Hyperbare Sauerstofftherapie
Von Dr. med. Peter H.J. MüllerAls 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.
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.
Im Ausland (vor allem in USA und Japan) werden zur HBO häufig auch Einpersonenkammern verwendet, in welchen eine Atmosphäre aus 100% Sauerstoff herrscht.
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
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.
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
Tabelle 2: Indikationen für die HBO nach GTÜM e.V. 1996
- Luft- / Gas-Embolie
- Dekompressions-Erkrankung / -Unfall
- CO- / Rauchgas-Vergiftung
- Gasbrand und andere nekrotisierende Weichteilinfektionen
- Ausgedehnter und/oder tiefgehender Weichteilschaden (Crush-Verletzung, Kompartmentsyndrom)
- Therapierefraktäre Wunde mit Gewebshypoxie (Problemwunde)
- Gefährdetes Haut- und/oder muskulo-skeletales Transplantat
- Verbrennung / Verbrennungskrankheit
- Prävention und Therapie eines Strahlenschadens (z.B. Osteoradionekrose)
- Therapierefraktäre Osteitis; akute Osteitis des Craniums u. des Sternums
- Akute hypoxische cochleäre Funktionsstörungen
- Lebensbedrohlicher Blutverlust
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.
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.
Hierdurch 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.