Koma

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Klassifikation nachICD-10
R40.2 Koma, nicht näher bezeichnet
ICD-10 online (WHO-Version 2019)

DasKoma(vonaltgriechischκῶμα‚tiefer Schlaf‘) ist ein Zustand tiefer Bewusstlosigkeit und die medizinisch schwerste Form einerBewusstseinsstörung,bei der ein Patient auch durch starke äußereStimuliwie wiederholte Schmerzreize nicht zu wecken ist. Ein plötzliches Koma ist ein medizinischer Notfall. Ist dieser Zustand nicht voll ausgeprägt, spricht man vonSoporoder Präkoma.

Das Koma ist einSymptom(Krankheitszeichen) und keineKrankheitund wird daher in derinternationalen Klassifikation der Gesundheitsstörungen(ICD-10) der Rubrik „R “(Symptome und Befunde) zugeordnet (R40.2). Als Ausdruck einer schweren Störung von Funktionen desHirnstammsist ein Koma zumeist lebensbedrohend.[1]Im RahmenintensivmedizinischerBehandlungen kann vorübergehend ein tiefschlafähnlicher Zustand als Schutzmaßnahme medikamentös herbeigeführt werden, derkünstliches Komagenannt wird. Die weitere Entwicklung undPrognoseeines komatösen Patienten hängt von der zugrunde liegenden Ursache sowie der medizinischen Versorgung ab.

Koma wurde bereits beiHippokratesundGalenerwähnt. Eine weitere Beschäftigung erfolgte im 17. Jahrhundert, als versucht wurde, mittels Pulsmessung sowie Beobachtung von Reaktionen und Atmung Koma genauer zu charakterisieren. Die Behandlung erfolgte im Paradigma derSäftelehreund beinhaltete beispielsweise denAderlass.Ähnlich wie heute wurde Koma als stärkstes Ausmaß einer Bewusstseinsstörung angesehen. Schwächere Formen waren beispielsweise dieLethargieoder der heute nicht mehr verwendete Begriff Cataphora. Im 19. Jahrhundert etabliert sich die Einteilung in Somnolenz – Sopor – Koma. Die Ursachen werden zunehmend physiologisch begründet, Intoxikationen, Schädel-Hirn-Trauma oder Schlaganfall werden genannt. Aber Koma schien ein eher randständiges Thema zu sein und tauchte in einigen Lehrbüchern nicht auf. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts nimmt Wissen über Ursachen und klinische Zeichen zu. Um das Jahr 1900 begann auch eine zunehmende wissenschaftliche Beschäftigung mit Koma, was sich an Experimenten an Tieren zeigt. Hier wurden insbesondere Erkenntnisse über den intrakraniellen Druck als Koma-Ursache gewonnen und erste therapeutische Schritte abgeleitet. Mit der Entwicklung von Beatmungsmaschinen um 1950 war die Voraussetzung für eine stärkere Beschäftigung mit Koma geboren, da die Patienten mit künstlicher Beatmung ein Koma überhaupt überleben konnten. Erstmals veröffentlichten die amerikanischen Neurologen Fred Plum und Jerome Posner 1966 ein Lehrbuch über Koma(Diagnosis and Treatment of Stupor and Coma)und etablierten damit das Koma in der Medizin.[2]

Anatomie und Pathophysiologie

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Bewusstsein wird bei Betrachtung von Koma in Wachheit/quantitatives Bewusstsein undawareness/Bewusstseinsinhalt/qualitatives Bewusstsein aufgeteilt. Zum qualitativen Bewusstsein gehören Wahrnehmung der Umwelt, aber auch Wahrnehmung des eigenen Selbst, der Gedanken oder der mentalen Bilder. Koma ist eine Störung der Wachheit.

