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Aktueller Stand der Kardioplegie-Anwendungen in deutschen Herzzentren: 

eine Ist-Stand-Analyse 

KARDIOTECHNIK Ausgabe:
3-2024

Autor:innen

Fiebig 1, N. Kwapil 1+2, O. Dewald 1, F. Münch 1 Fiebig: 0009-0003-2367-231X, N. Kwapil: 0000-0002-0862-3371, Dewald: 0000-0001-5216-7978, F. Münch : 0000-0002-2790-0418 1 Herzchirurgie Erlangen, Loschgestraße 15, 91054 Erlangen, Universitätsklinikum Erlangen der FAU Erlangen Nürnberg (Leiter Prof. Dr. med. O. Dewald) 2  WKK Perfusionsservice GmbH & Co.KG, Wernher-von-Braun-Straße 5, 55129 Mainz-Hechtsheim

Hauptautor:in

  Lukas Fiebig B.Sc. Loschgestrasse 15 91054 Erlangen E-Mail: Lukas.Fiebig@web.de 

Zusammen­fassung

Einleitung: Eine sichere Myokardprotektion bei Herzoperationen wird durch die Anwendung von Kardioplegie erreicht. Die Wahl der genutzten Kardioplegien ist oft abhängig von dem zu behandelnden Herzfehler, dem Klinikstandard oder den Erfahrungen des Chirurgen. In einer Umfrage unter den leitenden Perfusionisten wurde der aktuelle Stand der verwendeten Kardioplegie-Lösungen in Deutschland abgefragt.  Material und Methoden: Im August 2023 wurde der Ist-Stand der Kardioplegie-Anwendungen des Jahres 2022 aller deutschen Herzzentren erfragt. Erhoben wurden die Anzahl an Eingriffen nach Altersgruppen (Kinder <18 Jahre und Erwachsene), die Eingriffe selbst, die Details zu den verwendeten Kardioplegien und die Prozesszeiten. Die interaktive Umfrage wurde in einer speziellen Online-Software programmiert und über ein Auswertungstool analysiert.  Ergebnisse: Die Rücklaufquote betrug 95 % (76 Kliniken). Davon führten 97 % (74/76) der Kliniken Herzoperationen bei Erwachsenen durch und 25 % (19/76) bei Kindern. In der Erwachsenen-Herzchirurgie wenden 19 % eine, 66 % zwei, 14 % drei und 1 % vier verschiedene Kardioplegien an. Anwendung fanden zu 78 % Bretschneider, 74 % Calafiore, 26 % Buckberg, 18 % Del Nido und 6 % andere. Die Auswahl der Kardioplegie richtete sich zu 72 % nach der Art der Operation, zu 31 % nach der Länge der Klemmzeit und zu 58 % nach den Präferenzen des Chirurgen. Im Kinderbereich wurden in 90 % der Kliniken eine und in jeweils 5 % zwei oder drei Kardioplegien verwendet. Diese teilen sich auf in 58 % Bretschneider-, 16 % Buckberg- Kardioplegie, 16 % Mikroplegie sowie jeweils 11 % Del Nido- oder St. Thomas-Kardioplegie. Als Grund für die Auswahl der Kardioplegien gaben von 19 Kliniken 37 % die Art der Operation, 42 % den Chirurgen und 31 % sonstige Gründe an.  Schlussfolgerungen: Die Analyse der vorliegenden Umfrage zeigt, dass die Vorgaben der Klinik in Kombination mit der durchgeführten Operation die Wahl der Kardioplegie-Lösung in der Erwachsenen-Herzchirurgie in Deutschland bestimmen. Die Art der Operation und die Präferenzen des Chirurgen sind in der Kinderherzchirurgie die Hauptgründe für die Wahl der Kardioplegie-Lösung. Dabei steht in 90 % der pädiatrischen Kliniken nur eine Kardioplegie für alle Eingriffe zur Verfügung. 

Keywords

Myokardprotektion, Umfrage, Kardioplegie, Herz-Lungen- Maschine, Herzchirurgie, Myocardial protection, survey, cardioplegia, heart-lung-machine, cardiac surgery

Einleitung 

Kardioplegie-Lösungen sind ein essenzieller Bestandteil fast aller Herzoperationen. Sie werden benötigt, um einen sicheren sowie schnellen Herzstillstand zu erzeugen und das Myokard zu schützen. Gleichzeitig muss der Effekt der Kardioplegie (KP) einfach umkehrbar sein, um eine Wiederaufnahme der Herzfunktion zu gewährleisten. Der Stillstand des Herzens wird allgemein durch Veränderungen von Elektrolyt-Konzentrationen im Herzen erreicht [1]. 

In den Anfängen der Herzchirurgie war die Verwendung von Kardioplegie noch nicht überall etabliert. Das Herz wurde beispielsweise durch „over-pacing“ in einen Zustand versetzt, um am nichtschlagenden Herzen operieren zu können. Zum weiteren Gewebeschutz kühlte man die Patienten durch Oberflächenhypothermie auf 28 °C Körperkerntemperatur, um den Sauerstoffverbrauch zu verringern [2,3]. Diese Maßnahmen ermöglichten einen sicheren Herzstillstand von 8–10 Minuten. Durch die Anwendung der extrakorporalen Zirkulation (EKZ) und Kühlung auf bis zu 25 °C waren Ischämiezeiten von 20–30 Minuten bei intermittierendem Öffnen der Aorta bis zur Freigabe der Koronarperfusion möglich [4,5]. 

Mitte der 1950er Jahre wurden erstmalig KP-Lösungen angewendet. Diese verhindern durch die Konzentrationsveränderung der Elektrolyte im Extrazellularraum das Auslösen eines vollständigen Aktionspotenzials und sorgen somit für einen gezielten Herzstillstand [1]. Der Londoner Chirurg Melrose verwendete 1955 erstmals mit Kaliumpermanganatlösung angereichertes Blut, um dieses als KP direkt in die Aortenwurzel zu applizieren. Hierbei kam es zu Myokardnekrosen, was in den USA über fast 20 Jahre hinweg zur Ächtung der KP in der Herzchirurgie führte [4,6,7]. 

