Neue Ultraschalltechnologie verspricht, Hirnschäden bei Frühgeborenen und kranken Säuglingen zu verhindern

Die an der norwegischen Universität für Wissenschaft und Technologie (NTNU) entwickelte Ultraschalltechnologie ermöglicht die Überwachung des zerebralen Blutflusses bei Neugeborenen und trägt so dazu bei, Hirnschäden bei Frühgeborenen und kranken Säuglingen zu verhindern, die operiert werden müssen.

Forscher und Neugeborenenspezialisten der NTNU und des St. Olavs Hospital stehen hinter der ersten Studie, in der Ultraschall zur Überwachung des zerebralen Blutflusses bei Neugeborenen unter Vollnarkose eingesetzt wird.

„Wir haben immer geglaubt, dass dies die Neugeborenenversorgung revolutionieren könnte. Alles deutet darauf hin, dass wir der Prävention von Hirnschäden bei Frühgeborenen und kranken Neugeborenen näher kommen“, sagt Kinderärztin Sigrid Dannheim Vik, die über die NeoDoppler-Technologie promoviert.

30 Neugeborene werden während der Operation überwacht

Über einen Zeitraum von zwei Jahren hat sie mit dem Gerät den Gehirnblutfluss bei 30 Neugeborenen unter Vollnarkose gemessen. Einige von ihnen wurden sehr früh geboren. Andere kamen erst kurz vor ihrem Geburtstermin auf die Welt, wurden aber mit angeborenen Defekten geboren, die sich bereits im Mutterleib entwickelt hatten.

Bei den meisten Patienten kam es zu Magen-Darm-Komplikationen, beispielsweise einer fehlenden Passage durch den Dünndarm. Frühgeborene haben oft einen unreifen Darm, der im Neugeborenenalter leicht perforiert.

Diese Babys müssen operiert werden – oft akut. Es gibt keine andere Wahl.“

Sigrid Dannheim Vik, Kinderärztin

Die längsten kontinuierlichen Ultraschallmessungen dauerten 10 bis 11 Stunden, und einige ihrer Patienten wogen weniger als 1000 Gramm.

Sehr anfällig für Hirnschäden

Unabhängig davon, ob sie sehr früh geboren wurden oder angeborene Defekte und Verletzungen haben, handelt es sich um die kleinsten und gefährdetsten Patienten des Gesundheitswesens.

Zu früh geborene Babys sind im Neugeborenenalter anfällig für Hirnschäden und sehr anfällig für Blutdruckschwankungen. Das Risiko steigt, wenn sie sich einer Operation unterziehen müssen.

Ziel der NTNU-Studie war es, mithilfe der neuen Ultraschalltechnologie zu sehen, wie sich der zerebrale Blutfluss verändert, während die Säuglinge unter Vollnarkose stehen.

Zugang zu völlig neuen Informationen ermöglichen

Die Schlussfolgerung ist, dass NeoDoppler Ärzten Zugang zu wichtigen Informationen verschafft, die zuvor nicht verfügbar waren.

„Die Ausrüstung liefert wichtige zusätzliche Informationen im Vergleich zu den heutigen Standardüberwachungsgeräten“, sagte Vik.

Derzeit werden indirekte Faktoren wie Blutdruck, Pulsmessungen und allgemeine klinische Beurteilungen herangezogen, um festzustellen, ob das Kind ausreichend durchblutet ist.

„Wir haben eigentlich keine zuverlässige Messmethode zur Überwachung des wichtigsten Organs, nämlich des Gehirns“, sagt der Kinderarzt und Forscher.

Ermöglicht die schnelle Umsetzung lebensrettender Maßnahmen

Für Anästhesisten geht es vor allem darum, den Blutkreislauf stabil zu halten. NeoDoppler-Messungen werden kontinuierlich vor, während und nach der Operation durchgeführt. Das Gerät ist in der Lage, Veränderungen im Gehirnblutfluss sofort zu erkennen. Dadurch können unmittelbar auf das einzelne Kind abgestimmte Maßnahmen umgesetzt werden, die Hirnschäden vorbeugen können.

Es hilft Ärzten auch dabei, individuelle Beurteilungen vorzunehmen und die Behandlung individuell anzupassen, anstatt sich auf allgemeine Empfehlungen verlassen zu müssen.

„Ich habe keinen Zweifel daran, dass wir der Verhinderung von Hirnschäden jetzt näher kommen.“

Kann zu neuen Standards führen

Die Forscher glauben, dass NeoDoppler einen neuen Standard bei der Überwachung von Neugeborenen setzen kann.

„Das Problem heute ist, dass wir nicht wissen, welcher Blutdruck bei Neugeborenen im Hinblick auf die Aufrechterhaltung einer stabilen Blutzirkulation im Gehirn am günstigsten ist, und dass er wahrscheinlich von Säugling zu Säugling unterschiedlich ist“, sagt Sigrid Dannheim Vik.

Was sie und ihre Kollegen beobachteten und was ihrer Meinung nach Anlass zur Sorge gibt, war, dass sich die Geschwindigkeit des zerebralen Blutflusses während der Narkose im Vergleich zu dem Zustand, in dem die Patienten wach waren, mehr als halbierte.

„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass Neugeborene, die einer Vollnarkose unterzogen werden, wahrscheinlich einen höheren Blutdruck haben sollten als derzeit empfohlen. Der aktuelle Referenzbereich sollte wahrscheinlich höher sein“, sagt Vik.

Ein Fenster ins Gehirn

Die NeoDoppler-Ultraschallsonde hat die Form eines kleinen Knopfes und einen Durchmesser von etwa 1 Zentimeter. Es kann an einer Mütze befestigt und sanft über die Fontanelle (die weiche Stelle oben am Kopf eines Babys) gelegt werden.

