• Praxis
Zehn Jahre therapeutische Hypothermie

Bewährte Kühlung

Mit der therapeutischen Hypothermie steht seit 2003 eine Behandlungsoption zur Verfügung, die das neurologische Outcome und die Langzeitüberlebenschancen von Postreanimationspatienten entscheidend verbessern kann. Nach schleppender Einführung wird die therapeutische Hypothermie auch in deutschen Kliniken mittlerweile flächendeckend angewandt. Der folgende Artikel bietet einen Überblick über die Entwicklung, Indikationen und Durchführung des bewährten Behandlungsverfahrens.

Bei jährlich 350.000 Reanimationen in Europa gelingt es in 25 bis 50 Prozent aller Fälle, den Patienten zu einem Spontankreislauf zu verhelfen (ROSC, return of spontanous circulation). Dennoch überleben nur zwei bis zehn Prozent ohne neurologisches Defizit. Dies ist einerseits durch die unmittelbare Nekrose von zerebralen Neuronen bedingt, andererseits durch eine von biochemischen Prozessen induzierte verzögerte neuronale Degeneration (Abb. 1).

Diese Vorgänge stellen nur einen Teil der komplexen Abläufe im Gehirn des Patienten in der Postreanimationsphase dar. Ziel der therapeutischen Hypothermie ist die Herabsetzung der Metabolismusrate und die Reduzierung oder Unterbindung neurotoxischer Prozesse.

 

Entwicklung der therapeutischen Hypothermie

Von 1996 bis 2001 führten Holzer et al. in Europa die prospektive multizentrische und randomisierte HACA (Hypothermia after Cardiac Arrest)-Studie mit 273 Patienten durch. Diese erlangten nach Reanimation mit intial defibrillierbarem EKG-Rhythmus ROSC, blieben aber komatös. 136 dieser Patienten wurden für 24 Stunden auf 32 bis 34°C gekühlt, 137 wurden lediglich normotherm gehalten. Eingeschlossen wurden nur Patienten, die primär eine gute neurologische Prognose hatten: vermutete kardiale Ursache, defibrillierbarer Initialrhythmus, beobachteter Kreislaufstillstand, Übernahme der Reanimation durch professionelle Helfer innerhalb von fünf bis 15 Minuten, ROSC innerhalb von 60 Minuten. Ausgeschlossen wurden Patienten mit Hypotonien (MAP 60 mmHg) länger als 30 min nach ROSC und Patienten mit Hypoxämien (SaO2 85 %) länger als 15 Minuten nach ROSC.

Primärer Endpunkt der Studie war der neurologische Zustand nach sechs Monaten; sekundärer Endpunkt der Tod innerhalb von sechs Monaten. Die HACA-Studie wurde im Februar 2002 im renommierten New England Journal of Medicine publiziert.

In der Hypothermie-Gruppe lebten nach sechs Monaten 55 Prozent der Patienten ohne oder mit moderater neurologischer Beeinträchtigung, was in der Normothermie-Gruppe nur 39 Prozent der Patienten erreichten. Ein ähnlich gutes Ergebnis erzielten zeitgleich Bernard et al. mit einer kleineren Studie ähnlichen Designs in Australien.

Diese beiden Studien veranlassten das ILCOR (International Liaison Committee on Resuscitation, Weltfachgesellschaft für Wiederbelebung) dazu, 2003 eine Klasse 1-Empfehlung (Höchste Evidenzklasse!) für die Kühlung auf 32 bis 34°C für zwölf bis 24 Stunden von präklinisch reanimierten Patienten mit initialem Kammerflimmern und ROSC, aber fehlendem Bewusstsein auszusprechen. Darüber hinaus mutmaßte das ILCOR, dass die Kühlung auch für andere Initialrhythmen und innerklinische Reanimationen von Vorteil sein kann.

Trotz der hervorragenden Evidenz setzte sich die therapeutische Hypothermie in Deutschland nur sehr zögerlich durch. Noch 2009 beklagte die DGAI (Deutsche Gesellschaft für Anästhesiologie und Intensivmedizin), dass nicht einmal jede dritte deutsche Klinik die therapeutische Hypothermie einsetzt.
 


Wer soll gekühlt werden?

Ein hoher Evidenzgrad für den Nutzen der therapeutischen Hypothermie besteht bei:

  • Koma bei Z.n. Reanimation mit günstiger neurologischer Prognose: defibrillierbarer Initialrhythmus, beobachteter Kreislaufstillstand, Kollaps-ROSC-Zeit ≤ 60 Minuten,
  • Postanoxische Enzephalopathie bei Neugeborenen,
  • Senkung des Hirndrucks bei Hirnödem.

