Ein evidenzbasierter Ansatz für die hyperbare Wundheilung

Die Algorithmen für das Wundheilungsmanagement umfassen zunehmend die hyperbare Sauerstofftherapie (HBO), und die Prämisse für ihren Einsatz ist solide.

Sauerstoff spielt in den vielen Phasen der Wundheilung eine Schlüsselrolle bei der Ernährung und als „Zellsignal“: Hypoxie ist eine häufige Ursache für Wunden, die nicht innerhalb der erwarteten Zeitspanne auf die Standardbehandlung ansprechen, und es ist bekannt, dass hyperbare Sauerstoffdosen die hypoxischen Wundsauerstoffspannungen auf normale oder sogar überphysiologische Werte erhöhen. Wenn die HBO-Therapie wirksam sein soll, ist daher der prospektive Nachweis der Hypoxie von entscheidender Bedeutung.

Ebenso wichtig ist die Festlegung eines therapeutischen Endpunkts, wenn diese esoterische und teure Intervention wirksam angewendet werden soll.

In der Vergangenheit wurden diese beiden Aspekte weitgehend außer Acht gelassen, was zu umfangreichen Therapien führte, die allzu häufig mit schlechten klinischen Ergebnissen und hohen Kosten für die Krankenkassen verbunden waren.

Die moderne Anwendung der HBO-Therapie bei der Heilung von Problemwunden hat sich entlang „evidenzbasierter“ Algorithmen entwickelt.

Die transkutane Sauerstofftechnologie ist in den gesamten Konsultations- und Behandlungsprozess integriert. Das transkutane Sauerstoff-Mapping in der Wundumgebung wird eingesetzt, um:

1) das Vorhandensein einer unterschwelligen Hypoxie festzustellen, 2) zu beurteilen, ob die regionale Perfusion in ausreichendem Maße vorhanden ist, um die zentral zugeführte hyperbare Sauerstoffzufuhr auf den Wundrand zu übertragen, 3) auf eine frühe angiogene Reaktion zu testen und 4) die „normalisierte“ transkutane Sauerstoffzufuhr im Gewebe und die Wirtskompetenz des Patienten zu bewerten.

Das Endergebnis ist eine angemessenere Patientenauswahl und eine therapeutische Dosierung, die sich auf die „Normalisierung“ des Wundheilungsprozesses beschränkt und nicht auf eine hyperbare Behandlung bis zur vollständigen Wundheilung. In diesem lokal host-kompetenten Zustand setzt sich die Spontanheilung bei alleiniger konservativer Wundversorgung fort. Solche kurzen Kurse der algorithmisch angewandten HBO-Therapie verbessern die klinischen Ergebnisse erheblich und reduzieren gleichzeitig die Ausgaben deutlich.

Einleitung

Im letzten Jahrzehnt wurde die nordamerikanische Praxis der hyperbaren Medizin durch das Problem der Wundüberweisung dominiert. Auch wenn sie anderswo noch nicht das gleiche Ausmaß erreicht hat, könnte dies bald der Fall sein. Die therapeutische Wirkung der hyperbaren Sauerstofftherapie bei der Behandlung von Wundheilungskomplikationen wird zunehmend anerkannt.

Die Prämisse, unter der hyperbare Sauerstoffdosen verschrieben werden, ist die Korrektur von Hypoxie. Es ist bekannt, dass eine Reihe von Faktoren den ordnungsgemäßen Prozess der Wundheilung beeinträchtigen, aber Hypoxie ist der wichtigste unter ihnen. Hypoxie beeinträchtigt die Heilung und schwächt die Abwehrkräfte des Wirts.

BILD 1: Überdruckkammern mit Einzelbelegung.

Traditionell geht man davon aus, dass Sauerstoff lediglich ein Stoffwechselprodukt ist und die Heilung daher von der Verfügbarkeit ausreichender Sauerstoffmengen abhängt. Neuere Forschungen deuten jedoch darauf hin, dass die Rolle des Sauerstoffs weitaus komplexer ist.

Neben seiner lebenswichtigen Funktion als Nährstoff scheint Sauerstoff auch ein wichtiges Zellsignal oder einen „Wachstumsfaktor“ darzustellen. Gewebe, die ansonsten hypoxisch sind, reagieren auf hyperbare Sauerstofferhöhungen in ausreichendem Maße, um normale Wundheilungsreaktionen zu stimulieren. Täglich kann eine solche Exposition dazu führen, dass sauerstoffabhängige Mechanismen, die die Wundheilung steuern, in Gang gesetzt und anschließend verstärkt werden.

