Anwendungsinformation
Einleitung Seit Philips 1996 die erste Zweiphasenwellenform für externe Defibrillatoren eingeführt hat, hat die zweiphasige Defibrillationstherapie immer mehr an Akzeptanz gewonnen und ist mittlerweile zum Versorgungsstandard geworden. Von den Defibrillatorherstellern wird jedoch immer noch eine Vielzahl von verschiedenen Werten für die Energiedosis (Joule) empfohlen. Das liegt daran, dass sie individuelle Ansätze für die zweiphasige Wellenform entwickelt haben. Jeder Hersteller empfiehlt deshalb die Energiedosis, die für seinen Ansatz optimal ist. Obwohl die Energie (Joule) als Angabe für die Schockstärke bei Defibrillatoren weiterhin sehr gebräuchlich ist, hat sich die Stromstärke (Ampere) als bessere Kenngröße erwiesen. Für aussagekräftige Vergleiche von Schockstärken bei Zweiphasenwellenformen ist es unumgänglich, nicht nur die Energiestufen, sondern auch die an die Patienten abgegebene Stromstärke zu berücksichtigen. Alle gegenwärtig erhältlichen HeartStart Defibrillatoren von Philips basieren auf einem proprietären Ansatz für eine zweiphasige abgeschnittene Exponentialwellenform (BTE) mit hoher Stromstärke und geringer Energiedosis. Ferner bieten die Geräte von Philips eine Impedanzkompensation in Echtzeit, mit der die Wellenform automatisch individuell angepasst und schon beim ersten Schock die für den jeweiligen Patienten geeignete Schockstärke verwendet wird. Die Verfahren von Philips wurden sorgfältig untersucht und eine beachtliche Zahl von Studien belegt die Effizienz dieser im gesamten Patientenspektrum, auch bei schwer behandelbaren Patienten. Mit Zweiphasenwellenformen können Arrhythmien effizient beseitigt werden. In Bezug auf die Energiemenge, die für eine erfolgreiche Defibrillation nötig ist, und deren negative Auswirkungen auf die Myokardfunktion nach der Wiederbelebung können jedoch bedeutende klinische Unterschiede zwischen den verschiedenen Defibrillatoren bestehen. Während hohe Stromstärken für die Defibrillation erforderlich sind, werden hohe Energiewerte mit unerwünschten Nebenwirkungen in Verbindung gebracht. Ziel ist also eine Wellenform mit hoher Stromstärke und niedriger Energie, mit der die insgesamt abgegebene Energie reduziert werden soll. Wie schnell ein Schock nach der HLW-Pause abgegeben wird, kann ebenfalls zu bedeutsamen klinischen Unterschieden führen, da dadurch der Erfolg der Schockabgabe maßgeblich beeinflusst werden kann. Nur die AEDs und der MRx Monitor/Defibrillator von Philips im AED-Betrieb sind mit der Quick-Shock-Technologie ausgestattet. Diese verkürzt die Dauer bis zur Schockabgabe nach der HLW und erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass ein Schock die Zirkulation erfolgreich wiederherstellt, und damit die Überlebenschance des Patienten. 2
Zweiphasenwellenformen basieren auf unterschiedlichen Ansätzen Nicht alle Zweiphasenwellenformen sind gleich. Die Hersteller verwenden unterschiedliche Methoden zur Schockerzeugung. Aus diesem Grund kann die individuelle Energiedosis nicht zum Vergleichen der relativen Schockstärken herangezogen werden. Diese unterschiedlichen Methoden können mit den verschiedenen Rezepturen von Arzneimitteln verglichen werden. Obwohl verschiedene Arzneimittel einer Klasse als sicher und wirksam betrachtet werden, erfordert jedes aufgrund seiner charakteristischen Molekularstruktur eine individuelle Dosierung. Statine beispielsweise senken erwiesenermaßen das LDL-Cholesterin. 1 Dennoch sind 80 mg Lipitor (Atorvastatin Calcium) nicht zwangsläufig effizienter als 40 mg Crestor (Rosuvastatin Calcium) 3, nur weil die Dosis doppelt so hoch ist. Aufgrund der unterschiedlichen Rezepturen der Arzneimittel einer Klasse ist die Menge in Milligramm nicht unbedingt ausschlaggebend für die therapeutische Wirkung dieser und kann somit nicht für einen aussagekräftigen Vergleich verschiedener Arzneimittel herangezogen werden. Zweiphasenwellenformen haben sich bei der Behandlung von Arrhythmien generell als effizient erwiesen. Sie werden als Elektromedizin bezeichnet und ebenso wie Arzneimittel auf unterschiedlichen Rezepturen basieren, basieren Wellenformen auf unterschiedlichen Methoden. Bei Zweiphasenwellenformen hängt die Methode von den verschiedenen Gerätekomponenten, der Wellenform und der Dauer ab. Auf diesen Faktoren basiert die Stromstärke. Gemäß der American Heart Association und dem European Resuscitation Council ist die Stromstärke für die Defibrillation verantwortlich und nicht die Menge der Energie (Joule). 