Luftembolie

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Anzeichen und Symptome

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In der Praxis

Zu den Symptomen gehören:
  • Hypotonie
  • Kurzatmigkeit

In Taucher

Zu den Symptomen einer arteriellen Gasembolie gehören:
  • Bewusstlosigkeit
  • Atemstillstand
  • Vertigo
  • Krämpfe
  • Erschütterungen
  • Verlust der Koordination
  • Verlust der Kontrolle über Körperfunktionen
  • Taubheit
  • Lähmung
  • Extreme Müdigkeit
  • Schwäche in den Extremitäten
  • Bereiche mit abnormalem Empfinden
  • Visuelle Anomalien
  • Anomalien des Gehörs
  • Änderungen der Persönlichkeit
  • Kognitive Beeinträchtigung
  • Übelkeit oder Erbrechen
  • Blutiger Auswurf
  • Symptome anderer Folgen der Lungenüberdehnung wie Pneumothorax, subkutanes oder mediastinales Emphysem können ebenfalls vorhanden sein.

Verursacht

Operation

Bei Operationen und anderen medizinischen Eingriffen gelangen oft kleine Luftmengen versehentlich in den Blutkreislauf (z.B. eine Blase, die in eine intravenöse Flüssigkeitsleitung eintritt), aber die meisten dieser Luftembolien gelangen in die Venen und werden an der Lunge gestoppt, so dass eine venöse Luftembolie, die irgendwelche Symptome zeigt, sehr selten ist.

Dekompressionskrankheit

Eine Gasembolie ist eine Taucherkrankheit, die bei Unterwassertauchern auftritt, die Gase bei Umgebungsdruck einatmen, und kann auf zwei verschiedene Arten auftreten:
  • Lungenbarotrauma: Luftblasen können infolge eines groben Traumas an der Lungenschleimhaut nach einem raschen Aufstieg unter Atemanhalten in den Blutkreislauf gelangen; die in der Lunge gehaltene Luft dehnt sich bis zu dem Punkt aus, an dem das Gewebe reißt (Lungenbarotrauma). Dies ist einfach zu bewerkstelligen, da die Lunge durch Schmerzen kaum Warnung gibt, bis sie platzt. Der Taucher kommt in der Regel mit Schmerzen und Ängsten an die Oberfläche und kann schäumen oder Blut spucken. Ein Lungenbarotrauma ist in der Regel offensichtlich und kann sich ganz anders darstellen als die Dekompressionskrankheit.
  • Dekompressionskrankheit (DCS): Inertgasblasen bilden sich im Blutkreislauf, wenn dem während des Tauchgangs unter Druck im Blut gelösten Gas nicht genügend Zeit eingeräumt wird, um es beim Auftauchen in Lösung zu eliminieren. Die Symptome können subtil und nicht sofort wahrnehmbar sein und können sich noch einige Zeit nach dem Auftauchen entwickeln.

Beatmungsgerät induzierter Lungenbarotrauma

Auch ein Lungentrauma kann eine Luftembolie verursachen. Dies kann passieren, nachdem ein Patient an ein Beatmungsgerät angeschlossen wurde und Luft in eine verletzte Vene oder Arterie gedrückt wird, was zum plötzlichen Tod führt. Auch das Anhalten des Atems beim Auftauchen vom Gerätetauchen kann aufgrund des Druckunterschieds auf ähnliche Weise Lungenluft in Lungenarterien oder -venen zwingen.

Direkteinspritzung

Bei klinischen Verfahren kann Luft versehentlich direkt in eine Vene oder Arterie injiziert werden. Die missbräuchliche Verwendung einer Spritze zur akribischen Entfernung von Luft aus den Gefässschläuchen eines Hämodialysekreislaufs kann Luft in das Gefässsystem eindringen lassen. Eine venöse Luftembolie ist eine seltene Komplikation bei diagnostischen und therapeutischen Verfahren, die eine Katheterisierung einer Vene oder Arterie erfordern. Wenn eine signifikante Embolie auftritt, kann das Herz-Kreislauf-, Lungen- oder Zentralnervensystem betroffen sein. Interventionen zur Entfernung oder Milderung der Embolie können Verfahren zur Verkleinerung der Blasengröße oder den Entzug von Luft aus dem rechten Vorhof umfassen.

