Combined Platelet and Red Blood Cell Recovery during On-pump Cardiac Surgery Using sameTM by i-SEP Autotransfusion Device: A First-in-human Noncomparative Study
A. Mansour et al.
Combined Platelet and Red Blood Cell Recovery during On-pump Cardiac Surgery Using sameTM by i-SEP Autotransfusion Device: A First-in-human Noncomparative Study (i-TRANSEP Study).
Anesthesiology 2023. 139(3): 287-297.
Der Einsatz maschineller Autotransfusion (MAT) ist ein integraler Bestandteil des Patient Blood Managements. Ein bedeutender Nachteil der Technik ist dabei, dass Zentrifugen zur Saugerblutaufbereitung lediglich rote Blutkörperchen zurückhalten. Für eine erste Studie an Patient:innen mit Geräteanwendung des i-SEP Device, welches zusätzlich Thrombo- und Leukozyten aufbereitet, wurden in drei französischen herzchirurgischen Abteilungen erste Ergebnisse gesammelt. Mansour et al. beschreiben in einer prospektiven Beobachtungsstudie 50 herzchirurgische Patient:innen, die unter Zuhilfenahme der extrakorporalen Zirkulation operiert wurden. Dabei wurden der Anteil „geretteter“ Blutzellen sowie die In-vitro-Funktion der Thrombozyten nach Aufbereitung ermittelt. Zudem wurden Aussagen über die Auswaschung von Heparin und freiem Hämoglobin getroffen.
Mit durchschnittlich drei Waschzyklen je Fall (527 ml Retransfusionsvolumen [median]) wurden im Mittel 86,1 % der Erythrozyten bei einem Hämatokritwert von 41,8 % aufbereitet. Zusätzlich wurden 52,4 % aller Thrombozyten und 90 % der Leukozyten zurückgehalten. Heparin wurde zu 98,9 % ausgewaschen (Restkonzentration im MAT-Blut: 0,3 U/ml), gleichzeitig wurden 94,6 % des freien Hämoglobins entfernt. Die In-vitro-Testung der Thrombozytenfunktion ergab eine weitestgehend erhaltene Aktivität. Daraus lässt sich eine schonende und gute Waschqualität durch das i-SEP Device schließen. Bei keinem der 45 erfassten und definitiv mit den Eingriffen in Verbindung gebrachten unerwünschten Ereignissen sowie den drei Todesfällen im postoperativen Verlauf wurde ein Zusammenhang zum Gerät hergestellt.
Die Erythrozytenkonzentration im aufbereiteten Blut ist, verglichen mit anderen kommerziell verfügbaren MAT-Geräten, gering – allerdings ist die Studienlage insgesamt sehr heterogen. Die geringere Erythrozytenausbeute wird durch die zusätzliche Zurückhaltung der Thrombozyten kompensiert, von denen mehr als die Hälfte den Patient:innen retransfundiert werden konnten. Das Gerät erfüllt damit die Erwartungen, die aus präklinischen Studien gewonnen wurden. Auch die Betrachtung des Auswaschungsverhaltens für Eiweiße, Triglyceride, freies Hämoglobin und Heparin reiht sich in die Ergebnisse aktueller Forschungen im Bereich der MAT ein.
Die Studie lässt, bedingt durch den organisatorischen Ablauf, spezifische Fragen offen. Durch das Fehlen einer Kontrollgruppe ist es unklar, inwiefern die klinischen Beobachtungen der Studie sich von anderen Verfahren unterscheiden. Die Wahl der Flusscytometrie als Surrogat für die Plättchenfunktion ist der Komposition des Blutes im Transfusionsbeutel geschuldet. Klinische Vergleiche, beispielsweise mittels Aggregometrie oder Thrombelastographie vor und nach Re-Transfusion, wären sicherlich interessant gewesen. Es fällt zudem auf, dass als Waschlösung NaCl verwendet wurde, was als Wasch- sowie Trägerlösung zunehmend in den Hintergrund gerät. Hier hätte man ggf. physiologischere Arbeitsweisen wählen können.
