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Compactflo Evolution Phisio M versus Inspire 6 M Phisio

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M. M. Scheer2, F. Münch1, S. Bohn1,
G. Haimerl2, M. Weyand1, F. Harig 1
1Herzchirurgische Klinik,
Universitätsklinikum Erlangen
(Direktor: Prof. Dr. med. M. Weyand)
2Hochschule Furtwangen, Campus
Villingen-Schwenningen
Fakultät Mechanical and Medical
Engineering
Studiengang: Medical Engineering
(Studiendekan: Prof. Dr. med. Gerd Haimerl)
ZUSAMMENFASSUNG
Der Oxygenator stellt die wichtigste Komponente des Extrakorporalen ZirkulationsSystems dar, da dieser während der extrakorporalen Zirkulation (EKZ) für eine
ausreichende Oxygenierung und Kohlenstoffdioxideliminierung des Blutes verantwortlich ist und über den integrierten
Wärmetauscher die Bluttemperatur des Patienten regelt. Zur Beurteilung von Oxygenatoren werden Sauerstoff- und Kohlenstoffdioxid-Transfer (O2-, CO2-Transfer),
Druckabfall Delta p (Δp), Wärmetauschereffizienz sowie Blaseneliminierung
über den Oxygenator bestimmt. In einer
Anwendungsbeobachtung wurden Compactflo Evolution Phisio M (Compactflo
Evolution) und Inspire 6 M Phisio (Inspire
6 M) (beide Sorin Group, München) hinsichtlich der oben genannten Parameter untersucht und miteinander verglichen.
Zum Vergleich der verschiedenen Parameter der beiden Oxygenatoren wird der
Messwert des Compactflo Evolution als
100 % angesehen. Die Membranoberfläche des Inspire 6 M ist um 18 % kleiner als
beim Compactflo Evolution, wobei O2- und
CO2-Transfer des Inspire 6 M nur um 11 %
bzw. 9 % (bezogen auf 5 l/min Blutfluss)
geringer sind bei 24 % weniger Primingvolumen. Der Inspire 6 M zeigt während der
EKZ eine gute klinische Leistung im Hinblick auf Oxygenierung und Kohlenstoffdioxideliminierung für den Einsatzbereich bis
6 l/min. Bezogen auf den Wärmetauscher
zeigt sich, dass der Inspire 6 M – mit einer
im Vergleich zum Compactflo Evolution
um den Faktor 3 größeren Wärmetauscheroberfläche (0,14 m2 Compactflo Evolution
zu 0,43 m2 Inspire 6 M) – eine um 40 % höhere Wärmetauschereffizienz (bezogen auf
5 l/min Blutfluss) aufweist. Bei der Auswertung des Δp weist der Inspire 6 M in Relation zum Compactflo Evolution ein um 17 %
höheres Δp auf (bezogen auf 5 l/min Blutfluss). Bei diesem erhöhten Δp zeigt sich erfahrungsgemäß in diesem Blutflussbereich
kein erhöhtes Bluttrauma, wobei dies nicht
Gegenstand der Untersuchungen in dieser
Anwendungsbeobachtung war. Mit einer
9
Oxygenator-Leistungsvergleich:
Compactflo Evolution Phisio M
versus Inspire 6 M Phisio
durchschnittlichen Blaseneliminierung von
95 % ist der Inspire 6 M effektiver bei der
Entfernung von Blasen vor dem arteriellen
Filter im Vergleich zum Compactflo Evolution mit 75 %. Insgesamt sind der Inspire
6 M und der Compactflo Evolution in ihren
Eckdaten im klinischen Alltag bis zu einem
Flussbereich von 6 l/min zwar vergleichbar,
bezogen auf Blasenelimination, Primingvolumen und Wärmetauschereffizienz bestehen Vorteile bei dem neuen Inspire 6 M.
SCHLÜSSELWÖRTER
Oxygenator, O2-Transfer, CO2-Transfer,
Wärmetauschereffizienz, Delta p (Δp),
Luftblasenelimination
ABSTRACT
The oxygenator represents the main element of an extracorporeal circulation system, as it is responsible for an adequate
oxygenation and carbon dioxide elimination during cardiopulmonary bypass, and
its integrated heat exchanger manages the
patient’s blood temperature. The oxygenator’s performance is characterized by the
following parameters: oxygen transfer, carbon dioxide transfer, pressure drop (delta p
[Δp]), bubble elimination and heat exchanger performance. Two oxygenators,
the former standard Compactflo Evolution
Phisio M (Compactflo Evolution) and the
new Inspire 6 M Phisio (Inspire 6 M) (both
Sorin Group, Munich) were investigated
and compared in relation to the parameters
above by a prospective randomized study.
The data of the Compactflo Evolution
is defined as 100 % to compare the different
parameters of both oxygenators. Despite an
18 % smaller membrane surface area and
24 % less Priming, the oxygen transfer and
carbon dioxide transfer of the Inspire 6 M
is only 11 % resp. 9 % smaller than that of
the Compactflo Evolution at a blood flow of
5 l/min. The heat exchanger surface of the Inspire 6 M is 3 times bigger than that of the
Compactflo Evolution (0.14 m2 Compactflo
Evolution / 0.43 m2 Inspire 6 M). The performance is 40 % higher than that of the Compactflo Evolution at a blood flow of 5 l/min.
The pressure drop (Δp) of the Inspire 6 M is
17 % higher than that of the Compactflo Evolution at a blood flow of 5 l/min. The analysis of the bubble elimination showed, that the
Compactflo Evolution (average bubble elimination 75 %) is less effective than the Inspire
6 M (average bubble elimination 95 %).
In conclusion, the performance of the Inspire 6 M shows a sufficient oxygenation
and carbon dioxide elimination during the
extracorporeal circulation. A slightly higher Δp is not likely to exert negative effects
on the blood trauma, but remains to be investigated. The bubble elimination of the
Inspire 6 M is very effective. Due to polyurethane hollow fibres of the Inspire 6 M,
the performance of the heat exchanger
function is better.
KEY WORDS
Oxygenator, O2-transfer, CO2-transfer,
heat exchanger efficiency, delta p (Δp),
elimination of air bubbles
EINLEITUNG
Der Membranoxygenator weist im Vergleich zur natürlichen menschlichen Lunge eine wesentlich geringere Austauschoberfläche auf. Über längere Kontaktzeit,
höhere Partialdruckdifferenz und Variation
anderer Prozessparameter wird eine ausreichende Gasaustauschleistung erreicht.
Hierbei spielt das Fick’sche Gesetz eine
wichtige Rolle. Wie in Formel 1 zu erkennen, ist die ausgetauschte Sauerstoffmenge pro Zeiteinheit vom Partialdruckunterschied, der Austauschoberfläche, einer
Diffusionskonstanten und der Membrandicke abhängig, die beim Bau von Oxygenatoren variiert werden können [1].