Im Jahr 1958 nutzten Brown und Sealy eine Kombination aus EKZ mit Oxygenator und externem Wärmetauscher, um den Patienten auf eine Körpertemperatur von ca. 20 °C zu kühlen und somit den gesamten Sauerstoffverbrauch zu verringern [2]. Bei Temperaturen unter 20 °C wurde der Effekt bzw. das Phänomen der „Kältekardioplegie“ genutzt [5]. 

1964 veröffentlichte Bretschneider eine KP-Lösung aus Histidin, Tryptophan und Ketoglutaraten (HTK), welche in leicht angepasster Form bis heute im deutschsprachigen Raum der „Gold-Standard“ ist. Die HTK-Lösung oder auch Bretscheider- Kardioplegie mit dem Markennamen Custodiol (Dr. F. Köhler Chemie, Bensheim, Deutschland) erzeugt durch Natriumentzug und eine relativ hohe Konzentration an Kalium einen sicheren Herzstillstand. Bei einmaliger Gabe können hier theoretische Ischämiezeiten von bis zu 180 Minuten erreicht werden, bei systemischer Hypothermie zwischen 27 und 29 °C unter Einsatz der Herz-Lungen-Maschine [1,8]. Durch das enthaltende Tryptophan wird die Membran stabilisiert und der postischämische aerobe Stoffwechsel aktiviert. Zusätzlich wirken Histidin und Mannit als Radikalfänger bzw. osmotische Träger [1,4,7,9]. 

Durch die Entwicklung verschiedener Kardioplegieverfahren wurde es ermöglicht, die Aorta abzuklemmen und das Herz sicher stillzulegen. Dadurch wurde die Möglichkeit eröffnet am blutleeren Herzen zu operieren [10]. Von 1966 bis 1972 wendeten Cooley et al. ein kurzes Abklemmen der Aorta ohne Einsatz von KP an, jedoch traten dabei Probleme mit einer ischämischen Dauerkontraktion des Myokards auf, ein sogenanntes „Stone Heart“ [11]. Die Folge war eine irreversible Schädigung des Myokards und Herzversagen, welches die Notwendigkeit von KP zur Myokardprotektion nach abgeklemmter Aorta aufzeigte [4,6,12]. 

Im Jahr 1978 stellten Buckberg et al. ihre KP vor. Buckberg verwendete dabei Blut als Trägerlösung und setzte Glutamat und Aspartat zu. Durch das Trägermedium Blut (Blut- zu Kristalloider-Anteil 4:1) zeigte sich ein positiver Effekt gegenüber rein kristalloider KP. Die Buckberg-KP wird noch heute in verschiedenen Variationen weltweit bei Kinder- und Erwachsenen-Herzoperationen erfolgreich eingesetzt [4,6,7,13]. 

1995 stellten Calafiore et al. eine intermittierende, antegrade, warme Blut-KP vor [14], die auch als Mikroplegie bezeichnet wird. Hierbei wird oxygeniertes Blut mittels einer Rollerpumpe aus dem Oxygenator entnommen, über eine Infusionspumpe mit Kaliumchlorid angereichert und in die Aortenwurzel oder direkt in die Koronarostien appliziert. Aufgrund erster Erfahrungen und Erkenntnisse wurde die Mikroplegie in den folgenden Jahren modifiziert und mit Magnesiumsulfat versetzt. Die Zugabe von Magnesiumsulfat stabilisierte die Zellmembran, eliminierte wellenförmige Bewegungen, die als Aktivität interpretiert wurden, und blockiert die Calcium-Kanäle [9,14,15]. Die Herzchirurgie und die angewandten Kardioplegieverfahren haben sich stetig weiterentwickelt, nicht bekannt ist jedoch, wie häufig eine bestimmte Kardioplegie bei herzchirurgischen Eingriffen in verschiedenen Zentren angewendet wird. 

Daher wurde bundesweit eine interaktive Umfrage über die Verwendung von kardioplegischen Lösungen unter allen leitenden Perfusionisten durchgeführt. 

Material und Methode 

Die Daten zu den verwendeten KP-Lösungen wurden mit Hilfe einer interaktiven, individuell angepassten Onlineumfrage erhoben. Diese wurde mit Lime Survey (Lime Survey GmbH, Hamburg, Deutschland) programmiert und an alle leitenden Perfusionisten in Deutschland versendet. Um den Zeitaufwand zu minimieren und die Rücklaufquote zu verbessern, wurde die Umfrage so gestaltet, dass nur logische Folgefragen gestellt wurden [18]. 

Die Anzahl an durchgeführten Eingriffen bei Kindern (<18 Jahre) und Erwachsenen im Jahr 2022 wurde abgefragt. Zudem wurden die Arten der verwendete Kardioplegien bezogen auf die Eingriffsart ermittelt. 

Die Struktur der Umfrage ist in Abbildung 1 dargestellt. Die Art der Operation bzw. das angewandte Verfahren wurde bei erwachsenen Patienten unterschieden in Eingriffe wie Transplantationen, minimalinvasive und konventionelle Mitralklappenoperationen, Aortenklappenersatz, Aortenchirurgie, minimalinvasive EKZ (MIECC) und aortokoronare Bypass-Operationen sowohl isoliert wie auch kombiniert mit einer Herzklappenoperation. Bei Kindern wurde in Atrium-Septum-Defekt, Ventrikel-Septum-Defekt, atrioventrikulärer Septumdefekt, Fallot’sche Tetralogie, Switch-Operation, Aortenchirurgie (dazu zählen: Aortenbogen-, Norwood-, Truncus-OPs) und Transplantationen unterschieden. Eine Validitätsanalyse der Umfrage musste erfolgen. Die Daten wurden zusätzlich mit den bereits publizierten, bundesweiten Umfragedaten bei Erwachsenen-Herzoperationen aus dem Jahr 2013 [17] verglichen. Weiterhin wurden die Daten mit den publizierten Ergebnissen aus anderen Ländern bzw. Kontinenten verglichen. 