Die Autoren sehen die Studie als Validierung der in-vitro ermittelten Geräteperformance und als geeignete Basis für eine zukünftige, großangelegte Vergleichsstudie an, um klinische Vorteile des i-SEP Device sowie die Sicherheit in der Anwendung im klinischen Einsatz zu ermitteln – eine Studie, deren Ergebnisse sicherlich gespannt erwartet werden dürften.
Andreas Teske, Maquet Cardiopulmonary
Racial Bias in Pulse Oximetry Measurement
M.W. Sjoding, R.P. Dickson, T.J. Iwashyna, S.E. Gay, T.S. Valley
The New England Journal of Medicine; 383;25, online publiziert: December 17, 2020, doi: 10.1056/NEJMc2029240.
Evaluation of the Robustness of Cerebral Oximetry to Variations in Skin Pigmentation Using a Tissue-Simulating Phantom
A. Ashari, R.B. Saager, D. Burgos, W.C. Vogt, J. Wang, G. Mendoza, S. Weininger, K.B. Sung, A.J. Durkin, T. Joshua Pfefer
Biomedical Optics Express, Vol. 13, 5, 1 May 2022. doi: 10.1364/ BOE.454020.
Skin Pigmentation Bias in Regional Brain Oximetry Measurements?
V. Quaresima, F. Scholkmann, M. Ferrari
Critical Care 2023; 27:10. doi: 10.1186/s13054-022-04295-4.
Die Pulsoxymetrie ist ein Verfahren zur nichtinvasiven Ermittlung der arteriellen Sauerstoffsättigung über die Messung der Lichtabsorption bei Durchleuchtung der Haut. Aufgrund der einfachen Messmethodik hat sich die Pulsoxymetrie als eines der Standardmessverfahren in der Patientenüberwachung etabliert. In speziellen Bereichen kommt immer mehr die Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) zur Messung der Sauerstoffsättigung von Geweben durch Lichtremission über Elektroden zur Anwendung, mit welcher auch die zerebrale Sauerstoffsättigung gemessen werden kann. Neben der einfachen Durchführung dieser Messungen mittels Clips bzw. Elektroden gibt es bei diesen Verfahren jedoch auch mehrere Fehlerquellen, die dem Anwender bei der Interpretation der Messwerte bekannt sein sollten. Hinsichtlich der Verwendung von Pulsoxymetrie und NIRS bei Patient:innen mit dunkler Hautfarbe sollten mögliche Messungenauigkeiten aufgrund der Messmethodik bei der Bewertung der Messwerte beachtet werden.
Die Autoren um Michael W. Sjoding haben mehrere 10.000 Messpaare zur Sauerstoffsättigung durch Pulsoxymetrie und arterieller Blutgasanalyse untersucht. Hierbei konnten sie zeigen, dass die Pulsoxymetriewerte speziell bei Menschen mit dunkler Hautfarbe in einem Messbereich von 89 bis 96 % eine Abweichung von den Werten der Blutgasanalyse aufweist und falsch hohe Messwerte bei der Pulsoxymetriemessung angezeigt werden. Die Autoren interpretieren ihre Messergebnisse dahingehend, dass bei Patient:innen mit dunkler Hautfarbe durch die Pulsoxymetrie fast drei Mal so häufig eine Hypoxämie nicht erkannt wurde.
Afshari et al. beschäftigen sich in ihrer Arbeit mit Oxymetriemessungen an Gewebe-Phantomen im Labor und haben mit zwei zerebralen Oxymetriegeräten und verschiedenen Sensoren In-vitro-Messungen durchgeführt. Die Ergebnisse der Messungen zeigten eine konsistente Abnahme der Messwerte der regionalen Sauerstoffsättigung mit steigendem Melaningehalt; dieser Effekt war bei niedrigen Sättigungswerten am größten und führte bei einem der beiden getesteten Messgeräte und Sensoren für Neonaten zu einem falsch niedrigen Messwert von bis zu 15 %. Die Autoren konnten über ihre In-vitro-Messungen feststellen, dass Sensoren für Erwachsene ein geringeres Reflexionsvermögen aufweisen, wodurch die dunkle Hautfarbe weniger Einfluss auf die NIRS-Messung hat. Hierbei konnten die Autoren eine falsch niedrige Abweichung von bis zu 5 % nachweisen. Speziell bei niedrigen NIRS-Werten zeigt sich, dass bei Messabweichungen der beiden getesteten Messgeräte nicht gleichermaßen falsch niedrige Messwerte angezeigt werden, sondern sich hier, je nach Gerät, unterschiedliche Abweichungen zeigen.