Andere

Es hat seltene Fälle von Luftembolie gegeben, die durch aus der Gebärmutter in den Blutkreislauf eingedrungene Luft oder durch Risse in den weiblichen Genitalien verursacht wurden. Das Risiko scheint während der Schwangerschaft größer zu sein. Es wurden Fälle berichtet, die durch Versuche, einen Schwangerschaftsabbruch durch Spritzen durchzuführen, entstanden sind. Diese scheinen auf eine Schädigung der Plazenta zurückzuführen gewesen zu sein, durch die Luft in den Blutkreislauf gelangte.

Risikofaktoren

Das patentierte Foramen ovale bei Unterwassertauchern gilt als Risikofaktor für eine arterielle Gasembolie aufgrund eines Shunts von ansonsten asymptomatischen Venenblasen in die systemischen Arterien.

Mechanismus

Eine Luftembolie kann immer dann auftreten, wenn ein Blutgefäß offen ist und ein Druckgradient besteht, der den Eintritt von Gas begünstigt. Da der Kreislaufdruck in den meisten Arterien und Venen höher als der atmosphärische Druck ist, tritt eine Luftembolie bei der Verletzung eines Blutgefässes nicht häufig auf. In den Venen oberhalb des Herzens, wie z.B. im Kopf und Nacken, kann der venöse Druck geringer als der atmosphärische Druck sein, so dass bei einer Verletzung Luft einströmen kann. Dies ist ein Grund, warum Chirurgen bei Gehirnoperationen besonders vorsichtig sein müssen und warum der Kopf des Bettes nach unten gekippt wird, wenn ein zentraler Venenkatheter aus den Venen der Hals- oder Nebenschlagader eingeführt oder entfernt wird. Wenn Luft in die Venen eintritt, strömt sie zur rechten Herzseite und dann in die Lungen. Dies kann zu einer Verengung der Lungengefässe führen, wodurch sich der Druck in der rechten Herzseite erhöht. Wenn der Druck bei einem Patienten, der zu den 20 bis 30 % der Bevölkerung mit einem patentierten Foramen ovale gehört, hoch genug ansteigt, kann die Gasblase dann zur linken Herzseite und weiter zum Gehirn oder zu den Koronararterien wandern. Solche Blasen sind für die schwerwiegendsten Symptome einer Gasembolie verantwortlich. Eine venöse oder pulmonale Luftembolie tritt auf, wenn Luft in die Systemvenen eindringt und zur rechten Seite des Herzens und von dort in die Lungenarterien transportiert wird, wo sie sich festsetzen und den Blutfluss blockieren oder reduzieren kann. Gas im venösen Kreislauf kann Herzprobleme verursachen, indem es den Lungenkreislauf blockiert oder eine Luftschleuse bildet, die den zentralvenösen Druck erhöht und den pulmonalen und systemischen arteriellen Druck senkt. Experimente an Tieren zeigen, dass die dafür erforderliche Gasmenge recht variabel ist. Fallberichte beim Menschen deuten darauf hin, dass die Injektion von mehr als 100 mL Luft in das Venensystem mit einer Rate von mehr als 100 mL/s tödlich sein kann. Sehr große und symptomatische Mengen venöser Luftembolie können auch bei einer raschen Dekompression bei schweren Tauch- oder Dekompressionsunfällen auftreten, wo sie die Zirkulation in der Lunge beeinträchtigen und zu Atemnot und Hypoxie führen können. Eine Gasembolie in einer systemischen Arterie, die als arterielle Gasembolie(AGE) bezeichnet wird, ist eine schwerwiegendere Angelegenheit als in einer Vene, da eine Gasblase in einer Arterie den Blutfluss zu einem von der Arterie gespeisten Bereich direkt stoppen kann. Die Symptome einer 'AGE' hängen vom Bereich des Blutflusses ab und können die eines Schlaganfalls bei einer zerebralen arteriellen Gasembolie (CAGE) oder eines Herzinfarkts sein, wenn das Herz betroffen ist. Die Menge der arteriellen Gasembolie, die Symptome verursacht, hängt von der Lokalisation ab - 2 mL Luft im Hirnkreislauf können tödlich sein, während 0,5 mL Luft in eine Koronararterie einen Herzstillstand verursachen können.