Wachheit wird im Gehirn nicht in einem einzigen neuroanatomischen Gebiet erzeugt, sondern entsteht aus einem Netzwerk spezifischer im Gehirn verteilter Neuronen, welche auch als Wachsysteme bezeichnet werden.[3]Mit Zunahme der Wachheit steigt graduell die Vernetzung verschiedener Hirnareale. Neuere, bildgebende Verfahren wie funktionellesMRToderPETermöglichten eine genauere Definition dieses Netzwerk.[4]Anteil daran habenHirnstamm,derThalamusund weite Areale derHirnrindebeider Hirnhälften mit komplexen Projektionen. Bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts war bekannt, dass ein intakter Hirnstamm Voraussetzung für Bewusstsein ist. Frédéric Bremer, ein französischer Schlafforscher, verletzte den Hirnstamm auf Höhe derPons,was zu einem Koma bei dem Versuchstier führte.[5]Selbst im Hirnstamm ist der dortige Wachheitsknotenpunkt in einem Netzwerk verschiedener Kerne und Bahnen organisiert, was als aufsteigendes retikuläres Aktivierungssystem (ARAS) bezeichnet wird. Das ARAS ist jedoch nur Teil des Wachheitsnetzwerk und nicht wie früher gedacht, alleinig für Wachheit zuständig.

Das Zusammenbrechen des Netzwerks kann global oder an wichtigen Knoten wie dem ARAS oder Thalamus geschehen. Im Koma besteht aber weiter Hirnaktivität, wenige Gebiete zeigen sogar mehr Aktivität als bei wachen Gehirnen, aber die Aktivität ist eher zufällig, schwach oder nur auf einzelne Gebiete beschränkt.[6]

Die komplexen Projektionen erklären, warum ein Koma viele verschiedene Ursachen haben kann. Hirngewebe kann direkt zerstört werden (destruktive Läsion), z. B. durch einenInfarkt,Blutung, Entzündung oderNekrose.Eine Kompression von Hirngewebe kann auch zu einem Funktionsausfall führen, was beispielsweise bei einemHydrozephalusoderTumorzum Koma führen kann. Diese Ursachen werden als strukturell bezeichnet.

Verschiedene Ursachen können die Funktion der Hirnrinde und des ARAS diffus beeinträchtigen. Die unzureichende Versorgung mitGlucoseoderSauerstoff(z. B. bei einemHerzstillstand) kann zur diffusen Schädigung führen. Hierbei kommt es zur Störung des Ionengradienten mit folgenderDepolarisationder Zellen, der Freisetzung vonNeurotransmitter,mit einem intrazellulärenCalcium-Überschuss und dem Zelltod (Apoptose).[7]Die Intensität und Länge der Störung entscheidet über die Reversibilität. Von außen zugeführte oder von innen akkumulierte Giftstoffe können ebenfalls dieNervenzellendiffus in Funktion beeinträchtigen und ein Koma herbeiführen. Eine Störung des Blutflusses auf mikroskopischer Ebene, z. B. bei einerSepsis,führt ebenfalls zu einer Störung der Nervenzellen. Falls die Entzündung im oder am Gehirn ist, wird die Übertragung an den cholinergenSynapsengestört und das Netzwerk zur Wachheitsgeneration bricht zusammen. Traumatische Hirnschädigungen können eine diffuseaxonaleSchädigung durch Scher- und Reißkräfte mit Freisetzung zytotoxischer Substanzen, dem Zusammenbruch der Blut-Hirn-Schranke und folgender sekundärer Schädigung verursachen.[8]

Eine diffuse Ursache kann jedoch unbehandelt strukturell wirksam werden. Wenn die Zellen lange diffus beeinträchtigt sind und beginnen abzusterben, kann sich einÖdementwickeln, was dann eine Kompression verursacht. Das kann bei einemLeberversagenmit hepatischen Koma oder einerUnterzuckerungder Fall sein.

Eine Vielzahl von Erkrankungen kann ein Koma verursachen. Deswegen werden die Erkrankungen inprimär,also direkt das Gehirn betreffend undsekundäreingeteilt. Bei den sekundären Erkrankungen liegt das eigentliche Problem außerhalb des Nervensystems, aber stört oder schädigt das Gehirn sekundär. Beispielsweise ist bei einer Unterzuckerung zu wenig Zucker im Blut, was zu einem Zusammenbruch der Hirnaktivität führt. In der Tabelle sind verschiedene nicht-traumatische Ursachen und ihre Häufigkeiten aufgeführt.[9]Daneben kann auch einSchädel-Hirn-Traumazu einem Koma führen.

