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GTÜM Ausbildung (Copyright Foto: www.taucherarzt.at)

Hyperbare Sauerstofftherapie

Von Dr. med. Peter H.J. Müller

Als Behandlungsmethode ist die hyperbare Sauerstofftherapie in Deutschland nach langer Vergessenheit wieder akzeptiert. In der Folge sind in den 90-er Jahren ca. 30 Druckkammern neu hinzu gekommen, von denen jedoch nicht alle eine direkte Klinikanbindung besitzen.

Die hyperbare Sauerstofftherapie, im synonymen Sprachgebrauch auch "Hyperbare Oxygenation" (HBO) genannt, ist definiert als die Anwendung des Medikaments Sauerstoff unter Bedingungen, welche den Druck auf Meereshöhe übersteigen.
Mehrplatz-Druckkammer (Multiplace) zur HBO-Therapie
Die Atmung normobaren Sauerstoffs, oder die topische Applikation von Sauerstoff auf einzelne Körperabschnitte, erfüllen diese Definition nicht und sollten nicht mit der HBO verwechselt werden.

Hierfür ist eine Druckkammer erforderlich, in welcher der Sauerstoff unter den Überdruckbedingungen geatmet werden kann. Dazu haben sich in Deutschland begehbare Mehrpersonenkammern durchgesetzt, wobei die Kammeratmosphäre aus Luft besteht.
 

Einplatz-Druckkammer (Monoplace chamber) für HBO-Therapie


Im Ausland (vor allem in USA und Japan) werden zur HBO häufig auch Einpersonenkammern verwendet, in welchen eine Atmosphäre aus 100% Sauerstoff herrscht.




Aus Sicherheitsgründen - Brandgefahr aufgrund des erhöhten Sauerstoffpartialdrucks in der Kammeratmosphäre - wird in Deutschland der Druckanstieg durch das Einströmen von Preßluft erreicht. Der Sauerstoff wird den Patienten mittels einer eingebauten Atemanlage über Masken oder Kopfzelte angeboten. Das Ausatemgas gelangt über ein "Overboard-Dumping-System" nach außerhalb der Druckkammer.

Kopfzelt (Head tent) zur Sauerstoff-Atmung während der HBO-BehandlungMaske zur Sauerstoff-Atmung während der HBO-Behandlung


 

Die Effekte der HBO auf den menschlichen Organismus:

  • mechanische (physikalische)
  • Verkleinerung von Gasblasen (Gesetz von Boyle-Mariotte)
  • Erhöhung des Anteils physikalisch gelösten Sauerstoffs im Plasma (Gesetze von Dalton und Henry)
  • physiologische Effekte
  • die Beseitigung einer Hypoxie
  • Erhöhung des Sauerstoffpartialdrucks in den Geweben
     

Sauerstoffgehalt des Blutes (Vol.%)Bei Atmung von Luft unter normalem Umgebungsdruck (1 bar) werden rund 97 Prozent des Sauerstoffs im Blut an Hämoglobin gebunden transportiert. Nur 0,3 ml Sauerstoff sind pro Deziliter Blut physikalisch im Plasma gelöst. Da der chemisch an Hämoglobin gebundene Anteil nicht weiter gesteigert werden kann, wird durch die Atmung von 100% Sauerstoff bei 1 bar der physikalisch gelöste Anteil des Sauerstoffs auf 2,1 ml/dl erhöht. Bei 3 bar werden 6,8 ml Sauerstoff pro dl Blut zusätzlich transportiert.

Krogh-Zylinder

Durch die gesteigerte Sauerstofftransportkapazität, sowie die größere Konzentrationsdifferenz zwischen dem Blut und den Geweben wird die Diffusionsrate gesteigert und die Diffusionsstrecke innerhalb der Gewebe verlängert. Die Sauerstoff-Diffusionsstrecke im Gewebe (Krogh-Zylinder-Modell) erhöht sich hierdurch bis auf den 4-fachen Radius und erreicht ein Vielfaches des normalen Gewebevolumens. In der Folge können auch Bereiche mit sonst gestörter Sauerstoffversorgung, aufgrund von Mangeldurchblutung oder Steigerung des Diffusionswiderstandes (z.B. Ödembedingt), eine normale Sauerstoffversorgung der Zellen aufrechterhalten. Allerdings muß an dieser Stelle auf die Notwendigkeit einer vorhandenen, wenn auch eingeschränkten, Mikrozirkulation hingewiesen werden.


Tabelle 1: Wirkungen der HBO

  • Vasokonstriktion in hyperoxischem Gewebe (nicht in hypoxischem!)
  • Inhibition von Clostidium perfringens
  • Erniedrigung der CO-Toxicität
  • Ödemreduktion
  • Zunahme der Osteoklasten-Aktivität
  • Zunahme der Kollagen-Nettosynthese
  • Angioneogenese
  • Verringerung der Plättchenaggregation
  • Verbesserung der Leukozythen-Funktion
  • Immunsuppression

Die Wirkungen des hyperbaren Sauerstoffs sind in Tabelle 1 zusammengefaßt. Auf der Grundlage dieser Wirkungen wurden von der Fachgesellschaft GTÜM e.V. (Gesellschaft für Tauch- und Überdruckmedizin e.V.) in Übereinstimmung mit europäischen und amerikanischen Fachgesellschaften die in Tabelle 2 aufgeführten vitalen (Nr. 1-4), bzw. adjuvanten (Nr. 5-12) Indikationen für die HBO angegeben. Während der weitaus größere Teil der Patienten mit adjuvanten Indikationen auch erfolgreich ambulant behandelt werden kann, benötigen Patienten mit vitaler Indikation in der Regel eine intensivmedizinsche Überwachung. Der Transport des Patienten von der Intensivstation zur Druckkammer, unter Umständen mehrmals täglich, stellt ein nicht zu unterschätzendes logistisches Problem dar.