Abb. 1: Struktur der Umfrage 

Statistik 

Zur Auswertung der Daten wurden Mittelwertberechnungen durchgeführt. Die deskriptive Statistik erfolgte mittels Min-Max-Werten. Es wurden keine Signifikanzen berechnet. Für die Vergleichbarkeit der Daten wurde eine prozentuale Darstellung gewählt. 

Ergebnisse 

Validität 

Um sicherzustellen, dass die Umfrage valide ist, wurden vor dem Start der Umfrage insgesamt sechs klinisch tätige Perfusionisten aus verschiedenen Zentren angefragt, die Umfrage vorab zu testen. Dadurch konnte ausgeschlossen werden, dass durch unklar gestellte Fragen Interpretationsspielräume für Antworten möglich wurden. Somit konnte die Verlässlichkeit der Antworten auf die gestellten Fragen sichergestellt werden. Bei dem Wortlaut der Fragestellungen wurde darauf geachtet, dass ein klinisch tätiger Perfusionist, unabhängig davon in welchem Zentrum er/sie arbeitet, die Fragen fachlich richtig beantworten kann. 

Durchführung 

Die interaktive Umfrage wurde im Zeitraum vom 07.08.2023 bis zum 11.09.2023 durchgeführt und an alle leitenden Perfusionisten in Deutschland geschickt. Nach zwei Wochen Laufzeit wurden noch einmal die verbleibenden Kliniken mit einer Erinnerungsmail gebeten, die Daten nachzuliefern. Alle fehlenden Kliniken wurden dann noch einmal telefonisch gebeten, an der Umfrage teilzunehmen. Anschließend wurden die Daten in Excel exportiert und ausgewertet. 

Auswertung 

Die Befragung aller leitenden Perfusionisten (n = 80) im Erhebungszeitraum ergab eine Rücklaufquote von 95 %(Abb. 2). In 97 % (n = 74) aller teilnehmenden Kliniken (n = 76) werden Herzoperationen bei erwachsenen Patienten durchgeführt und 25 % (n = 19) gaben an, Herzoperationen bei Kindern durchzuführen. 

Abb. 2: Anzahl an Operationen mit Herz-Lungen-Maschine in erwachsenen (n = 74) und pädiatrischen (n = 19) herzchirurgischen Zentren in Deutschland 

Erwachsene 

Im Bereich der Erwachsenenherzchirurgie verwendeten 19 % der Kliniken eine, 66 % zwei, 14 % drei und 1 % vier Kardioplegie-Lösungen. Bei der Abfrage der verwendeten Kardioplegien zeigte sich, dass 78 % der deutschen Herzzentren Bretschneider, 74 % Calafiore, 26 % Buckberg, 18 % Del Nido und je ein Prozent St. Thomas bzw. eine andere Blutkardioplegie verwenden (Abb. 3). Die Auswahl der zu verwendenden Kardioplegie richtet sich mit 72 % nach der Art der Operation, mit 31 % nach der Länge der zu erwartenden Klemmzeit und zu 58 % nach den Präferenzen des Chirurgen. Die vorrangig genutzten Kardioplegien im Jahr 2022 bei verschiedenen Eingriffen an erwachsenen Patienten sind in Tabelle 1 dargestellt. Bei Kliniken, die nur eine KP für alle Eingriffe nutzten, wurde die Annahme zugrunde gelegt, dass diese KP für alle Eingriffe außer Transplantationen und minimalinvasive EKZ genutzt wird. Dies wurde dementsprechend in der Auswertung der Daten berücksichtigt. 

Abb. 3: Anteile der verwendeten Kardioplegien bei Erwachsenen in deutschen Herzzentren 2022 

Eingriffe ACVB ACVB + Klappen AKE MKE/R Mini. MKE/ R Konv. HTX AC MIEKZ 
keine Angaben 9 (12 %) 12 (15 %) 9 (12 %) 12 (16 %) 11 (15 %) 66 (89 %) 11 (15 %) 59 (80 %) 
Buckberg 11 (15 %) 15 (20 %) 9 (12 %) 7 (9 %) 12 (16 %) 2 (3 %) 11 (15 %) 1 (1 %) 
Bretschneider 7 (9 %) 25 (34 %) 29 (39 %) 38 (51 %) 29 (39 %) 5 (7 %) 34 (46 %) 2 (3 %) 
Del Nido 5 (7 %) 4 (5 %) 8 (11 %) 8 (11 %) 5 (7 %) 0 (0 %) 5 (7 %) 0 (0 %) 
Calafiore 42 (57 %) 18 (24 %) 19 (26 %) 9 (12 %) 16 (22 %) 1 (1 %) 13 (18 %) 12 (16 %) 
sonstige Blutkardioplegie 0 (0 %) 1 (1 %) 0 (0 %) 0 (0 %) 1 (1 %) 0 (0 %) 0 (0 %) 0 (0 %) 

Tab. 1: Vorrangig genutzte Kardioplegien bei Eingriffen an erwachsenen Patienten in deutschen Herzzentren im Jahr 2022 

Legende: ACVB = aortocoronarer Venenbypass; AKE = Aortenklappenersatz; MKE/R = Mitralklappenersatz und -rekonstruktion; EKZ = extrakorporale Zirkulation; HTX = Herztransplantation; AC = Aortenchirurgie; MIEKZ = minimalinvasive extrakorporale Zirkulation 

Applikation Buckberg-Kardioplegie 

Die Buckberg-KP wird laut Angaben aller Zentren (n = 18) für mehr als eine Applikation verwendet, wobei die Zeit zwischen den Applikationen durchschnittlich 23 Minuten (min. 15 Minuten, max. 30 Minuten) beträgt. Alle Zentren bevorzugen eine Applikationssteuerung über die Zeit. Hierbei dauert die erste Applikation im Durchschnitt 4 Minuten (min. 3 Minuten, max. 6 min) und die weiteren Applikationen 2 Minuten (min. 1 min, max. 3 min). Die Anteile der verschiedenen Applikationsformen sind in Tab. 2 dargestellt. Die KP wird in 100 % der Kliniken kalt und in 32 % warm appliziert. 84 % verwenden dafür einen Wärmetauscher. 