Die Autoren schlussfolgern, dass Modifikationen an den Messalgorithmen und/oder an der Messmethodik erforderlich sind, um Messfehler aufgrund dunkler Hautfarbe abzuschwächen. Vor allem in Situationen mit niedrigen Sättigungswerten, z. B. unter kardiopulmonaler Reanimation, müssen diese Messungenauigkeiten vom Anwender berücksichtigt werden.
Quaresima und Kollegen fassen in ihrem Correspondence-Artikel zusammen, dass mehrere Studien aus jüngster Zeit zeigten, dass Pulsoxymetriemessungen bei Personen mit dunkleren Hautpigmenten weniger genaue Messwerte liefern und dieses Problem bereits seit ca. 30 Jahren besteht, jedoch bis heute nicht gelöst wurde. Die Autoren gehen davon aus, dass dieses Problem auch für andere optische Messmethoden zur Sauerstoffsättigung besteht. Dies bestätigt die oben beschriebene Arbeit von Afshari et al.. In Anbetracht der umfangreichen klinischen Anwendung der Sauerstoffsättigungsmessung durch Nahinfrarotspektroskopie schlagen die Autoren mit Nachdruck vor, dass die regulatorischen Behörden Vorkehrungen zur Verbesserung der Messgenauigkeit dieser Geräte für Menschen mit dunkler Hautfarbe treffen sollten und diese Geräte unter Umständen sogar mit Warnhinweisen versehen werden sollten. Weiterhin sollten laut den Autoren auch die Hersteller dieser Messgeräte die Messverfahren hinsichtlich der Genauigkeit bei unterschiedlichen Hautpigmentierungen verbessern.
Zusammenfassend: Optische Messmethoden zur Sauerstoffsättigung, sowohl die Pulsoxymetrie als auch die Nahinfrarotspektroskopie, zeigen Messungenauigkeiten bei Menschen mit dunkler Hautfarbe. Besonders wichtig ist hierbei, dass die Messung mittels Pulsoxymetrie einen falsch hohen Wert anzeigt (siehe Publikation von Sjoding et al.), wohingegen die Messung mittels Nahinfrarotspektroskopie einen, je nach Messgerät und verwendeter Sensoren, falsch niedrigen Wert (siehe Publikation von Afshari et al.) anzeigt. Dies muss dem Anwender bei der Beurteilung der Messergebnisse und der Therapie dieser Patient:innen unbedingt bewusst sein. Bisher sind von Seiten der regulatorischen Behörden keine Hinweise bei den Geräten vorgeschrieben, werden aber immer wieder gefordert.
Marius Schimmel, Freiburg Sven Maier, Freiburg
Extracorporeal Membrane Oxygenation during Pregnancy and Peripartal.
