Perioperative, elektroenzephalographische Charakteristika des postoperativen Delirs bei älteren Patienten
Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften
Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das postoperative Delirium (POD) ist die häufigste neurokognitive Komplikation nach einem chirurgischen Eingriff und tritt vor allem bei älteren Patienten in der ersten Woche nach größeren Operationen auf. Langfristig kann nach Auftreten eines PODs zu einer erhöhten Sterblichkeit und anhaltenden neurokognitiven Defiziten (NCD) kommen. Die Ursachen der POD sind multifaktoriell und umfassen sowohl prädisponierende Faktoren als perioperative, präzipitierende Faktoren, wie eine übermäßige Tiefe der Sedierung während der Vollnarkose oder langwierige chirurgische Eingriffe, die eine starke Entzündungsreaktion auslösen. Durch die intraoperative Aufzeichnung eines frontalen Elektroenzephalogramms (EEG) über der Stirn können zum einen der Bewusstseinszustand (wach bis Koma) sowie die kognitive Aktivität beurteilt werden. Mit perioperativen frontalen EEG-Aufzeichnungen können wir also einerseits das Niveau der präoperativen kognitiven Fähigkeiten untersuchen, als auch das Niveau der intraoperativen anästhesiebedingten Sedierungstiefe feststellen. In der ePOD Studie haben wir die Dynamik der EEG-Signaturen, die von beiden Faktoren beeinflusst werden, (1) über den Zeitpunkt des Bewusstseinsverlustes während der Narkoseeinleitung, (2) intraoperativ während der Narkose sowie (3) während des Aufenthalts im Aufwachraum untersucht. Im Rahmen unserer Studie, konnten wir zeigen, dass (1) die EEG-Signaturen im präoperativen Wachzustand im hochfrequente Oszillationsbereich (Beta und Gamma) bei Patienten reduziert sind, die später ein POD entwickeln; (2) die Dynamik des EEGs vom Wachzustand bis zur Bewusstlosigkeit während der Narkoseeinleitung mit Propofol spezifische EEG-Signaturen beinhaltet, die mit einem höheren Risiko für die Entwicklung von POD einhergehen. (3) wir fanden heraus, dass längere Perioden zu tiefer Narkose mit intraoperativer Burst-suppression Aktivität mit POD zusammenhängt. Demgegenüber zeigt sich jedoch auch, dass eine Sevofluran-Narkose auch unabhängig von der Dauer der Burst-Suppression Aktivität ein Risikofaktor für ein POD zu sein scheint. (4) schließlich fanden wir eine reduzierte Alpha- und Beta-Band-Leistung bei POD-Patienten während des Aufenthalts im Aufwachraum. All diese Ergebnisse können zur Entwicklung eines EEG-basierten Software-Tools genutzt werden, um zukünftig das Risiko der Entwicklung eines POD bereits zu Beginn der Anästhesie vorhersagt. Daraufhin könnte in Zukunft die intra- und postoperative Medikation angepasst werden, sowie postoperativ könnten gezielt auch nicht-medikamentöse unterstützende Interventionen durchgeführt werden. Schließlich könnten Patienten mit erhöhtem POD-Risiko mit zuverlässigen POD-Screening-Tests engmaschiger überwacht werden, um bei Auftreten eines PODs frühzeitiger einzugreifen zu können. All diese Maßnahmen können dazu beitragen, das Risiko für die Patienten zu verringern und in Zukunft eine individuell auf jeden Patienten abgestimmte Therapie zu ermöglichen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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A call for a more rigorous screening of postoperative delirium. Annals of Translational Medicine, 7(S6), S192-S192.
Koch, Susanne; Radtke, Finn & Spies, Claudia
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Cognitive Impairment Is Associated with Absolute Intraoperative Frontal α-Band Power but Not with Baseline α-Band Power: A Pilot Study. Dementia and Geriatric Cognitive Disorders, 48(1-2), 83-92.
Koch, Susanne; Feinkohl, Insa; Chakravarty, Sourish; Windmann, Victoria; Lichtner, Gregor; Pischon, Tobias; Brown, Emery N. & Spies, Claudia
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Emergence delirium in children is not related to intraoperative burst suppression – prospective, observational electrography study. BMC Anesthesiology, 19(1).
