Lehrgangsunterlagen zu Defibrillationsfortbildungen

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1 c o n k r e t Institut für Fort- und Weiterbildung Ihr Fortbildungsinstitut nicht nur in der Euregio Inh. Buc Consten Horbacherstraße 73 D Aachen +49-(0) Mobil: +49-(0) «conkret» Fax: +49-(0) info@conkret.info Dr. Stefan Wiese, Dr. Stefan Beckers Defibrillation Lehrgangsunterlagen zu Defibrillationsfortbildungen Hintergrundwissen In diesem Beitrag werden die Hintergründe der Defibrillation und Frühdefibrillation zusammengetragen, geschichtliche und technische Hintergründe erörtert sowie die Herz-Lungen-Wiederbelebung zusammen mit der Defibrillation dargestellt. Dabei beziehen wir uns auf die derzeit gültigen Richtlinien des European Resuscitation Council (ERC). Diese wurden im November 2005 veröffentlicht (European Resuscitation Council Guidelines for Resuscitation Resuscitation (2005) 67 S1:1-146). Der grundsätzliche Ablauf der Herz-Lungen-Wiederbelebung ist in einem Ablaufschema wiedergegeben.

2 2 Defibrillation Dem Auftreten von Kammerflimmern oder pulsloser ventrikulärer Tachykardie folgt ca. drei Minuten nach dem Herz- Kreislaufstillstand eine irreversible cerebrale Schädigung aufgrund der entstehenden Hypoxie. Um eine vollständige neurologische Rehabilitation zu ermöglichen, sollte dann schnellstmöglich eine Defibrillation als einzig mögliche Kausaltherapie durchgeführt werden. Steht kein Defibrillator umgehend zur Verfügung, dienen die Maßnahmen des Basic Life Support zur Auf- Kardiopulmonale Reanimation Defibrillation : : Mehr Mehr als als 60% 60% aller aller Kreislaufstillstände basieren auf auf ventrikulären Arrhythmien (KF/PVT). Einzige Einzige kausale Therapie ist, ist, bei bei ausreichender Präoxygenierung, die die elektrische Defibrillation. Gleichstromimpulses von von msec. msec. maximal maximal Joule Joule Ziel: Ziel: Depolarisation Depolarisation möglichst möglichst vieler vieler Myokardzellen Myokardzellen Anschließende Stimulation Stimulation durch durch den den physiologischen Schrittmacher Schrittmacher (i.d.r. (i.d.r. der der Sinusknoten) Sinusknoten) rechterhaltung eines Minimalkreislaufs solange bis dies der Fall ist. Je kürzer das sog. therapiefreie Intervall (Zeit vom Eintreten des Kammerflimmern bis zur Defibrillation), desto größer ist die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Defibrillation. Entstehungsgeschichte 1888 erstmalige erfolgreiche Defibrillation des Kammerflimmern am Tierherzen durch PRE- VOST und BATTELLI Fortführung des Konzepts durch HOOKER, KOUWENHOVEN und LANGWORTHY in den Jahren 1928 bis gelang erste Defibrillation am menschlichen Herzen (Wechselstromapplikation (60Hz) am offenen Thorax) In den 50er Jahren Defibrillation durch externe Elektroden am Hund durch KOUWENHOVEN Wenige Zeit später defibrillierte ZOLL einen menschlichen Patienten Entwicklung von Gleichstromdefibrillatoren durch EDMARK und LOWN Anfang der 80er Jahre erste Frühdefibrillations-Programme in den USA (Seattle, King County) mit speziell ausgebildetem Personal => signifikanter Anstieg der sekundären Überlebensrate (z.b. 7% vor FD vs. 26% nach FD) Feb März 1993 Multicenter-Studie Mainz Überlebende mit initialem Kammerflimmern: Frühdefibrillator auf Vorausfahrzeug: 36% kein Frühdefibrillator auf Vorausfahrzeug oder NAW direkt 21% Funktionsprinzip Eine Defibrillation hat die Beendigung eines Flimmerns der Herzmuskulatur zum Ziel, genauer gesagt wird eine erfolgreiche Defibrillation als die Abwesenheit von Kammerflimmern/pulsloser ventrikulärer Tachykardie fünf Sekunden nach Auslösen des Schocks definiert. Um dies zu erreichen wird üblicherweise transthorakal ein Stromstoß appliziert, der eine synchrone Reizung aller nicht refraktären Myokardbezirke bewirkt. Nur eine ausreichende Stromdichte im gesamten Herzmuskelgewebe gewährleistet eine synchrone Depolarisation der Herzmuskelzellen, wobei zur Beendigung eines Kammerflimmerns Untersuchungen zufolge mindestens ein Drittel der Herzmuskelzellen depolarisiert wer-