An International Retrospective Multicenter Study
S. Fill Malfertheiner, D. Brodie, A. Burrell, F.S. Taccone,
L.M. Broman, K. Shekar, C .L. Agerstrand, A.L. Serra,
J. Frase and M.V. Malfertheiner
Perfusion 2023;38(5):966-972. https://doi.org/ 10.1177/02676591221090668
In den letzten Jahren haben sich sowohl die va ECMO als auch die vv ECMO-Therapie zunehmend etabliert, jedoch gibt es nur begrenzte Informationen über ihren Einsatz im Zusammenhang mit Schwangerschaft. In den Vereinigten Staaten sterben jedes Jahr etwa 700 Frauen an Komplikationen im Zusammenhang mit einer Schwangerschaft. Es wird davon ausgegangen, dass etwa 60 % der Todesfälle vermeidbar wären. Hauptursachen sind Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Infektionen und Blutungen, wobei mangelnde Erfahrung mit geburtshilflichen Notfällen als ein Faktor für vermeidbare Todesfälle betrachtet wird. Daher spielt die Verfügbarkeit angemessener Notfall- und Intensivpflege-Ressourcen eine entscheidende Rolle, die Anwendung einer ECMO sollte in Betracht gezogen werden, wenn diese verfügbar ist. Das Ziel der hier diskutierten Studie war es, einen repräsentativen Überblick über die tatsächlichen Indikationen und Schwangerschaftsfälle in verschiedenen internationalen Hochvolumen-ECMO-Zentren zu erhalten. Dazu wurde in sechs Kliniken aus drei unterschiedlichen Kontinenten eine internationale retrospektive, multizentrische Studie zu schwangerschaftsbedingten ECMO-Fällen durchgeführt. Eingeschlossen in die Analyse wurden alle Patientinnen, welche im Zeitraum von Januar 2009 bis Dezember 2018 während der Schwangerschaft oder bis zwei Monate nach der Geburt eine vv oder va ECMO erhielten.
Insgesamt wurden im Studienzeitraum 60 ECMO-Fälle identifiziert, welche den Einschlusskriterien entsprachen. Dies entspricht 1,55 % aller ECMO-Fälle. Das mittlere Alter der Patientinnen betrug 30,5 Jahre. In 46 Fällen (77 %) kam eine vv ECMO zur Anwendung, eine va ECMO zur Kreislaufunterstützung war mit 14 Fällen (23 %) seltener notwendig. Die häufigste Indikation (20 Fälle) für eine vv ECMO-Therapie war die schwere H1N1-Influenza mit ARDS. Das mütterliche Überleben war mit 87 % hoch (n = 52). Das fetale Überleben betrug 73 % (n = 44). Bei va ECMO-Fällen betrug die mütterliche Überlebensrate 71 % (10/14), bei vv ECMO-Fällen war sie 94 % (43/46). Die Implantation der ECMO erfolgte in den meisten Fällen postpartal (n = 43), bei 17 Patientinnen war die Implantation einer vv ECMO während der Schwangerschaft notwendig. Dabei überlebten alle Mütter die Therapie, allerdings betrug die Mortalität bei den Föten 47 %.
Die Autoren konnten in ihrer Arbeit zeigen, dass selbst in ECMO-Zentren mit hohem Aufkommen und viel Erfahrung eine ECMO-Therapie in oder nach der Schwangerschaft mit 1,5 % selten ist. Die Indikation für eine ECMO-Behandlung war in den meisten Fällen respiratorisch bedingt. Jedoch machten auch eine Vielzahl anderer, teils seltener Indikationen (wie zum Beispiel ein Phäochromozytom oder eine zystische Fibrose) eine ECMO-Unterstützung notwendig. Das Überleben sowohl von Mutter als auch Kind war erfreulicherweise sehr hoch und deckt sich mit anderen Studien, die in diesem Feld durchgeführt wurden.
Die Autoren merken an, dass besonderes Augenmerk auf die Fälle mit tödlichem Ausgang gelegt werden sollte, da möglicherweise einige Todesfälle durch eine bessere Entscheidungsfindung verhindert werden können. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die ECMO-Therapie in der Schwangerschaft und postpartalen Phase eine lebensrettende Maßnahme darstellt, welche gleichzeitig mit einem guten Outcome verbunden ist, da die überlebenden Patientinnen das Krankenhaus laut den Autoren in guter Gesundheit verlassen konnten. Im Falle geburtshilflicher Notfälle ist es daher entscheidend, dass die Möglichkeit der ECMO-Unterstützung in Betracht gezogen wird, diese rechtzeitig angefordert wird und sichergestellt ist, dass die erforderlichen Ressourcen verfügbar sind. Die erfolgreiche Anwendung erfordert eine koordinierte Teamleistung von Geburtshelfern, Anästhesisten und ECMO-Spezialisten, insbesondere bei laufenden Schwangerschaften, wo eine kontinuierliche Diskussion über das optimale Management von Mutter und Kind unerlässlich ist.