2,3 Aufgrund der unterschiedlichen Wellenformen ist es möglich, dass bei einem Defibrillator-Hersteller, bei dem die empfohlene Energiedosis für den ersten Schock 150 J beträgt, eine höhere Stromstärke erzeugt wird als bei einem anderen Hersteller, bei dem die empfohlenen Dosis 200 J beträgt. Standpunkte der American Heart Association und des European Resuscitation Council zur Stromstärke Da allgemein anerkannt ist, dass die Defibrillation erfolgt, wenn ausreichend Strom durch das Herz fließt, erscheint das Konzept einer stromstärkenbasierten Defibrillation vielversprechend. Die Energiemenge ist trotz ihrer Gebräuchlichkeit im Fachjargon keine physiologische Angabe für die Defibrillation...Es ist Zeit, zu stromstärkenbasierten Beschreibungen überzugehen und entsprechende Ansätze sollten unterstützt werden. American Heart Association 2 Obwohl für die Defibrillation eine Energiestufe gewählt wird, ist es eigentlich die transmyokardiale Stromstärke, die die Defibrillation vollbringt. Die Stromstärke korreliert gut mit dem Erfolg der Defibrillation und der Kardioversion... Zukünftige Entwicklungen könnten Defibrillatoren hervorbringen, deren Entladung der tatsächlichen transthorakalen Stromstärke angemessen ist. Diese Technik könnte konstantere Schockerfolge garantieren...die Gerätehersteller sind aufgefordert, den Wechsel von der energiestufenbasierten Defibrillation hin zu einer Defibrillation auf Basis der transmyokardialen Stromstärke weiter voranzutreiben. European Resuscitation Council 3 3
Ein fünfsekündiger Schock durch einen 1200-V-Taser, wie ihn z.b. die USamerikanische Polizei einsetzt, würde eine Person vorübergehend außer Gefecht setzen, obwohl die Person lediglich eine Energiemenge von 1/4 J absorbiert. Berühren die Kontakte einer handelsüblichen 9-V-Batterie eine leitende Oberfläche, z.b. eine menschliche Zunge, würde die betreffende Person theoretisch 360 J absorbieren. Die Schockstärke wird durch die Stromstärke und nicht durch die Energie bestimmt Beim Berühren der Kontakte einer handelsüblichen 9-V-Batterie mit der Zunge absorbiert ein Mensch 360 J. Selbstverständlich kann eine 9-V-Batterie nicht zur Wiederbelebung eines Patienten verwendet werden, da Spannung und Stromstärke nicht ausreichen. Im Gegensatz dazu absorbiert eine Person, die mit einem z.b. von der US-amerikanischen Polizei verwendeten 1200-V-Taser für eine Dauer von fünf Sekunden beschossen wird, lediglich ¼ J. Wird die Person eine Minute lang beschossen, liegt die Absorption bei 3 J. Mit ausreichend Spannung und Stromstärke kann ein Schock mit einer Energie von ¼ J also recht stark sein. Diese Beispiele sollen verdeutlichen, dass die Energiemenge (Joule) zwar weiterhin häufig als Angabe für die Schockstärke bei Defibrillatoren verwendet wird, publizierte Studien jedoch zeigen, dass die Stromstärke (Ampere) eine bessere Kenngröße ist. 4,5 Sowohl die American Heart Association als auch der European Resuscitation Council befürworten einen Wechsel zur Stromstärke als Basis für die Defibrillation. Ein effizienter Defibrillator muss eine hohe Spannung erzeugen können, um eine ausreichend hohe Stromstärke für die Dauer aufrecht zu erhalten, über die die Herzzellen physiologisch am empfänglichsten sind für eine Defibrillation (siehe Tabelle 1 mit Schlüsselbegriffen zu Wellenformen). Daher ist es für aussagekräftige Vergleiche der Schockstärken bei zweiphasigen Wellenformen unumgänglich, nicht nur die Energiestufen, sondern auch die an den Patienten abgegebenen Stromstärken zu vergleichen. Schlüsselbegriffe zu Wellenformen Kondensator: Ein Hauptbestandteil eines Defibrillators, der Elektronen speichert. Die verschiedenen Hersteller haben unterschiedliche Ansätze für Wellenformen entwickelt, die zum Erzeugen von Spannung und Strom für die Defibrillation verschiedene Kondensatorgrößen verwenden. Die Größe des Kondensators wirkt sich auf die Energiemenge (Joule) aus, die zur Erzeugung von Spannung und Strom erforderlich ist. Kleinere Kondensatoren benötigen in der Regel weniger Joule