Kategorie
(Anteil in %)
Subkategorie
(Anteil in %)
Krankheit
(Anteil in %)
Beispiele
Primär (65 %) Primär mit akuter Hirnschädigung (39 %) Blutung (22 %) intrazerebrale Blutung,Subarachnoidalblutung,Subdural-undEpiduralblutung
Hirninfarkt (11 %) große Hirninfarkte (maligner Mediainfarkt) und Hirnstamminfarkte
Entzündung (3 %) MeningitisundEnzephalitis
Tumor (2 %)
sonstiges (1 %) posteriores reversibles Enzephalopathiesyndrom,Sinusvenenthrombose
Primär ohne akute Hirnschädigung (26 %) Epilepsie (22 %) Status epilepticus,epileptischer Anfall
neurodegenerativ (1 %) fortgeschritteneDemenz
funktionell (3 %) psychogenes Koma, dissoziatives Koma, funktionelles Koma, Pseudokoma
Sekundär (35 %) metabolisch (6 %) Unterzuckerung (Hypoglykämie), Überzuckerung (diabetisches Koma),Niereninsuffizienz(urämisches Koma),Leberinsuffizienz(hepatisches Koma), Elektrolytveränderungen (Hypo-undHypernatriämie,Hypo-undHyperkalzämie),Hitzschlag,Unterkühlung,Wernicke-Enzephalopathie,hormonelleUrsachen (Hypophyseninsuffizienz,Nebenniereninsuffizienz,Myxödemkomausw.)
Sepsis (3 %) Sepsis
Intoxikation (19 %) Benzodiazepin,Alkohol,Opioid,Anticholinergika,Narkosemittelund viele weitere[10]
kardial/pulmonal (6 %) Sauerstoffmangel (Hypoxie),CO2-Überschuss im Blut (Hyperkapnie),Herzschwäche
chirurgisch (<1 %) SchwereBlutung
sonstiges (<1 %) Stromunfall[11]

Klassifikationen und Komatiefe

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Die Einteilung erfolgt nach klinischen Gesichtspunkten, also entsprechend der Reaktion auf bestimmte Reize. Hierzu werden verschiedene Skalen verwendet:

  • In der Notfallmedizin etabliert ist dieGlasgow-Koma-Skala– die auch als Entscheidungshilfe z. B. für Beatmung herangezogen wird. Sie umfasst auch leichtere Bewusstseinsstörungen.
  • Weniger häufig genutzt wird derFOUR-Score,der insbesondere bei einem schweren Koma besser geeignet ist.[12]
  • Die Innsbruck coma scale ist dem FOUR-Score vergleichbar, wird aber kaum genutzt.[13]
  • Für Forschungszwecke, in der Rehabilitation und zur Prognose-Bestimmung wird die komplexere ComaRecovery Scale-Revised (CRS-R) genutzt.[14]

Daneben gibt es weitere Skalen, die jedoch kaum etabliert sind. Im klinischen Alltag werden darüber hinaus Begriffe wieschweresKoma ohne formelle Definition genutzt.

Die 2019 ausgerufenen Curing Coma Campaign versucht mittels neuer Biomarker, Bildgebung und neurophysiologischer Methoden verschiedene Komatypen mit biologischer Grundlage zu definieren. Folgende Klassifikation wird vorgeschlagen:[15]

  • Bewusstseinsstörung-Endotyp ohne entsprechende strukturelle Schäden
  • Bewusstseinsstörung-Endotyp mit strukturellen oder funktionellen Schäden, die einer Ersatz- oder Reparatur-Therapie zugänglich sind
  • Bewusstseinsstörung-Endotyp, der sich nicht durch pharmakologische oder anatomische Ersatz- oder Reparaturtherapie behandeln lässt
  • Bewusstseinsstörung-Endotyp-Mimic

Koma ist hierbei der Phänotyp. Verschiedene Endotypen hingegen haben spezifische Mechanismen, die zum gleichen Phänotyp Koma führen. Ein Endotyp kann als eine Konstellation von Krankheitsmerkmalen definiert werden, die in einem biologischen Mechanismus oder Signalweg verankert ist, der mit einem vorhersehbaren Krankheitsverlauf und einem Ansprechen auf die Behandlung verbunden ist.[16]

