Luftabscheidungs-IV-Filtration

Die Luftembolie ist ein vermeidbarer, im Krankenhaus erworbener Gesundheitsschaden (HAC), der zu schweren Gesundheitsschäden bis hin zum Tod führen kann.^2,3 HAC ist eine medizinische Diagnose dessen, was ein Patient während eines Krankenhausaufenthaltes entwickeln kann und was bei der Aufnahme noch nicht vorhanden war.³ Im Jahr 2008 trat eine Bestimmung des Deficit Reduction Act von 2005 in Kraft, die als Medicare „Nonpayment“ bekannt ist und die die Erstattung der Grenzkosten für vermeidbare HACs, einschließlich Luftembolien, ausschließt.⁴

Die Verhinderung des Eindringens von Luft in das Kreislaufsystem des Patienten kann daher zu spürbaren Kosteneinsparungen für Gesundheitsdienstleister führen. Das Auftreten einer vaskulären Luftembolie (VAE – Vascular Air Embolism), bei der eine oder mehrere Luftblasen in eine Vene eindringen und diese verstopfen, kostet das Gesundheitssystem durchschnittlich 66.007 $ pro Vorfall.^5–7

In der Krankenhausumgebung bestehen zahlreiche Möglichkeiten, wie Luft in den venösen Kreislauf gelangen kann, z. B. bei chirurgischen Eingriffen, Schmerzbehandlungsverfahren, diagnostischen Verfahren, Hämoperfusion und Luft bei der intravenösen Infusionstherapie.⁸Im Hinblick auf VAE verdient der zentrale Venenkatheter (ZVK) besondere Aufmerksamkeit. Etwa acht Prozent der Krankenhauspatienten benötigen einen zentralen Venenzugang, d. h., in den Vereinigten Staaten werden jedes Jahr mehr als fünf Millionen ZVKs gelegt.⁹

Die Schätzungen der Häufigkeit von VAE im Zusammenhang mit dem ZVK variieren von Studie zu Studie und reichen von 1 in 47 bis zu 1 in 3000 Katheterisierungsereignissen oder von 0,1 % bis 2 % pro Patient.^10–14 Einem Bericht der Pennsylvania Patient Safety Authority zufolge stehen 41 % der VAEs im Zusammenhang mit zentralen Venenzugangsgeräten.²

Die Häufigkeit dieser Komplikation mag zwar gering sein, doch die Sterblichkeitsrate aufgrund von venösen Luftembolien im Zusammenhang mit ZVK liegt zwischen 23 % und 50 %.^15–17

Technische Maßnahmen, wie die Verwendung eines luftabscheidendes Filters, spielen für Gesundheitsdienstleister eine entscheidende Rolle bei der Prävention von VAE. In diesem Zusammenhang empfehlen die Infusion Nurses Society und die American Society for Parenteral and Enteral Nutrition die Inline-Filtration als präventive Strategie zur Verringerung des Risikos einer Luftembolie.^18,19

Im Jahr 2021 stellte die INS in Bezug auf die Verwendung von Intravenösen(IV)-Inline-Filtern Folgendes fest:

• „Ziehen Sie die Filtration von Lösungen und Medikamenten in Betracht, um Mikrobläschen (<1 mm Durchmesser) aus in Infusionslösungen und Medikamenten eingeschlossener Luft zu reduzieren."
• „Verwenden Sie bei allen Patienten mit einer medizinischen Diagnose, die einen Rechts-links-Herz-Shunt oder einen Lungen-Shunt umfasst, luftabscheidende Filter zur Infusion. Damit wird die sogenannte paradoxe Embolisation verhindert, das Eindringen von Luft und Partikeln in den arteriellen Kreislauf.“¹⁸

Hydrophobe Entlüftungsmembranen auf unseren IV-Inline-Filtern ermöglichen eine wirksame Beseitigung von Luft, die in Infusionen eingeschlossen werden kann (z. B. durch Entgasung, Abklemmen usw.), und schützen den Patienten vor Luftembolien. Die Ergebnisse interner Studien zeigen, dass unsere Filter Lufteinschlüsse sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Position beseitigen können.²¹In den folgenden Kapiteln erfahren Sie mehr über Luftembolien und den Einsatz von Inline-Filtern.