zur Erzeugung einer ausreichenden Spannung und Stromstärke für eine wirksame Defibrillation. Wohingegen größere Kondensatoren für vergleichbare Ergebnisse mehr Energie benötigen. Spannung: Die Kraft, durch die die Elektronen durch den Patienten geleitet werden. Die Spannung, die im Kondensator gespeichert ist, bestimmt die Stromstärke, die für die Defibrillation zur Verfügung steht. Je größer die Spannung, desto größer die Kraft und die Stromstärke, die für die Defibrillation abgegeben werden kann. Strom: Die Bewegung von Elektronen, gemessen in Ampere, die die Defibrillation erzeugt. Bei Zweiphasenwellenformen wird der Strom mit verschiedenen Ansätzen erzeugt, die sich nach den verschiedenen Gerätekomponenten, der Wellenform und der Dauer richten. Impedanz: Der Widerstand des Körpers gegenüber dem Stromfluss, gemessen in Ohm. Die Impedanz beim Menschen liegt normalerweise zwischen 25 und 180 Ohm. Spannungsgradient: Steht für die tatsächliche Intensität eines Defibrillationsschocks hinsichtlich des elektrischen Felds, das im Herzmuskel erzeugt wird. Für präzise Messungen der intrakardialen Spannungsgradienten muss das Herz mit Elektroden versehen werden. Dauer: Der Zeitraum, in dem der Strom durch das Herz fließt. Das Ziel ist eine optimale Behandlungsdauer, mit der die Wahrscheinlichkeit einer effizienten Defibrillation erhöht werden kann. Tabelle 1 4
Die SMART-Biphasic-Wellenform von Philips Als Philips mit der Entwicklung der ersten zweiphasigen Wellenform für externe Defibrillatoren begann, entschieden sich die Ingenieure für einen kleineren Kondensator mit 100 Mikrofarad (μf), der mit weniger Joule die nötige Spannung und Stromstärke für eine effiziente Defibrillation erzeugen konnte. Philips patentierte die Verwendung eines kleineren Kondensators für externe Defibrillatoren, woraufhin sich andere Hersteller für größere Kondensatoren (200 μf) entscheiden mussten. Größere Kondensatoren verwenden in der Regel mehr Joule, um höhere Spannungen und Stromstärken (größere Schockstärken) zu erzeugen, als die Geräte von Philips. Unter Anwendung von Standardprotokollen bedeutet dies, dass Geräte von Philips schon beim ersten Schock größere Schockstärken erreichen als andere handelsübliche Geräte mit Zweiphasenwellenformen, bei denen die Energiestufen erst ansteigen müssen, um ähnliche Stärken zu erzielen. Wenn die Energie zunächst ansteigen muss, wird möglicherweise während eines Herzstillstands wertvolle Zeit verschwendet und es werden unnötige Schocks abgegeben. Die im Kondensator gespeicherte Spannung bestimmt die Stromstärke, die an den Patienten abgegeben wird. Die Stromstärke ist wiederum für die Defibrillation des Herzens verantwortlich und gilt daher als präziseres Maß für die Schockstärke. Abbildung 1 zeigt, dass die Wellenform von Philips (mit einem 100-μF-Kondensator) mit der empfohlenen Energie für den ersten Schock eine deutlich höhere Spannung erzeugt als andere handelsübliche Zweiphasenwellenformen (mit einem 200-μF-Kondensator) mit der jeweils empfohlenen Energie für den ersten Schock erzeugen. 6 Die Wellenform von Philips benötigt weniger Joule, um eine höhere Spannung zu erreichen. Eine höhere Spannung führt zu einer höheren Stromstärke beim Patienten. Unter Beachtung des ohmschen Gesetzes zeigt Abbildung 2, wie mit dem Ansatz von Philips bei der empfohlenen Energie für den ersten Schock mit weniger Energie höhere Stromstärken erzeugt werden können als mit anderen handelsüblichen Zweiphasenwellenformen (mit einem 200-μF-Kondensator). 7 Andere Zweiphasenwellenformen benötigen mehr Energie, um eine Stromstärke zu erzielen, die mit der Wellenform von Philips vergleichbar ist. Bei einer Studie an Schweinen (Niemann et al. 8* ) wurde untersucht, ob die Energie oder der Spitzenstrom, gemessen an der Körperoberfläche, eine bessere Kenngröße für die tatsächliche Stärke des elektrischen Feldes ist, dem das Herz ausgesetzt ist. An den Schweineherzen wurden Elektroden angebracht, um die Spannungsgradienten im Herzen zu messen, die durch die verschiedenen Defibrillatormodelle erzeugt wurden. Abbildung 3 zeigt, dass das Gerät von Philips mit der empfohlenen Energie für den ersten Schock im Vergleich zu anderen Herstellern die höchsten Spitzenströme und Spannungsgradienten und somit