Beim ischämischen Schlaganfall zeigen mehrere kleine Studien einen Trend zum verbesserten Outcome durch Kühlen. Diese sind jedoch noch nicht abgeschlossen, harte Daten stehen noch aus.

Je früher mit der Kühlung begonnen wird, desto höher ist der Benefit für den Patienten. Abhängig von der Kühlmethode muss der Patient möglicherweise vor Kühlbeginn mit den intensivmedizinisch notwendigen Zugängen und Ableitungen wie ZVK, invasive RR-Messung, Blasenkatheter, Thoraxdrainage versorgt werden, und er benötigt Untersuchungen wie Thorax-Röntgen, Ultraschall oder Interventionen wie eine perkutane Koronarintervention (PCI). Sollte dies unter Kühlung nicht möglich sein, müssen zumindest erwärmende Faktoren wie Bettdecke, Patientenhemd und Bettheizung vermieden werden.
 

 

Wichtige Aspekte zur therapeutischen Hypothermie

Temperaturmonitoring: Eine wichtige Voraussetzung für die Durchführung der therapeutischen Hypothermie ist ein exzellentes Monitoring der Patiententemperatur. Am genauesten wird die Körperkerntemperatur im Ösophagus per Magensonde mit integriertem Temperatursensor gemessen. Akzeptabel ist auch die Messung über Blasenkatheter oder zentralem Venenkatheter. Weniger geeignet ist wegen der Gefahr der unbemerkten Dislokation die rektale Messung; ungeeignet ist wegen mangelnder Genauigkeit die Infrarotmessung am Trommelfell.

Einleitung der Kühlung: Eine gute, einfache Methode zur Einleitung der Kühlung ist die Infusion von 30 ml/kgKG (für die meisten Erwachsenen 1500-2000 ml) 4°C kalter NaCl 0,9%- oder Ringer-Lösung über 30 Minuten. Hierdurch sinkt die Körperkerntemperatur um etwa 1,5°C. Wegen der großen Volumenzufuhr eignen sich kalte Infusionen nicht für die Aufrechterhaltung der Hypothermie über zwölf bis 24 Stunden.

Aspekte zur Auswahl des Kühlverfahrens:  Bevor man sich für ein Kühlverfahren entscheidet, sollten einige Überlegungen angestellt werden: Wie hoch sind die Kosten des gewählten Kühlverfahrens, wie hoch ist der Personalaufwand? Wie gut ist die Kühlung beziehungsweise Wiedererwärmung steuerbar, wie effizient ist die Kühlung? Wie hoch ist der Installationsaufwand, wie lange dauert es, bis mit der Kühlung begonnen werden kann? Wie invasiv ist das Kühlverfahren? Ist der Patient unter der Kühlung gut zugänglich für pflegerische Maßnahmen und den Fall der erneuten Reanimationspflichtigkeit? Sind ausreichende hygienische Bedingungen gewährleistet? Belastet das Kühlsystem die Haut des Patienten?

Kühlsysteme: Marktführend sind derzeit einerseits der Kühlkatheter (ICY®, Quattro®, Hersteller: ZOLL Medical Corporation, Chelmsford/USA, deutscher Vertrieb: ZOLL Medical), andererseits wasserdurchflutete Kühlelemente (Arctic Sun®, Hersteller: Medivance, USA, deutscher Vertrieb: Bard Medical). Beim Quattro®-Katheter (Abb. 2) handelt es sich um einen zentralen Venenkatheter, der eine Außenhülle aufweist, durch die über ein Steuergerät kaltes Wasser geleitet wird, das nicht mit dem Blut in Kontakt kommt. Das System arbeitet ähnlich wie ein Tauchsieder, der auch kühlen kann. Kühlprinzip ist die Konduktion, gesteuert wird die Wassertemperatur durch Rückkopplung mit der Patiententemperatur. Kühlung und Wiedererwärmung sind her- vorragend steuerbar, die Kühlrate beträgt etwa 3,0–3,5°C/h. Neben den Wärmeaustauschballons sind die Katheter mit drei zusätzlichen Infusionslumina ausgestattet. Die Katheter kosten zwischen 750 und 1.000 Euro, das Steuergerät zirka 30.000 Euro.