3 3 den müssen (sog. "critical mass"), um dem natürlichen Schrittmacher des Herzens die Kontrolle wiederzugeben. Inwieweit eine Defibrillation erfolgreich ist, hängt von verschiedenen technischen Faktoren, wie dem transthorakalen Widerstand, der applizierten Energie und der Elektrodenposition ab, wird aber auch durch die Dauer des oben erwähnten therapiefreien Intervalls, dem Ausmaß einer bestehenden Hypoxie, bzw. Azidose beeinflusst. Transthorakaler Widerstand (= transthoracic Impedance (TTI)) Der transthorakale Widerstand wird nicht nur durch die Elektroden-/Paddle-Position, sowie der Art des Elektrodengels bestimmt, sondern auch die Anzahl und Dauer der abgegebenen Elektroschocks, Abstand der Elektroden zueinander und der Anpressdruck der Paddles spielen hierbei eine Rolle. Bei der Benutzung von Paddles kann der Widerstand durch die Benutzung von Elektrodengel oder von aufklebbaren Gel-Pads reduziert werden. Ein ausreichender Anpressdruck (ca. 10 kp) gewährleistet guten Kontakt zur Körperoberfläche und verringert die thorakale Impedanz weiter. Außerdem ist sie bei geringem Lungenvolumen reduziert, so dass die Defibrillation Idealerweise in der Expirationsphase einer Beatmung durchgeführt werden sollte. Eine kurz aufeinander folgende Applikation der Elektroschocks bewirkt jeweils eine leichte Verminderung des Widerstands. Defibrillations-Energie Beim Erwachsenen wird zur Beendigung von Kammerflimmern/pulsloser ventrikulärer Tachykardie initial ein Elektroschock von 360 Joule abgegeben (gültig für monophasische Schockform, für biphasische Schockformen gilt eine äquivalente Energiemenge, ca J). Ein Teil der Patienten, bei denen der erste Schock nicht zum gewünschten Effekt führt, erreicht aber wieder einen Herzrhythmus, der mit einem Blutauswurf einhergeht, bei weiteren Schocks nach einer zweiminütigen Phase der Thoraxkompression mit intermittierender Beatmung, wohl zum einen weil eine minimale Perfusion der Herzkranzgefäße erreicht wurde, aber auch wegen der Reduktion der transthorakalen Impedanz durch den vorangegangenen Schock. Eine weitere Erhöhung der Energie wird nicht als sinnvoll erachtet (und ist meist auch vom Gerät her nicht möglich), da es im Gegenteil zu thermischen Schädigungen an den Myokardzellen kommen kann. Ist ein Defibrillationsversuch zu irgendeinem Zeitpunkt erfolgreich und es tritt erneut Flimmern auf, wird wieder mit 360J (oder dem biphasischen Äquivalent) defibrilliert. Die Möglichkeit biphasische Schockformen abzugeben besteht bei immer mehr auf dem Markt befindlichen Defibrillatoren, da eine biphasische Defibrillation gegenüber den bisher verwendeten monophasischen Schockformen eine größere Chance hat, einen Spontankreislauf wiederherzustellen. Bei dieser Schockform wird nach ca ms für den Rest der Impulsdauer eine Umkehr der Stromrichtung vorgenommen. Die polarisierte Zellmembran wird dadurch wieder entladen, wodurch die Gefahr einer spontanen multifokalen Depolarisation verringert wird. Die Defibrillationsschwelle lässt sich damit um