VO =
2
P1 – P2
L
KF
Formel 1: Fick’sches Gesetz [1]
VO2: ausgetauschte Sauerstoffmenge pro Zeiteinheit; P1 – P2: Partialdruckdifferenz; K: Diffusionskonstante; F: Oberfläche; L: Schichtdicke
KARDIOTECHNIK 1/2013
In der durchgeführten Anwendungsbeobachtung wurden Standard-EKZ-Systeme der Herzchirurgischen Klinik des
Universitätsklinikums Erlangen mit dem
Oxygenator Compactflo Evolution Phisio M gegenüber dem neuen Inspire 6 M
Phisio auf relevante Leistungsmerkmale
untersucht. Zur Beurteilung von Oxygenatoren gibt es unterschiedliche Kriterien.
Die wichtigste Aufgabe des Oxygenators
stellt der Gasaustausch dar. Dieser kann
über die Ermittlung des Sauerstoff- und
Kohlenstoffdioxidtransfers beurteilt werden. Der integrierte Wärmetauscher des
Oxygenators kann durch die Ermittlung der
Wärmetauschereffizienz bewertet werden.
Durch die Erhebung des Druckunterschiedes über dem Oxygenator kann eine Aussage über den Strömungswiderstand des
Oxygenators im System gemacht werden.
In diesem Studiendesign wurde zusätzlich
die Luftblasenelimination des Oxygenators
gemessen [2, 3, 4]. Im Folgenden werden
die Leistungsmerkmale der Oxygenatoren
und der integrierten Wärmetauscher untersucht und verglichen sowie die Blaseneliminierung der Oxygenatoren.
MATERIAL UND METHODEN
Im EKZ-System der Anwendungsbeobachtung kamen jeweils die Oxygenatoren
Compactflo Evolution Phisio M und Inspire 6 M Phisio zum Einsatz (Tab. 1).
Technische Compactflo Inspire
Daten
Evolution 6 M
Max. Blutfluss
PrimingVolumen
Membranoberfläche
Wärmetauscheroberfläche
Fassungsvermögen
venöses
Reservoir
Kardiotomie-Filtergröße
Vergleich
EVO vs.
Inspire
20 %
weniger
24 %
geringer
18 %
geringer
207 %
größer
7,5 l/min
6 l/min
250 ml
191 ml
1,7 m2
1,4 m2
0,14 m2
0,43 m2
4.300 ml
4.000 ml 7 %
geringer
30 μm
41 μm
Abb. 1: Oxygenator Compactflo Evolution
Phisio M mit Reservoir [7]
Abb. 2: Oxygenator Inspire 6 M Phisio mit
Reservoir [8]
der integrierte Wärmetauscher aus Edelstahl [5].
Abbildung 2 zeigt den Membranoxygenator Inspire 6 M mit passendem Reservoir. Der Oxygenator und das Reservoir
sind gleichfalls mit der Phisio-Beschichtung aus Phosphorylcholin überzogen und
die Oxygenatormembran besteht ebenso
aus mikroporöser Polypropylen-Hohlfaser.
Der integrierte Wärmetauscher ist hierbei
aus Polyurethan gefertigt und zwischen die
Oxygenationskapillaren geflochten [6].
Die EKZ wurde mit einer HLM Typ S5
der Firma Sorin Group Deutschland GmbH
durchgeführt, bestückt mit einem für das
Universitätsklinikum Erlangen konfigurierten Komplettset, standardmäßig mit
dem arteriellen Filter Affinity (Medtronic
GmbH, Meerbusch). Je nach Anwendungsgruppe kamen die Oxygenatoren Compactflo Evolution oder Inspire 6 M mit dem jeweils passenden Reservoir zum Einsatz.
Der verwendete elektronische Gasblender sowie das verwendete Hypothermiegerät 3 T sind Standardgeräte der Klinik von
der Firma Sorin Group. Zur Druckmessung
kommt ein Druckaufnahmesystem des
Typs Medex (Smith Medical, Kirchseeon)
zum Einsatz. Im EKZ-Set befindet sich außerdem ein BCare-5-Sensor (Sorin Group,
München) in der venösen Linie, welcher
im venösen Rückfluss die Sauerstoffsättigung und den Hämatokrit bestimmt. Als arterielle Kanüle wurde eine 22 Fr. Typ A222107 (Maquet GmbH & Co. KG, Rastatt)
verwendet. Als venöse Kanüle kam eine
37 %
größer
Tab. 1: Technische Daten der Oxygenatoren
Compactflo Evolution und Inspire 6 M
In der Abbildung 1 ist der Membranoxygenator Compactflo Evolution mit passendem Reservoir dargestellt. Der Oxygenator
und das Reservoir sind mit der Phisio-Beschichtung aus Phosphorylcholin überzogen. Die Oxygenatormembran besteht aus
mikroporöser Polypropylen-Hohlfaser und
KARDIOTECHNIK 1/2013
Abb. 3: Schematische Darstellung des EKZ-Aufbaus inklusive verwendeter Messgeräte
10
Two-Stage-Kanüle 40/32 Fr. Typ OV900
-257 (Sorin Group, München) zum Einsatz.
Durch das Online-BGA-System CDI 500
(Terumo Deutschland GmbH, Eschborn)
wurden während der EKZ die Blutwerte
kontinuierlich überwacht und aufgezeichnet. Hierbei wurde jeweils ein Shunt-Sensor in der venösen Linie vor dem Oxygenator und in der arteriellen Linie nach dem
Oxygenator integriert. So konnten Sauerstoffpartialdruck pO2, Kohlenstoffdioxidpartialdruck pCO2, pH-Wert, Sauerstoffsättigung SvO2 und SaO2, Kalium K,
Hämatokrit (HK), Hämoglobin (Hb), Temperatur, Basenüberschuss BE, Hydrogencarbonat HCO3 und Sauerstoffverbrauch
VO2 kontinuierlich gemessen werden. Die
Werte wurden ausschließlich im α-statVerfahren ermittelt [9].
Für die Anwendungsbeobachtung wurden Kriterien für die Patientengruppen
definiert: Das HZV der Patienten musste
unter 5,4 l/min bei einem Flussindex von
2,6 l/m² KOF liegen. Als Operationsarten
wurden aorto-koronare Bypasschirurgie,
Aortenklappenoperationen und Kombinationseingriffe aus beiden bestimmt. Der
Ausgangs-Hb-Wert der Patienten musste
über 10 g/dl liegen. Patienten, bei denen
sich während der EKZ die Indikation eines
Hämofilters ergab, wurden aus der Anwendungsbeobachtung ausgeschlossen. Patienten, welche die oben genannten Kriterien erfüllt hatten, wurden randomisiert einer
der beiden Gruppen mit den unterschiedlichen Oxygenatoren zugeteilt. Anhand des
täglichen Operationsplans sowie der benötigten Informationen aus der Patientenakte (Größe und Gewicht zur Berechnung des
HZV sowie die aktuellen Blutwerte) wurden die Patienten ausgesucht und zufällig
einer HLM zugeteilt, die entweder mit einem Set des Compactflo Evolution oder Inspire 6 M bestückt war.