Wie misst man Bewusstsein im geschädigten Gehirn? Klinisch wird Wachheit durch Vorhandensein von Augenöffnung und reproduzierbares Befolgen von Aufforderungen bewiesen. Zusätzlich wird das Vorhandensein von spontanen oder induzierten nicht-reflexive Verhalten als Beweis für (minimales) Bewusstsein angesehen. Die bettseitige Untersuchung des Bewusstseins bei gehirngeschädigten Patienten ist jedoch schwierig, weil die Bewegungen sehr klein, inkonsistent und leicht erschöpft sein können, was zu Diagnosefehlern führen kann. So können beispielsweise die kleinen Augenbewegungen bei einemLocked-In-Syndromübersehen werden und der Patient fälschlicherweise als bewusstlos angesehen werden. Die körperliche Untersuchung ist letztlich auf körperliche Aktivität des Patienten angewiesen. Jedoch kann Gehirnaktivität auch ohne körperliche Aktivität vorliegen, wie eine Studie mittelsElektroenzephalogrammnachweisen konnte, was dann auch als kognitiv-motorische Dissoziation bezeichnet wird.[17]

In der Akutsituation gilt es, rasch die zugrundeliegende Krankheit, die das Koma verursachte, zu diagnostizieren. Die korrekte Diagnose ermöglicht die zielgerichtete Therapie, um weiteren Schaden am Gehirn abzuwenden. Die Diagnosefindung beim akuten Koma stellt eine große Herausforderung für Ärzte dar.[18][19]

Elektroenzephalografie

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Mittels dieser Technik werden Hirnströme gemessen. Ein gesundes Gehirn produziert ein typisches Muster und bei einem Koma können verschiedene Abweichungen vorliegen. Die elektrische Grundaktivität korreliert mit der Tiefe der Bewusstseinsstörung. Mittels der Elektroenzephalografie können auch Reaktionen auf äußere Reize detektiert werden. Das EEG spielt auch eine große Rolle, um den Übergang von Koma zum Hirntod festzustellen.

Funktionelles Magnetresonanztomografie und Positronen-Emissions-Tomografie

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2006 hat eine Arbeitsgruppe aus Liège und Cambridge bei Patienten, die klinisch kein Bewusstsein aufwiesen, im MRT Bewusstsein zeigen können. Hierfür wurden komatöse, im MRT liegende Patienten aufgefordert, sich vorzustellen, sie würden Tennis spielen. Das MRT wies daraufhin reproduzierbar Aktivität in dermotorischen Hirnrindeauf.[20]Die Verfahren haben sich weiterentwickelt und seit 2012 wird von einem neuen Paradigma gesprochen. Die neuen bildgebenden Verfahren (MRTundPET) können minimales Bewusstsein bei fehlenden klinischen Hinweisen darstellen.[4]

Ein Koma ist in sich lebensbedrohlich. Der Körper kann sich nicht selber vorAspirationschützen, er atmet nicht oder schlecht und ist äußeren Umwelteinflüssen schutzlos ausgeliefert. Erst mit Entwicklung derBeatmungsmaschinekonnten Menschen mit schwerem Koma längere Zeit auf Intensivstationen überleben. Dennoch gehört ein Koma weiter zu den gefährlichsten Symptomen in der Medizin.

Jeder vierte komatöse Patient stirbt im Krankenhaus.[9]Patienten mit Koma durch ein Schädel-Hirn-Trauma erholten sich zu 39 % (Beobachtungszeitraum 6 Monate) und Patienten mit nicht-traumatischen Koma zu 16 % (Beobachtungszeitraum 12 Monate).[8]Es sei jedoch erwähnt, dass die verfügbaren Ergebnisstudien nicht schlüssig sind, weil das Setting (z. B. Intensivstation vs. Rehabilitationsstation), das untersuchte Patientenkollektiv (Patienten mit unterschiedlicher Ätiologie und Zeit nach der Hirnverletzung), die Dauer der Nachbeobachtung und Ergebnismessungen oft stark voneinander abweichen.