eine bessere Defibrillationswirkung direkt im Herzen erzielt. Daraus wurde die Schlussfolgerung gezogen, dass zwischen der Energiemenge und der tatsächlichen Schockintensität nur eine geringe Korrelation besteht. Aus diesem Grund ist die Energie ein ungenaues Maß für die relative Schockstärke bei den verschiedenen externen Defibrillatoren. Weiterhin wurde festgestellt, dass der Spitzenstrom ein besseres Maß für die Schockstärke darstellt. Die SMART-Biphasic-Wellenform von Philips sorgt für die Spannung, die für eine hohe Stromstärke nötig ist, und erzeugt mit weniger Joule hohe Spannungsgradienten im Herzen. Spannungspegel bei empfohlener Energie für den ersten Schock 150 J 1683 V 200 J 1479 V 0 1000 2000 Spannung Philips (100-µF-Kondensator) Andere Zweiphasenwellenform (200-µF-Kondensator) Abbildung 1 Stromstärke bei empfohlener Energie für den ersten Schock 150 J 21 A 200 J 18,5 A 0 15 30 Stromstärke (A) Philips (100-µF-Kondensator) Andere Zweiphasenwellenform (200-µF-Kondensator) Abbildung 2 V/cm 12 6 0 Abbildung 3 Messungen der Schockstärke: Erster Schock (simulierte Patientenimpedanz von 75 Ohm) Philips 150 J Physio 200 J Zoll 120 J Maximale Feldstärke (V/cm) Die Messwerte basieren auf einer ohmschen Last von 80 Ohm. Bei einer durchschnittlichen Patientenimpedanz von 80 Ohm. Spitzenstrom (A) 20 10 0 Stromstärke (A) 5
Evidenzbasierte Behandlung mit konsistent hoher Wirksamkeit Philips entwickelte die erste Zweiphasenwellenform für einen externen Defibrillator. Seither wurde diese Behandlungsmethode ausführlich untersucht und Experten haben eine Vielzahl von Artikeln zu dieser publiziert. Dabei wurde die Effizienz der Wellenform sowohl an Tieren 9 12 als auch an Menschen untersucht, darunter auch lang anhaltendes Kammerflimmern, das für Notfallteams in Krankenhäusern und Ersthelfer außerhalb von Krankenhäusern eine Herausforderung darstellt. 13 26 Diese Daten bestätigen eine konsistent hohe Wirksamkeit, ungeachtet folgender Faktoren: Körpergewicht, Alter, Impedanz, erneutes Kammerflimmern oder Ursache des Herzstillstands, einschließlich Myokardinfarkt. Die zweiphasige Behandlungsmethode von Philips erhielt aufgrund ihrer ausreichenden Evidenz als erste eine Klasse-IIa- Empfehlung von der American Heart Association: Standard of care, Intervention of choice. 27 Im Gegensatz dazu gibt es für einige derzeit auf dem Markt erhältliche zweiphasige Behandlungsmethoden keine oder nur wenige publizierte außerklinische Daten. Liegen keine publizierten, durch Experten geprüfte Studien an Menschen vor, in denen die Leistungsfähigkeit der verschiedenen Zweiphasenwellenformen bei der Behandlung von Kammerflimmern direkt verglichen wird, empfiehlt die American Heart Association (AHA): The safety and efficacy data related to specific biphasic waveforms must be evaluated on an individual basis. 27 (Die Daten zu Sicherheit und Effizienz einer bestimmten Zweiphasenwellenform müssen auf individueller Basis ausgewertet werden.) Dementsprechend werden Kliniker davor gewarnt, Schlussfolgerungen über die Leistungsfähigkeit der Zweiphasenwellenform eines Herstellers zu verallgemeinern und auf die Effizienz der Therapie eines anderen Herstellers zu übertragen. Ohne direkte Vergleichsdaten wurden zwei von Experten geprüfte, publizierte klinische Studien mit unterschiedlichen Zweiphasenwellenformen durchgeführt. Die Studien bezogen sich auf Patienten mit lang anhaltendem Kammerflimmern außerhalb des Krankenhauses. Umfang, Aufbau und Zweck der beiden Studien waren vergleichbar. 25,28* Die Bedingungen für die Reanimation waren im Hinblick auf das durchschnittliche Patientengewicht, die Dauer bis zur Schockabgabe, den Prozentsatz bezeugter Herzstillstände und den Prozentsatz der Reanimationen durch Anwesende bei beiden Studien vergleichbar. Bei der ersten Studie (Schneider et al.), in der die Zweiphasenmethode von Philips verwendet wurde (150 J, Protokoll mit konstanter Energie), lag die Erfolgsquote des ersten Schocks bei 96%. Bei 76% der Patienten kam es zu einer Wiederaufnahme der spontanen Kreislauftätigkeit. Bei 94% der Überlebenden waren die neurologischen Funktionen gut bis mittelmäßig. 