Applikationsform Anzahl (Anteil) 
kalte Induktion 18 (95 %) 
kalte Reinfusion 16 (84 %) 
Hot Shot 10 (53 %) 
warme Induktion (mit Patientenblut) 4 (21 %) 

Tab. 2: Anteile der verschiedenen Applikationsformen der Buckberg-Kardioplegie bei Erwachsenen 

Applikation Bretschneider-Kardioplegie 

Die Befragung der Kliniken (n = 58) zur KP nach Bretschneider ergab, dass in 17 % aller Kliniken ohne eine weitere Nachgabe gearbeitet wird, 83 % aller Kliniken nutzen bei Bedarf auch weitere Applikationen. Weitere Applikationen erfolgen durchschnittlich nach 100 Minuten (min. 60 Minuten, max. 180 Mi- nuten). In 40 % der Kliniken wird die Lösung nie abgesaugt, in 57 % wird je nach Vorgabe bzw. Bedarf gearbeitet und 3 % saugen die Lösung immer ab. Die Verwendung eines Hämofilters findet in 71 % nach Bedarf und in 29 % der Kliniken immer statt. Die Applikation erfolgte zu 16 % über Schwerkraft und zu 81 % über eine Pumpe. Bei 3 % wird die Form der Applikation nach Bedarf geregelt. 

In 97 % aller Kliniken wird die KP kalt und in 3 % bei systemischer Temperatur verabreicht. In 21 % der Kliniken wird ein Wärmetauscher verwendet. In 38 % der Kliniken wird die Bretschneider-KP retrograd appliziert. Die Applikationsart wird in 12 % der Kliniken bei Aortenklappenstenose, in 24 % bei Aortenklappeninsuffizienz und in 14 % bei sonstigen Gründen angewendet. Tabelle 3 zeigt die Anteile der verschiedenen Arten der Kardioplegie-Steuerung bei Verwendung der Bretschneider-Kardioplegie. Zusätzlich sind noch die Applikationsdauer bzw. das Applikationsvolumen dargestellt. 

Applikation Del Nido-Kardioplegie 

Die Befragung ergab, dass die Del Nido-KP in allen Fällen (n = 13) mehr als einmal appliziert wird. Gesteuert wird die Applikation in allen Fällen über das Volumen. Die Nachgabe findet durchschnittlich nach 80 Minuten (min. 60 Minuten, max. 90 Minuten) statt. Das Applikationsvolumen beträgt durchschnittlich 1200 ml (min. 800 ml, max. 1600 ml) bei der ersten und 560 ml (min. 250 ml, max. 1000 ml) bei weiteren Applikationen. Die Del Nido-KP wird in allen Zentren kalt appliziert, und 46 % der Kliniken verwenden einen Wärmetauscher. 

Applikation St. Thomas-Kardioplegie 

Eine Klinik wendet St. Thomas-KP kalt an. Bei Bedarf findet nach 90 Minuten eine weitere Applikation statt. Die Lösung wird immer abgesaugt. Appliziert wird die KP mit einer Pumpe, wobei dies über das Volumen gesteuert wird und mit 1000 ml angegeben wird. 

Applikation Calafiore-Kardioplegie (Mikroplegie) 

In allen 55 Kliniken, in denen Mikroplegie angewandt wird, werden im Mittel nach 20 Minuten (min. 15 Minuten, max. 30 Minuten) weitere Applikationen durchgeführt. Wie die KP appliziert wird und über welche Zeit bzw. welches Volumen, ist in Tabelle 4 dargestellt. Appliziert wird in 35 % der Zentren warm, in 22 % kalt und in 55 % bei systemischer Bluttemperatur, dabei verwenden 25 % hierfür einen Wärmetauscher. 

Applikationssteuerung Anzahl Kliniken Anteil 1. Applikation Weitere Applikationen 
über die Zeit 14 24 % 7 Minuten (min/max: 6/7) 4 Minuten (min/max: 2/7) 
über das Volumen 30 52 % 1700 ml (min/max: 1000/2000) oder 30 ml/kgKG (exakt) 700 ml (min/max: 200/1000) oder 10 ml/kgKG (exakt) 
erst über die Zeit, dann über das Volumen 12 % 7 Minuten (min/max: 5/8) 1000 ml (min/max: 500/1500) oder 15 ml/kgKG (exakt) 
erst über das Volumen, dann über die Zeit 12 % 1900 ml (min/max: 1500/2000) oder 25 ml/kgKG (min/max: 20/30) 5 Minuten (min/max: 3/7) 

Tab. 3: Anteile und Angaben zur Applikationssteuerung der Bretschneider-Kardioplegie bei Erwachsenen KG = Körpergewicht 

Applikationssteuerung Anzahl Kliniken Anteil 1. Applikation Weitere Applikationen 
über die Zeit 47 85 % 3 Minuten (min/max: 2/4) 2 Minuten (min/max: 1/5) 
über das Volumen 15 % 875 ml (min/max: 500/1200) 330 ml (min/max: 100/500) 

Tab. 4: Anteile und Angaben zur Applikationssteuerung der Calafiore-Kardioplegie bei Erwachsenen 

