Die Elektrische Impedanztomografie ermöglicht es, die Lungenfunktion eines Patienten genau zu überwachen und die Beatmungstherapie fortlaufend zu evaluieren. Das Universitätsklinikum Knappschaftskrankenhaus Bochum ist eine der ersten Kliniken, die das nicht-invasive, bildgebende Verfahren nutzen.
Ein Patient verschlechtert sich plötzlich respiratorisch. Die Beatmungseinstellungen werden angepasst, ein Röntgenthorax läuft. Das Bild lässt etwas vermuten, ergibt aber keinen eindeutigen Befund. Für eine Fahrt ins CT ist der Patient eigentlich zu instabil. Schon steht man am Bett und fragt sich: Was geht da vor? Warum lässt sich der Patient nicht oxygenieren?
Kontrastreiche Bilder
Unsichtbares sichtbar machen kann die sogenannte Elektrische Impedanztomografie (EIT). Die Technik basiert darauf, dass bestimmte Gewebe – wie die luftgefüllte Lunge – leitfähig sind. Genauer gesagt ist es der Gehalt an Ionen, also geladenen Atomen, im Gewebe. Muskulatur und Blut leiten Strom zum Beispiel besser als Fett-, Knochen- oder Lungengewebe. Ein EIT-Gerät macht diese unterschiedliche Leitfähigkeit auf einem Bildschirm sichtbar – in Zahlen und Bildern, die an Schichtaufnahmen erinnern.
Das menschliche Lungengewebe eignet sich für das bildgebende, nicht-invasive Verfahren besonders, weil es eine wesentlich geringere Leitfähigkeit besitzt als die anderen im Thorax befindlichen Gewebe: Während der Einatmung sinkt die Leitfähigkeit durch den steigende Luftgehalt. Diese Änderungen zeigen sich als funktionelle Schnittbilder, die die regionale Verteilung der Ventilation zeigen.
Die operative Intensivstation des Universitätsklinikums Knappschaftskrankenhaus Bochum hat ein EIT-Gerät seit einigen Monaten in Betrieb. „Noch sind wir in der Erprobungsphase“, sagt der geschäftsfühende Oberarzt der Klinik für Anästhesiologie, Intensivmedizin und Schmerztherapie, Dr. Günther Oprea. „Wir setzen es bislang vor allem bei Patienten ein, bei denen wir den Eindruck haben, dass sie irgendwie nicht gut beatmet sind. Dann besprechen wir dies bei der Visite und die Fachpflegenden, zurzeit vor allem unser Atemtherapeut in Ausbildung, legen das Gerät an.“
Der Patient erhält einen Gurt um den Thorax, der 16 Elektrodenpaare trägt. Ein Elektrodenpaar sendet einen kleinen Messstrom durch den Thorax, während die verbleibenden Elektroden die Spannungen registrieren. Aus Strom und Spannungswerten lässt sich dann die thorakale Belüftung bestimmen.
Das Verfahren ist vollkommen schmerzfrei, also auch bei wachen Patienten anwendbar. Das Gerät misst über sein Verfahren die elektrischen Potenziale auf der Haut bis zu 50 Mal pro Sekunde. Ein Rechenalgorithmus rekonstruiert darüber ein Bild, das die regionale Verteilung der Ventilation in der Lunge zeigt.
„Wir sehen dann, dass bestimmte Areale nicht belüftet sind“, so Oprea. „Das kann mit einer Fehlintubation, einem Pneumothorax, einem Erguss oder mit was auch immer zusammenhängen. Viele klinische Implikationen lassen sich mit dem Gerät erkennen.“
Für Oberarzt Oprea ist das EIT-Gerät ein gutes Werkzeug, das strahlungsfrei und vor allem an der Bettseite valide Bilder über den Zustand der Lunge liefert. Und das in Echtzeit. Alles, was nötig sei, sei lediglich, den Gurt anzulegen, das Gerät anzuschalten und die Bilder zu interpretieren. Darüber hinaus ließen sich mit dem Gerät, so Oprea, Bilder speichern, vergleichen und übereinanderlegen. Verschiedene Areale, sogenannte Regions of Interest (ROI), können Nutzer in den Fokus nehmen und verfolgen. Einzelne Volumina von Atemzügen lassen sich ebenso abbilden wie Veränderungen von einem Atemzug zum anderen.
