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AG Cerebrale Hämodynamik und autonome Regulation

Leiter:

Prof. Dr. Matthias Reinhard

Neurologische Klinik
Neurozentrum
Universitätsklinikum Freiburg
Tel.: +49 (0)761 270 53070
matthias.reinhard@uniklinik-freiburg.de

MitarbeiterInnen:

Dr. med. Sebastian Rutsch, Neurologische Univ.-Klinik Freiburg
Dr. med. Johann Lambeck, Neurologische Univ.-Klinik Freiburg
Brigitte Guschlbauer, MTA, Neurologische Univ.-Klinik Freiburg
Rita Schnitzer, MTA, Neurologische Univ.-Klinik Freiburg

DoktorandInnen:
Renata Ehmann
Elena Ehlers
Sarah Hofer
Anna-Lena von Kannen
Luise Kirchhoff
Joscha Schork
Maria Schröder
Elisabeth Wehrle-Wieland

Ziele:

Eine jederzeit bedarfsgerechte Blutversorgung ist die Basis für jegliche höhere Hirnfunktion. Das Gehirn besitzt zwei schnelle Schutzmechanismen zur adäquaten Blutversorgung: die cerebrale Autoregulation stellt eine konstante Hirnperfusion trotz Schwankungen des arteriellen Blutdruckes sicher, die metabolische Regulation sorgt für einen bedarfsgerechten Anstieg der cerebralen Blutflussgeschwindigkeit bei Hirnaktivierung.

Beide Mechanismen können bei diversen neurologische Erkrankungen in unterschiedlichem Ausmaß gestört sein und somit zur Hirnschädigung im Rahmen dieser Erkrankungen beitragen (z.B. bei akutem Schlaganfall oder Hirnblutung, bei cerebraler Mikroangiopathie, Carotis-Stenose oder Präeklampsie).

Unsere Forschungsprojekte haben u.a. folgende Ziele:

• Monitoring und räumliche Charakterisierung der cerebralen Vasoregulation und Oxygenation bei akuter Hirnschädigung (cerebrale Ischämie, Hirnblutung, erhöhter Hirndruck)
• Prognostischer Wert der cerebralen Hämodynamik bei neurovaskulären Verschlusserkrankungen
• Physiologie und Pathophysiologie der cerebellären Hämodynamik bei orthostatischer Intoleranz, HWS-Schleudertrauma etc.
• Erforschung der autonomen Blutflussregulation bei Migräne, primären Kopfschmerzerkrankungen, entzündlichen ZNS-Erkrankungen
• Entwicklung neuer Methoden zur nichtinvasiven Erfassung der cerebralen Hämodynamik (in Kooperation mit dem Freiburger Institut für Datenanalyse und Modellbildung (FDM) http://www.fdm.uni-freiburg.de/projects/dynamic-processes-in-life-sciences/applications/stroke)

Wir nutzen etablierte und innovative Methoden (funktionelle transkranielle Dopplersonographie (fTCD), Mehrkanal-Nahinfrarotspektroskopie (NIRS), Magnetresonanztomographie, komplexe datenanalytische Verfahren), computergestützte Funktionsdiagnostik des autonomen Nervensystems. Unsere Projekte sind interdisziplinär angelegt (mit diversen Arbeitsgruppen der Universität Freiburg, Neuroradiologie, Gynäkologie, Schmerztherapie). Zudem bestehen erfolgreiche Kooperationen mit nationalen und internationalen Partnern (u.a. Cambridge, Giessen). Bisherige Förderungen durch BMBF, DFG.

Ausgewählte Projekte:
I. Räumlich aufgelöste Hämodynamik: 52-Kanal Nah-Infrarotspektroskopie (Dr. S. Rutsch)

Ziel ist die cerebrale Perfusion und in ihre Regulation in Echtzeit und nichtinvasiv außerhalb eines MRT-Gerätes zu erfassen. Durch eine räumliche Auflösung der Autoregulation können umschriebene Autoregulationsstörungen z.B. in Grenzzonengebie-ten der vaskulären Territorien besser erfasst werden.

Pat. mit Pseudookklusion der ACI links. Gestörte dynamische Autoregulation (Phasenverschiebung) über dem betroffenen Stromgebiet

II. Hämodynamik und cerebrale Oxygenation beim akuten Schlaganfall (Dr. J. Lambeck)

Mittels 2-Kanal Nahinfrarotspektroskopie wird die Oxygenation und Autoregulation unmittelbar während der Thrombolysebehandlung untersucht.

III. Cerebelläre Hämodynamik

In unserem Labor wurde eine spezielle Ableitmethode der A. cerebelli inferior posterior (PICA) entwickelt, so dass erstmals ein kontinuierliches nichtinvasives Monitoring der cerebellären Hämodynamik möglich ist. Hiermit wird in verschiedenen Projekten die Hämodynamik des Kleinhirns z.B. beim Übergang vom Sitzen zum Stehen, bei orthostatischer Intoleranz oder Infarkten im Bereich des Kleinhirns untersucht.