Prävention und Vorsorge

Bei Verdacht auf ein offenes Foramen ovale (PFO) kann zur Diagnose des Defekts eine echokardiographische Untersuchung durchgeführt werden. Bei diesem Test werden sehr feine Bläschen in die Vene eines Patienten eingeführt, indem Kochsalzlösung in einer Spritze gerührt wird, um die Bläschen zu erzeugen, und diese dann in eine Armvene injiziert werden. Einige Sekunden später sind diese Bläschen auf dem Ultraschallbild deutlich zu erkennen, wenn sie durch den rechten Vorhof und die rechte Herzkammer des Patienten wandern. Zu diesem Zeitpunkt können die Blasen direkt beobachtet werden, wie sie einen Septumdefekt durchqueren, oder es kann vorübergehend ein patentiertes Foramen ovale geöffnet werden, indem der Patient aufgefordert wird, das Valsalva-Manöver durchzuführen, während die Blasen durch das rechte Herz wandern - eine Aktion, die den Foramenlappen öffnet und zeigt, wie die Blasen in das linke Herz gelangen. Solche Blasen sind zu klein, um im Test Schaden zu verursachen, aber eine solche Diagnose kann den Patienten auf mögliche Probleme aufmerksam machen, die durch grössere Blasen entstehen können, die sich bei Aktivitäten wie Unterwassertauchen bilden, wo Blasen während der Dekompression wachsen können. Ein PFO-Test kann für Taucher empfohlen werden, die sich beim technischen Tieftauchen einer relativ hohen Dekompressionsbelastung aussetzen wollen.

Diagnose

Als allgemeine Regel gilt, dass jeder Taucher, der in irgendeiner Tiefe Gas unter Druck eingeatmet hat und bewusstlos auftaucht, kurz nach dem Auftauchen das Bewusstsein verliert oder innerhalb von etwa 10 Minuten nach dem Auftauchen neurologische Symptome zeigt, an einer arteriellen Gasembolie leidet. Die Symptome einer arteriellen Gasembolie können zwar vorhanden sein, aber durch Umwelteinflüsse wie Unterkühlung oder Schmerzen aus anderen offensichtlichen Ursachen überdeckt werden. Eine neurologische Untersuchung wird empfohlen, wenn der Verdacht auf eine Überdehnungsverletzung der Lunge besteht. Die Symptome der Dekompressionskrankheit können den Symptomen einer arteriellen Gasembolie sehr ähnlich sein und mit ihnen verwechselt werden, die Behandlung ist jedoch im Prinzip die gleiche. Die Unterscheidung zwischen Gasembolie und Dekompressionskrankheit kann für verletzte Taucher schwierig sein, und beide können gleichzeitig auftreten. In vielen Fällen kann die Dekompressionskrankheit in der Anamnese eliminiert werden, und das Auftreten von Symptomen anderer Lungenüberdehnungsverletzungen würde die Wahrscheinlichkeit einer Gasembolie erhöhen.

Behandlung

Eine große Luftblase im Herzen (wie sie bei bestimmten Traumata auftreten kann, bei denen die Luft ungehindert Zugang zu großen Venen erhält) führt zu einem ständigen "Maschinengeräusch". Es ist wichtig, den Patienten sofort in Trendelenburgposition (Kopf nach unten) und auf die linke Seite (linke seitliche Dekubitusposition) zu bringen. Die Trendelenburg-Position hält eine linksventrikuläre Luftblase von den Koronararterien-Ostien (die sich in der Nähe der Aortenklappe befinden) fern, damit keine Luftblasen in die Koronararterien eindringen und diese verstopfen (was einen Herzinfarkt verursachen würde). Die Positionierung des linken lateralen Dekubitus trägt dazu bei, die Luft im nicht abhängigen Segment der rechten Herzkammer einzuschließen (wo sie mit größerer Wahrscheinlichkeit verbleibt, anstatt in die Lungenarterie vorzudringen und diese zu verschließen). Die linke seitliche Dekubitusposition verhindert auch, dass die Luft durch ein möglicherweise offenes Foramen ovale (das bei bis zu 30% der Erwachsenen vorhanden ist) in den linken Ventrikel gelangt, von wo sie dann in die distalen Arterien embolisieren könnte (was möglicherweise Verschlusssymptome wie einen Schlaganfall verursacht). Die Verabreichung von hochprozentigem Sauerstoff wird sowohl für venöse als auch für arterielle Luftembolie empfohlen. Dies soll einer Ischämie entgegenwirken und die Reduktion der Blasengröße beschleunigen. Bei einer venösen Luftembolie kann die Trendelenburg-Lage oder die linke seitliche Positionierung eines Patienten mit einer Luftschleusenobstruktion des rechten Ventrikels die Luftblase im Ventrikel bewegen und einen Blutfluss unter der Blase ermöglichen. Eine hyperbare Therapie mit 100% Sauerstoff wird für Patienten mit klinischen Merkmalen einer arteriellen Luftembolie empfohlen, da sie die Entfernung von Stickstoff aus den Blasen durch Lösung beschleunigt und die Gewebeoxygenierung verbessert. Dies wird insbesondere bei kardiopulmonaler oder neurologischer Beteiligung empfohlen. Eine frühzeitige Behandlung hat den größten Nutzen, kann aber bereits 30 Stunden nach der Verletzung wirksam sein.