Wenn die Gewebehypoxie durch große Gefäße verursacht wird, hat die Aufarbeitung in Form einer medizinischen oder chirurgischen Durchflusserhöhung Vorrang. Es macht keinen Sinn, hyperbare Oxygenierung bei Patienten anzuwenden, die nicht über die physiologische Fähigkeit verfügen, lokal (in der Wunde) auf zentral (in der Lunge) zugeführte hyperbare Hyperoxie zu reagieren.

Die Vorteile der hyperbaren Behandlung ergeben sich aus der systemischen Zufuhr, denn es gibt keine lokale Wirkung von Sauerstoff auf die kutane Wundheilung. Inspirierter Sauerstoff muss in der Lage sein, von der Lunge über das Herz zum zentralen und dann zum peripheren Gefäßsystem zu gelangen, um den Wundrand zu erreichen.

Solange nicht zwischen dem relativen Beitrag der Pathologie großer und kleiner Gefäße unterschieden wird, ist es schwierig, die hyperbare Sauerstofftherapie sowohl aus klinischen als auch aus wirtschaftlichen Gründen zu rechtfertigen. Man muss sich nur die frühe Anwendung der hyperbaren Medizin bei Problemwunden ansehen, um diesen Punkt zu verstehen.

Es war üblich, dass sich die Patienten sehr umfangreichen hyperbaren Sauerstofftherapien unterzogen, die in einigen Fällen mehr als 100 Behandlungen umfassten. In der Regel wurde nicht versucht festzustellen, ob die reversible Hypoxie die Wundheilung beeinträchtigte oder nicht. Wie zu erwarten war, waren die klinischen Ergebnisse uneinheitlich und die finanziellen Aufwendungen kaum gerechtfertigt.

Die moderne Anwendung der hyperbaren Sauerstofftherapie ist wesentlich differenzierter. Das heutige Ziel besteht nicht darin, die hyperbare Sauerstofftherapie zur Heilung der Wunde an sich einzusetzen. Vielmehr geht es darum, die Umgebung der Wunde zu „normalisieren“, indem eine kritische Masse an Angiogenese erzeugt wird.

Der Patient wird vermutlich in einen lokal wirtskompetenten Zustand versetzt und ist in der Lage, die Spontanheilung aus einem sauerstoffabhängigen Blickwinkel zu unterstützen. Dieser Managementansatz hat erhebliche klinische und finanzielle Auswirkungen. Richtig angewandt, wird er der hyperbaren Sauerstofftherapie die Glaubwürdigkeit und den Respekt verschaffen, den sie schon vor einigen Jahrzehnten hätte genießen sollen.

HYPERBARE OXYGEN THERAPIE

Hyperbarer Sauerstoff ist eine Behandlung, bei der die Patienten 100 % Sauerstoff bei einem Druck über dem Meeresspiegel (1,0 Atmosphären absolut) einatmen. Die hohen Drücke werden durch die Verwendung von ein- (Abb. 1) oder mehrfach belegten Überdruckkammern erreicht. Die Drücke liegen zwischen 2,0 und 3,0 Atmosphären absolut (200-300 % Sauerstoffäquivalent), und die Behandlungen dauern etwa 90 Minuten. Eine Behandlungsserie reicht von 1 bis 50 Behandlungen, je nach dem zu behandelnden Zustand.

Die Hyperbarmedizin ist keineswegs neu. Sie wird seit den späten 1800er Jahren angewandt. Bis in die zweite Hälfte des 20. Jahrhunderts beschränkte sich ihre Anwendung jedoch auf die Behandlung von Tauchern und anderen Personen, die Dekompressionsunfälle erlitten. Ihr positiver Mechanismus beruhte auf dem einfachen Konzept des Boyle’schen Gesetzes.

Wenn der Druck erhöht wird (z. B. in einer Überdruckkammer), verringert sich das Gasvolumen (Blasen im Blutkreislauf, d. h. die Dekompressionskrankheit oder die „Taucherkrankheit“). Heutzutage macht die Dekompressionskrankheit nur noch einen Bruchteil der Fälle aus, die an hyperbarmedizinische Programme überwiesen werden.

