Endogene Zeitgeber als Indikatoren von Komatiefe und -remission

Summary

Present scales for the evaluation of coma depth do not consider psychophysiological data. This is scientifically unjustified: results of chronomedical and psychophysiological studies reveal that essential autonomous functions such as heart frequency and muscle tonus are subject to periodical fluctuations which enable indications with regard to the state of the subcortical integration. And this is why endogenous ‚Zeitgeber’ might enable a differentiated analysis about the coma patients condition. Moreover, clinical observation of the coma depth does not allow an evaluation of the efficacy of performed rehabilitation procedures which are, on the other hand, presuppositions for their evaluation.

Heart frequency, muscle tonus, and electrodermal activity were recorded under controlled conditions for 23 patients with covered traumatic brain injuries or - in a few cases - intracerebral mass bleedings. The recordings were carried out several times until the awakening from coma (91 measurements in total). The correlation between heart frequency, muscle tonus, electrodermal activity, and coma depth was analyzed. In addition, the frequency spectrum of the heart frequency was examined by a Fast Fourier Transformation and the time-series cross-correlation between heart frequency on the one hand and muscle tonus and/or electrodermal activity on the other were analyzed. The results reveal that during the process of coma remission the integration of endogenous ‚Zeitgeber’ is continuously increasing. In a middle coma depth, we found a sympathetic modulation of heart frequency and an electrodermal activity. With increasing consciousness, indications for an additional parasympathetic modulation of the heart frequency and for a resumption of the cardio-somatic coupling showed up.

Zusammenfassung

Bei der heutigen Einteilung der Komatiefe bleiben psychophysiologische Daten unberücksichtigt. Dieses Vorgehen ist wissenschaftlich unbegründet: Untersuchungen aus dem Bereich der Chronomedizin und der Psychophysiologie zeigen, daß wesentliche autonome Funktionen wie Herzfrequenz und Muskeltonus periodischen Schwankungen unterliegen, die Hinweise auf den Zustand subkortikaler Integration ermöglichen. Insofern könnten endogene Zeitgeber eine differenzierte Analyse des Zustands von Koma-Patienten ermöglichen. Zudem erlaubt die klinische Beurteilung der Komatiefe keine wirkliche Überprüfung der Effizienz durchgeführter Reizverfahren, die andererseits Voraussetzung für die Bewertung frührehabilitativer Maßnahmen ist.

Bei 23 Patienten mit gedecktem Schädel-Hirntrauma oder - bei wenigen Kranken - intrazerebraler Massenblutung wurden Herzfrequenz, Muskeltonus und elektrodermale Aktivität unter kontrollierten Bedingungen abgeleitet. Die Ableitungen erfolgten mehrfach bis zum Aufwachen aus dem Koma (insgesamt 91 Messungen). Die Korrelation zwischen Herzfrequenz, Muskeltonus, elektrodermaler Aktivität und Komatiefe wurde analysiert. Außerdem wurde das Frequenzspektrum der Herzfrequenz mit einer FFT untersucht und die Zeitreihen-Kreuzkorrelation zwischen Herzfrequenz auf der einen, Muskeltonus bzw. elektrodermaler Aktivität auf der anderen Seite analysiert. Die Ergebnisse lassen den Prozeß der Koma-Remission als sukzessiven Aufbau und Integration endogener Zeitgeber erscheinen. Bei einer mittleren Komatiefe steht die sympathische Modulation der Herzfrequenz und die elektrodermale Aktivität im Mittelpunkt. Mit wachsendem Bewußtsein finden sich dann Hinweise auf eine zusätzliche parasympathische Modulation der Herzfrequenz und auf das Wiedereinsetzen der kardio-somatischen Kopplung.

Key words:

Coma - Endogenous ‚Zeitgeber’ - Autonomous nervous system - Neuromonitoring - Heart rate - Electromyography - Electrodermal activity - Spectral analysis - Time-series cross-correlation