Die Prognose-Erstellung beim individuellen Patienten ist eine medizinische Herausforderung. Aktuell werden hierzu die körperliche Untersuchung, der bisherige Verlauf, Biomarker und Informationen aus der Bildgebung verwendet. Dennoch kann man nur begründete Wahrscheinlichkeiten angeben. In Einzelfällen kann ein langfristiges Potenzial (Monate bis Jahre nach dem Hirnschaden) zur Überwindung einer schweren Bewusstseinsstörung bestehen.

2022 wurde eine Leitlinie zur Rehabilitation von Patienten mit Bewusstseinsstörungen veröffentlicht.[21]

Schritte der Bewusstseinswiedererlangung

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Die Wiedererlangung des Bewusstseins läuft in verschiedenen Abschnitten ab. Der Prozess kann auf jedem der Abschnitte stehen bleiben und sich nicht weiter verbessern. Das macht die Prognostik, also die Vorhersage der weiteren Entwicklung relevant, um gemeinsam mit Angehörigen Therapieziele für den Patienten zu finden.

Die Dauer der Abschnitte ist unterschiedlich lang und kann so kurz sein, dass der einzelne Abschnitt nicht bemerkt wird. Die korrekte Zuordnung des Patienten zu einem der Abschnitte ist nicht einfach und bedarf hoher Expertise. Eine Fehlerrate bis 40 % (insbesondere werden Patienten im Syndrom des minimalen Bewusstseins als reaktionslos wach fehlklassifiziert) wird beschrieben.[22]

Koma →Syndrom der reaktionslosen Wachheit/apallisches SyndromSyndrom des minimalen Bewusstseins/Kognitiv-Motorische-Dissoziation →Delir→ Wiedererlangung aller kognitiven Funktionen mit oder ohne schwerwiegende neurologische Defizite

Im ungünstigen Fall entwickelt sich aus dem Koma derHirntod.

Apallisches Syndrom

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Hierbei handelt es sich um eine schwere Hirnschädigung, bei der die Funktion des Großhirns stark beeinträchtigt, teilweise ausgefallen oder sogar ganz erloschen ist. Daher wird sie auch als „apallisches Syndrom “(„ohne Hirnrinde “) bezeichnet. Die Lebensfunktionen werden – wie normalerweise auch – durch denHirnstammaufrechterhalten, die Patienten erlangen aber mangels kognitiver Funktionen nicht das Bewusstsein. Als Folge werden die Betroffenen zwar wach, können aber weder aktiv noch passiv in Kontakt mit der Umwelt treten. Fachlich exakt wird das Wachkoma als Syndrom der reaktionslosen Wachheit bezeichnet.

Syndrom des minimalen Bewusstseins

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Sobald Patienten reproduzierbar Verhaltensweisen zeigen, die auf eine bewusste Wahrnehmung der Umwelt hindeuten, spricht man vom Syndrom des minimalen Bewusstseins. Solches Verhalten kann die visuelle Fixation von Gesichtern oder dem eigenen Gesicht im Spiegel sein oder das Befolgen einfacher Aufforderungen. Unter Verwendung persönlich besonders bedeutsamer Reize wie Stimmen, Düfte, Geschmacksstäbchen, betastbare Objekte kann noch besser ein zielgerichtetes Handeln nachgewiesen werden. Patienten mit einem Syndrom des minimalen Bewusstseins haben eine bessere Prognose als beim Syndrom der reaktionslosen Wachheit wieder wach zu werden.

Gesellschaft und Koma

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Die Konzeption von Koma in Gesellschaft und Medizin unterscheiden sich stark. Fehlerhafte Vorstellungen können zu Fehlentscheidungen von Angehörigen führen und die gemeinsame Entscheidungsfindung erschweren.[23]Spielfilme stellen das Koma häufig falsch dar, was die fehlerhafte Konzeption bei Laien mitverursacht.[24]

Patienten mit chronischen Bewusstseinsstörungen gehören zu den gefährdetsten Patientengruppen, da sie sich selbst nicht äußern und Opfer fremder Interessen werden können. Aufgrund der Ungewissheiten hinsichtlich Bewusstseinszustand, Prognose und Patientenwillen stellen Therapieentscheidungen eine große Herausforderung dar.