28% der Patienten überlebten bis zur Entlassung. Bei der zweiten Studie (van Alem et al.), in der die zweiphasige Behandlungsmethode mit hoher Energie von Physio-Control verwendet wurde (200-360 J, Protokoll mit ansteigender Energie), war die Erfolgsquote des ersten Schocks ebenfalls hoch und lag bei 98%. Bei 61% der Patienten kam es zu einer Wiederaufnahme der spontanen Kreislauftätigkeit und 14% überlebten bis zur Entlassung. (Abbildung 4) Zwei außerklinische Defibrillationsstudien 100% 80% 60% 40% 20% 0% Abbildung 4 Defibrillierte Patienten (%) (Physio-Control nicht erfasst) Wirksamkeit des ersten Schocks Philips-Behandlung 150 J Wiederaufnahme der spontanen Kreislauftätigkeit Überleben bis Entlassung Physio-Control-Behandlung 200-360 J Bei einer anderen Studie (Stiell et al. 29* ), in der die zweiphasige Behandlungsmethode mit hoher Energie von Physio-Control verwendet wurde (200-360 J, Protokoll mit ansteigender Energie), lag die Erfolgsquote des ersten Schocks bei 89%. Bei 49% der Patienten kam es zu einer Wiederaufnahme der spontanen Kreislauftätigkeit und 82% der Überlebenden zeigten gute bis mittelmäßige neurologische Funktionen. Hier überlebten 16% der Patienten bis zur Entlassung. Diese Studie untersuchte außerdem auch einen Ansatz mit niedriger Energie (150 J, Protokoll mit konstanter Energie) und niedriger Stromstärke. Dieser war jedoch nicht vergleichbar mit der 150-J-Wellenform mit hoher Stromstärke von Philips. Stattdessen verglich die Studie das Standardprotokoll mit hoher Energie und hoher Stromstärke (Erwachsene) eines Herstellers mit dem nicht standardmäßigen Protokoll mit niedriger Energie und niedriger Stromstärke (Erwachsene) desselben Herstellers. 6
Ein bewährter Ansatz für alle Patientengruppen Der Ansatz von Philips hat sich bei allen Patientengruppen, einschließlich schwer behandelbarer Patienten, als wirksam erwiesen. 23-26,30,31 Die Ergebnisse einiger dieser publizierten, durch Experten geprüften Studien sind in Tabelle 2 zusammengefasst. Schwer behandelbare Patientengruppe Übergewichtige und adipöse Patienten (BMI > 25) Patienten mit hoher oder niedriger Impedanz Patienten mit erneutem Kammerflimmern Patienten mit Myokardinfarkt Patienten mit Vorhofflimmern Tabelle 2 Quelle Zusammenfassung der Studie White RD, et al. Critical Care Medicine. Die Erfolgsquote des ersten Schocks und der Folgeschocks, die 2004. * 23 Reanimation und das Überleben standen in keinem Zusammenhang mit dem Körpergewicht des Patienten. Das Protokoll mit konstanter Energie von Philips (150 J) erscheint effizient und geeignet. White RD, et al. Resuscitation. 2005. * 24 Mit dem 150-J-Protokoll mit konstanter Energie von Philips wurde eine hohe Effizienz erreicht. Die Impedanz wirkte sich nicht auf die Defibrillation, die Wiederaufnahme der spontanen Kreislauftätigkeit oder das Überleben bis zur Entlassung aus. Hess EP, et al. Resuscitation. 2008. * 26 Unter Anwendung eines 150-J-Protokolls mit konstanter Energie von Philips wurden hinsichtlich der Erfolgsquote der Schocks zwischen den ersten und den erneuten Kammerflimmerepisoden keine signifikanten Unterschiede beobachtet. Erneutes Kammerflimmern tritt häufig auf und wirkt sich nicht negativ auf die Schockerfolgsquote, die Wiederaufnahme der spontanen Kreislauftätigkeit oder das Überleben aus. Schneider T, et al. Mehr als die Hälfte der Patienten in dieser Studie erlitten einen akuten Circulation. 2000. * 25 Myokardinfarkt. Das Kammerflimmern konnte jedoch bei allen Patienten unter Anwendung eines 150-J-Protokolls mit konstanter Energie von Philips beendet werden, wobei die Erfolgsquote des ersten Schocks bei 96% lag. Santomauro M, et al. Italian Heart Journal. Nur bei der Zweiphasenwellenform von Philips wurde bei Patienten mit 2004. * 30 Vorhofflimmern eine Erfolgsquote der Kardioversion von 100% festgestellt im Vergleich zu Behandlungen mit einer Einphasenwellenform oder der Zoll Rectilinear Biphasic Wellenform. Die Zweiphasenwellenform von Philips erforderte insgesamt weniger Energie (statistisch signifikant) und weniger Schocks pro Patient (nicht signifikant). Die Zweiphasenwellenform von Philips scheint mit niedrigeren Energiestufen eine höhere Erfolgsquote zu erzielen. Die Echtzeit-Impedanzkompensation von Philips sorgt für eine Stromstärke (A) 50 40 30 20 10 0-10 50 Ohm, 150 J 75 Ohm, 150 J 125 Ohm, 150 J optimierte Behandlung Ein wichtiger Faktor für die Wirksamkeit der Zweiphasenmethode von Philips bei allen Patientengruppen ist die Impedanzkompensation in Echtzeit, die für eine Optimierung der Schocks sorgt. Die Defibrillatoren von Philips messen automatisch die Impedanz des Patienten und passen die Wellenform in Echtzeit entsprechend an. Das heißt, dass jeder Patient, auch schwer zu behandelnde Patienten, schon beim ersten Schock eine individuell angepasste Behandlung erhält, wodurch die Erfolgschancen erhöht werden. Abbildung 5-20 0 5 10 15 20 25 30 zeigt, wie die Wellenform von Philips den verschiedenen Impedanzwerten angepasst wird. 32 Zeit (ms) Abbildung 5 7