Von Nachteil ist zum einen die hohe Invasivität des Systems, zum anderen muss immer zunächst der Katheter durch einen Arzt gelegt werden, bevor mit der Kühlung begonnen werden kann. Artic-Sun® (Abb. 3) hingegen könnte auch von der Stationsreinigungskraft angewendet werden, vorausgesetzt, diese hat eine Einweisung in das System. Auf Rumpf und Oberschenkel werden Kunststoffelemente geklebt und mit dem Steuergerät verbunden. Rückgekoppelt mit der Patiententemperatur leitet das Steuergerät kaltes Wasser durch die Kunststoffelemente. Auch hier funktioniert die Kühlung und Wiedererwärmung per Konduktion. Zur effektiven Kühlung müssen die Kunststoffelemente mindestens 40 Prozent der Hautoberfläche bedecken. Das System ist sehr gut steuerbar; die Kühlrate beträgt 1,4°C/h. Zur Begutachtung der Patientenhaut können die Elemente dreimal täglich abgezogen und wieder aufgeklebt werden. Dies soll sieben Tage lang mit ein und demselben System funktionieren. Ein Set Kunststoffelemente kostet zirka 800 Euro, das Steuergerät zirka 30.000 Euro.

Wie schon erwähnt sind das Anbringen der Kunststoffelemente und die Bedienung des Systems sehr einfach. Zudem sind die Kunststoffelemente so geformt, dass mögliche Punktionsstellen für invasive Katheter oder kardiologische Interventionen ausgespart werden; ebenso bleibt der Thorax frei. Die Kühlung kann sofort bei Aufnahme des Patienten beginnen.

In finanziell schwierigen Zeiten können sich kleine Kliniken keines der oben genannten Systeme leisten. Dann muss die Kühlung in mühevoller Handarbeit mit Eiswasser, Kühlelementen und Alkoholspray durchgeführt werden. Der Personalaufwand ist hoch, Kühlung und Wiedererwärmung nur sehr schlecht steuerbar, aber diese Form der therapeutischen Hypothermie kann jederzeit an jedem Ort stattfinden.

Wiedererwärmung des Patienten: Nach zwölf bis 24 Stunden therapeutischer Hypothermie wird der Patient langsam wiedererwärmt. Sedierung und Relaxation müssen wegen der geringen Metabolismusrate sehr frühzeitig gestoppt werden. Die Erwärmungsrate sollte 0,25 bis 0,5°C pro Stunde nicht überschreiten. Bei zu schneller Erwärmung besteht die Gefahr einer Reboundhyperthermie. Eine Hyperthermie sollte in den ersten drei Tagen nach ROSC um jeden Preis vermieden werden.

Mögliche Nebenwirkungen unter der therapeutischen Hypothermie

Eine Temperatur von 32 bis 34°C ist unphysiologisch. Verschiedene Stoffwechselprozesse werden durch die Hypothermie beeinflusst, und der Organismus versucht durch Muskelzittern, auch Shivering genannt, seine Temperatur zu steigern. Eine Untersuchung von Nair und Lundbye zeigte, dass das Auftreten von Shivering während der Hypothermie mit einem guten neurologischen Outcome assoziiert ist. Dennoch muss dem Shivering während der Hypothermiezeit entgegengewirkt werden. Dies kann durch tiefe Sedierung geschehen, durch die Gabe von Clonidin und Phetidin oder Magnesiumsulfat. Helfen diese Medikamente nicht, muss der Patient relaxiert werden. Ist dies notwendig, sollte der Patient mit einem geeigneten Neuromonitor überwacht werden, um hypothermiebedingte, behandlungspflichtige Krampfanfälle zu bemerken.

Im Übrigen sollten alle Medikamente, die der Patient während der Hypothermie bekommt, möglichst niedrig dosiert werden. Durch die Hypothermie ist nicht nur die Metabolisierung von Sauerstoff herabgesetzt, sondern auch die Metabolisierung von Pharmaka. So sind beispielsweise bei Abkühlung um 3°C die Plasmaspiegel von Propofol und Fentanyl im Vergleich zur Normothermie 30 Prozent erhöht und die Wirkdauer von Atracurium um 60 Prozent verlängert.

Häufig sind hypotherme Patienten bradykard. Ist die Bradykardie wegen der negativen Beeinflussung des Blutdrucks behandlungspflichtig sollte dafür nicht das langwirksame Atropin verwendet werden, sondern das besser steuerbare Dobutamin.

Auch andere Herzrhythmusstörungen können unter Hypothermie auftreten. Statt einer medikamentösen Behandlung sollten die Elektrolytspiegel im Blut normalisiert werden. Unter Hypothermie fallen Kalium, Magnesium, Phosphat und Kalzium im Serum ab und müssen substituiert werden. Im Falle von Kalium sollten Werte im untersten Normbereich toleriert werden, da während der Wiedererwärmung des Patienten mit einem massiven Anstieg des Kaliumspiegels zu rechnen ist, der mitunter nur schwer beherrschbar ist.