BENEFIZIELLE MECHANISMEN DER WIRKUNG Direkter Druck Massenwirkung von Gasen Neovaskularisierung Antimikrobiell Vasokonstriktion Hyperoxygenierung Abschwächung von Reperfusionsschäden

TABLE I

Die moderne Anwendung dieser einzigartigen medizinischen Technologie ist weitaus anspruchsvoller. Es ist erwiesen, dass eine intermittierende Exposition gegenüber hyperbaren Sauerstoffdosen eine Reihe komplexer physiologischer und biochemischer Wirkungen hervorruft. Diese Wirkungen stellen wiederum eine Reihe von „positiven Mechanismen“ dar (Tabelle I).

Eine Vielzahl veröffentlichter Forschungsarbeiten, die viele Tausende von Artikeln umfassen, hat sich mit diesen Mechanismen und den verschiedenen Zuständen, die von ihnen profitieren könnten, befasst. Der größte Teil dieser Arbeit wurde auf der Ebene der Grundlagenforschung durchgeführt. Erst in jüngster Zeit haben kontrollierte Humandaten begonnen, die klinische Wirksamkeit und Kostenwirksamkeit zu validieren.

Heute wird die hyperbare Sauerstofftherapie bei sorgfältig ausgewählten und algorithmisch verwalteten Patienten eingesetzt:

• Begünstigt die Wundheilung bei ansonsten refraktären und chronischen ischämischen Läsionen mit dauerhaften Ergebnissen;
• verringert die Häufigkeit von Amputationen sowohl bei Diabetikern als auch bei Traumapatienten deutlich;
• schont das zentrale Nervensystem;
• verringert die Morbidität und Mortalität bei bestimmten anaeroben und gemischten Weichteilinfektionen;
• verringert die Verweildauer und die Notwendigkeit von Hauttransplantationen bei akuten thermischen Verbrennungen.

APPROVED USES OF HYPERBARIC OXYGEN THERAPY Air or gas embolism Carbon monoxide poisoning and smoke inhalation: carbon monoxide complicated by cyanide poisoning Clostridia myonecrosis (gas gangrene) Crush injury, compartment syndrome, and other acute traumatic ischemias Decompression sickness Enhancement of healing in selected problem wounds Exceptional blood loss (anemia) Necrotizing soft tissue infections (subcutaneous tissue, muscle, fascia) Osteomyelitis (refractory) Radiation tissue damage (osteoradionecrosis) Skin grafts and flaps (compromised) Thermal burns Adjunctive hyperbaric oxygen in intracranial abscess

TABLE II

Die nordamerikanische Praxis der Hyperbarmedizin basiert auf einer Auflistung der „ApprovedUses“ der Undersea and Hyperbaric Medical Society (Tabelle II). Es wird darauf hingewiesen, dass einige dieser Erkrankungen selten sind. Außerdem kommen bei vielen dieser Erkrankungen zunächst etablierte Verfahren und Therapien zum Einsatz, während hyperbarer Sauerstoff refraktären oder komplexeren Fällen vorbehalten ist.

Die Bewertung und Behandlung refraktärer Wundheilungen und die damit verbundenen finanziellen Aufwendungen stellen jedoch eine enorme Belastung für das Gesundheitssystem dar. In einer Studie waren 16 % aller Krankenhauseinweisungen und 23 % der gesamten Krankenhaustage auf diabetische Fußverletzungen zurückzuführen. Allzu häufig ist die Versorgung dieser Patienten erfolglos. Schätzungen zufolge werden in den Vereinigten Staaten jedes Jahr mehrere Milliarden Dollar für die Amputation von Extremitäten und die Rehabilitation von Diabetikern mit Fuß- und Beinverletzungen ausgegeben.

Um das Ausmaß des „Wundheilungsproblems“ richtig einschätzen zu können, müssen auch die vielen anderen Ursachen berücksichtigt werden, die bekanntermaßen Wunden verkomplizieren und deren Heilung verzögern. Periphere arterielle Verschlusskrankheit, venöse Stauungserkrankung, späte Strahlenschäden und Sichelzellkrankheit sind Beispiele dafür.

Es überrascht nicht, dass Patienten mit „Wundheilungsproblemen“ einen bedeutenden Prozentsatz des gesamten hyperbaren Überweisungsvolumens ausmachen.

TRANSCUTANEOUS pO2 MEASUREMENTS

Die kritische Rolle des Sauerstoffs bei der Wundheilung ist Gegenstand jahrzehntelanger Forschung und wurde an anderer Stelle ausführlich besprochen. Ein gewisser lokaler Sauerstoffmangel in der Wunde ist bei verletztem Gewebe unvermeidlich und soll als Anreiz für die Heilung dienen. Eine lokale Ischämie ist jedoch etwas ganz anderes.

