphase von komatösen Patienten erheblich fördern, Kollateralkreisläufe im Hirngewebe aufbauen und die Blut- und Sauerstoffversorgung des Gehirns verbessern. Die Bereitstellung ausreichenden Sauerstoffs für das Gehirn beschleunigt die Reparatur von Hirnzellen und kann langfristige Folgeschäden reduzieren.

Sowohl inländische als auch internationale Experimente haben die vorteilhaften reparativen Wirkungen der hyperbaren Sauerstofftherapie bei Hirnverletzungen nachgewiesen, sowohl in grundlegenden Tierexperimenten als auch in klinischen Studien mit menschlichen Probanden. In Humanstudien erlebten Patienten, die hyperbare Sauerstoffkammern verwendeten, eine schnellere Genesung und zeigten keine langfristigen Komplikationen im Vergleich zu denen, die keine hyperbaren Sauerstoffkammern verwendeten.

Patienten mit Hirnverletzungen, besonders in frühen Stadien, erleben oft Hirnschwellungen. Hirnödeme können Arterien komprimieren, die Perfusion verringern, entfernte Hypoxie verursachen und Venen komprimieren, was lokale Ödeme verschlimmert. Hirnödeme vergrößern den Abstand zwischen Kapillaren, wodurch Zellen, die weiter von Blutgefäßen entfernt sind, nicht genügend Sauerstoff für den aeroben Stoffwechsel erhalten, was zu reduzierter ATP-Produktion, Kanalinaktivierung, Veränderungen in aktiven Zentren und Zelltod führt.

Professor Liu Qingle erklärte: „Unter normalen Umständen beträgt der effektive Radius der Sauerstoffdiffusion in den Kapillaren der grauen Substanz des menschlichen Gehirns nur 30 Mikrometer. Bei der Verabreichung von Sauerstoff mit einem Druck von 3,0 ATA stellten wir fest, dass der effektive Radius der Sauerstoffdiffusion in den Kapillaren der grauen Substanz des menschlichen Gehirns 100 Mikrometer erreichen kann." Daher kann die hyperbare Sauerstofftherapie wirksam die durch Hirnödeme verursachte Hypoxie lindern und die Anzahl geschädigter und abgestorbener Hirnzellen reduzieren.

Die hyperbare Sauerstofftherapie kann auch das aufsteigende Aktivierungssystem des Hirnstamms aktivieren, was komatösen Patienten zugutekommt. Darüber hinaus kann die hyperbare Sauerstofftherapie eine Gefäßverengung bewirken, ähnlich der Wirkung von α-Adrenalin, wodurch Arterien am Ödemort verengt, das lokale Blutvolumen reduziert und das Ödem gelindert werden kann. Trotz des reduzierten arteriellen Blutflusses erhöht der hohe Sauerstoffgehalt im Blut dennoch die Gewebeoxygenierung. Daher ist der einzigartige Vorteil des hyperbaren Sauerstoffs bei der Behandlung von Ödemen an verschiedenen Lokalisationen unersetzlich.

Unter hyperbaren Bedingungen kann die Sauerstofftherapie die Permeabilität der Blut-Hirn-Schranke erhöhen. Im Allgemeinen verabreichen Ärzte bei einem intrakraniellen Infektionspatienten Antibiotika. Wenn gleichzeitig eine hyperbare Sauerstofftherapie durchgeführt wird, können sich höhere Antibiotikakonzentrationen am infizierten zentralen Ort ansammeln, wodurch bessere entzündungshemmende und antimikrobielle Wirkungen erzielt werden. Ebenso werden bei einem Hirntumorpatienten Chemotherapeutika verabreicht, und die hyperbare Sauerstofftherapie kann die Ansammlung von Chemotherapeutika am Tumorort verstärken und die Wirksamkeit der Antitumor-Chemotherapie verbessern.

Die hyperbare Sauerstofftherapie kann die Größe von Infarkten reduzieren. Professor Liu Qingle erklärte, dass Hirnzellen nach dem Absterben nicht regenerierbar sind und nach einer Hirnverletzung der zentrale Bereich des Infarkts keine Sauerstoffversorgung hat, was zum Absterben einer großen Anzahl von Hirnzellen führt. In dieser Region sind viele Zellen nur geschädigt, aber nicht abgestorben, und wenn Hirnverletzungspatienten frühzeitig eine hyperbare Sauerstofftherapie erhalten, wird sich der aerobe Stoffwechsel der Zellen im geschädigten Bereich schnell erholen, wodurch Zellsterben reduziert und die Prognose verbessert wird. Umgekehrt führt eine anhaltende Hypoxie der Hirnzellen zu erhöhtem Zellsterben und einer schlechteren Prognose.