4 4 bis zu 50% reduzieren. Derzeit kann aber eine ideale Impulsform und Energiemenge für die biphasiche Defibrillation noch nicht angegeben werden. Gesichert ist aber, dass mit biphasischen Schockformen unter Verwendung geringerer Energiemengen ( 200J) eine ebenso sichere, bzw. mindestens gleich effektive Defibrillation möglich ist. Position der Elektroden / Paddles Eine ideale Elektrodenposition gewährleistet ein Maximum an Energiefluss durch das gesamte Herzmuskelgewebe. Standardmäßig wird eine Elektrode unterhalb der rechten Clavikula lateral des Sternums angebracht, während die andere in Höhe des fünften Interkostalraumes in der vorderen Axillarlinie Abb. 17: Defibrillationsformen (entsprechend der EKG-Ableitungen V5 und V6) positioniert wird. Dieselbe Orientierung gilt für das Aufbringen der Paddles. Hierbei ist auf die Verwendung von Elektrodengel oder Gel-Pads zu achten, um den Hautwiderstand zu reduzieren. Die Entstehung von sog. Gelbrücken auf dem Thorax durch großflächige Verteilung von Elektrodengel kann bei der Schockabgabe zu Lichtbogenbildung und oberflächlichen Verbrennungen des Patienten führen. Kardiopulmonale Reanimation Defibrillation : : Sitz der Paddles Abb. 18: Position der Defi-Klebeelektroden Anwendungssicherheit Die Durchführung der Defibrillation sollte im Hinblick auf den Eigenschutz der Helfer/ Mitarbeiter ohne eine Gefährdung derselben, also mit größtmöglicher Sorgfalt geschehen. Feuchte Umgebung (nasser Boden, Pfütze etc.) oder leitender Untergrund (z.b. Baugerüst) ist bei der Defibrillation zu meiden, sowie indirekter oder direkter Kontakt des Defibrillierenden oder anderer Personen mit dem Patienten ist unbedingt zu verhindern. Mit den Worten "Achtung, alle weg vom Patienten! Schock!" werden diese vom Anwender gewarnt und zeigen durch Heben beider Hände an, dass sie diese Warnung verstanden haben. Vor Auslösung des Schocks hat sich der Defibrillierende dennoch durch einen Rundblick davon zu überzeugen, dass dies auch der Fall ist. Insbesondere auf Angehöriger oder unbeteiligt Umstehende muss hier geachtet werden.

5 5 Auch das Berühren einer Trage oder eines Bettes mit dem Körper, sowie mit einem Stethoskop muss unbedingt vermieden werden. Angeschlossene und gehaltene Infusionen müssen abgelegt, die Beatmung unterbrochen und das entsprechende Equipment darf nicht berührt werden. Weiterhin sollte sichergestellt sein, dass der bei der Beatmung zugeführte Sauerstoff nicht mit großem Flow den Defibrillationsbereich erreicht, da bei es bei Lichtbogenbildung zu einem Feuer kommen kann. Bei der Verwendung von Paddles im Rahmen der Defibrillation, ist darauf zu achten, dass das Laden auf die vorgewählte Energiestufe erst dann geschieht, wenn die Paddles sich bereits auf dem Brustkorb des Patienten befinden. Die Paddles sollten niemals in einer Hand gehalten werden oder achtlos während der Herzdruckmassage neben den Patienten gelegt werden. Zur eigenen Sicherheit bei der Defibrillation... keine Berührung des Patienten bei Schock keine Berührung anderer leitfähiger Materialien bei Schockauslösung guter Elektrodenkontakt, Kontaktgel nicht vertrocknet keine Nässebrücken durch Gel oder Feuchtigkeit deutlich gesprochener Warnhinweis bei Schockauslösung und Blick über den Patienten keine Defibrillationen im Wasser, auf elektrisch leitendem Untergrund oder in explosionsgefährdeter Umgebung Gerätetypen Manuelle Defibrillatoren Bei manuellen Defibrillatoren muss das über die Paddles oder die Elektroden abgeleitete EKG vom Anwender selbst interpretiert werden. Die Aufladung, sowie