Abgeleitete Begriffe

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„Künstliches Koma “, „künstlicher Tiefschlaf “

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Diese vor allem in den Medien genutzten Begriffe[25]bezeichnen eine medikamentös herbeigeführte Bewusstseinsminderung, die nach dem Absetzen der Arzneistoffe reversibel ist. Darum sollte hier die Benutzung des BegriffesKomavermieden werden, daKomaim medizinischen Sinne einen ungeregelten Bewusstseinsverlust beschreibt. Treffender sind die BegriffeSedierungoder Langzeit-Narkose.Sedierung ist ein kontrollierter Zustand. Patienten, die in schwierigen Phasen einerIntensivbehandlungbetäubt werden, erhalten zu diesem Zweck Medikamente in wirkungsabhängiger Dosierung. Dabei werden, meist in Kombination, Medikamente mit verschiedener Wirkung eingesetzt: Beruhigungs- und Schlafmittel (Sedativa,Hypnotika,etwaBenzodiazepineoderPropofol), Schmerzmittel (Opioidanalgetika), andere Narkotika sowiePsychopharmaka.AuchbeatmetePatienten werden manchmal nicht die ganze Zeit in tiefer Narkose gehalten, wenn möglich nur sediert (vgl.Richmond Agitation Sedation Scale).[26]

Durch Beobachtung, Patientenbefragungen und technische Überwachungs- und Untersuchungsmethoden ist das Bild immer differenzierter geworden, welche Leistungen des Gehirns während einer Narkose, gerade auch Dauernarkose, herabgesetzt werden: Wachheit (Vigilanz),Stress,Schmerzempfindung,Angst,motorischeReaktion, Erinnerung. Die meisten eingesetzten Medikamente beeinflussen mehrere Hirnleistungen, mit unterschiedlichem Schwergewicht.

Dabei gibt es nicht nur Unterschiede von Medikament zu Medikament, sondern auch in der Wirkung desselben Medikamentes auf verschiedene Patienten. So kann ein gut sedierter, aber durchaus nicht komatöser Patient bei Behandlungsmaßnahmen kooperieren, ohne sich anschließend an irgendetwas zu erinnern (Amnesie), ein bewegungslos und ohne vegetative Stresszeichen im Bett liegender Patient sich nachher an zahlreiche Einzelheiten erinnern, ein dritter trotz hoher Dosen an Beruhigungs- und Schmerzmitteln zwar nicht ansprechbar, aber motorisch unruhig sein.

  • Manfred Stöhr, Thomas Brandt,Karl Max Einhäupl:Neurologische Syndrome in der Intensivmedizin.Kohlhammer, Stuttgart 1998,ISBN 3-17-014557-6.
  • Wolfgang J. Bock,Christel Bienstein:Bewusstlos, eine Herausforderung für Angehörige, Pflegende und Ärzte.2. Auflage. Selbstbestimmtes Leben, Düsseldorf 1994,ISBN 3-910095-20-8.
  • Katharina Kluin:Tage im Koma.In:stern.Jg. 2014,Nr.5,23. Januar 2014,S.78–83(Sechs Menschen berichten von ihrer Zeit im Koma und von ihrem Erwachen daraus, darunter die SchriftstellerinKathrin Schmidt).
Wiktionary: Koma– Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
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  2. P. J. Koehler, E. F. M. Wijdicks:Historical study of coma: looking back through medical and neurological texts.In:Brain.Band131,Nr.3,7. Februar 2008,ISSN0006-8950,S.877–889,doi:10.1093/brain/awm332.
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  24. Eelco F. M. Wijdicks, Coen A. Wijdicks:The portrayal of coma in contemporary motion pictures.In:Neurology.Band66,Nr.9,9. Mai 2006,ISSN0028-3878,S.1300–1303,doi:10.1212/01.wnl.0000210497.62202.e9,PMID 16682658(neurology.org[abgerufen am 29. Mai 2023]).
  25. Ulrike Herrmann:Nur im Tiefschlaf.In:die tageszeitung,16. Januar 2009.
  26. Hans-Walter Striebel:Analgosedierung beim (beatmeten) Intensivpatienten.In: Hans-Walter Striebel (Hrsg.):Operative Intensivmedizin.Schattauer,Stuttgart/New York 2007,ISBN 978-3-7945-2480-8,S.6(eingeschränkte Vorschauin der Google-Buchsuche).