Koch, Susanne; Stegherr, Anna-Maria; Rupp, Leopold; Kruppa, Jochen; Prager, Christine; Kramer, Sylvia; Fahlenkamp, Astrid & Spies, Claudia
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Influence of midazolam premedication on intraoperative EEG signatures in elderly patients. Clinical Neurophysiology, 130(9), 1673-1681.
Windmann, Victoria; Spies, Claudia; Brown, Emery N.; Kishnan, Devika; Lichtner, Gregor & Koch, Susanne
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Neuromonitoring in the elderly. Current Opinion in Anaesthesiology, 32(1), 101-107.
Koch, Susanne & Spies, Claudia
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American Society for Enhanced Recovery and Perioperative Quality Initiative Joint Consensus Statement on the Role of Neuromonitoring in Perioperative Outcomes: Electroencephalography. Anesthesia & Analgesia, 130(5), 1278-1291.
Chan, Matthew T. V.; Hedrick, Traci L.; Egan, Talmage D.; García, Paul S.; Koch, Susanne; Purdon, Patrick L.; Ramsay, Michael A.; Miller, Timothy E.; McEvoy, Matthew D. & Gan, Tong J.
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P39 Blood-Brain-Barrier Dysfunction recorded with DC-EEG under General Anesthesia is related to Postoperative Delirium. Clinical Neurophysiology, 131(4), e198-e199.
Leroy, S.; Windmann, V.; Major, S.; Dreier, J.P.; Spies, C. & Koch, S.
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Intraoperatives Neuromonitoring: Elektroenzephalografie. AINS - Anästhesiologie · Intensivmedizin · Notfallmedizin · Schmerztherapie, 56(11/12), 773-780.
Windmann, Victoria & Koch, Susanne
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Peri- and intraoperative EEG signatures in newborns and infants. Clinical Neurophysiology, 132(12), 2959-2964.
Markus, M.; Nagelsmann, H.; Schneider, M.; Rupp, L.; Spies, C. & Koch, S.
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Perioperative Electroencephalogram Spectral Dynamics Related to Postoperative Delirium in Older Patients. Anesthesia & Analgesia, 133(6), 1598-1607.
Koch, Susanne; Windmann, Victoria; Chakravarty, Sourish; Kruppa, Jochen; Yürek, Fatima; Brown, Emery N.; Winterer, Georg & Spies, Claudia
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Referenz Anästhesie. Georg Thieme Verlag KG.
Zacharowski, K. & Marx, G.
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Editorial: Innovative approaches for assessing and improving perioperative neurocognitive disorders. Frontiers in Aging Neuroscience, 14.
Koch, Susanne; Egaña, Jose I.; Penna, Antonello; Orser, Beverley A.; Purdon, Patrick L. & Gutiérrez, Rodrigo
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Increased Direct Current-Electroencephalography Shifts During Induction of Anesthesia in Elderly Patients Developing Postoperative Delirium. Frontiers in Aging Neuroscience, 14.
Windmann, Victoria; Dreier, Jens P.; Major, Sebastian; Spies, Claudia; Lachmann, Gunnar & Koch, Susanne
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Machine-learning model predicting postoperative delirium in older patients using intraoperative frontal electroencephalographic signatures. Frontiers in Aging Neuroscience, 14.
Röhr, Vera; Blankertz, Benjamin; Radtke, Finn M.; Spies, Claudia & Koch, Susanne
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P 82 Spectral signatures of Anesthesia-Induced loss of consciousness in elderly and young patients. Clinical Neurophysiology, 137, e61-e62.
Leroy, S.; Major, S.; Dreier, J.P. & Koch, S.
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Desflurane is risk factor for postoperative delirium in older patients’ independent from intraoperative burst suppression duration. Frontiers in Aging Neuroscience, 15.
Koch, Susanne; Blankertz, Benjamin; Windmann, Victoria; Spies, Claudia; Radtke, Finn M. & Röhr, Vera
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Unveiling age-independent spectral markers of propofol-induced loss of consciousness by decomposing the electroencephalographic spectrum into its periodic and aperiodic components. Frontiers in Aging Neuroscience, 14.
Leroy, Sophie; Major, Sebastian; Bublitz, Viktor; Dreier, Jens P. & Koch, Susanne