Bedeutungsvolle klinische Unterschiede zwischen Zweiphasenwellenformen Dysfunktion aufgrund hoher Energie Bei einem plötzlichen Herzstillstand hat das möglichst schnelle Beenden des Kammerflimmerns oberste Priorität. Während des Auswahlprozesses für einen Defibrillator besteht jedoch die Möglichkeit, die Nebenwirkungen einer bestimmten Wellenform näher zu betrachten, insbesondere in Situationen, die mehrere Schocks erfordern. Tierstudien legen nahe, dass Elektroschocks je nach klinischen Umständen, Energiedosis, Schockzahl und zugrunde liegender Herzfunktion negative inotrope Auswirkungen auf die Herzfunktion haben können. 10,32,33 Zu viele Schocks können in der kritischen Phase direkt nach dem Herz-Kreislauf-Stillstand eine vorübergehende Herzläsion verursachen, wie beispielsweise verminderte Kontraktionsfähigkeit und reduziertes Herzzeitvolumen. 10,33,34 Obwohl diese Läsionen nicht permanent sind, zeigen klinische Daten, dass ein solches Stunning während eines Notfalls bedeutende Auswirkungen haben kann, da nachfolgende Eingriffe auf der Notfall- oder Intensivstation erschwert werden und der Behandlungsausgang möglicherweise beeinflusst wird. 10,33,35 Wiederbelebung und dem baldigen Tod nach einer anfänglich erfolgreichen Wiederbelebung festgestellt. 33 Tang et al. 33* verglichen die Auswirkungen von mehreren Defibrillations-Wellenformen mit unterschiedlichen Energiestufen auf die Myokardfunktion nach der Wiederbelebung. Dazu wurden Tiermodelle verwendet, mit denen die Auswirkungen der Defibrillationsschocks isoliert untersucht werden konnten. Die Studie zeigte, dass im Fall von Schweinen bei lang anhaltendem Kammerflimmern Wellenformen mit hoher Stromstärke und niedriger Energie bei der Defibrillation ebenso wirksam waren wie Wellenformen mit hoher Stromstärke und hoher Energie. Die Wellenform mit hoher Energie konnte jedoch mit schwerwiegenderen Herzdysfunktionen in Zusammenhang gebracht werden. Tabelle 3 zeigt, dass die Wellenform mit hoher Energie (200-μF-Kondensator mit 360 J) bis zu neun Mal mehr Gesamtenergie erfordert als die Wellenform mit niedriger Energie (100-μF-Kondensator mit 150 J), um ein vergleichbares Resultat zu erzielen. Defibrillator-Wellenformen mit hoher Energie (sowohl ein- als auch zweiphasige) werden mit erhöhter Herzdysfunktion nach der Schockabgabe in Verbindung gebracht. Experimentelle 33,34 und klinische 35 Studien legen nahe, dass bei einer typischen außerklinischen Wiederbelebung mit mehreren Schocks die abgegebene Gesamtenergie ein negativer Faktor für die Myokardfunktion ist. Bei einer Tierstudie wurde eine Korrelation zwischen Myokard-Dysfunktionen nach der Gruppe 1 2 3 4 Kapazität 100 µf 100 µf 200 µf 200 µf Energie 150 J 200 J 200 J 360 J Mittlerer Spitzenstrom 34 A 40 A 24 A 37 A Überlebensrate (bis 72 Stunden) 100% 100% 40% 100% Mittlere Anzahl Schocks bis 1 3 5 4 Wiederbelebung Mittlere HLW-Dauer (Sekunden) 106 83 909 218 Mittlere benötigte Gesamtenergie 155 J 563 J 994 J 1440 J Mittlere Ejektionsfraktion nach 95% 75% 62% 53% 30 Minuten (% der Referenzlinie) ** Tabelle 3 33 ** Ein repräsentatives Maß für die Dysfunktion. Ein niedrigerer Wert im Vergleich zur Referenzlinie bedeutet eine schwerwiegendere Dysfunktion. Tabelle 3 zeigt außerdem den negativen Einfluss der abgegebenen Gesamtenergie auf die Ejektionsfraktion, die als repräsentativer Wert für eine Dysfunktion betrachtet wird. Umgekehrt war der hohe Spitzenstrom der einzige positive Faktor für eine erhöhte Überlebensrate, wodurch die wichtige Stellung der Stromstärke bei der Defibrillation unterstrichen wird. Tang et al. 33 kamen zu dem Schluss, dass eine maximale