Durch Inhibition der ADH-Ausschüttung und bisher ungeklärter Flüssigkeitsextravasation kommt es zur vermehrten Diurese, aus der ein Volumenmangel resultieren kann.

Weitere häufige Nebenwirkungen sind Verlängerung der Blutungszeit und der partiellen Thromboplastinzeit, Thrombozytopenie und Thrombozytenfunktionsstörungen. Daher ist bei hypothermen Patienten bei Punktionen besondere Vorsicht geboten.

Weiterhin kommt es unter Hypothermie zu verminderter Insulinausschüttung und Insulinresistenz. Eine Behandlungspflicht besteht ab einem Wert von über 180 mg/dl. Frühere strengere Blutzuckereinstellungen führten zu vielen akzidentellen Hypoglykämien, die für das neurologische Outcome von Postreanimationspatienten schlimmere Folgen haben als eine moderate Hyperglykämie. Häufig steigt die Serumamylase unter Hypothermie an, dies mündet jedoch sehr selten in einer manifesten Pankreatitis. Patienten unter therapeutischer Hypothermie haben ein geschwächtes Immunsystem und neigen zu Infektionen und Wundheilungsstörungen.

Die Ausprägung der Nebenwirkungen der Hypothermie steigt mit fallender Temperatur an. Die Vielzahl an möglichen Komplikationen ist unter heutigen intensivmedizinischen Bedingungen beherrschbar, vorausgesetzt sie werden durch engmaschige Kontrollen diagnostiziert.
 

Kontraindikationen

Zum Teil ergeben sich die Kontraindikationen der therapeutischen Hypothermie aus deren Nebenwirkungen und potentiellen Komplikationen. Bei Patienten, die schon vor Therapiebeginn hypothermie-assoziierte Probleme aufweisen, sind die Komplikationen unter Hypothermie möglicherweise nicht mehr beherrschbar:

  • Kreislaufstillstand bei schwerem Trauma oder Operation,
  • Schwere Blutung oder Gerinnungsstörung,
  • Anhaltend instabiler Kreislauf mit Multiorgandysfunktion,
  • Sepsis.


Viele Details des Therapieverfahrens noch ungeklärt

Zehn Jahre nach Einführung der therapeutischen Hypothermie sind viele Details des Therapieverfahrens noch nicht geklärt. Weder die optimale Kühltemperatur noch die optimale Kühldauer sind bisher durch weitere Untersuchungen bestimmt worden. Fraglich ist außerdem, wann das Therapiefenster für die therapeutische Hypothermie sich schließt. Gibt es in der Postreanimationsphase einen Zeitpunkt, ab dem der Patient von der therapeutische Hypothermie nicht mehr profitiert?

Schließlich ist auch der Nutzen der therapeutischen Hypothermie für Patienten, die initial keinen defibrillierbaren EKG-Rhythmus hatten, unbewiesen. Die ILCOR-Empfehlung aus 2003 bezüglich nicht-defibrillierbarer Initialrhythmen ist reine Mutmaßung. Weitere Forschung ist nötig, um die therapeutische Hypothermie weiter zu optimieren.

 


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 Popp, E.; Sterz, F.; Böttinge, B. W.: Therapeutische milde Hypothermie nach Herz-Kreislauf-Stillstand. Anästhesist 2005. 54: 96–106

The Hypothermia After Cardiac Arrest Study group: Mild therapeutic hypothermia to improve the neurological outcome after cardiac arrest. Februar 2002, New England Journal of Medicine, Volume 346, Number 4

Bartsch, A.; Födisch, M.; Fischer, M.: Der Fortschritt ist cool. Der Notarzt 2004: 20: 173–174

Pechlaner, C.; Joannidis, M.: Therapeutische Hypothermie. Intensivmedizin und Notfallmedizin 2011: 48: 443–454

Busch, M.: Therapeutische Hypothermie nach Herz-Kreislauf-Stillstand - quo vadis?, Notfall Rettungsmedizin 2005, 8: 9–17

Deakin, C.D.; Nolan, J.P.; Soar, F. et al.: Erweiterte Reanimationsmaßnahmen für Erwachsene („advanced life support"). Notfall Rettungsmedizin 2010: 13: 559–620

Kimberger, O.; Kliegel, A.; Popp, E.: Therapeutische Hypothermie in der Intensivmedizin. Intensivmedizin up2date 2/2006/DOI 10.1055/s -2006-944660

Nair, S.U.; Lundbye, J.B.: The occurrence of shivering in cardiac arrest survivors undergoing therapeutic hypothermia is associated with a good neurologic outcome. Resuscitation, Volume 84, Issue 5, 2013)

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