Tabelle 2: Indikationen für die HBO nach GTÜM e.V. 1996

  1. Luft- / Gas-Embolie
  2. Dekompressions-Erkrankung / -Unfall
  3. CO- / Rauchgas-Vergiftung
  4. Gasbrand und andere nekrotisierende Weichteilinfektionen
  5. Ausgedehnter und/oder tiefgehender Weichteilschaden (Crush-Verletzung, Kompartmentsyndrom)
  6. Therapierefraktäre Wunde mit Gewebshypoxie (Problemwunde)
  7. Gefährdetes Haut- und/oder muskulo-skeletales Transplantat
  8. Verbrennung / Verbrennungskrankheit
  9. Prävention und Therapie eines Strahlenschadens (z.B. Osteoradionekrose)
  10. Therapierefraktäre Osteitis; akute Osteitis des Craniums u. des Sternums
  11. Akute hypoxische cochleäre Funktionsstörungen
  12. Lebensbedrohlicher Blutverlust

In Abwägung des therapeutischen Nutzens zum theoretisch möglichen Schaden gibt es bei Gasbrand, Gasembolie, schwerem Tauchunfall und schweren CO-/CN-Intoxikationen auch keine Kontraindikationen.

Die Nebenwirkungen der HBO betreffen luftgefüllte Körperhöhlen, welche während der Kompressions- bzw. Dekompressionsphasen bei unzureichendem Druckausgleich ein Barotrauma erleiden können. Zusätzlich ist der Patient während der Isopressionsphase der Gefahr einer Überdosierung des Sauerstoffs (Intoxikation) ausgesetzt.

Die dafür erforderliche Dosis ist eine Funktion von Druck und Zeit, das heißt je höher der Partialdruck des Sauerstoffs desto kürzer die Zeit bis zum Auftreten toxischer Erscheinungen. Problemwunden-Schema
Dem wird im allgemeinen durch intermittierende Applikation des Sauerstoffs ("Luftpausen") und das Einhalten von bestimmten Druck- und Zeitprofilen für die Behandlung ("Tabellen") vorgebeugt. Dadurch läßt sich beispielsweise die Inzidenz für eine cerebrale Sauerstoff-Intoxikation (Krampfanfall) in einem Problemwundenschema (siehe Abbildung) auf unter 1:10.000 senken. Darüber hinaus besteht bei mangelnder Sorgfalt und technischen Störungen eine erhöhte Brandgefahr in der Kammer.

Die Überwachung der Patienten in der Mehrpersonenkammer erfolgt in Deutschland routinemäßig über eine Videoanlage.

Fahrstand und Patienten-Monitoring einer Mehrplatz-DruckkammerHierdurch ist, im Gegensatz zu anderen Ländern, keine dauernde Anwesenheit von Personal in der Kammer während der Behandlung erforderlich. Die Belastung, und das Gefährdungspotential durch die wiederholten Expositionen, für das Druckkammerpersonal wird dadurch erheblich gesenkt. Allerdings sollte dann jeder Patient während der Behandlung mittels EKG, nicht-invasivem Blutdruck und transcutaner oder exspiratorischer Messung des Sauerstoffpartialdrucks zusätzlich überwacht werden. Eine ständige verbale Kommunikationsmöglichkeit mit den Kammerinsassen ist selbstverständlich. Im Notfall können über Schleusen jederzeit Personen oder Gegenstände in die Kammer hinein- oder herausgebracht werden.

Klinisch-technische Probleme bietet die HBO durch die Einschränkungen die medizinischen Geräten aus Gründen des Brandschutzes auferlegt werden müssen. Insbesondere der in der Intensivmedizin gewohnte Einsatz von Monitoren, Respiratoren, Perfusoren oder Defibrillatoren ist unter den Bedingungen eines erhöhten Sauerstoffpartialdrucks nicht unproblematisch. Hier können nur wenige, ausgewählte Geräte zum Einsatz kommen.

Für die Ausbildung und Anerkennung von entsprechend geschultem ärztlichem und pflegerischen Personal für die HBO ist, da derzeit eine gültige Musterweiterbildungsordnung fehlt und keine eigene Gebietsanerkennung durch die Bundesärztekammer vorliegt, die GTÜM e.V. in Zusammenarbeit mit dem Ausschuß Qualitätssicherung des VDD e.V. (Verband Deutscher Druckkammerzentren e.V.) verantwortlich. Die im VDD e.V. zusammengeschlossenen deutschen Zentren haben sich daher freiwillig einem kontrollierten Zertifizierungsverfahren unterworfen, um im Interesse der Patienten- und Personalsicherheit einen hohen Qualitätsstandard der hyperbaren Sauerstofftherapie zu gewährleisten.

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