Verläufe ermitteln
Im Knappschaftskrankenhaus arbeitet das Personal mittlerweile mehrmals täglich mit dem Gerät. Beispiel: Einstellung der Beatmung, Verläufe des optimalen PEEP. „Mit den PEEP-Trials war das bisher teilweise sehr aufwendig“, resümiert Oprea. „Umstellen, Blutgasanalyse machen, Beatmung anpassen, wieder Blutgasanalyse machen und so weiter.“ Mit der EIT seien hingegen Echtzeitbilder möglich. Sofort werde sichtbar, wie sich eine Umstellung des PEEP auf die Ventilation auswirke. Gleichzeitig könne man mit dem Verfahren auch Areale identifizieren, die von dem erhöhten PEEP nicht profitieren, sondern überblähen. Das sei mit einer Blutgasanalyse nicht zu erkennen.
Ein weiteres Beispiel sei das Acute Respiratory Distress Syndrome, kurz ARDS. Oprea: „Mit der EIT kann man zum Beispiel nach Einnahme der Bauchlagerung – ein Therapieverfahren beim akuten Lungenversagen – direkt beurteilen, ob der Patient einen Benefit von der Lagerung hat oder nicht. Man kann zusätzlich versuchen, die Beatmung anderweitig zu optimieren. Wenn der Patient nicht von der Bauchlagerung profitiert, kann man ihm lange Stunden in dieser Position und womöglich hämodynamische Instabilitäten ersparen – und dem Personal etliches an Arbeit.“
CT adé?
Aber auch Momentaufnahmen mit dem EIT seien oft hilfreich – und gäben Handlungssicherheit. Werde ein Patient plötzlich respiratorisch instabil, sei der Gurt schnell angelegt und liefere schnell Bilder. „Dann kann ich mich immer noch fragen: Was haben wir? Reichen die Informationen aus der EIT oder müssen wir vielleicht doch in das CT, wenn möglich?“, so Oprea.
Das Gerät sei am Knappschaftskrankenhaus auch deshalb sinnvoll einzusetzen, weil die Station viele Patienten nach Ösophaguseingriffen versorgt – „und die entwickeln ja recht häufig Pleuraergüsse“. Entwicklung und Verläufe ließen sich via EIT schnell und einfach ermitteln.
Schon jetzt wünschen sich die Kollegen, dass die EIT Transporte zum CT eines Tages überflüssig macht. „Zurzeit fahren wir oft doppelt – einfach, um die Bilder des CT mit denen der EIT abzugleichen“, berichtet Oprea. Denn die Auflösung eines EIT sei lange nicht so gut wie die einer Röntgen-Aufnahme. Gleichwohl: Jede Fahrt koste unendlich viele Ressourcen.
„Es erspart natürlich viel Arbeit, wenn wir diese aufwendigen Fahrten nicht machen müssen“, so der Oberarzt weiter. Was aber viel wichtiger sei: dem Patient bleibe diese aufwendige Prozedur erspart – und auch die Probleme, die sie oft berge. „Oft entwickeln Patienten aufgrund von Unruhe und Bewegung Instabilitäten. Sie brauchen dann mehr Katecholamine und eine invasivere Beatmung“, so Oprea. Um das EIT anzulegen, müsse man den Patienten nur einmal auf die Seite drehen. Und das ließe sich oft schon im Rahmen der üblichen pflegerischen Versorgung realisieren.
Wo sind Grenzen?
Das klingt ja alles etwas zu schön, um wahr zu sein. Wo sind denn die Grenzen des Verfahrens? Laut Dräger, das Geräte zur EIT herstellt, handele es sich um ein zusätzliches bildgebendes Verfahren, dass flexibel eingesetzt werden könne und diverse Vorteile mit sich bringe.