Vergleich der Ergebnisse von T. Neitzel et al. mit der vorliegenden Arbeit 

Abb. 4: Darstellung des Vergleichs der vorliegenden Ergebnisse (Abfragezeitraum 2022) mit der Umfrage von T. Neitzel et al. (Abfragezeitraum 2013) bezogen auf die Anzahl an verwendeten Kardioplegieverfahren, Anteile der angewandten Kardioplegieverfahren und die Anteile der vorrangig genutzten Kardioplegien bei Klappeneingriffen (ohne minimalinvasive Mitral- und Aortenklappenoperationen) bzw. Bypass-Operationen [17] 

Kinder 

In den 19 deutschen Kinderherzzentren wurden in 90 % der Kliniken eine und in jeweils 5 % zwei oder drei Kardioplegien verwendet. Die verwendeten Kardioplegien bei Kindern waren zu 58 % Bretschneider, 16 % jeweils Buckberg und Mikroplegie, 11 % Del Nido bzw. St. Thomas und 5 % sonstige Blutkardioplegien (Abb. 5). Auf die Frage nach der geeigneten Auswahl der Kardioplegie gaben 37 % der Kliniken die Art der Operation, 42 % die Erfahrungen bzw. Präferenzen des Chirurgen und 31 % sonstige Gründe an. Die vorrangig genutzten Kardioplegien bezogen auf die verschiedenen pädiatrischen Eingriffe werden in Tabelle 5 dargestellt. Bei Kliniken, die nur eine KP für alle Eingriffe nutzten, wurde die Annahme zugrunde gelegt, dass diese KP für alle Eingriffe außer Transplantationen genutzt wird. Dies wurde dementsprechend in der Auswertung der Daten berücksichtigt (Tab. 5). 

Applikation Buckberg-Kardioplegie 

Laut der befragten Zentren (n = 3) geben 100 % mehr als eine Applikation bei Verwendung der Buckberg-KP. Die Abstände zwischen den Applikationen betragen dabei durchschnittlich 25 Minuten (min. 25 Minuten, max. 30 Minuten). Gesteuert wird die Applikation über das Volumen, wobei die erste Applikation in allen Kliniken 30 ml beträgt und die weiteren im Durchschnitt nur 12 ml. 100 % der Zentren nutzen die kalte Induktion und 67 % die kalte Reinfusion. Keine der Kliniken verwendet bei Kindern einen Hot-Shot. Alle Kliniken applizieren die KP kalt und mit Wärmetauscher. 

Abb. 5: Anteile der verwendeten Kardioplegien bei Kindern in deutschen Herzzentren 2022 

Kardioplegien ASD VSD AVSD Fallot Switch AC HTX 
keine Angaben 1 (5 %) 1 (5 %) 1 (5 %) 1 (5 %) 1 (5 %) 1 (5 %) 18 (95 %) 
Buckberg 3 (16 %) 3 (16 %) 3 (16 %) 3 (16 %) 3 (16 %) 3 (16 %) 0 (0 %) 
Bretschneider 9 (47 %) 9 (47 %) 10 (53 %) 9 (47 %) 9 (47 %) 9 (47 %) 1 (5 %) 
Del Nido 2 (11 %) 2 (11 %) 2 (11 %) 2 (11 %) 2 (11 %) 2 (11 %) 0 (0 %) 
St. Thomas 1 (5 %) 1 (5 %) 1 (5 %) 1 1 (5 %) 1 (5 %) 1 (5 %) 0 (0 %) 
Mikroplegie 2 (11 %) 2 (11 %) 2 (5 %) 2 (11 %) 2 (11 %) 2 (11 %) 0 (0 %) 
sonstige Blutkardioplegie 1 (5 %) 1 (5 %) 1 (5 %) 1 (5 %) 1 (5 %) 1 (5 %) 0 (0 %) 

Tab. 5: Vorrangig genutzte Kardioplegien bei pädiatrischen Eingriffen in deutschen Herzzentren im Jahr 2022 

Legende: ASD = Atrium-Septum-Defekt; VSD = Ventrikel-Septum-Defekt; AVSD 

= Atrioventrikulärer Septumdefekt; AC = Aortenchirurgie (dazu zählen: Aortenbogen-, Norwood-, Truncus-OPs); HTX = Herztransplantation 

Applikation Bretschneider-Kardioplegie 

Die Befragung zur KP nach Bretschneider in 11 Kliniken ergab, dass in 20 % aller Kliniken ohne eine weitere Nachgabe gearbeitet wird, 80 % aller Kliniken nutzen bei Bedarf auch weitere Applikationen. Diese erfolgen durchschnittlich nach 90 Minuten (min. 40 Minuten, max. 120 Minuten). In 9 % der Kliniken wird die Lösung nie abgesaugt, in 27 % wird je nach Vorgabe bzw. Bedarf gearbeitet und 64 % saugen die Lösung immer ab. Die Verwendung eines Hämofilters findet in 64 % nach Bedarf und in 36 % der Kliniken immer statt. Eine retrograde Applikation findet in je 10 % der Kliniken bei Stenose und Aortenklappeninsuffizienz statt. 90 % der Kliniken nutzen keine retrograde Applikation. Appliziert wird die Bretschneider-KP zu je 45 % durch Schwerkraft oder Pumpe und zu 10 % nach Bedarf. Angaben zur Steuerung der Applikation und die zugehörigen Zeiten bzw. Volumina sind der Tabelle 6 zu entnehmen. Die KP wird von 91 % der befragten Kliniken kalt verabreicht, wobei eine Klinik zusätzlich einen Wärmetauscher nutzte. 