IV. Migräne und Blutflussregulation

Die komplexe Pathophysiologie der Migräne umfasst Störungen der cerebralen Vasoregulation. Es erfolgen Untersuchungen zur Autoregulation des Kleinhirns bei Migräne (häufig stumme ischämische Läsionen in den Grenzzonen des Kleinhirns bei Migräne mit Aura), zudem wird eine neue, dopplersonographische Methode zur Erforschung des parasympathischen trigeminovaskulären Reflexes bei Migräne (und anderen primären Kopfschmerzerkrankungen) entwickelt.

Kooperationen:
Universität Freiburg:

Freiburger Institut für Datenanalyse und Modellbildung (FDM)
Dr. rer. nat. Björn Schelter
Dipl.-Phys. Linda Sommerlade
Prof. Dr. rer. nat. Jens Timmer
http://www.fdm.uni-freiburg.de/projects/dynamic-processes-in-life-sciences/applications/stroke

Freiburg Brain Imaging (FBI)
Dr. phil. Christoph Kaller
Prof. Dr. C. Weiller
http://www.uniklinik-freiburg.de/fbi/live/index.html http://www.uniklinik-freiburg.de/fbi/live/index.html

Neuroradiologie:
Prof. Dr. med. I. Mader
PD Dr. med. C. Taschner
Hansjörg Mast

Universitätsklinik Freiburg:
Dr. med. Wibke Janzarik, Univ.-Kinderklinik Freiburg
Prof. Dr. med. Holger Kaube, Schmerzzentrum, Universität Freiburg
Prof. Dr. Hetzel, Dr. W. Niesen, PD Dr. Harloff, Neurologische Univ.-Klinik Freiburg

Externe Kooperationen:

Dr. M. Czosnyka, Reader in Brain Physics, Univ. of Cambridge, UK
Prof. Dr. B. Rosengarten, Neurologisch Univ.-Klinik Giessen
Prof. Dr. K.J. Baer, Psychiatrische Univ.-Klinik Bochum
Dr. Th. Jochum, Psychiatrische Univ.-Klinik Jena
Dr. Marc Reichhart, CHUV Lausanne, Schweiz
Dr. C. Altamura, Neurologia Clinica, Università Campus Bio-Medico, Roma, IT
Dr. F. Vernieri, Neurologia Clinica, Università Campus Bio-Medico, Roma, IT

Aktuelle Publikationen (2009-2010):

Reinhard M, Guschlbauer B, Olschewski M, Weiller C, Hetzel A. Spontaneous improvement of ex-hausted cerebral vasoreactivity in carotid artery occlusion: beneficial role of statins? submitted
Reinhard M, Rosengarten B, Kirchhoff L, Hetzel A, Rauer S. Natalizumab and Regulation of Cerebral Blood Flow: Results from an Observational Study. European Neurology 2010, 64(2):124-8.
Jochum T, Reinhard M, Boettger MK, Piater M, Bär KJ. Impaired cerebral autoregulation during acute alcohol withdrawal. Drug and Alcohol Dependence, 2010, 110(3):240-6. 24.
Reinhard M, Neunhoeffer F, Gerds TA, Niesen WD, Buttler KJ, Timmer J, Schmidt B, Czosnyka M, Weiller C, Hetzel A. Secondary decline of cerebral autoregulation is associated with worse outcome after intracerebral hemorrhage. Intensive Care Medicine. 2010 Feb;36(2):264-71.
Altamura C, Reinhard M, Vry MS, Kaller CP, Hamzei F, Vernieri F, Rossini PM, Hetzel A, Weiller C, Saur D. The longitudinal changes of BOLD response and cerebral hemodynamics from acute to subacute stroke. A fMRI and TCD study. BMC Neuroscience. 2009 Dec 20;10:151.
Fritzsch C, Rosengarten B, Guschlbauer B, Weiller C, Hetzel A, Reinhard M. Neurovascular Coupling and Cerebral Autoregulation in Patients with Stenosis of the Posterior Cerebral Artery. Journal of Neuroimaging. 2010, epub 2009
Jachan M, Reinhard M, Spindeler L, Hetzel A, Schelter B, Timmer J. Parametric versus nonparametric transfer function estimation of cerebral autoregulation from spontaneous blood-pressure oscillations. Cardiovascular Engineering 2009 Jun;9(2):72-82.
Czosnyka M, Brady K, Reinhard M, Smielewski P, Steiner LA. Monitoring of cerebrovascular autoregu-lation: facts, myths, and missing links. Neurocritical Care. 2009;10(3):373-86. Review.

weitere Publikationen siehe PubMed

last updated: October-04-2010