Martin Schwertner, Leiter der operativen Intensivstation des Knappschaftskrankenhauses und als Atemtherapeut in Ausbildung intensiv mit dem EIT-Gerät befasst, bestätigt diese Aussage: „So viele Grenzen gibt es da nicht.“
Der Gurt dürfe nicht zu stramm anliegen, sonst könnten Spannungsblasen entstehen. „Dafür muss man ein bisschen Gespür entwickeln“, meint Schwertner. Gleichzeitig könne man den Gurt, sofern er länger anliege, durchaus auch mal zwischendurch lösen.
Große Verbände am Thorax schränkten den Einsatz der EIT jedoch ein. „Die Elektroden brauchen Hautkontakt“, so Schwertner. „Also wird es schwierig bei thoraxchirurgischen Patienten, die von der Technik vermutlich besonders profitieren würden. Wir haben da schon mit den Thoraxchirurgen verhandelt, aber die sagen natürlich: Finger weg von den Verbänden.“ Dies sei jedoch, so versichert der Stationsleiter, die einzige Limitierung der EIT, auf die das interdisziplinäre Team bisher gestoßen sei.
Ein Einsatz im Operationssaal scheidet auch aus, weil dort meist Elektrochirurgie eingesetzt wird. Das kann die Funktion des EIT-Geräts und beispielsweise des Elektroskalpells beeinträchtigen. Auch aktive Implantate, wie Schrittmacher, sind derzeit wegen möglicher Interferenzen noch kontraindiziert. Gleichzeitig ist es so, dass Filterverfahren Bildartefakte eliminieren können, wodurch sich die EIT-Bilder besser deuten lassen.
Der Thoraxumfang kann auch Grenzen setzen. Das Gerät besitzt fünf verschiedene Gürtelgrößen zwischen 70 und 150 Zentimeter Thoraxumfang. Aber diese Limitierung betrifft dann Patienten mit einem Körpergewicht jenseits der 200 Kilogramm.
Gute Akzeptanz
Die Akzeptanz bei den Kollegen auf der Station sei sehr gut. „Die meisten sind sehr neugierig“, sagt Schwertner. Dennoch wurde die Regelung getroffen, dass zunächst nur wenige Kollegen mit dem Gerät arbeiten sollen. Der Grund: „Das Gerät ist teuer und die Kabel empfindlich“, so der Stationsleiter. Zum anderen liefen auf der Station weitere große Umstellungen – neue Ventilatoren, ein neues Patientendatenerfassungssystem. Da müsse die allgemeine Einführung des Geräts noch etwas warten.
Ein weiterer Grund sei, dass die Interpretation der Bilder etwas Erfahrung brauche. „Ich kann mich zurzeit durchaus eine halbe Stunde an das Bett stellen, mich aus dem Alltagstrubel herausziehen und mit dem Gerät arbeiten“, erklärt Oberarzt Oprea, das sei jedoch noch kein Standard. Das langfristige Ziel sei aber klar: „Jeder Mitarbeiter der Station soll die EIT nutzen können. Das Gerät ist einfach zu bedienen und die erhobenen Daten sind mit ein wenig Erfahrung leicht zu interpretieren.“
Und dann sind da noch die technikaffinen Patienten, die das Gerät schätzen. Es war ein Patient nach Eingriff am Ösophagus – wach, im Prinzip fit, und sehr gelangweilt auf der Intensivstation. „Wir haben diesem Patienten das EIT zur Kontrolle eines bekannten Pleuraergusses angelegt“, so Oprea. Der Mann sei ganz interessiert an dem gewesen, was er da sah, und habe Fragen gestellt. „Also haben wir ihm erklärt, was er da sieht“, so Oprea. „Dann haben wir das Vollbild des Lungenquerschnitts auf den Monitor geholt und ihm gesagt: Sehen Sie doch einmal zu, dass dieses blaue Areal hier größer wird.“
Blau hieß in dem Fall: belüftete Anteile der Lunge. Das hat der Patient versucht und so Lungenareale für die Ventilation selbstständig rekrutiert. „Das war so eine Art Biofeedback als Atemtraining“, schmunzelt Oprea. Und Schwertner fügt hinzu: „Schlussendlich hat der Patient regelmäßig nach dem Gerät gefragt.“ Wenn es frei war, bekam er es.