In Abbildung 3 ist der Versuchsaufbau schematisch dargestellt. Am Einlass
des Reservoirs wird die Einlassbluttemperatur bestimmt. Zwischen Pumpe und
Oxygenator befindet sich die Druckmessung vor dem Oxygenator. Dort wurde
der „venöse“ Shunt-Sensor des CDI 500
angebracht. Ebenfalls vor dem Oxygenatoreingang ist der Mess-Sensor des Bubblecounter BCC 200 (Gampt mbH, Merseburg) angebracht, der die Blasenanzahl
vor dem Oxygenatoreinlass detektiert. Direkt am Oxygenatorauslass wird die Oxygenatorauslass-Bluttemperatur gemessen.
Zusätzlich ist der „arterielle“ Shunt-Sensor CDI 500 angebracht. Zwischen Oxygenator und arteriellem Filter befindet sich
11
der zweite Mess-Sensor des Bubblecounters, der die Blasenanzahl hinter dem Oxygenator detektiert. Direkt am Eingang des
arteriellen Filters wird der Oxygenatorausgangsdruck gemessen.
Die Datenerfassung der EKZ-Daten erfolgte über das Daten-Management-System
(DMS, Sorin Group, München). Während
der Datenerfassung zeichnete das System
minütlich Messwerte auf. So wurden die
arterielle und venöse Temperatur, die Wassertemperatur des Hypothermiegerätes, die
Temperatureinstellung, die Patiententemperatur, der Druck vor/nach Oxygenator, der
Hämatokrit, die Online-Blutgaswerte des
CDI 500, die manuell eingegebenen Ereignisse, der Blutfluss sowie die EKZ-Zeiten
aufgezeichnet. Die Daten der Kontroll- BGA
des ABL 725 (Radiometer GmbH, Willich)
wurden manuell in das DMS eingepflegt.
Diese DMS-Daten wurden zur Analyse als
Excel-File ausgegeben. Die Messdaten des
BCC 200 wurden ebenfalls kontinuierlich
aufgezeichnet und mit der geräteeigenen
Software ausgewertet. Zusätzlich wurde
handschriftlich ein Messprotokoll geführt,
auf dem die definierten Messzeitpunkte aufgelistet waren: erster Messzeitpunkt 5 min
nach EKZ-Start, anschließend in 15-minIntervallen bis zum Ende der EKZ. Zur Bestimmung des Δp wurde zu jedem Messzeitpunkt der aktuelle Blutfluss an der HLM
sowie die Drücke vor und nach dem Oxygenator gemessen. Zudem wurden bei jedem
Messzeitpunkt mit dem ABL 725 die venösen und arteriellen Blutgase gemessen. Bei
der Bestimmung des Δp wurden alle ShuntSensoren im EKZ-System geschlossen, damit der Druck nicht durch offene Shunts
verfälscht wurde. Um den Wärmetauscher
beurteilen zu können, wurde nach dem Start
der EKZ am Hypothermiegerät eine Temperatur von 32 °C eingestellt. Wenn der Patient
eine Temperatur von 34,2 °C erreicht hatte,
wurde die Temperatur am Hypothermiegerät auf 35 °C erhöht. Nach Beendigung der
Ischämiezeit wurde der Patient wieder auf
eine Körpertemperatur von 36 °C erwärmt.
Hierzu wurde das Hypothermiegerät auf
38 °C eingestellt.
Vor der Durchführung der EKZ wurde
die HLM mit dem EKZ-System bestückt.
Das Set wurde mit 500 ml Jonosteril-Infusionslösung (Fresenius Kabi Deutschland
GmbH, Bad Homburg), 500 ml Volulyte
6 % (Fresenius Kabi Deutschland GmbH,
Bad Homburg), 500 ml Mannit-Lösung
10 % (Serag-Wiessner KG, Naila) sowie
5.000 IE Heparin (Ratiopharm GmbH,
Ulm) geprimt. Anschließend wurde der Sicherheits-Check für die HLM und alle re-
levanten Messgeräte routinemäßig durchgeführt.
AUSWERTUNGSTOOLS
Zur Berechnung des Sauerstofftransfers
wurde Formel 2 verwendet. Die Gesamtsauerstoffkonzentration des arteriellen und venösen Blutes (ContaO2 vs. ContvO2) wurde
mit der Formel 3 und Formel 4 berechnet
[2]. Zur Berechnung der Gesamtsauerstoffkonzentration im Blut wurden die Werte für
die Sauerstoffsättigung des Hämoglobins,
die Hb-Werte und die Werte des Sauerstoffpartialdrucks jeweils für die festgelegten Messzeitpunkte der arteriellen bzw. venösen BGA entnommen. Der Blutfluss zur
Berechnung des Sauerstofftransfers wurde dem Messprotokoll für den jeweiligen
Messzeitpunkt entnommen.
Sauerstofftransfer =
(ContaO2 – ContvO2 ) * 10 * Blutfluss
Formel 2: Berechnung des Sauerstofftransfers
[2]
Conta /Cont v: Gesamtsauerstoffkonzentration
im Blut (a: arteriell, v: venös); Sauerstofftransfer in ml/min; Blutfluss in l/min
Conta = Sa O2 * 1,35* Hb + 0,00314*
Pa O2 ( Ta )
Formel 3: Berechnung der arteriellen Gesamtsauerstoffkonzentration [2]
Contv = Sv O2 * 1,35* Hb +
0,00314 * Pv O2 ( Tv )
Formel 4: Berechnung der venösen Gesamtsauerstoffkonzentration [2]
Sa /Sv O2: Sauerstoffsättigung des Hämoglobins
in % (a: arteriell, v: venös); Faktor 1,35: Sauerstoffbindungskapazität von 1 g Hämoglobin in
ml/g; Hb: Hämoglobin in g/dl; Faktor 0,00314:
Löslichkeitskoeffizient für O2 bei Atmosphärendruck in ml/(dl * mmHg); Pa /Pv O2 (Ta /Tv):
Sauerstoffpartialdruck bei Bluttemperatur in
mmHg (a: arteriell, v: venös)
Zur Berechnung des Kohlenstoffdioxidtransfers wurde Formel 5 verwendet. Die Gesamtkohlenstoffdioxidkonzentration des venösen und arteriellen Blutes
(ContvCO2/ContaCO2) wurde mit Formel 6
und Formel 7 berechnet. Die Formelbestandteile pHEry und pKEry wurden über Formel 8 und Formel 9 bestimmt [2, 10]. Zur
KARDIOTECHNIK 1/2013
Berechnung der Gesamtkohlenstoffdioxidkonzentration im Blut wurden die Werte des Sauerstoffpartialdrucks, des Hb, des
Kohlenstoffdioxidpartialdrucks und der Bicarbonatkonzentration für den jeweiligen
Messzeitpunkt der arteriellen und venösen
BGA entnommen. Ebenso wurde mit den
Werten des pH-Werts und der Sauerstoffsättigung der Formel 8 und Formel 9 verfahren.