Applikation Del Nido-Kardioplegie 

Für die Del Nido-KP gaben alle Kliniken (n = 2) an, dass weitere Applikationen genutzt werden. Diese werden durchschnittlich nach 50 Minuten (min. 40 Minuten, max. 60 Minuten) verabreicht. Gesteuert wird die Applikation über das Volumen, wobei bei der ersten Gabe durchschnittlich 28 ml (min. 20 ml, max. 35 ml) je kgKG und bei weiteren Applikationen 23 ml/ kgKG (min. 10 ml, max. 35 ml) verwendet werden. Die KP wird in allen Kliniken kalt appliziert, und es wird immer ein Wärmetauscher genutzt. 

Applikation St. Thomas-Kardioplegie 

Bei der St. Thomas-KP (n = 2) wurde angegeben, dass bei Bedarf eine Nachgabe nach 30 bzw. 120 Minuten erfolgte. Das Absaugen der Lösung und die Verwendung eines Hämofilters finden nach Bedarf bzw. Vorgabe statt. Appliziert wird die KP entweder nach Zeit über 5 Minuten mittels Pumpe oder mit Schwerkraft über die Zeit (erst 4 Minuten für die initialen Applikationen, dann 2 Minuten für weitere Applikationen). Die KP wird in 50 % der Kliniken kalt gegeben und in 50 % wird ein Wärmetauscher verwendet. 

Applikation Mikroplegie 

In allen Zentren (n = 3) wird die Mikroplegie nach 20 Minuten erneut appliziert. Die Applikation wird über die Zeit gesteuert, wobei die erste Applikation im Durchschnitt 2,5 Minuten (min. 2 Minuten, max. 3 Minuten) und alle weiteren Applikationen im Durchschnitt 1,5 Minuten (min. 1 Minute, max. 2 Minuten) dauern. 50 % der Kliniken applizieren die KP kalt und verwenden einen Wärmetauscher. 

Diskussion 

In der vorliegenden Umfrage unter den leitenden Perfusionisten konnten sowohl für Erwachsene als auch für Kinder valide Daten über die Anwendung von Kardioplegien bei Herzoperationen erhoben werden. Durch die hohe Rücklaufquote und die annähernd so vielen teilnehmenden Zentren wie in der Umfrage von T. Neitzel et al. beim selben Anwenderkreis ist somit auch ein Vergleich der beiden Umfragen möglich. 

Abhängigkeit der Kardioplegie-Lösung von der durchgeführten Operation 

Betrachtet man die Abhängigkeit der ausgewählten Kardioplegie-Lösung zu der durchgeführten Operation, zeigt sich, dass die isolierten ACVB-Operationen zu 57 % mit Mikroplegie durchgeführt werden. Bei ACVB in Kombination mit Klappenoperationen verringert sich der Mikroplegieanteil auf 24 %, mit einer Zunahme der Bretschneider-Kardioplegie auf 34 % sowie Buckberg- und Del Nido-Kardioplegie auf insgesamt 25 %. Dieses veränderte Bild zugunsten der Bretschneider-Lösung lässt sich durch die verlängerte Ischämiezeit begründen. Für Eingriffe mit Aortenklappenersatz (AKE) wird mit 39 % hauptsächlich Bretschneider-KP verwendet. Jedoch finden auch Mikroplegie mit 26 % sowie Buckberg und Del Nido mit jeweils 11 % Anwendung. Grund hierfür könnten die erschwerten Nachgabeoptionen wie eine direkte Gabe in die Ostien bzw. retrograde Applikationsformen sein. Bei Operationen zum minimalinvasiven Mitralklappenersatz wird mit 51 % die Bretschneider-KP favorisiert. Alle weiteren KP-Arten haben nur einen Anteil von bis zu 10 %. Bei konventionellen Mitralklappenoperationen dagegen zeigt sich eine leichte Veränderung in Richtung Mikroplegie (22 %) und Buckberg (16 %), wobei die Mehrheit der Zentren Bretschneider (39 %) bevorzugt. Als Grund für die favorisierte einmalige Kardioplegiegabe wird der Positionswechsel des chirurgischen Sichtfeldes angegeben, der eine sichere Applikation bei möglichen Kardioplegienachgaben mit sich bringen könnte. In der Aortenchirurgie zeigt sich, wie bei den konventionellen Mitralklappenoperationen, ein ähnliches Bild der Verteilung der KP-Lösungen. Dabei bevorzugen auch hier 46 % der befragten Kliniken die Bretschneider-KP. Dies dürfte mit den verlängerten Nachgabeintervallen und schwierigeren Applikationsmöglichkeiten bei sehr langen Ischämie- und EKZ-Zeiten zu erklären sein. Zu Transplantationen und minimalinvasiver EKZ lässt sich kein valider Zusammenhang erkennen, da 89 % der Kliniken keine Angaben zu diesen Arten von Eingriffen gemacht haben bzw. diese nicht durchführen. 

Applikationssteuerung Anzahl (Anteil) 1. Applikation weitere Applikationen 
über die Zeit 1 (10 %) 7 Minuten (exakt) 3 Minuten (exakt) 
über das Volumen 5 (50 %) 34 ml/kgKG (min/max: 30/40) 21 ml/kgKG (min/max: 10/40) 
erst über die Zeit, dann über das Volumen 1 (10 %) 7 Minuten (exakt) 15 ml/kgKG (exakt) 
erst über das Volumen, dann über die Zeit 3 (30 %) 37 ml/kgKG (min/max: 30/50) 5 Minuten (exakt) 

Tab. 6: Anteile und Angaben zur Applikationssteuerung der Bretschneider-Kardioplegie bei Kindern (KG = Körpergewicht) 

Vergleich zur Umfrage von T. Neitzel et al. aus 2013 

Im Folgenden werden die Ergebnisse von T. Neitzel et al. aus der im Jahr 2013 deutschlandweit durchgeführten Telefonumfrage unter 80 Kliniken mit den Ergebnissen der Umfrage der vorliegenden Arbeit verglichen. Da die Umfrage von T. Neitzel et al. nur Fragen zum Bereich der Erwachsenen-Herzchirurgie umfasst, ist auch nur ein Vergleich in diesem Bereich möglich [17]. 