Simon Mayer, Stuttgart
Direct Assessment of Microcirculation in Shock: A Randomized-controlled Multicenter Study
R. R. Bruno, J. Wollborn, K. Fengler et al. Intensive Care Med. 2023; 49(6),
doi: 10.1007/s00134-023-07098-5.
Die Forschungsgruppe der Universitätsklinik Düsseldorf zeigt in ihrer Publikation, dass durch die Messung der sublingualen Mikrozirkulation keine verbesserten Überlebensraten im Schockgeschehen nachgewiesen werden können. In der prospektiv-randomisierten multizentrischen Studie wurden Patienten im akuten Schock in der Interventionsgruppe mittels sidestream-dark field (SDF) Videomikroskopie überwacht und die Volumen- und Vasopressorentherapie anhand der erhobenen Messwerte adaptiert, während in der Kontrollgruppe die Therapie konventionell leitliniengerecht gesteuert wurde. Die SDF-Videomikroskopie ist ein etabliertes Instrument zur Messung der Mikrozirkulation [1]. Die vorliegende Studie stellt die bis dato umfangreichste Studie mit dem Fokus auf Mikrozirkulationsmessungen in der Schockbehandlung dar.
Aus 141 Patienten im kardiogenen, post-Kardiotomie bedingten oder septischen Schock wurden 69 der Interventions- und 72 der Kontrollgruppe zugeordnet. SDF-Messungen wurden bei Aufnahme im Intensivbereich und 24 Stunden nach Aufnahme durchgeführt und jeweils vier Messungen der Submucosa nach festgelegtem Protokoll ausgewertet. In der Folge wurde der Einfluss auf das Therapiegeschehen erkennbar. In der Interventionsgruppe wurden signifikant (p=0,009) mehr Therapieanpassungen in Bezug auf Volumen oder Vasopressoren vorgenommen (66,7 % vs. 41,8 %) als in der Kontrollgruppe. Veränderungen von gleichsam beiden Behandlungsoptionen zeigten im Gruppenvergleich keinen statistisch relevanten Unterschied. Der Effekt von Therapieanpassungen wurde anhand der zweiten SDF-Messung und des primären Endpunktes des 30-Tages-Überlebens bemessen. 34,7 % der Patienten aus der Kontrollgruppe und 47,1 % aus der Interventionsgruppe überlebten den 30-Tageszeitraum nicht. Es konnte kein Signifikanzniveau bemessen werden. Gleiches gilt für die Intensivliegezeit und die Krankenhausverweildauer sowie für eine Follow-up-Überlebenserhebung nach sechs Monaten.
In der Diskussion weisen die Autoren dennoch auf den zweifelsfreien Erkenntnisgewinn durch die erhobenen Daten hin. Limitationen des Studiendesigns bestehen in einer fehlenden Re-Evaluation der Therapieanpassungen. Die SDF-Daten wurden im Rahmen der Studie einer Qualitätskontrolle unterzogen, dennoch zeigte ein geringer Anteil der Sequenzen geminderte Datenqualität. Zuletzt wird der individuelle Zustand der kritisch kranken Patienten selbst als limitierender Faktor benannt, der bekannterweise zu statistischen Verzerrungen im Bereich der kurzzeitigen Überlebenszeitanalyse führen kann. Die antizipiert positiven Effekte der Mikrozirkulationsmessungen konnten nicht bestätigt werden. Die Autoren erwarten keine prozentual besseren Ergebnisse bei Erweiterung der Stichprobengröße.
Die Autoren geben keine Interessenkonflikte an. Das Ethikvotum der Studie wurde vom Ethikkomitee der Universität Düsseldorf erstellt. Der Artikel ist kostenfrei verfüg- und abrufbar.
Benjamin Haupt, Berlin
[1] Treu CM, Lupi O, Bottino DA et al. Sidestream dark field imaging: the evolution of real-time visualization of cutaneous microcirculation and its potential application in dermatology. Arch Der-matol Res 303, 69–78 (2011). https://doi.org/10.1007/s00403-010-1087-7