Wissenschaftliche Belege

Die Website der US-Regierung weist darauf hin, dass HBOT bei Patienten mit Hirnverletzungen signifikante therapeutische Wirkungen hat:

Klinische Studien zur HBOT-Behandlung von TBI-Patienten.

FALLBEISPIEL

RP ist ein 55-jähriger Mann, der ursprünglich mit einer 20-jährigen Vorgeschichte einer bipolaren Störung in Behandlung kam. Sein Leben war aufgrund mangelnder Therapietreue chaotisch gewesen. Er wurde mit einer moderaten Dosis Lithium stabilisiert und ist seit den letzten 10 Jahren in einer stabilen Beziehung und erfolgreich selbstständig.

Als ich auf die Idee kam, ihn nach Gehirnerschütterungen zu fragen, stellte sich heraus, dass es in der Jugend mehrere erhebliche sportbedingte Gehirnerschütterungen gegeben hatte und mindestens ein halbes Dutzend schwerer Gehirnerschütterungen im frühen Erwachsenenalter, möglicherweise im Zusammenhang mit Leichtsinn während manischer Episoden. Seine letzte Gehirnerschütterung lag 30 Jahre vor der Erhebung dieser Anamnese. Er war nicht in der Lage, spezifische Symptome nach einer Gehirnerschütterung zu beschreiben, möglicherweise weil er seit der Jugend so viele Gehirnerschütterungen erlitten hatte und sich nicht daran erinnern konnte, wie seine Funktionsfähigkeit vor seinen Gehirnerschütterungen gewesen war. Ein Hirnperfusions-SPECT-Scan zeigte ausgedehnte Perfusionsdefekte, die mit einer TBI vereinbar waren, was ein starker Prädiktor für einen klinischen Nutzen durch HBOT ist. Dementsprechend wurde ihm eine Behandlung angeboten, selbst ohne eine klare Vorgeschichte erworbener Symptome.

Der Patient mietete eine Mild-HBOT-Kammer und führte die Behandlung zu Hause durch. Er absolvierte zwei Blöcke von 40 einstündigen Sitzungen mit milder HBOT (1,3 ATM, 100 % O2) über einen Zeitraum von 4 Monaten. Ein SPECT-Scan nach der Behandlung wurde etwa 56 Monate nach Abschluss des Behandlungsprotokolls erstellt.

Im Folgenden findet sich der Zusammenfassungsabschnitt des radiologischen Berichts für jeden Scan. Beachten Sie, dass ein normaler SPECT-Scan eine homogene Perfusion zeigen sollte, während Bereiche mit verminderter Perfusion oder heterogener (fleckiger) Perfusion auf kortikale Bereiche mit vermindertem Blutfluss hinweisen.

SPECT-Scan vor der Behandlung,

29. Aug. 2016

„Befunde: Verminderte Tracer-Perfusion zeigt sich im rechten Temporallappen, und außerdem besteht eine heterogene Perfusion in den bilateralen parietalen und posterioren frontalen Loben. Die Kleinhirnhemisphären sind symmetrisch perfundiert; in der richtigen klinischen Situation könnte dies Folgen eines traumatischen Hirnschadens widerspiegeln.“

SPECT-Scan nach der Behandlung,

27. Dez. 2017

„Befunde: Die SPECT-Bilder des Gehirns zeigen eine homogene Perfusion der Hirnhemisphären. Es liegen keine asymmetrischen Perfusionsdefekte vor, mit intervalmäßiger Auflösung der zuvor gesehenen asymmetrisch verminderten Radiotracer-Aufnahme im rechten Temporallappen. Ebenso hat sich die zuvor gesehene verminderte Perfusion in den bilateralen parietalen und posterioren frontalen Loben aufgelöst. Beurteilung: Normale Hirnperfusions-SPECT mit intervalmäßiger Auflösung der zuvor gesehenen Bereiche mit verminderter Perfusion.“

Nach Abschluss der Behandlung berichtete er über eine Verbesserung der Konzentration, eine verbesserte Fähigkeit zum Multitasking und insgesamt stabilere emotionale Funktionsfähigkeit. Er bemerkte, dass er Vokabular verwendete, das er seit seiner Jugend nicht mehr benutzt hatte, was im Gespräch deutlich zu beobachten war. Er stellte fest, dass er auf eine viel direktere Weise mit Menschen kommunizierte, im Gegensatz zu seiner üblichen Neigung, abschweifend zu sein und Schwierigkeiten zu haben, auf den Punkt zu kommen. Er hörte auf, einen Terminkalender für sein Geschäft zu verwenden, da er feststellte, dass er Termine mit seinen Klienten mehrere Wochen im Voraus aus dem Gedächtnis verfolgen konnte.