die Energiewahl und die Schockfreigabe erfolgen manuell. In diesem Fall sind Sensitivität und Spezifität so hoch, wie der jeweilige Kenntnisstand des Anwenders. Beratende Defibrillatoren Dieser Gerätetyp bietet eine fortlaufende EKG-Überwachung, und gibt bei Vorliegen defibrillationspflichtiger Rhythmen eine Prüf-/Schockempfehlung. Die Aufladung, sowie die Energiewahl und die Schockfreigabe erfolgen ebenfalls manuell. Eine Defibrillation ist aber auch unabhängig vom Ergebnis einer Rhythmusanalyse möglich. Semiautomatische Defibrillatoren Die sog. Halbautomaten zeichnen sich durch die Möglichkeit der kontinuierlichen EKG-Überwachung aus, wobei im Bedarfsfall eine Analyse-Empfehlung gegeben wird. Nach manuell aktivierter Analyse erfolgt bei erkanntem Kammerflimmern/ventrikulärer Tachykardie ein automatisches Aufladen auf eine festgelegte Energiestufe, die Schockfreigabe muss manuell erteilt werden.

6 6 Vollautomatische Defibrillatoren Bei diesem in Deutschland nicht zugelassenen Gerätetyp bringt der Anwender lediglich die Defibrillationselektroden auf und schaltet das Gerät ein. Von der Analyse, über Ladung und bis zur Schockauslösung erfolgt alles automatisch, d.h. die Defibrillation ist nicht an einen Patientencheck gebunden und es besteht keine Interventionsmöglichkeit bei Schockauslösung. Anwendung Als empfohlene Klasse-I-Maßnahme stellt die Defibrillation bei Kammerflimmern oder pulsloser ventrikulärer Tachykardie die einzige Kausaltherapie dar und bietet für diese Patienten die größte Überlebenswahrscheinlichkeit. Steht ein automatisierter externer Defibrillator (AED) zur Verfügung, ist die Defibrillation Bestandteil der Basismaßnahmen neben Beatmung und Herzdruckmassage. Die Durchführung der kardiopulmonalen Reanimation erfolgt dann solange, bis der AED einsatzbereit ist. Die Abgabe des Schocks erfolgt bei der ersten Defibrillation mit 360 Joule. Zwischen den jeweiligen Defibrillationen werden für zwei Minuten Herz-Lungen-Wiederbelebung (30 Herzdruckmassagen gefolgt von 2 Beatmungen) durchgeführt. Einen Überblick über den Algorithmus der Basismaßnahmen findet sich im Anhang. Automatische Externe Defibrillation (AED) Da durch eine frühzeitige Defibrillation die Überlebensraten bei Herz- Kreislaufstillstand verbessert werden können, wird von der Bundesärztekammer nun auch die Durchführung von Frühdefibrillationen durch medizinische Laien bei einer ausreichenden Einweisung, Schulung und bestehender Qualitätssicherung empfohlen. Die Bedienung eines AED ist relativ einfach, da nach Einschalten des Gerätes der Benutzer über den integrierten Lautsprecher, bzw. über die Anweisungen auf dem Bildschirm, zum Anlegen der Elektroden am Patienten aufgefordert wird. Die weiteren Bedienungshinweise werden e- Abb. 19: AED mit Elektroden benfalls vom Gerät gegeben. AED analysieren den Herzrhythmus mittels Digitalisieren des EKG durch einen Mikroprozessor, der die Daten dann auswerten. Innerhalb weniger Sekunden können die Geräte eine Herzrhythmusanalyse durchführen, die Impedanz bestimmen, die entsprechende Defibrillationsenergie laden und die Defibrillation ermöglichen. Nur bei Kammerflimmern erfolgt eine Ladung des Gerätes und die Freigabe zur Defibrillation, bei anderen Herzrhythmen ist keine Defibrillation möglich. Die Entscheidung über die Defibrillationswürdigkeit wird demzufolge nicht durch den Anwender anhand eines EKG-Bildes auf dem Monitor (verschiedene Gerätetypen verfügen gar nicht über einen Monitor) getroffen, sondern durch das elektronische Analysesystem des AED.