Der Blutfluss zur Berechnung des Kohlenstoffdioxidtransfers wurde dem Messprotokoll für den jeweiligen Messzeitpunkt entnommen.
CO2-Transfer =
Zur Berechnung der Effizienz des Wärmetauschers wurde Formel 10 verwendet
[2]. Die drei Temperaturmesswerte sowie
die Flussgeschwindigkeit des Blutes zur
Berechnung der Effizienz des Wärmetauschers wurden der aus dem DMS exportierten Excel-Datei entnommen. Die Flussgeschwindigkeit des Wassers wurde der
Gebrauchsanweisung des Hypothermiegerätes entnommen. Hier ist der Wert mit
15 bis 17 l/min angegeben. Bei der Berechnung wurde eine Wasserfließgeschwindigkeit von 16 l/min angenommen [11].
Effizienz des Wärmetauschers =
(ContvCO2 – ContaCO2 ) * 10 * Blutfluss
Formel 5: Berechnung des Kohlenstoffdioxidtransfers [2]
Conta /vCO2: Gesamtkohlenstoffdioxidkonzentration im Blut in ml/dl (a: arteriell, v: venös);
Blutfluss in l/min
ContvCO2 = 0,009286 * PvCO2 *
Hb* (1+10
(pHEry
– pKEry )
+ (0,230 * PvCO2 + HCO3)* (1–
)
Hb
)
21
Formel 6: Berechnung der venösen Gesamtkohlenstoffdioxidkonzentration im Blut [2]
TB Ausgang – TB Eingang
QBlut
TWärmetauscher – TB Eingang * QWasser
Formel 10: Berechnung der Effizienz des Wärmetauschers [2]
TB Ausgang: Bluttemperatur am Oxygenatorausgang in °C; TB Eingang: Bluttemperatur am
Oxygenatoreingang in °C; TWärmetauscher: Wassertemperatur am Wassereingang in °C; QBlut:
Flussgeschwindigkeit des Blutes in l/min;
QWasser: Flussgeschwindigkeit des Wassers in
l/min
Zur Berechnung des Δp wird die Formel 11 verwendet [2]. Die Druckwerte vor
und nach dem Oxygenator wurden dem
Messprotokoll entnommen.
ContaCO2 = 0,009286 * PaCO2 *
Hb* (1+10
(pHEry
– pKEry )
+ (0,230 * PaCO2 + HCO3)* (1–
Formel 11: Berechnung Δp [2]
pein: Druck am Oxygenatoreinlass in mmHg;
paus: Druck am Oxygenatorauslass in mmHg
Hb
)
21
pHEry= 7,19 + 0,77 * (pHa/v – 7,4)+
0,035 * (1 – Sa/v O2 )
Formel 8: Berechnung des pHEry [2]
lg(1+10
pHEry
– 7,84 – 0,06 * Sa/v O2
)
Formel 9: Berechnung des pK Ery [2]
Sa /Sv O2: Sauerstoffsättigung des Hämoglobins
in % (a: arteriell, v: venös); Hb: Hämoglobin in
g/dl; Pa/Pv CO2 (Ta/Tv): Sauerstoffpartialdruck
bei Bluttemperatur in mmHg (a: arteriell, v:
venös); HCO3: Bicarbonat-Konzentration im
Plasma in mmol/l; pH: pH im Plasma (a: arteriell, v: venös)
KARDIOTECHNIK 1/2013
NumRed = ⎛1 –
⎝
∑Ni 〈output〉
∑Ni 〈input〉
⎞ * 100
⎠
Formel 12: Berechnung der Reduktion der Blasenanzahl [12]
Ni: Blasenanzahl mit Überläufern mit dem
Durchmesser Di; <output>: Oxygenatorausgang; <input>: Oxygenatoreingang
VolRed: Reduktion des Blasenvolumens
in Prozent. Mit Formel 13 berechnet die
Software die Reduktion des Blasenvolumens. Hierbei werden zur Berechnung die
Gesamtanzahl (Blasenanzahl + Überläufer) sowie das Blasenvolumen von Systemeingang und Systemausgang verwendet.
Delta p = pein – paus
)
Formel 7: Berechnung der arteriellen Gesamtkohlenstoffdioxidkonzentration im Blut [2]
pKEry= 6,125 –
wertungssoftware lassen sich verschiedene
Indices berechnen. Für die Beurteilung der
Blaseneliminierung spielen die Kennzahlen NumRed (Reduktion der Blasenanzahl), VolRed (Reduktion des Blasenvolumens) und FI (Filterindex) eine wichtige
Rolle [12].
NumRed: Reduktion der Blasenanzahl in Prozent. Anhand der Formel 12
bestimmt die Software die Reduktion der
Blasenanzahl. In die Berechnung fließt die
Gesamtanzahl – also die Anzahl an Blasen
und die Überläufer (Blasen, die größer
sind als der ausgewählte Messbereich) –
von Systemeingang und Systemausgang
ein [12].
Für die Auswertung der Blaseneliminierung der Oxygenatoren kommt der
BCC 200 zum Einsatz, der zur nicht-invasiven Aufzeichnung der Blasenaktivität
während der EKZ verwendet wird. Hierbei
können sowohl die Blasengröße im Bereich
10 bis 500 μm als auch die Anzahl der Blasen bestimmt werden. Bei der Messdatenerfassung werden zwei Ultraschallsensoren verwendet, deren Funktionsweise auf
dem Ultraschalldopplerverfahren basiert.
Durch dieses Verfahren haben Parameter
wie die Fließgeschwindigkeit des Blutes,
das Schlauchmaterial und die Blutkonzentration keinen Einfluss auf die Messdatenaufzeichnung. Der BCC 200 ist mit einer
Software ausgestattet, mit der die Messaufzeichnung sowie die Messauswertung vorgenommen werden. Mit Hilfe dieser Aus-
VolRed = ⎛ 1 –
⎝
∑Ni *Vi 〈output〉
⎞* 100
∑Ni * Vi 〈input〉 ⎠
Formel 13: Berechnung der Reduktion des
Blasenvolumens [12]
Ni: Blasenanzahl mit Überläufern mit dem
Durchmesser Di ; Vi: Volumen einer Blase mit
dem Durchmesser Di; <output>: Ausgang;
<input>: Eingang
FI: Filterindex in Prozent. Anhand vom
FI kann eine Aussage über die Blaseneliminierung der Oxygenatoren getätigt werden,
da hier die Blasenreduzierung sowie die
Volumenreduzierung gemeinsam betrachtet werden. Dies ist wichtig, da es in einem
Oxygenator zur Zerkleinerung größerer
Blasen in kleinere kommen kann. Mit Formel 14 berechnet die Software den Filterindex. In die Berechnung fließen hierbei
Bestandteile der Formeln zur Berechnung
von Blasen- und Volumenreduzierung ein,
also die Blasengesamtanzahl sowie das
Blasenvolumen. [12]
12
FI = £ 1 –
™1i outputœ
¤
™1i inputœ
™1i * Vi outputœ
™1i * Vi inputœ
*
¥ * 100
¦
Formel 14: Berechnung des Filterindex
Ni:= Blasenanzahl mit Überläufern mit dem
Durchmesser Di; Vi: = Volumen einer Blase mit
dem Durchmesser Di; <output> = Ausgang;
<input> = Eingang
ERGEBNISSE
Die Patientengruppe des Compactflo Evolution umfasste 20 Patienten, die des Inspire 6 M 10 Patienten. Die ungleiche
Anzahl der Patienten in den beiden Oxygenatorgruppen ist auf das Erdbeben in Norditalien im Mai 2012 zurückzuführen, da
hierdurch die Produktion der Firma Sorin
Group betroffen war. Der durchschnittliche Perfusionsvolumenstrom von 4,93 ±
0,27 in der EVO-Gruppe vs. 5,01 ± 0,36 in
der Inspire-Gruppe war, wie auch die anderen EKZ- und Patientendaten, nicht signifikant unterschiedlich (p < 0,05) (Abb. 4,
Tab. 2).