Anzahl an verwendeten Kardioplegieverfahren 

Betrachtet man die Daten aus Abbildung 4 zur Anzahl der verwendeten Kardioplegie-Verfahren aus 2013 und 2022 fällt Folgendes auf: Nur noch etwa ein Fünftel der Klinken verwendet ausschließlich eine Art der Kardioplegie. Der noch relativ ausgeglichene Zustand zwischen ein und zwei Verfahren in 2013 hat sich zur Nutzung mindestes zweier Verfahren gewandelt. Grund hierfür könnte sein, ein Kardioplegieverfahren für einmalige Gabe und ein anderes Verfahren für mehrfache Gabe bei unkomplizierter Nachgabesituation zur Verfügung zu haben. 

Genutzte Kardioplegien bei Erwachsenen 

Im Vergleich der Daten der vorliegenden Umfrage mit den Daten der Umfrage von T. Neitzel et al. aus Abbildung 4 wird in etwa gleich vielen Zentren Mikroplegie genutzt. Die Nutzung der Bretschneider-Kardioplegie in Deutschland hat in der letzten Dekade deutlich zugenommen. Da die Del Nido-KP erst nach 2013 genutzt wurde, ist diese nicht Teil von Neitzels Umfrage gewesen. Bei der St. Thomas-KP ist ein deutlicher Rückgang der Nutzung zu beobachten. Die im Jahr 2013 noch genutzte Eppendorf-Kardioplegie wird mittlerweile von keinem der befragten Zentren verwendet. Die Buckberg-Kardioplegie wird im Vergleich zu 2013 etwas weniger genutzt. 

Vorrangig verwendete Kardioplegien in der Bypass-Chirurgie  

In der Bypass-Chirurgie wird vorrangig, wie auch im Jahr 2013, Mikroplegie genutzt. Die Buckberg-Kardioplegie ist mit ihrem Anteil über die letzten Jahre konstant geblieben. Die Bretschneider- und St. Thomas-Kardioplegie haben beide an Anteilen für das Verfahren verloren, bzw. werden nicht mehr verwendet. Die Del Nido-Kardioplegie hat in Deutschland Einzug in die Bypasschirurgie gefunden (Abb. 4). 

Vorrangig verwendete Kardioplegien in der Herzklappenchirurgie 

Betrachtet man die in Abbildung 4 dargestellte Entwicklung der in 2013 vorrangig genutzten Buckberg-Kardioplegie bei Eingriffen an Herzklappen, so zeigt sich in den letzten 10 Jahren für diese Operationen ein Wechsel zur Del Nido-Kardioplegie. Diese verwendet aktuell rund ein Viertel aller Einrichtungen bei Herzklappenoperationen. Auch die Mikroplegie hat über die Jahre um ca. 20 Prozentpunkte verloren und wird vor allem für die konventionelle Mitralklappenoperation kaum noch verwendet. Deutlich zugenommen hat jedoch der Anteil an verwendeter Bretschneider-Kardioplegie, die mittlerweile einen Anteil von fast 40 % erreicht. 

Vergleich zu internationaler Kardioplegie-Umfrage in der Erwachsenen-Herzchirurgie 

Im internationalen Vergleich zur vorliegenden Umfrage sind deutliche Unterschiede in der Kardioplegieanwendung zu erkennen. Die in Deutschland favorisierte Bretschneider-KP wird in Europa nur von 15 % der befragten Kliniken verwendet [13]. Interessanterweise wird dagegen die in Deutschland nur von einer Klinik genutzte St. Thomas-KP bei einer Umfrage aus 2018 von Ali et al. mit über 60 % als die bevorzugte KP für Europa angegeben. Vergleicht man die Daten aus Nordamerika mit denen der vorliegenden Umfrage, so ist wiederum eine andere Verteilung zu erkennen. In Nordamerika wird mit 35 % die KP der University of Wisconsin favorisiert, welche in anderen befragten Regionen, wie z. B. Europa, mit nur 1 % der befragten Kliniken bei den Anwendern keine Beachtung findet. Verglichen mit den weltweiten Daten der vorliegenden Umfrage zeigen die bundesweiten Daten einen anderen Trend für die Myokardprotektion. Die wie beschrieben in Deutschland nur zu 1 % genutzte St. Thomas-KP wird weltweit mit 46 % am häufigsten genutzt. Allerdings erhielten Ali et al. nur eine Rücklaufquote von 50 % für die befragten Kliniken. Nichtsdestotrotz zeigte sich, dass die in Nordamerika favorisierte Kardioplegie der University of Wisconsin oder die hauptsächlich in Deutschland verwendete Bretschneider-KP im weltweiten Vergleich eher Länder- oder Kontinent-spezifische Anwendung findet [13]. 

Trend in der Kinderherzchirurgie 

In der vorliegenden Studie wurden in Deutschland erstmals Daten zur Kardioplegieanwendung im Bereich der Kinderherzchirurgie erhoben. Bei genauerem Betrachten der erhobenen Daten (Abb. 5 und Tab. 5) fällt sofort der hohe Anteil an verwendeter Bretschneider-KP auf. Fast 50 % aller untersuchten Eingriffe werden vorrangig mit Bretschneider-KP durchgeführt. Hinzu kommt, dass nur etwa 10 % aller Kliniken im Kinderbereich mehr als eine KP verwenden, obwohl 37 % angaben, die Kardioplegie nach der Art der Operation zu wählen. Verwendet der Großteil der Erwachsenen-Kliniken mindestens zwei Kardioplegieverfahren, so existiert in den meisten Kinderherzzentren gar keine Auswahl, da nur ein Verfahren angewendet wird. 