7 7 Die Sensitivität des AED-Analysesystem beträgt über 96-98%, d.h. dass mindestens in 96% aller Fälle ein Kammerflimmern vom Gerät erkannt wird. Die fälschliche Defibrillation eines noch schlagenden Herzens kann durch eine Spezifität der Analyseverfahren mit einem Wert von annähernd 100% nahezu sicher vermieden werden. Analysealgorithmus AED Kontinuierliche EKG-Überwachung Impendanzmessung zur Elektrodenüberprüfung (Elektrodenart, -haftung) Störungsfreiheit des EKG-Signals Filterung des EKG-Signals (50 Hz, Muskelartefakte, Patientenbewegungen) Analyse von 2-3 EKG-Segmenten von je 3 sec. Dauer Beurteilung von Frequenz, Amplitude, Flankensteilheit Organisation der EKG-Kurve (morphologisch ähnlich) Bei Vorliegen von Fibrillationsmerkmalen Freigabe der Entlademöglichkeit Anwendung eines AED Bei Rettungsdienstpersonal gilt als Voraussetzung für den Umgang mit AED neben der Einweisung nach 10 MedGV bzw. MPG auf das Gerät, dem regelmäßigen Einsatz im Rettungsdienst (mindestens 24 Std./Monat) auch die erfolgreiche Teilnahme an einer theoretischen und praktischen Basisausbildung mit Prüfung. Nach 6 Monaten erfolgt eine Nachschulung und in der Folge werden halbjährliche Fortbildungen gefordert. Im Rahmen des Algorithmus zur Frühdefibrillation mit AED ist der erste Schritt das Anlegen der Defibrillationselektroden, allerdings nur bei Patienten, die die Zeichen eines Kreislaufstillstandes aufweisen (Bewusstlosigkeit, Atemstillstand, Pulslosigkeit). Im Folgenden muss 1. der Notarzt nachalarmiert 2. Platz geschaffen 3. der Patient auf eine harte Unterlage gebracht 4. der Oberkörper freigemacht 5. mit den Maßnahmen des BLS begonnen werden ABER Keine Anwendung bei nicht beherrschbaren Komplikationen o Gerätefehler / -probleme o Gerät ist nach initialen 3 x 15 Thoraxkompressionen nicht analysebereit Keine Analyse oder Defibrillation während des Transportes oder bei laufendem Motor des Rettungsmittels In der Analyse-, Ladungs- und Schockphase keine Manipulationen am Patienten (i.v.- Zugang, Beatmung, Intubation, Thoraxkompressionen) Implantierte Herzschrittmacher können durch Spikes eine zuverlässige Rhythmusanalyse unmöglich machen

8 8 Einschränkungen für den Einsatz von AED Gewisse Einschränkungen bei der Verwendung von AED ergeben sich z.b. durch die oft unveränderbar vorprogrammierten Stufen der Energieabgabe, die somit eine Defibrillation von Patienten mit einem Körpergewicht unter Einschränkungen für AED-Einsatz. 25 kg, d.h. also auch von Kindern, unmöglich macht. Außerdem Patienten unter 25 kg Körpergewicht kann in der Nähe von Starkstrom-/Wechselstromanlagen (z.b. leitender Untergrund Hochspannungsleitungen, Bahnanlagen), bzw. im Bereich starker Magnetfelder und bei Herzschrittmacher-Patienten, die Zu- Explosionsgefährdung in der Umgebung Nähe von Starkstromleitungen/starken Magnetfeldern verlässigkeit des AED -Mikroprozessors beeinträchtigt sein. Patient mit Herzschrittmacher Um eine Analyse des Herzrhythmus nicht zu stören, darf der Patient währenddessen weder berührt noch bewegt werden. Eine zwischenzeitliche Beatmung, unabhängig davon ob manuell oder mit einem Beatmungsgerät, ist daher in dieser Zeit nicht möglich. Manuelle