Behandlung von Tauchern

Die Erste-Hilfe-Behandlung mit Sauerstoff ist nützlich bei Verdacht auf eine Gasembolie oder bei Tauchern, die schnelle Aufstiege oder verpasste Dekompressionsstopps gemacht haben. Die meisten Wiederbeatmungsgeräte mit vollständig geschlossenem Kreislauf können anhaltend hohe Konzentrationen an sauerstoffreichem Atemgas abgeben und könnten als Alternative zu reinen Sauerstoffbeatmungsgeräten mit offenem Kreislauf verwendet werden. Reiner Sauerstoff aus einer Sauerstoffflasche durch eine Nicht-Rückatmungsmaske ist jedoch die optimale Art und Weise, einen Patienten mit Dekompressionskrankheit mit Sauerstoff zu versorgen. Die Rekompression ist die wirksamste, wenn auch langsamste Behandlung einer Gasembolie bei Tauchern. Normalerweise wird dies in einer Rekompressionskammer durchgeführt. Mit steigendem Druck nimmt die Löslichkeit eines Gases zu, wodurch die Blasengröße durch beschleunigte Absorption des Gases in das umgebende Blut und Gewebe verringert wird. Zusätzlich nehmen die Volumina der Gasblasen umgekehrt proportional zum Umgebungsdruck ab, wie durch das Boyl'sche Gesetz beschrieben. In der Überdruckkammer kann der Patient bei Umgebungsdruck bis zu einer Tiefe von 18 msw. 100% Sauerstoff atmen. Unter hyperbaren Bedingungen diffundiert Sauerstoff in die Blasen und verdrängt den Stickstoff aus der Blase und in die Lösung im Blut. Sauerstoffblasen werden leichter toleriert. Die Diffusion von Sauerstoff in Blut und Gewebe unter hyperbaren Bedingungen unterstützt Bereiche des Körpers, die bei einer Verstopfung der Arterien durch Gasblasen nicht mehr durchblutet werden können. Dies trägt dazu bei, ischämische Verletzungen zu reduzieren. Die Wirkung des hyperbaren Sauerstoffs wirkt auch den Schäden entgegen, die bei der Reperfusion von zuvor ischämischen Bereichen auftreten können; diese Schäden werden durch Leukozyten (eine Art weisse Blutkörperchen) vermittelt.

Komplikationen

Hohe Inzidenz eines Rezidivs nach hyperbarer Sauerstoffbehandlung aufgrund eines verzögerten zerebralen Ödems.

Epidemiologie

In Bezug auf die Epidemiologie der Luftembolie stellt man fest, dass die intraoperative Periode die höchste Inzidenz aufweist. Beispielsweise liegt die Inzidenz von VAE in neurologischen Fällen bei bis zu 80%, und die Inzidenz von OBGYN-Operationen kann bei VAE (vaskuläre Luftembolie) auf 97% steigen. Bei Tauchern liegt die Inzidenzrate bei 7/100.000 pro Tauchgang.

Andere Organismen

Luftembolien treten im Allgemeinen im Xylem von Gefäßpflanzen auf, da ein Abfall des hydraulischen Drucks zu Kavitation führt. Der fallende hydraulische Druck entsteht durch Wasserstress oder physische Schäden. Eine Reihe von physiologischen Anpassungen dienen dazu, Kavitation zu verhindern und sich davon zu erholen. Die Kavitation kann durch die engen Poren in den Wänden zwischen den Gefäßelementen an der Ausbreitung gehindert werden. Der pflanzliche Xylem-Saft kann durch Verbindungen um die Kavitation herum umgeleitet werden. Der Wasserverlust kann durch das Verschließen der Spaltöffnungen der Blätter verringert werden, um die Transpiration zu reduzieren, oder einige Pflanzen erzeugen einen positiven Xylem-Druck von den Wurzeln aus. Wenn der Xylem-Druck ansteigt, können sich die Kavitationsgase wieder auflösen.

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