Überlebensrate bei minimaler Dysfunktion möglicherweise mit einer Wellenform erzielt werden kann, bei der ein hoher Spitzenstrom verwendet und gleichzeitig die abgegebene Gesamtenergie minimiert wird. Die einzigartige Zweiphasenwellenform von Philips ist in der Lage, einen hohen Spitzenstrom bei niedriger Energiestufe zu erzeugen. Diese Art Schock mit niedriger Energie hat erwiesenermaßen weniger negative inotrope Auswirkungen als Schocks mit höherer Energie. Dieser klinische Unterschied kann für Patienten mit länger anhaltendem Herzstillstand, die üblicherweise mehrere Schocks benötigen, im und außerhalb des Krankenhauses von Bedeutung sein. Er kann in der Notaufnahme und auf der Intensivstation zu besseren Erfolgen bei Eingriffen nach der Wiederbelebung beitragen. 8
Dauer bis Schockabgabe nach HLW und Schockerfolg 100% Schockerfolg 80% 60% 40% 20% 0% <10 s 10-20 s 20-30 s >30 s Pause vor Schock (Sekunden) Abbildung 6 41 Die Zweiphasenwellenform von Philips bietet bereits ab dem ersten Schock eine wirksame Behandlung und sorgt für maximale Effizienz bei minimaler abgegebener Gesamtenergie. Im Gegensatz dazu beginnen Defibrillatoren, die Ansätze mit höherer Energie verwenden, in der Regel mit schwächeren Schocks (niedrigere Stromstärke bei niedrigerer Energie) und erhöhen die Energie bei Fehlschlägen. Auf diese Weise soll wahrscheinlich ein Kompromiss zwischen Schockstärke und potenzieller Dysfunktion nach der Schockabgabe geschaffen werden. Unter Anwendung des durch die Richtlinien 2005 empfohlenen Protokolls 2 kann es bis zu 6 Minuten dauern (einschließlich HLW-Intervalle), bis auf diese Weise die maximale Schockstärke einer Zweiphasenwellenform mit hoher Energie erreicht wird. Bei den Geräten von Philips muss dieser Kompromiss nicht eingegangen werden. Die Dauer bis zur Schockabgabe nach der HLW-Pause wirkt sich auf den Behandlungserfolg aus Studien an Tieren und klinische Studien zeigen, dass in Situationen mit länger andauerndem Herzstillstand (mehr als 4 Minuten) durch eine Herz-Lungen-Wiederbelebung kurz vor der Defibrillation bei mehr Patienten der normale Herzrhythmus wiederhergestellt werden kann. 36,37 Die positiven Auswirkungen einer Herz-Lungen-Wiederbelebung halten jedoch nur einige Sekunden an, deshalb ist die Dauer bis zur Schockabgabe nach der HLW entscheidend. 38,39 Die Zeit, die ein Defibrillator benötigt, um nach der HLW-Pause einen Schock abzugeben, ist also ein weiterer wichtiger Behandlungsfaktor. Ein Ansatz, der eine kürzere Dauer bis zur Schockabgabe nach der HLW ermöglicht, kann den Erfolg einer Behandlung möglicherweise wesentlich beeinflussen. 40 In einer klinischen Studie zur Beurteilung der Auswirkungen von HLW-Pausen vor der Schockabgabe auf die Wirksamkeit des Schocks wurde Folgendes beobachtet:...eine fünfsekündige Verkürzung der Pause vor der Schockabgabe stand mit einer 86-prozentigen Erhöhung der Erfolgschancen des Schocks in Zusammenhang (p=0,02). Die Studie kam zu folgendem Schluss:...Es sollte der Einsatz von AEDs neuerer Generationen mit kürzeren Analysezeiten (<10 Sekunden) in Betracht gezogen werden. 41* (Abbildung 6) Bei den HeartStart AEDs und dem MRx Monitor/Defibrillator von Philips im AED-Betrieb erfolgt die Schockabgabe dank der Quick-Shock-Technologie (in der Regel) bereits 8-10 Sekunden nach der HLW-Pause. Diese einzigartige Funktion verkürzt die Dauer bis zur Schockabgabe nach der HLW-Pause und erhöht dadurch die Wahrscheinlichkeit, dass ein Schock die Kreislauftätigkeit erfolgreich wiederherstellt. Somit verbessert sie die Überlebenschance. 9
Zusammenfassung Zweiphasenwellenformen sind mittlerweile Behandlungsstandard bei der externen Defibrillation. Die Hersteller haben jedoch unterschiedliche Ansätze entwickelt und empfehlen je nach Wellenform eine individuelle Energiedosis (Joule). Obwohl die Energie als Angabe für die Schockstärke weiterhin im Zusammenhang mit Defibrillatoren gebräuchlich ist, hat sich die Stromstärke als bessere Kenngröße erwiesen. Für aussagekräftige Vergleiche von Schockstärken bei Zweiphasenwellenformen ist es unumgänglich, nicht nur die Energiestufen, sondern auch die an die Patienten abgegebene Stromstärke zu berücksichtigen. Der einzigartige Wellenform-Ansatz von Philips sorgt für eine hohe Spannung und