Defibrillation Eine Verwendung von manuellen Defibrillatoren ist vor allen Dingen für daraufhin geschulte Ärzte, sowie eingewiesenes Pflege- und Rettungsdienstpersonal vorgesehen, da die notwendige Rhythmusanalyse vom Anwender selbst durchgeführt werden muss. Diese erfolgt zumeist über Paddles entsprechend der Einthoven-Ableitung II, da so die schnellste Zugriffsmöglichkeit gegeben ist. Der Einsatz von Klebeelektroden ist aber auch generell sinnvoll. Im Gegensatz zur Verwendung von halb-automatischen Defibrillatoren kann bei der manuellen Defibrillation auch dann ein Schock abgegeben werden, wenn diese an ihre Grenzen stößt, z.b. bei implantierten Schrittmachern oder gestörtem EKG-Signal. Allerdings ist von Nachteil, dass Sensitivität und Spezifität bei der Erkennung der defibrillationswürdigen Rhythmen immer nur so hoch ist, wie der jeweilige Kenntnisstand und die Erfahrung des Anwenders. Ablauf der manuellen Defibrillation 1. Feststellung des Herz-Kreislauf-Stillstandes 2. Anschließen des Defibrillators (Einschalten, Selbsttest, Elektroden aufkleben oder Paddles mit Elektrodengel aufbringen) 3. Beurteilung des Rhythmus 4. Bei Feststellung von Kammerflimmern oder pulsloser ventrikulärer Tachykardie Einstellung der Defibrillationsenergie auf 360 Joule (oder biphasischem Äquivalent, J) 5. Laden des Defibrillators 6. Warnung Achtung, alle weg vom Patienten! Schock!" 7. Blickkontrolle, ob alle Umstehenden die Warnung verstanden haben 8. Bestätigung des defibrillationswürdigen Rhythmus und Abgabe des Schocks 9. Unmittelbar anschließend: Fortführung der Basismaßnahmen für 2 Minuten 10. Beurteilung des Rhythmus o Bei Rhythmusänderung: Pulskontrolle durch zweiten Helfer

9 9 o Bei bestehenden VF/VT: Wiederholung der Schritte 5 9, Synchronisierte Kardioversion Als Kardioversion bezeichnet man eine synchrone Defibrillation, die bei der Behandlung ventrikulärer, vor allen Dingen aber bei supraventrikulären Tachyarrhythmien eingesetzt wird. In diesem Fall wartet der Defibrillator auf das Freigeben des elektrischen Impulses bis sich auf dem EKG eine Kammeraktivität, erkennbar durch eine R-Zacke, darstellt. Die vorgewählte elektrische Energie wird dann während oder bis zu 60 ms nach dieser Kammererregung (R-Zacke) abgegeben. Ein gesundes Herz befindet sich während der Kammerdepolarisation in einem elektrisch stabilen, kurz nach der Kammeraktivität (ca. 200 ms) hingegen in einem recht labilen Zustand, in der sog. vulnerablen Phase". Ziel einer synchronen Defibrillation ist es also, eine elektrische Impulsabgabe und somit unnötige e- lektrische Erregung der Ventrikel zu vermeiden, da es ansonsten zur Auslösung eines Kammerflimmerns kommen kann. [Literaturnachweis bei den Verfassern]

10 10 Algorithmus des Basic Life Support nach Empfehlung des ERC Notfall! nicht ansprechbar? Hilfe! rufen Atemwege öffnen Atmung nicht normal? 112 Notruf 30 Herzdruckmassagen (HDM) 2 Atemspenden 30 HDM / 2 Atemspenden Algorithmus des Basic Life Support mit AED nach Empfehlung des ERC Notfall! nicht ansprechbar? Atemwege öffnen 112 Atmung nicht normal? Defi anschliessen VT/VF Rhythmus? Nicht VT/VF 1 x Defi (360J od.biphas.) 2 min BLS 2 min BLS