Die Luftembolie, auch als Gasembolie bezeichnet, ist ein vermeidbarer, im Krankenhaus erworbener Gesundheitsschaden (HAC), der zu schweren Gesundheitsschäden bis hin zum Tod führen kann.^1,2

Eine Luftembolie entsteht, wenn eine oder mehrere Luftblasen in eine Vene oder Arterie eindringen und diese verstopfen.

• Von einer venösen Luftembolie (VAE) spricht man, wenn eine Luftblase in eine Vene eindringt,
• Wenn eine Luftblase in eine Arterie eindringt, spricht man von einer arteriellen Luftembolie.³

Eine venöse Luftembolie tritt im Wesentlichen dann auf, wenn zwei Bedingungen erfüllt sind:

• Es besteht eine direkte Verbindung zwischen einer Luftquelle und dem Gefäßsystem und
• das Druckgefälle begünstigt den Eintritt dieser Luft in die bloodstream1

Es vergingen fast 350 Jahre von der ersten Beschreibung des tödlichen Potenzials der vaskulären Luftembolie (1667) bis zur Empfehlung des Einsatzes eines IV-Inline-Filters als technische Maßnahme zur Verhinderung einer vaskulären Luftembolie (2016). 

Im Wesentlichen gibt es zwei entscheidende Faktoren, die die Morbidität und Mortalität der vaskulären Luftembolie (VAE) bestimmen:

• Die Menge des Lufteinschlusses und
• die Akkumulationsrate¹

Wie viel Luft ist tödlich?

• Tierversuche haben gezeigt, dass etwa 0,5–0,75 mL/kg Luft bei Kaninchen und 7,5–15.0 mL/kg Luft bei Hunden tödlich sind^.2–4
• In Fallberichten über die versehentliche intravaskuläre Verabreichung von Luft an den Menschen wird das tödliche Volumen als zwischen 200 und 300 mL bzw. 3–5 mL/kg ^{beschrieben.5,6}
• Andere Fallberichte haben gezeigt, dass eine schnelle Luftzufuhr von einem 20 mL oder weniger zu einer tödlichen Embolie führen kann.⁷
• In general, air volume greater than 50 mL is considered potentially lethal.⁸

Klinische Präsentation einer Luftembolie

VAE may have cardiovascular, pulmonary, and neurologic effects, dependent on the rate and entrained volume of air.¹ Rapid bolus injection may result in precipitous cardiovascular collapse, whereas gradual accumulations (Figure 1: microbubbles) may go unnoticed.⁸ The Figure below illustrates the relation between acute embolism volume and clinical symptoms and signs.

Ein zentraler Venenzugang ist von unschätzbarem Wert für die Behandlung von Krankenhauspatienten und ein häufig durchgeführter Eingriff. 

• Etwa acht Prozent der Krankenhauspatienten benötigen einen zentralen Venenzugang, d. h., in den Vereinigten Staaten werden jedes Jahr mehr als fünf Millionen ZVKs gelegt.^1,2
• Häufig benötigen Patienten auf der Intensivstation einen zentralen Venenzugang. Etwa 60 % der Patienten auf der Intensivstation haben ZVKs, und 24 % der Patienten außerhalb der Intensivstation haben ZVKs.³
• Über 15 Million Kathetertage pro Jahr (d. h., die Gesamtzahl der Tage, an denen alle Patienten einer ausgewählten Population in einem bestimmten Zeitraum ZVK ausgesetzt waren) werden allein auf den Intensivstationen der USA verzeichnet.⁴
• Trotz der niedrigeren Rate an ZVKs auf Stationen außerhalb der Intensivstationen übersteigt die Gesamtzahl der ZVKs außerhalb der Intensivstationen die der Intensivstationen.³

Zentralvenöse Infusionsleitungen sind nicht ohne Risiko und werden mit unmittelbaren, vaskulären, kardialen und pulmonalen Komplikationen in Verbindung gebracht.^5,6 Komplikationen treten bei der Einführung des Katheters, während der Verweildauer des Katheters und bei der Entfernung des Katheters auf.⁷Incidence rates of catheter-related complications vary widely depending on the terminology and definition of complications, patient population, units of measurement, duration of catheterization and follow-up, catheter location, placement and care procedures, and diagnostic methods.⁸ Die häufigste Komplikation ist die katheterassoziierter Blutbahninfektionen (CRBSI – Catheter-Related Bloodstream Infection). CRBSI werden in 4,3 % bis 26 % der gelegten Katheter angegeben.⁷Im Vergleich zu CRBSI ist die Inzidenzrate von vaskulären Luftembolien (VAE) im Zusammenhang mit ZVKs geringer.