In die Auswertung des Compactflo Evolution flossen 19 von 20 Patienten ein. Ein
Patient wurde wegen der Verwendung eines Hämofilters ausgeschlossen. In der
Testauswertung des Inspire 6 M sind 9 von
10 Patienten eingeschlossen. Ein Patient
konnte wegen fehlender Messaufzeichnung im DMS nicht berücksichtigt werden.
Die Ergebnisse der Messwerte zur Berechnung des Sauerstofftransfers sind im
Mittelwert mit Standardabweichung in Tabelle 3 aufgeführt. Die Regressionsgeraden
des Sauerstofftransfers der beiden Oxygenatorgruppen zeigen bei einem Blutfluss von
5 l/min einen Sauerstofftransfer des Compactflo Evolution von 151,32 ml/min vs. Inspire 6 M von 134 ml/min (Abb. 5).
Bezogen auf den CO2-Transfer zeigen
die Regressionsgeraden der beiden Oxygenatoren Compactflo Evolution und Inspire
6 M, dass bei einem Blutfluss von 5 l/min
der Kohlenstoffdioxidtransfer des Compactflo Evolution 252,63 ml/min vs. Inspire 6 M 230,54 ml/min beträgt (Abb. 6).
In Tabelle 4 sind die Mittelwerte und Standardabweichungen der Messdaten zur Berechnung des Kohlenstoffdioxidtransfers
aufgelistet.
Die Effizienz der Wärmetauscher beträgt bei 5 l/min Blutfluss 0,11 in der Compactflo-Evolution-Gruppe vs. 0,15 in der
Inspire-6-M-Gruppe. Abbildung 7 zeigt die
Regressionsgeraden der Effizienz der Wärmetauscher der beiden Oxygenatoren.
Die Interpolationskurven des Δp der
beiden Oxygenatorgruppen ist auf Abbildung 8 zu erkennen. Bei einem Blutfluss
von 5 l/min beträgt das Δp des Compactflo
Compactflo
Evolution
Inspire 6 M
p-Wert
(p < 0,05)
Alter in Jahren
73 ± 7
68 ± 8
0,09
Gewicht in kg
78 ± 7
80 ± 9
0,51
Größe in cm
169 ± 6
170 ± 8
0,68
Bypasszeit in min
81 ± 30
76 ± 28
0,65
Aortenabklemmzeit
in min
50 ± 21
45 ± 18
0,48
Perfusionsvolumenstrom in l/min
4,93 ± 0,27
5,01 ± 0,36
0,51
Geschlecht m/w
Operation ACB/AKE/
ACB+AKE
14/6
7/3
14/2/4
8/2/0
5
5,5
6
Abb. 4: Boxplot HZV der Patientengruppen Compactflo Evolution vs.
Inspire 6 M
13
Oxygenator
Hb-Wert venös
Compactflo Evolution
Inspire 6 M
8,8 ± 0,98
9,28 ± 0,95
Hb-Wert arteriell
8,76 ± 0,96
9,20 ± 0,99
O2-Sättigung venös in %
77,8 ± 4,66
81,25 ± 4,19
O2-Sättigung arteriell in %
99,51 ± 0,43
99,63 ± 0,32
pO2 venös in mmHg
44,1 ± 4,03
47,41 ± 4,23
202,42 ± 33,14
200,87 ± 37,09
Oxygenator
HZV in l/min (Compactflo Evolution)
4,5
Aufgrund von fehlenden und fehlerhaften
Messaufzeichnungen mit dem BCC 200
konnten die Werte von drei Testpersonen
nicht in die Auswertung einfließen. So
standen für die Ergebnisauswertung der
Compactflo-Evolution-Gruppe 9 von 10
Testpersonen und in der Inspire-6-M-Gruppe 8 von 10 Testpersonen zur Verfügung.
Die Testgruppe der Compactflo-Evolution-Oxygenatoren wies eine Reduzierung
der Blasenanzahl NumRed im Mittelwert
von 63,06 % ±12,58 % auf. Bei der Reduzierung des Blasenvolumens VolRed betrug der Mittelwert 35,86 % ±15,08 %. Der
Filterindex FI besaß einen Mittelwert von
75,96 % ±10,74 %.
In der Testgruppe des Oxygenators Inspire 6 M wurde eine Reduzierung der Blasenanzahl NumRed im Mittelwert von
85,22 % ±7,25 % erzielt. Die Reduzierung
des Blasenvolumens VolRed wies einen
Mittelwert von 76,89 % ±24,42 % auf. Der
Filterindex FI besaß einen Mittelwert von
95,95 % ±4,71 %. Abbildung 9 zeigt den
Boxplot des Filterindex bzw. der Blaseneliminierung der beiden Oxygenatoren.
Die statistische Auswertung der Daten
erfolgte für die Mittelwerte und Standardabweichungen sowie für die Boxplots und
Tab 3: Mittelwert ± Standardabweichung der Messwerte der O2-Transfer-Berechnung
HZV in l/min (Inspire 6 M)
4
BLASENELIMINIERUNG ÜBER DEM
OXYGENATOR
pO2 arteriell in mmHg
Tab. 2: Mittelwert ± Standardabweichung der Patientengruppen Compactflo Evolution und Inspire 6 M
3,5
Evolution 155 mmHg vs. 182 mmHg beim
Inspire 6 M.