Die Fontanelle schließt sich gegen Ende des ersten Lebensjahres, wenn die Schädelknochen miteinander verschmelzen. Ultraschall kann den Knochen nicht durchdringen. Daher ist die Fontanelle wie ein nur für einen begrenzten Zeitraum geöffnetes Fenster, durch das Ärzte den Blutfluss direkt überwachen können.

Von leichter ADHS bis hin zu schweren Bewegungsstörungen

Erwachsene verfügen über einen Schutzmechanismus, der es ihnen ermöglicht, einen stabilen Gehirnkreislauf aufrechtzuerhalten, auch wenn der Blutdruck schwanken kann. Säuglinge verfügen nicht über diesen Schutzmechanismus und sind daher besonders anfällig für Blutdruckschwankungen, die wiederum zu einer instabilen Gehirndurchblutung führen können.

Dies kann auch zu einem Sauerstoffmangel im Gehirn führen, was zu einer Schädigung des Hirngewebes führen kann. Vik erklärt, dass dies zu einer Vielzahl von Hirnverletzungen oder Entwicklungsverzögerungen führen kann, die sich in verschiedenen Altersstufen bemerkbar machen.

„Es kann alles umfassen, von ADHS und geringfügigen Entwicklungsstörungen bis hin zu größeren kognitiven und motorischen Schwierigkeiten.“

Die Kleinsten sind am stärksten gefährdet

Jedes zehnte Kind auf der Welt wird zu früh geboren, was wiederum das Risiko einer Hirnschädigung erhöht. Bei Babys, die vor der 28. Schwangerschaftswoche geboren wurden, liegt die Wahrscheinlichkeit einer Hirnschädigung bei bis zu 50 Prozent.

Allein im St. Olavs Hospital werden jedes Jahr rund 300 Kinder unter einem Jahr einer Vollnarkose unterzogen.

Darüber hinaus gibt es viele weitere Kinder, die mit angeborenen Defekten geboren werden. Die Forscher glauben, dass Kinder mit angeborenen Herzfehlern eine weitere Patientengruppe sind, die von der NeoDoppler-Technologie profitieren könnte.

Große und vielfältige Patientengruppe

Darüber hinaus gibt es Kinder, die aufgrund von Komplikationen in der Neugeborenenperiode operiert werden müssen. Beispielsweise kann es bei Frühgeborenen und Säuglingen, die aufgrund einer weniger invasiven Operation oder Diagnose eine Anästhesie benötigen, zu Perforationen im Darm kommen.

„Mit anderen Worten: Es gibt eine ziemlich große und vielfältige Patientengruppe, die von dieser Art der Überwachung profitieren kann“, sagt Sigrid Dannheim Vik.

Ein äußerst wichtiges Werkzeug

Der Kinderarzt und Doktorand bezeichnet NeoDoppler als „einen großen Fortschritt in der Neugeborenenmedizin“. Sie vergleicht es mit der Informationsbeschaffung über Farbfernseher mit dem Hören von Radio.

Während sich Ärzte früher auf indirekte Messungen verließen, verfügen sie nun über ein direktes Bild der Gehirndurchblutung.

„Es ist ein äußerst wichtiges Instrument – ​​sowohl für den Anästhesisten, der das Kind unter Vollnarkose überwacht, als auch für den Rest von uns, der in der Neugeborenenmedizin tätig ist. Es wird uns helfen, direkte Beurteilungen vorzunehmen und Maßnahmen zu ergreifen und so sowohl Unter- als auch Überbehandlungen zu vermeiden.“

Geschwindigkeit messen, nicht Quantität

Ein möglicher Kritikpunkt an NeoDoppler ist, dass es Geschwindigkeiten misst, was zu ständig wechselnden Bildern und Grafiken führt. Es misst nicht die genaue Blutmenge, die durch die Blutgefäße fließt. Wenn die Blutgefäße einen unterschiedlichen Durchmesser haben, variieren auch die Geschwindigkeiten.

Allerdings verweisen die Forscher auf Studien, die zeigen, dass eine gute Korrelation zwischen Geschwindigkeitsmessungen und dem Blutfluss selbst besteht – sofern die Geschwindigkeiten kontinuierlich gemessen werden.

Weitere Langzeitstudien erforderlich

Weitere klinische Studien sind erforderlich, bevor NeoDoppler zum Standardüberwachungsgerät in der Neugeborenenversorgung wird. Diese werden hinsichtlich der Wirkung korrekt sein, allerdings müssen die Kinder über einen längeren Zeitraum beobachtet werden, um zu zeigen, dass es dabei hilft, Hirnschäden vorzubeugen.

Die Kinderkardiologin und Forscherin Siri Ann Nyrnes steht zusammen mit Professor Hans Torp hinter der Erfindung. Sie ist außerdem die akademische Hauptbetreuerin von Sigrid Dannheim Vik.

Wird in mehreren Ländern getestet

„Das NeoDoppler-System ist CE-zertifiziert und kann daher in verschiedenen Umgebungen eingesetzt werden. Nyrnes sagt, dass der Ultraschall derzeit von Partnern am Universitätskrankenhaus Oslo, UMC Utrecht in den Niederlanden und am Hospital for Sick Children in Toronto, Kanada, getestet wird.

„Der kommerzielle Verkauf hat vor kurzem begonnen und in Kliniken in Dänemark, Schweden und Deutschland wurden Systeme etabliert, die nicht Teil unserer Forschungskooperation sind. Wir möchten weitere Studien durchführen und auch Daten sammeln, die uns mehr über die langfristigen Vorteile verraten können.“ „, sagt Siri Ann Nyrnes.