Im internationalen Vergleich mit einer Umfrage aus Großbritannien und Irland aus 2019 von Drury et al. wird dort, deutlich anders als in Deutschland, mit 84 % fast ausschließlich die St. Thomas-KP genutzt. Der Rest der Zentren nutzt individuelle KP-Lösungen [19]. 

Eine weitere Umfrage von Kotani et al. aus Nordamerika aus dem Jahr 2013 beschreibt wiederum ein anderes Bild. Dort werden in 38 % der Zentren zu 68 % Blutkardioplegien, davon vorrangig die Del Nido-Kardioplegie, verwendet. Mikroplegien finden nur in 5 % der Zentren Anwendung, im Vergleich sind dies 16 % weniger als in Deutschland [20]. Es lässt sich wie im Erwachsenen-Bereich erkennen, dass die Wahl der Kardioplegie international sehr unterschiedlich sein kann. 

Schlussfolgerung 

Die Analyse der vorliegenden Umfrage zeigt, dass die Präferenzen der Klinik in Kombination mit der durchgeführten Operation die Wahl der Kardioplegie-Lösung in der Erwachsenen-Herzchirurgie in Deutschland bestimmen. Diese Aussage bestätigt sich durch den Trend in den Zentren, mehr als ein Kardioplegieverfahren zu etablieren. 

Die Art der Operation und die Präferenzen des Chirurgen sind nach Angaben in pädiatrischen Kliniken der Hauptgrund für die Wahl der Kardioplegie-Lösung. Allerdings zeigen die Ergebnisse der vorliegenden Umfrage, dass in 90 % der pädiatrischen Kliniken nur eine Kardioplegie für alle Eingriffe zur Verfügung steht. Die Wahl der Kardioplegie hängt also eher von den Vorgaben der Klinik als von der individuellen Auswahl der Kardioplegie nach Operationen ab. 

Interessenkonflikt 

Die Autoren geben an, keine Interessenkonflikte zu haben. 

Erklärung 

In dem vorliegenden Artikel wird darauf verzichtet, bei Personenbezeichnungen sowohl die männliche als auch die weibliche Form zu nennen. Die männliche Form gilt in allen Fällen, in denen dies nicht explizit ausgeschlossen wird, für beide Geschlechter. 

Literatur

  1. Consiglio J., Cesnjevar RA, Münch F. Update Myokardprotektion. Kardiotechnik 2020(1): 8-19. 
  2. Mitulla F et al. Entwicklung des Sauerstoffverbrauchs in den verschiedenen Stadien der Hypothermie. Kardiotechnik 2021(3): 106-118. 
  3. Bock H. 45 Jahre erlebte extrakorporale Zirkulation. Kardiotechnik 2003. 12(2): 65.
  4. Hofer C. Untersuchung verschiedener Kardioprotektionsverfahren zur aortokoronaren Bypasschirurgie. 2007. https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-3946/End-Version%20 Dr.-Arbeit.pdf, letzter Zugriff 11.08.2023. 
  5. Gehl H. Experimentelle Untersuchungen zur Bestimmung der Dauer eines gut reversiblen Herzstillstandes bei selektiver tiefer Hypothermie durch intermittierende Coronarperfusion. 1965; https://link.springer.com/article/10.1007/BF02045340, letzter Zugriff 14.08.2023. 
  6. Yamamoto H, Yamamoto F. Myocardial protection in cardiac surgery: a historical review from the beginning to the current topics. The Japanese Association for Thoracic Surgery, 2012. 
  7. Tschaut RJ. Extrakorporale Zirkulation in Theorie und Praxis. 1999; Papst Science Publishers. 
  8. Dr. Franz Köhler Chemie GmbH. Zusammenfassung der Merkmale des Arzneimittels Custodiol. 2023 D.F.K. Chemie, Editor. 
  9. Lück S. Intraoperative Myokardprotektion mittels Bretschneider-Kardioplegie – ein Update. 2016; https:// dgfkt.de/wp-content/uploads/KARDIOTECHNIK-Ausgabe-2016-4.pdf, letzter Zugriff 22.08.2023 
  10. Gimpel-Henning K. Auswirkung des Abklemmens der Aorta auf den endothelialen Schaden der Aorta ascendens. 2009. https://www.zhb.uni-luebeck.de/epubs/ediss832.pdf, letzter Zugriff 16.08.2023. 
  11. Cooley DA, Reul GJ, Wukasch DC. Ischemic contracture of the heart: „stone heart“. Am J Cardiol, 1972; 29(4): p. 575-575. 
  12. Cordell AR. Milestones in the Development of Cardioplegia. 1995; https://www.sciencedirect.com/ science/article/pii/000349759500570B?via%3Dihub. letzter Zugriff 23.08.2023.
  13. Ali JM et al. Global Cardioplegia Practices: Results from the Global Cardiopulmonary Bypass Survey. The Journal of ExtraCorporeal Technology 2018. 
  14. Calafiore AM et al. Intermittent Antegrade Warm Blood Cardioplegia. Ann Thorac Surg 1995. 
  15. Calafiore AM, et al., Intermittent Antegrade Warm Blood Cardioplegia: What Is Next? Thorac Cardiovasc Surg, 2019. 
  16. Demmy TL et al. Organ preservation solutions in heart transplantation–patterns of usage and related survival. Transplantation 1997. 63(2): 262-9. 
  17. Neitzel T, Stiller M, Bushnaq H. Statistische Analyse der in Deutschland durchgeführten Perfusionen. Kardiotechnik 2014: 12. 
  18. LimeSurvey GmbH. Lime Survey. 2023. 
  19. Drury NE et al. Cardioplegia Practice in Paediatric Cardiac Surgery: a UK & Ireland survey. Perfusion 2019. 
  20. Kotani Y. et al. Current Cardioplegia Practice in Pediatric Cardiac Surgery: A North American Multi-institutional Survey. Ann Thorac Surg, 2013. 
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