Compactflo Evolution
Inspire 6 M
Hb-Wert venös in g/dl
8,83 ± 0,95
9,28 ± 0,95
Hb-Wert arteriell in g/dl
8,8 ± 0,94
9,2 ± 0,99
O2-Sättigung venös in %
77,78 ± 4,7
81,25 ± 4,19
O2-Sättigung arteriell in %
99,5 ± 0,43
99,63 ± 0,32
pCO2 venös in mmHg
43,19 ± 2,62
42,12 ± 2,93
pCO2 arteriell in mmHg
39,3 ± 2,56
38,57 ± 3,06
HCO3 venös in mmol/l
24,53 ± 1,73
24,02 ± 1,75
HCO3 arteriell in mmol/l
23,48 ± 1,79
23,17 ± 1,78
pH-Wert venös
7,37 ± 0,03
7,37 ± 0,03
pH-Wert arteriell
7,39 ± 0,03
7,4 ± 0,03
Tab. 4: Mittelwert ± Standardabweichung der Messwerte der CO2-Transfer-Berechnung
KARDIOTECHNIK 1/2013
O2-Transfer in ml/min
200
150
100
50
0
3
3,5
4
4,5
5
Blutfluss in l/min
O2-Transfer Compactflo Evolution Phisio M
5,5
6
6,5
O2-Transfer Inspire 6M Phisio
Das Δp ist beim Inspire 6 M mit
182 mmHg im Vergleich zum Compactflo
Evolution mit 155 mmHg bei einem Blutfluss von 5 l/min um 17 % höher.
Die Effizienz des Wärmetauschers bei
einem Blutfluss von 5 l/min ist beim Inspire 6 M mit 0,15 um 40 % größer als beim
Compactflo Evolution mit 0,11.
Die Blaseneliminierung des Inspire
6 M mit einem Mittelwert von 95 % ist
im Vergleich zum Compactflo Evolution
mit 75 % signifikant um 25 % größer (p =
0,0003 < 0,05).
Abb. 5: O2-Transfer Compactflo Evolution vs. Inspire 6 M
CO2-Transfer in ml/min
VERSUCHSREIHE VS. HERSTELLERANGABEN
350
300
250
200
150
100
50
0
3
3,5
4
4,5
5
Blutfluss in l/min
CO2-Transfer Compactflo Evolution Phisio M
5,5
6
6,5
CO2-Transfer Inspire 6 M Phisio
Effizienz des Wärmetauschers
Abb. 6: CO2-Transfer Compactflo Evolution vs. Inspire 6 M
0,25
0,20
0,15
0,10
0,05
0,00
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
6,5
Blutfluss in l/min
Effizienz des Wärmetauschers Compactflo Evolution
Effizienz des Wärmetauschers Inspire 6 M
Abb. 7: Effizienz der Wärmetauscher Compactflo Evolution vs. Inspire 6 M
die Ermittlung der Interpolationsgleichungen mit dem Programm Microsoft Excel
2007 (Microsoft Corporation). Die Signifikanz wurde mit dem Programm Statistiklabor (Version 3.81 Beta) bestimmt, einem
Freeware-Statistikprogramm der FU Berlin. [13]
ZUSAMMENFASSUNG
Das Primingvolumen des Inspire 6 M
(191 ml) beträgt nur 76 % des Volumens des
Compactflo Evolution (250 ml). Die Membranoberfläche des Inspire 6 M (1,4 m²) beträgt nur 82 % der Oberfläche des Compactflo Evolution (1,7 m²). Die Oberfläche des
Inspire-6-M-Wärmetauschers (0,43 m2) ist
um den Faktor 3 größer als die des Metall-
KARDIOTECHNIK 1/2013
wärmetauschers im Compactflo Evolution
(0,14 m2). Der große Unterschied der Wärmetauscheroberfläche ist darauf zurückzuführen, dass der Inspire 6 M Wärmetauschkapillaren aus Polyurethan besitzt, die in
die Oxygenationskapillaren eingeflochten
sind, und der Compactflo Evolution über
einen vorgeschalteten Edelstahl-Wärmetauscher verfügt. Bei einem Blutfluss von
5 l/min durch den Oxygenator zeigte der
Compactflo Evolution in der Versuchsreihe mit 151 ml/min einen um 11 % höheren
O2-Transfer als der Inspire 6 M mit 134 ml/
min. Beim CO2-Transfer unter gleichen Bedingungen ist der Compactflo Evolution mit
252 ml/min um 9 % effektiver als der Inspire
6 M mit 230 ml/min.
Die Herstellerangaben des Oxygenators
Compactflo Evolution sind in der Abbildung 10 dargestellt. Zum Vergleich der
verschiedenen Parameter der Versuchsreihe mit den Herstellerangaben werden
die Messwerte der Herstellerangaben als
100 % angesehen. Der aus der Grafik ermittelte O2-Transfer bei einem Blutfluss
von 5 l/min entspricht 325 ml/min. Diese
in vitro gemessenen Werte des Compactflo
Evolution weisen einen um 53,4 % besseren O2-Transfer im Vergleich zur Versuchsreihe mit 151 ml/min auf. Der CO2-Transfer ist laut Hersteller mit 250 ml/min bei
5 l/min Blutfluss angegeben. Beim CO2Transfer konnte in der Versuchsreihe mit
252 ml/min bei gleicher Flussrate nur ein
um 1,1 % höherer Wert im Vergleich zu den
Herstellerangaben festgestellt werden. Der
zu entnehmende Druckunterschied Δp bei
5 l/min Blutfluss beträgt 125 mmHg. Somit
ist das bei einem Blutfluss von 5 l/min gemessene Δp der Herstellerangabe um 24 %
geringer als der in der Versuchsreihe ermittelte Wert von 155 mmHg. Die Effizienz
des Wärmetauschers des Compactflo Evolution lässt sich aufgrund der unterschiedlichen Wasserfließgeschwindigkeiten des
Hypothermiegerätes nicht miteinander vergleichen. Die Grafik des Herstellers gibt
Auskunft über die Wärmetauschereffizienz bei Wasserfließgeschwindigkeiten von
7,5 l/min, 10 l/min und 12,5 l/min. Bei der
Versuchsreihe wird die Effizienz des Wärmetauschers bei einem vorgegebenen Wasserfluss von 16 l/min bestimmt.
Die Abbildung 11 zeigt die Herstellerangaben des Inspire 6 M. Der O2-Transfer
von 325 ml/min bei einem Fluss von 5 l/
min konnte in der Anwendungsbeobachtung nicht bestätigt werden. Mit einem O2Transfer von 134 ml/min ist er um 59 % geringer, als die Firma Sorin Group angibt.
Beim CO2-Transfer zeigt sich ein geringerer Unterschied zwischen Herstelleran-
14
350
Δp in mmHg
300
250
200
150
100
50
0
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
6,5
Blutflusss in l/min
Δp Compactflo Evolution Phisio M
Δp Inspire 6 M Phisio
Abb. 8: Δp Compactflo Evolution vs. Δp Inspire 6 M
gaben und Anwendungsbeobachtung. Bei
einem Blutfluss von 5 l/min ist der CO2Transfer der Testreihe mit 230 ml/min
7,8 % geringer als vom Hersteller angegeben. Der Δp ist vom Hersteller bei einem
Blutfluss von 5 l/min mit 175 mmHg angegeben und ist somit 4 % kleiner, als in der
Anwendungsbeobachtung mit 182 mmHg
bestimmt. Die Effizienz des Wärmetauschers des Inspire 6 M lässt sich nicht vergleichen, da die Wasserfließgeschwindigkeit der Herstellerangabe nicht näher
spezifiziert ist. Bei der Versuchsreihe wird
die Effizienz des Wärmetauschers bei einem vorgegebenen Wasserfluss von 16 l/
min bestimmt.