Durchblutungsdefizite und die daraus resultierende verringerte Sauerstoffzufuhr stellen ein großes Hindernis für die Heilung dar. Um hypoxische Wunden wirksam behandeln zu können, muss man sich daher auf Ischämie vorbereiten.

Ischämiebefunde sind in der Regel das Ergebnis makro- und / oder normikrovaskulärer Störungen. Die Unterscheidung zwischen groß- und kleingefäßigen Erkrankungen ist wichtig.

Ist die Ischämie signifikant und durch große Gefäße bedingt, ist eine Form der Durchflusssteigerung erforderlich, wenn die Wunde heilen und die Extremität gerettet werden soll. Wenn die regionale Ischämie gering ist oder das Problem hauptsächlich mikrovaskulärer Natur ist, wird hyperbarer Sauerstoff zu einer therapeutischen Option.

Von den verschiedenen Methoden zur Bewertung der Gefäßkompetenz scheint die transkutane pO2-Überwachung am besten geeignet zu sein, um die Entscheidungsfindung für eine hyperbare Behandlung zu unterstützen. Im Gegensatz zu Druck- und Volumenmessungen misst die transkutane pO2-Überwachung präzise den „Endpunkt“ des Sauerstoffzufuhrsystems, d. h. die Sauerstoffspannungen in der Haut oder im darunter liegenden Gewebe.

Für gesunde und kritisch ischämische Gewebe wurden Schwellensauerstoffspannungen festgelegt. Der transkutane pO2 spiegelt direkt die Indikation für eine hyperbare Sauerstofftherapie und einen eventuellen therapeutischen Effekt wider. Darüber hinaus liefert er Informationen über die relativen Beiträge von makro- und mikrovaskulären Durchflussstörungen. Die transkutane Sauerstoffmessung wurde erstmals bei Neugeborenen als nichtinvasive Methode zur Bestimmung der arteriellen Sauerstoffspannung eingeführt und in der Gefäß-, Orthopädie- und plastischen Chirurgie eingesetzt.

In jüngster Zeit wurde die Bedeutung der transkutanen pO2-Messung bei der Behandlung von Erkrankungen der distalen unteren Extremitäten prospektiv nachgewiesen. Its value in predicting the risk ofamputation in the diabetic population is very evident .

FIG 2: tcpO2 hyperbaric decision making.

For the hyperbaricist, tcpO2 is critical tothe successful evaluation and management of problem woundreferrals. As a number of local and systemic factors are known toadversely influence wound healing, it is important to identifyunderlying hypoxia if hyperbaric oxygen therapy is to beeffectively applied. Da bei ein und demselben Patienten mehrere Ursachen vorliegen können, muss jeder Patient umfassend untersucht und entsprechend behandelt werden.

Die transkutane pO2-Überwachung wird während des gesamten Beurteilungs- und Behandlungszeitraums algorithmisch eingesetzt.

TRANSCUTANEOUS OXYGEN MANAGEMENT ALGORITHM

Überweisungen zur hyperbaren Wundheilung werden einer umfassenden Untersuchung unterzogen, die eine detaillierte Anamnese, eine körperliche Untersuchung und ausgewählte diagnostische Tests umfasst. Bei den Patienten, bei denen das Nutzen-Risiko-Verhältnis für eine hyperbare Sauerstofftherapie spricht, wird das transkutane Basisscreening nach einem Algorithmus durchgeführt. Der Algorithmus befasst sich mit vier wesentlichen Fragen:

I Wird die Wundheilung durch Hypoxie erschwert?
II Ist Hypoxie, wenn vorhanden, reversibel?
III Spricht der Patient auf die hyperbare Sauerstofftherapie an?
IV Hat der Patient einen therapeutischen Endpunkt erreicht?

I: Wird die Wundheilung durch Hypoxie erschwert?

• Normale tcpO2-Werte der unteren Extremitäten liegen über 50 mmHg, wenn sie bei einer absoluten Atmosphäre (760 mmHg) gemessen werden.
• Werte von 35-40 mmHg und höher werden als ausreichend angesehen, um die sauerstoffabhängige Wundheilung zu unterstützen.
• Werte unterhalb dieses Bereichs stellen ein Risiko der Heilungsbeeinträchtigung dar, das mit abnehmenden Werten zunimmt.

II: Ist Hypoxie reversibel, wenn sie vorhanden ist?

Damit hyperbarer Sauerstoff (eine systemische Methode der Sauerstoffzufuhr) wirksam ist, muss ein gewisses Maß an regionaler Durchblutung vorhanden sein.