Stromstärke, wodurch hohe Spannungsgradienten bei weniger Joule erzeugt werden. Andere Defibrillatorhersteller verwenden meistens größere Kondensatoren für ihre Ansätze, bei denen im Vergleich zu den Geräten von Philips deutlich mehr Energie abgegeben wird, um die gleiche Spannung und Stromstärke und somit auch eine vergleichbare Schockstärke zu erreichen. Die evidenzbasierte Behandlungsmethode von Philips wurde ausgiebig untersucht und wird durch ausreichende publizierte und durch Experten geprüfte Daten unterstützt. Die klinische Anwendung hat gezeigt, dass diese Methode bei Patienten mit länger anhaltendem Herzstillstand eine hohe Effizienz beim ersten Schock bietet. Außerdem hat sie sich bei allen Patientengruppen, einschließlich schwer behandelbarer Patienten, als wirksam erwiesen. Im Gegensatz dazu gibt es für einige derzeit auf dem Markt erhältliche zweiphasige Behandlungsmethoden keine oder nur wenige publizierte außerklinische Daten. Der Erfolg der Philips Geräte bei unterschiedlichen Patientengruppen ist unter anderem auch auf die Impedanzkompensation in Echtzeit zurückzuführen. Diese gleicht jeden Schock automatisch an und ermöglicht so schon beim ersten Schock eine individuell angepasste Behandlung für jeden Patienten. 10 Die wesentlichen Merkmale eines Wellenform-Ansatzes können zu bedeutenden klinischen Unterschieden bei den verschiedenen Wellenformen führen. Die abgegebene Gesamtenergie ist ein negativer Faktor für die Myokardfunktion und die Überlebenschance. Aus diesem Grund hat Philips die abgegebene Gesamtenergie reduziert und sorgt dadurch für ein geringeres Risiko von Myokarddysfunktionen nach der Schockabgabe. So liefern die Geräte von Philips von Anfang an den stärksten Schock, ohne dass aufgrund möglicher Dysfunktionen Kompromisse eingegangen werden müssen. Ferner zeigen klinische Daten, dass die Chancen einer erfolgreichen Behandlung bei kürzeren Zeitabständen zwischen der HLW-Pause und der Schockabgabe größer sind. Nur die HeartStart AEDs und der MRx Monitor/Defibrillator von Philips im AED-Betrieb sind mit der Quick-Shock-Technologie ausgestattet. Diese verkürzt die Dauer bis zur Schockabgabe nach der HLW-Pause und erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass ein Schock die Kreislauftätigkeit erfolgreich wiederherstellt, und damit die Überlebenschance.
1 Physicians Desk Reference. 2008. 62 nd Edition. 2 American Heart Association Guidelines 2005 for Cardiopulmonary Resuscitation and Emergency Cardiovascular Care. Circulation. 2005; 112. 3 European Resuscitation Council Guidelines 2005. Resuscitation. 2005; Vol 67, Supplement 1. 4 Dorian P, Wang MJ. Defibrillation and impedance are determinants of defibrillation energy requirements. Pacing and Clinical Electrophysiology. 1988; 11. 5 Kerber RE, Martins JB, Kienzle MG, et al. Energy, current, and success in defibrillation and cardioversion: clinical studies using an automated impedance-based method of energy adjustment. Circulation. 1988;77(5):1038-1046. 6 Die Messungen erfolgten durch Entladung eines standardmäßigen Philips HeartStart MRx ACLS-Monitors/Defibrillators und eines Physio-Control LIFEPAK 20 Defibrillators/Monitors mit Pads über eine ohmsche Last von 80 Ohm. Die Messung der Spitzenspannung erfolgte mittels Tektronix P5210 HV Differential Probe und Agilent MSO8104A Oszilloskop direkt über die ohmsche Last. Die angegebenen Spannungswerte sind Durchschnittswerte von 5 Proben. 7 Die Stromstärke wurde mit den über die Kapazität ermittelten Spannungspegeln und unter Anwendung des ohmschen Gesetzes V = IR errechnet; V = Spannung, I = Stromstärke, R = Widerstand (Patientenimpedanz). Für R wurde eine durchschnittliche Patientenimpedanz von 80 Ohm eingesetzt. 8 Niemann JT, Walker RG, Rosborough JP. Intracardiac voltage gradients during transthoracic defibrillation: Implications for post-shock myocardial injury. Academic Emergency Medicine. 2005;12(2). 9 Gliner BE, Lyster TE, Dillion SM, et al. Transthoracic defibrillation of swine with monophasic and biphasic waveforms. Circulation 1995;92:1634-1643. 10 Tang W, Weil MH, Sun S, et al. The effects of biphasic and conventional monophasic defibrillation on post resuscitation myocardial function. 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