Vergleiche zur Blasenelimination vom
Hersteller sind nicht veröffentlicht und
sind in der Beurteilung über einen Oxygenator nicht standardisiert.
Die Differenzen bei den Herstellerangaben erklären sich durch die Ermittlung im
Labor. In-vitro-Werte sind nur als Anhaltspunkte zu werten, denn Einflüsse wie Narkosetiefe, Gefäßwiderstände und Hämatokrit aus der klinischen Praxis können nicht
ausreichend simuliert werden.
DISKUSSION
Wenn neue Oxygenatoren auf dem Markt
angeboten werden, stellt sich immer die
Frage: Was kann der „Neue“ im Vergleich
zu den „Alten“? Um dieser berechtigten
Frage nachzugehen, wurde der neue Inspire
6 M mit dem bereits seit Jahren erfolgreich
eingesetzten Compactflo Evolution verglichen. In den Auswertungen wurden alle
Werte auf 5 l/min Blutfluss bezogen, um eine definierte Vergleichbarkeit zu erreichen.
Diese Größe ist der Blutfluss des durchschnittlichen „Standard-Patienten“. Dies
konnte auch in der Anwendungsbeobachtung gezeigt werden (s. Abb. 4).
Es konnte festgestellt werden, dass die
Gasaustauschleistung des Inspire 6 M bezüglich der Vergleichsgruppe Compactflo Evo-
15
lution beim O2-Transfer um 11 % und beim
CO2-Transfer um 9 % niedriger ausfällt, obwohl die Membranoberfläche um 18 % geringer ist. Trotz dieser um ca. 10 % niedrigeren Werte sorgt der Inspire 6 M mit einer dazu
noch geringeren Membranoberfläche während der EKZ für eine ausreichende Oxygenierung und CO2-Eliminierung.
Bei der Berechnung des O2- Transfers
im klinischen Vergleich zur Herstellerangabe muss berücksichtigt werden, dass aufgrund der hohen Sättigung des Blutes von
nahezu 100 % (99,51 % ±0,43 vs. 99,63 %
±0,32) die Berechnung des O2-Transfers
wissenschaftlich korrekt ausgeführt wurde,
aber eine Aussage unter den klinischen Bedingungen schwierig zu treffen ist. Bei gleichem Hb und PaO2 bei voller Aufsättigung
kommt für beide Oxygenatoren der gleiche
O2-Transfer zustande [2]. In der vorliegenden Arbeit beträgt der PaO2 202 mmHg zu
201 mmHg sowie der Hb 8,8 zu 9,3. Bei
nicht vollständiger Aufsättigung des „arteriellen Blutes“, was im klinischen Alltag
nicht möglich ist, ist der O2-Transfer nur
von den Unterschieden des Hb und PaO2 abhängig. Dies erklärt unserer Meinung nach
die Unterschiede zu den Herstellerangaben
beim Compactflo Evolution von 325 ml/min
zu 151 ml/min und beim Inspire 6 M von
325 ml/min zu 134 ml/min. Speziell für die
O2-Transferleistung ist eine klinische Überprüfung nicht aussagekräftig. Bezogen auf
den CO2-Transfer sind die Betrachtungen
voll zu werten. Diese Aussage spiegelt sich
auch in dem CO2- Transfer im Vergleich zu
den Herstellerangaben wider.
Bei der Wärmetauscher-Funktion zeigt
der Inspire 6 M (Oberfläche: 0,43 m2) im
Vergleich zum Compactflo Evolution mit
seiner um den Faktor 3 größeren Oberfläche eine um 40 % höhere Effizienz. In der
Anwendungsbeobachtung wurden die Patienten nur auf eine Körpertemperatur von
34,2 °C gekühlt, weshalb es interessant wäre, in einer weiteren Untersuchung die Effizienz des Wärmetauschers bei noch tieferen Kühlvorgängen zu beobachten.
Der Druckabfall Δp ist ein Faktor, der
den Grad der Blutschädigung mit beeinflusst. Die Erfahrung zeigt, dass dies bei
einem Δp-Wert von 182 mmHg beim Inspire 6 M und 155 mmHg beim Compactflo Evolution zu keiner klinisch relevanten
Blutschädigung führt, wobei dies nicht Gegenstand der Untersuchungen in dieser Anwendungsbeobachtung war.
Mit einer durchschnittlichen Blaseneliminierung von 95 % leistet der Inspire
6 M im Vergleich zum Compactflo Evolution mit 75 % einen um 25 % effektiveren Beitrag bei der Entfernung von Blasen
vor dem arteriellen Filter. Der Inspire 6 M
wirkt sich somit zusätzlich zum arteriellen
Filter positiv auf die EKZ aus.
Diese Untersuchung zeigt, dass In-vivoUntersuchungen wichtig sind, um den hohen Standard der Herstellerangaben zu bestätigen. Leider ist es uns nicht möglich, alle Werte klinisch zu evaluieren.
Blaseneliminierung Inspire 6 M
Blaseneliminierung Compactflo Evolution
40
50
60
70
80
90
100
110
Abb. 9: Boxplot Blaseneliminierung Compactflo Evolution vs. Inspire 6 M
KARDIOTECHNIK 1/2013
H.E. Performance
O2 transfer
0.90
0.85
0.80
450
O2Tot (mls/min)
0.75
0.70
h
500
QW=12.5 l/min
QW=10 l/min
QW=7.5 l/min
0.65
0.60
0.55
0.50
400
350
300
250
0.45
200
4.0
0.40
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
6.0
5.0
CO2 transfer
Pressure drop
400
350
Resistance (mmhg)
300
cc/min
250
200
150
100
50
0
4
6
8.0
7.0
Blood Flow (l/min)
Blood Flow Qb (l/min)
8
250
225
200
175
150
125
100
75
50
25
0
2.0
3.0
Qb (l/min)
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
Blood Flow (l/min)
Abb. 10: Herstellerangabe des Oxygenators Compactflo Evolution [5]
Abb. 11: Herstellerangabe des Oxygenators Inspire 6 M [8]
Danksagung
Die Anwendungsbeobachtung wurde im
Rahmen einer Bachelor-Thesis durchgeführt.
Mein Dank gilt Herrn Prof. Dr. Michael Weyand für die Möglichkeit, meine Untersuchungen in der von ihm geleiteten Herzchirurgi-
KARDIOTECHNIK 1/2013
schen Klinik des Universitätsklinikums der
Friedrich-Alexander-Universität ErlangenNürnberg durchführen zu können.
