Einfluss der externen Gegenpulsation auf die zerebrale Hämodynamik bei gesunden Erwachsenen

Abstract

Die externe Gegenpulsation bildet als nichtinvasives Verfahren eine risikoarme und kostengünstige Möglichkeit zur Perfusionsverbesserung verschiedener Organsysteme. Neuere Studien zeigen, dass EECP-Therapie bei zerebraler Ischämie möglicherweise mit einem besseren klinischen Outcome assoziiert ist. Die Auswirkungen der EECP auf zerebralen Blutfluss und zerebrovaskulären Widerstand sind allerdings umstritten. In der vorliegenden Studie wurde der Einfluss der EECP auf die zerebralen Blutflussgeschwindigkeiten gesunder Erwachsenen kontinuierlich gemessen. Methoden – Bei neun gesunden Probanden wurden zwei aufeinanderfolgende EECP-Sitzungen von jeweils 20 Minuten Dauer durchgeführt. Zerebrale Blutflussgeschwindigkeiten in der Arteria cerebri media wurden mittels kontinuierlicher transkranieller Dopplersonographie vor, während, zwischen und nach Behandlung erfasst. Ergebnisse – Unter EECP kam es in allen Probanden unmittelbar nach Therapiebeginn zu deutlichen Veränderungen der CBFV. Gegenüber der Basismessung war für die gesamte Dauer der EECP- Behandlung ein signifikanter Anstieg der maximalen diastolischen Blutflussgeschwindigkeit in der MCA zu beobachten. Diese Veränderung stellte sich dopplersonographisch in einer zweiten aufwärtsgerichteten Spitze am dikrotischen Knoten, entsprechend dem Beginn der ventrikulären Diastole, dar. Maximale systolische und end-diastolische Blutflussgeschwindigkeiten nahmen unter EECP signifikant ab. Trotz Augmentation des diastolischen Blutflusses kam es zu keiner Zunahme der mittleren Blutflussgeschwindigkeit. Pulsatilitäts- und Resistance-Index waren als indirekte Parameter für den peripheren vaskulären Widerstand signifikant erhöht. Der relative Anteil mittlerer bis hoher Blutflussgeschwindigkeiten nahm unter EECP ebenfalls zu. Schlussfolgerungen – Die vorliegende Studie konnte zeigen, dass TCD- Echtzeitmessungen der CBFV bei wiederholter 20-minütiger EECP-Therapie durchführbar sind und wertvolle Informationen über die zerebralen hämodynamischen und vaskulären Reaktionen auf externe Gegenpulsation liefern. Die beobachteten Veränderungen in CBFV und dopplersonographischer Wellenmorphologie deuten darauf hin, dass der mittlere Blutfluss in der Arteria cerebri media mittels zerebrovaskulärer autoregulatorischer Mechanismen konstant gehalten wird. Gleichzeitig finden sich Änderungen im Flussprofil, die über erhöhte Schubspannung einen Stimulus für Gefäßwachstum sein könnten. In Zukunft könnten TCD-Echtzeitmessungen nützlich sein, um mehr über die zerebrovaskuläre regulatorische Antwort auf diastolische Augmentation bei verschiedenen neurovaskulären Krankheitsbildern zu erfahren. Darüber hinaus werden klinische Studien benötigt, um die vielversprechenden Hinweise auf einen klinischen Nutzen der EECP-Therapie bei akuter und chronischer zerebraler Ischämie weiter zu erforschen.

Enhanced external counterpulsation (EECP) is a non-invasive procedure that respresents a low risk and cost effective method for augmenting the perfusion of different organ systems. Recent studies have shown that EECP therapy is possibly associated with improved clinical outcomes in cerebral ischemia. The effects of EECP on cerebral blood flow and cerebrovascular resistance remain controversial. In the following study the effects of EECP on cerebral blood flow velocities (CBFV) in healthy subjects were continuously measured. Methods- Nine healthy subjects received two consecutive EECP sessions of 20 minutes duration. Cerebral blood flow velocities were measured before, during, between and after treatment using continuous transcranial doppler ultrasound (TCD). Results- Under EECP all subjects showed significant changes in CBFV immediately after initiation of treatment. Compared to baseline measurements, a significant increase in peak diastolic blood flow velocities in the middle cerebral artery was observed for the duration of EECP treatment. This increase was represented by the appearance of a second upward stroke at the dicrotic notch on doppler ultrasound, signifying the begin of ventricular diastole. Peak systolic and end diastolic blood flow velocities decreased significantly under EECP. Despite augmentation of the diastolic blood flow no increase in mean cerebral blood flow was observed. Pulsatility and resistance index were significantly increased as indirect parameters for peripheral vascular resistance. The relative proportion of medium to high blood flow velocities increased under EECP as well. Conclusions- The following study demonstrated that TCD real time measurements of CBFV during repeated 20 minute EECP treatment are feasible and supply valuable information about cerebral hemodynamics and vascular reactivity in response to external counterpulsation. The observed changes in CBFV and dopplersonographic wave morphology indicate that mean blood flow in the middle cerebral artery remains constant via cerebrovascular autoregulatory mechanisms. At the same time, changes in flow profile point to increased sheer stress, which may provide a stimulus for adaptive vascular growth. In the future, TCD real time measurements may prove useful to learn more about the cerebrovascular regulatory response to diastolic augmentation in different neurovascular disorders. Further clinical trials are needed to investigate the clinical potential of EECP treatment for acute and chronic cerebral ischemia.