• Die Schätzungen über die Häufigkeit von VAE im Zusammenhang mit ZVKs gehen weit auseinander und reichen von 1 in 47 bis 1 in 3000 Katheterisierungsereignissen.⁹
• Die gemeldete Häufigkeit von Luftembolien im Zusammenhang mit der Verwendung eines Zentralkatheters reicht von 0,1 % bis 2 %.^10,11,12,13

Einem Bericht der Pennsylvania Patient Safety Authority über Luftembolie-Ereignisse zufolge,

• stehen 41 % der VAEs im Zusammenhang mit zentralen Venenzugangsgeräten,
• stehen 30 % der VAEs im Zusammenhang mit chirurgischen Eingriffen,
• stehen 24 % der VAEs im Zusammenhang mit intravaskulären Verfahren und
• stehen 5 % der VAEs im Zusammenhang mit zentralen Venenzugangsgeräten.¹⁴

Da jedoch entweder kleine Luftmengen unerkannt bleiben können, da diese oft keine klinisch bedeutsamen Folgen haben, oder da die Diagnose leicht übersehen wird, geht man davon aus, dass die tatsächliche Häufigkeit von VAE höher ist.¹³  Während die Häufigkeit dieser Komplikation gering sein mag, liegen die Sterblichkeitsraten, die auf venöse Luftembolien im Zusammenhang mit ZVK zurückgeführt werden, zwischen 23 % und 50 %.^14,15,16

Selbst die konservativsten Schätzungen (5 Millionen ZVKs pro Jahr in den USA, Luftembolien bei 0,1 % der ZVKs und eine Sterblichkeit von 23 %) deuten auf 1.150 Todesfälle pro Jahr aufgrund dieser Komplikation allein in den USA hin.¹⁷

Das Vorliegen eines PFO steht insbesondere im Zusammenhang mit einer arteriellen Luftembolie nach intravenöser Luftzufuhr.¹⁰ Das persistierende Foramen ovale (PFO) ist eine häufige Anomalie, die zwischen 20 % und 34 % der erwachsenen Bevölkerung betrifft.¹¹Heckmann berichtete über ein PFO in 40 % der Fälle mit zerebraler Luftembolie in Verbindung mit einer zentralen Venenkanüle.¹²

US-Leitlinien empfehlen die IV-Filtration zur Verringerung des Risikos von paradoxen Luftembolien

In 2021 der Infusion Nursing Society (INS) heißt es:

„Verwenden Sie luftabscheidende Filter zur Infusion bei allen Patienten mit einer medizinischen Diagnose, die einen Rechts-links-Herz-Shunt oder einen Lungen-Shunt umfasst. Damit wird die sogenannte paradoxe Embolisation verhindert, das Eindringen von Luft und Feststoffteilchen in den arteriellen Kreislauf. Mit dem erhöhten Risiko einer paradoxen Embolisation sind hyperkoagulierbare Zustände und ein erhöhtes Risiko einer paradoxen Embolie verbunden.“¹³

In diesem Zusammenhang empfehlen die Infusion Nurses Society (INS) und die American Society for Parenteral and Enteral Nutrition (A.S.P.E.N.) die Inline-Filtration als präventive Strategie zur Verringerung des Risikos einer Luftembolie.^1,2

Die INS empfiehlt die Verwendung von IV-Leitungsfiltern¹

• für Lösungen und Medikamente zur Vermeidung von Mikrobläschen (< 1 mm im Durchmesser) aus Luft und
• bei allen Patienten mit einer medizinischen Diagnose, die einen Rechts-links-Herz-Shunt oder einen Lungen-Shunt umfasst, luftabscheidende Filter zur Infusion. Damit wird die sogenannte paradoxe Embolisation verhindert, das Eindringen von Luft und Partikeln in den arteriellen Kreislauf.

A.S.P.E.N. empfiehlt die Verwendung von IV-Inline-Filtern²

• bei der parenteralen Ernährung (PE), um die Gefahr potentieller Patientenschäden durch Partikel, Mikropräzipitate, Mikroorganismen und Luftembolien zu verringern.