Die hilfreiche Mitarbeit und Betreuung
von Herrn Münch hat zum Gelingen wesentlich beigetragen.
Außerdem danke ich Frau Sabrina Bohn
und Herrn Steffen Oehrlein für die wertvolle technische Hilfestellung.
16
LITERATUR
[1] Krause B, Göhl H, Wiese F: Blutoxygenation. In: Ohlrogge K, Ebert K: Membranen:
Grundlagen, Verfahren und industrielle Anwendungen. Villey-VCH Verlag,Weinheim
2006: 170–188
[2] Dramburg W et al: Oxygenatoren und
Wärmetauscher. In: Tschaut RJ: Extrakorporale Zirkulation in Theorie und Praxis.
2. überarbeitete Auflage. Pabst Science
Publishers, Lengerich 2005: 278–286
[3] Gourlay T et al: Evaluation of a range of
extracorporeal membrane oxygenators. Perfusion 1990; 5: 117–133
[4] Gourlay T et al: Evaluation of the Sorin
Monolyth membrane oxygenator. Perfusion
1990; 5: 209–219
[5] Sorin Group: Gebrauchsanweisung Compactflo Evolution
[6] Sorin Group: Gebrauchsanweisung Sorin
Inspire 6 M
[7] Sorin Group: Abbildung Oxygenator Compactflo Evolution Phisio M mit Reservoir.
[Online] [Zitat vom: 5. August 2012] www.sorin.com/product/compactflo-evo
[8] Sorin Group: Product Overview Sorin Inspire 6 M Phisio
[9] Terumo GmbH: CDI Blutparameter-Überwachungssystem 500. Bedienungsanleitung
Deutsch, 2008
[10] Siggard-Andersen O, Wimberley PD, Gothgen IH: Measured and derived quantities with
modern pH and blood gas equipment: calculation algorithms with 54 equations. Scand JClin
Labor Invest 1988; Bde. 48, No. s189: 7–15
[11] Sorin Group Deutschland GmbH: Stöckert Hypothermiegerät 3T. Gebrauchsanweisung. München: s.n.
[12]. Gampt mbH. Handbuch BCC 200. Gampt
mbH Homepage. [Online] 2011. [Zitat vom: 21.
Mai 2012.] www.gampt.de/content/cms/downloads/pdf/manuals/BCC200_Handbuch.pdf
[13] Freie Universität Berlin (FU Berlin). Das
Statistiklabor. [Online] www.statistiklabor.de/
Frank Münch, ECCP
Leitung Kardiotechnik
Herzchirurgische Klinik
Universität Erlangen-Nürnberg
Krankenhausstraße 12
91054 Erlangen
E-Mail: frank.muench@uk-erlangen.de
Journal-Club
Intraaortic Balloon Support for Myocardial Infarction with Cardiogenic Shock
H. Thiele, U. Zeymer, F. J. Neumann,
M. Ferenc, H. H. Olbrich, J. Hausleiter,
G. Richardt, M. Hennersdorf, K. Empen,
G. Fuernau, S. Desch, I. Eitel, R. Hambrecht, J. Fuhrmann, M. Böhm, H. Ebelt,
S. Schneider, G. Schuler, K. Werdan; IABPSHOCK II Trial Investigators
N Engl J Med 2012; 367: 1287–1296. DOI:
10.1056/NEJMoa1208410
Die Anwendung der intraaortalen Gegenpulsation (IABP) im Rahmen des kardiogenen Schocks nach einem Myokardinfarkt hat weltweiten Leitliniencharakter.
[1] Bisher basierte die Evidenz dieser Therapie allerdings fast nur auf Registry-Daten
sowie auf einer Metaanalyse von Beobachtungsstudien: Diese systematische Übersichtsarbeit wies der Anwendung der IABP
eine Reduktion der Mortalität um 11 % zu.
[2] Kontrollierte, randomisierte Studien
mit einem hohen Stichprobenumfang fehlen bis heute. Bereits in einer ersten monozentrischen IABP-SHOCK-Studie mit nur
40 Patienten ergaben sich keine signifikanten Unterschiede bezüglich einer hämody-
17
namischen Verbesserung bei Anwendung
der IABP. [3]
Die Autoren planten nun diese multizentrische Studie, um zu überprüfen, ob
die IABP gegenüber normaler medizinischer Therapie die Mortalität reduzieren
kann. Eingeschlossen wurden Patienten
im kardiogenen Schock nach einem Myokardinfarkt (mit RR sys < 90 mmHg > 30
min, pulmonaler Stauung, kompromittierter Endorganfunktion = Laktat > 2 mmol/l)
und in einem Verhältnis von 1:1 (n = 301
bzw. n = 299) der IABP- bzw. Kontrollgruppe zugewiesen. Primärer klinischer
Endpunkt war die 30-Tage-Mortalität aller Ursachen, sekundäre Endpunkte Laktatentwicklung, Kreatinin-Clearance sowie der Simplified Acute Physiology Score
(SAPS) II zur Verlaufsbeurteilung.
Die statistische Analyse wurde ausführlich erläutert: Neben der genauen Beschreibung der Berechnung des Stichprobenumfangs und den Stoppregeln für die
Zwischenanalyse wurde als maßgebendes statistisches Prinzip die Intention-totreat-Analysis (ITT) angewandt. Bei diesem Prinzip werden die Patienten nach
Zuteilung der Studiengruppe nach erfolgter Randomisierung analysiert, unabhängig
von einem möglichen und indizierten spä-
teren Gruppenwechsel. Damit können auch
nicht zuteilungskonforme Patienten analysiert werden und zeigen vor allem sehr viel
deutlicher einen reellen klinischen Effekt.
Die 30-Tage-Mortalität war in beiden
Gruppen nicht unterschiedlich (39,7 bzw.
41,3 %; IABP vs. Kontrolle), was sich vor
allem im 95-%-Vertrauensbereich zeigte:
Das relative Risiko mit IABP lag zwischen
0,79 und 1,17. Selbst bei einer Per-Protocol-Analyse, die nur prüfplankonforme Patienten einschließt, war die Mortalität in
beiden Gruppen nur geringfügig niedriger
(37,5 bzw. 41,4 %). Auch hier schloss der
95-%-Vertrauensbereich ein Risiko von 1,0
ein (0,74–1,11) und untermauerte somit die
fehlende Signifikanz. Die intraaortale Gegenpulsation ist damit der konventionellen
medizinischen Therapie nicht überlegen.
Die Autoren sprachen die Grenzen der
Studie offen an: Da es sich um eine nicht
verblindete Studie handelte, wurde die
Randomisierung zentral vorgenommen;
um eine Bewertungsverzerrung zu vermeiden, fand die klinische Bewertung ohne Wissen der Gruppenzuteilung statt. Neben einem ausführlichen Methodenteil und
einer offenen Diskussion wurde das Studienprotokoll online verfügbar gemacht, Interessenkonflikte ausgeräumt sowie SponKARDIOTECHNIK 1/2013
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