Hintergrund: Bei leichter traumatischer Hirnverletzung entwickeln über 15 % der Patienten ein persistierendes postkommotionelles Syndrom, eine Erkrankung mit erheblichen Folgen und begrenzten Behandlungsoptionen. Die hyperbare Sauerstofftherapie wurde beim persistierenden postkommotionellen Syndrom mit widersprüchlichen Ergebnissen angewendet, basierend auf ihrem historischen Verständnis/ihrer Definition als krankheitsspezifische Therapie. Dies ist eine systematische Überprüfung der Evidenz für die hyperbare Sauerstofftherapie (HBOT) beim persistierenden postkommotionellen Syndrom unter Verwendung einer Dosisanalyse, die auf der wissenschaftlichen Definition der hyperbaren Sauerstofftherapie als eines aus zwei Komponenten bestehenden Arzneimittels beruht, das sich aus erhöhtem barometrischem Druck und Hyperoxie zusammensetzt.

Methoden: In dieser Übersichtsarbeit wurden PubMed, CINAHL und die Cochrane Systematic Review Database vom 8. bis 22. August 2021 nach allen auf Englisch veröffentlichten klinischen Studien an Erwachsenen zur hyperbaren Sauerstofftherapie bei leichter traumatischer Hirnverletzung mit persistierendem postkommotionellem Syndrom (Symptome seit mindestens 3 Monaten) durchsucht. Randomisierte Studien und Studien mit symptomatischen und/oder kognitiven Endpunkten wurden für die abschließende Analyse ausgewählt. Zu den randomisierten Studien gehörten solche mit unbehandelten Kontrollgruppen oder Kontrollgruppen, die entweder durch die historische oder die wissenschaftliche Definition bestimmt wurden. Die Studien wurden entsprechend der Sauerstoffdosis und dem barometrischen Druck analysiert und basierend auf signifikanten unmittelbaren Symptomen nach der Behandlung oder kognitiven Endpunkten im Vergleich zu Kontrollgruppen in die Stufen 1–5 eingeteilt. Die Klassifizierungen des Evidenzniveaus wurden gemäß dem Centre for Evidence-Based Medicine und eine Praxisempfehlung gemäß der American Society of Plastic Surgeons vorgenommen. Die methodische Qualität und Verzerrung wurden anhand der PEDro-Skala bewertet.

Ergebnisse: Elf Studien wurden eingeschlossen: sechs randomisierte Studien, eine fallkontrollierte Studie, eine Fallserie und drei Fallberichte. Ob analysiert nach Sauerstoff, Druck oder zusammengesetzter Sauerstoff- und Druckdosis der hyperbaren Therapie, wurden statistisch signifikante symptomatische und kognitive Verbesserungen oder kognitive Verbesserungen allein bei Patienten erzielt, die mit 40 HBOTs bei 1,5 Atmosphären absolut (ATA) behandelt wurden (vier randomisierte Studien). Die Symptome verbesserten sich auch mit 30 Behandlungen bei 1,3 ATA Luft (eine Studie), positive und negative Ergebnisse wurden bei 1,2 ATA Luft erzielt (eine positive und eine negative Studie), und negative Ergebnisse wurden in einer Studie bei 2,4 ATA Sauerstoff erzielt. Alle Studien umfassten <75 Probanden/Studie. Eine minimale Verzerrung lag in vier randomisierten Studien vor und eine größere Verzerrung in 2.

Fazit: In mehreren randomisierten und randomisiert-kontrollierten Studien zeigte HBOT in einer 1,5-ATA-Hyperbarkammer statistisch signifikante symptomatische und kognitive bzw. kognitive Verbesserungen allein bei Patienten mit leichter traumatischer Hirnverletzung und persistierendem Postkommotionssyndrom. Positive und negative Ergebnisse traten bei niedrigeren und höheren Sauerstoff- und Druckdosen auf. Ein erhöhter Druck innerhalb eines engen Bereichs scheint der wichtigere Effekt zu sein als erhöhter Sauerstoff, der über einen breiten Bereich wirksam ist. Die Verbesserungen waren größer, wenn bei den Patienten eine komorbide posttraumatische Belastungsstörung vorlag. Trotz kleiner Stichprobengrößen erfüllen die 1,5-ATA-HBOT-Studien die Kriterien der Stufe 1 des Centre for Evidence-Based Medicine und eine Klasse-A-Empfehlung der American Society of Plastic Surgeons für die HBOT-Behandlung des persistierenden Postkommotionssyndroms nach leichter traumatischer Hirnverletzung.