Precerebral Haemodynamics in Brain Tamponade - Part 2: Experimental studies

Summary

A reverberating flow pattern in the internal carotid artery (ICA) has been demonstrated in patients with brain tamponade. This flow pattern has characteristic counterbalanced forward and backward components with no net flow in each cardiac cycle. It was suggested that flow reverberations are due to the Windkessel function of the cerebral arterial System in this condition of extremely high intracranial pressure.

In an ideal Windkessel flow is proportional to the inlet pressure time derivative and the compliance is the constant factor. Conversely, the inlet pressure is proportional to flow integrated with respect to time. Comparisons of curve patterns obtained by such calculations and clinical records from patients show a remarkable similarity. It thus seems that compliance is the main determining factor when reverberating flow is present. The occurence of a phase displacement of ICA with respect to simultanous distal common carotid artery blood pressure further supports this assumption.

Temporary test occlusions of the ICA at the dural level did not produce reverberating flow in the proximal ICA. When reverberating flow is operative in brain tamponade the major effective compliance is probably confined to the intracranial compartment. Intracranial pressure pulsations persisted after the arrest of cerebral blood flow. This strongly suggests that ICA flow reverberations in brain tamponade are dissipated into the brain vessels.

Zusammenfassung

Ein reflektierender flow in der A. carotis interna (ICA) wurde bei Patienten mit Hirntamponade nachgewiesen. Dieses Fließschema hat charakteristische, ausbalancierte Pulsationen bei jedem Herzschlag. Es wurde angenommen, daß die «flow»-Reflektionen der Windkesselfunktion des zerebralen arteriellen Systems Folge des extrem hohen intrakraniellen Druckes sind.

Ein idealer Windkesselflow ist proportional der intakten Eintrittsdruckzeit, die compliance ist der konstante Faktor, umgekehrt ist der Eintrittsdruck proportional dem zeitabhängigen flow. Vergleiche zwischen Kurven aus solchen Berechnungen und klinischen Messungen an Patienten zeigen eine auffallende Ähnlichkeit. So scheint es, daß die compliance der entscheidende Faktor ist, wenn ein reflektierender flow auftritt. Das Erscheinen einer Phasenverschiebung in der ICA unter Berücksichtigung des gleichzeitigen Druckes in der distalen A. carotis communis unterstützt diese Hypothese.

Vorübergehende Verschlüsse der ICA im Durabereich führen nicht zum reflektierenden flow in der proximalen ICA. Wenn ein reflektierender flow bei Hirntamponade auftritt, ist die effektivste compliance möglicherweise auf den intrakraniellen Anteil beschränkt. Intrakranielle Druckwellen bleiben nach dem Stillstand der zerebralen Durchblutung bestehen. Dies läßt vermuten, daß die Reflektionen der ICA bei der Hirntamponade sich auf die Hirngefäße verteilen.

Key-Words

Head injury - Brain tamponade - CBF - Haemodynamics