• Die Atmung von 100 % Sauerstoff bei normobarem Druck im Anschluss an die Aufzeichnung eines stationären tcpO2-Umgebungswerts bewertet den Zustand der regionalen arteriellen Durchblutung.
• Sauerstoffbelastungswerte von über 300 mmHg stellen eine im Wesentlichen uneingeschränkte regionale Durchblutung dar.
• Screening-Werte von mehr als 100 mmHg deuten auf eine ausreichende regionale Perfusion für die Lebensfähigkeit der Gliedmaßen hin und weisen auf einen geeigneten Kandidaten für eine hyperbare Behandlung hin.
• Screening-Werte, die 100 mmHg nicht erreichen, deuten auf eine signifikante Ischämie hin und erfordern weitere vaskuläre Untersuchungen. Die Entscheidung, ob eine hyperbare Sauerstofftherapie in den Behandlungsplan aufgenommen werden soll, wird von Fall zu Fall und im Anschluss an die Entscheidung über die Optionen zur Flusssteigerung getroffen.

III: Spricht der Patient auf die hyperbare Sauerstofftherapie an?

Das oben beschriebene Verfahren zur Patientenauswahl ist keine Vorhersage des Ergebnisses. Es identifiziert diejenigen Patienten, die physiologisch in der Lage sind, den Wundrand mit hohem Sauerstoffdruck zu versorgen. Es gibt Bestrebungen, den tcpO2-Wert als Ergebnisprognose einzubeziehen. Dies ist jedoch ein ungelöstes Problem.

Es ist wahrscheinlich zu viel von dieser Technologie verlangt, insbesondere für Diabetiker und angesichts der Komplexität solcher Läsionen.

Daher wird ein früher Nachweis des therapeutischen Ansprechens angestrebt.

Die Verbesserung des tcpO2 in der Umgebung (21 % O2) im Laufe der Zeit war stets der beste Indikator für das therapeutische Ansprechen. Das Ausbleiben einer solchen Reaktion könnte den Arzt auf einen potenziellen Non-Responder aufmerksam machen.

Dies sollte eine Bewertung anderer möglicher Hindernisse für die Wundheilung ermöglichen, wodurch eine ansonsten erfolglose und teure Therapie vermieden werden kann.

Hyperoxisch-induzierte angiogene Reaktionen wurden transkutan in Geweben überwacht, die infolge therapeutischer Bestrahlung ischämisch geworden waren. Nach 8-10 Behandlungen tritt eine ausgeprägte „schnelle Anstiegsphase“ des cpO2 auf. Dieser Anstieg neigt dazu, bei 20-22 Behandlungen ein Plateau zu erreichen. Als Ausgangspunkt für die Neubewertung haben wir 14 Behandlungen gewählt, also etwa in der Mitte dieses Zeitraums rascher Veränderungen des tcpO2. Wenn eine Neovaskularisierung stattfindet, sollten zu diesem Zeitpunkt verbesserte Basiswerte (21 % O2) für die Wundumgebung vorliegen.

• Wenn die Werte ansteigen, gilt der Patient als Responder, und die hyperbare Behandlung wird bis zur Stufe IV fortgesetzt.
• Wenn keine Veränderung eingetreten ist oder eine Verschlechterung erkennbar ist, wird der Patient auf andere Ursachen als Hypoxie untersucht. Die hyperbare Sauerstofftherapie kann zu diesem Zeitpunkt fortgesetzt werden.

Das Ziel von Schritt III ist es, langwierige und letztlich erfolglose hyperbare Sauerstofftherapien zu vermeiden.

IV: Hat der Patient einen therapeutischen Endpunkt erreicht?

In der Zeit der Gesundheitsreform mit ihren Bemühungen um Kostendämpfung wird das Gesundheitssystem im Allgemeinen und die nicht vollständig in der medizinischen Praxis verankerten Modalitäten im Besonderen immer genauer unter die Lupe genommen. Es ist daher wichtig, dass die Entscheidung für die hyperbare Sauerstofftherapie zum Teil von ihren finanziellen Auswirkungen abhängt.

Bei sorgfältig ausgewählten Patienten, die nach einem Algorithmus und auf der Grundlage von Erkenntnissen behandelt werden, liefert die hyperbare Sauerstofftherapie hervorragende und dauerhafte klinische Ergebnisse und senkt gleichzeitig die Gesamtkosten der Gesundheitsversorgung. Bei nicht-diskriminierender Anwendung ist sie teuer und von fragwürdigem klinischem Wert.