Sauerstoffmangel im Gehirn nach Reanimation: Ursachen, Folgen und Therapie

Ein hypoxischer Hirnschaden, auch hypoxisch-ischämische Enzephalopathie (HIE) genannt, entsteht durch einen schweren Sauerstoffmangel im Gehirn. Häufig tritt er nach einem Kreislaufstillstand mit erfolgreichen Wiederbelebungsmaßnahmen (Reanimation) auf. In der Folge kann es zu unterschiedlich stark ausgeprägten neurologischen Störungen bis hin zu Koma oder Wachkoma kommen.

Ursachen des Sauerstoffmangels

Eine Unterversorgung des Gehirns mit Sauerstoff kann viele Ursachen haben. Bereits vor und während der Geburt kann es zu Komplikationen kommen, die zu einer Hirnschädigung beitragen können. Ursachen für eine Mangelversorgung des Gehirns mit Sauerstoff können hierbei eine vorzeitige Plazentalösung, eine eingeklemmte Nabelschnur oder eine Nabelschnur, die sich um den Hals des Kindes gewickelt hat, sein. Eine hypoxische Hirnschädigung bei Kleinkindern wird also meist durch äußere Faktoren verursacht.

Hypoxischer Hirnschaden kann durch eine Vielzahl von Ursachen und Risikofaktoren hervorgerufen werden. Ein umfassendes Verständnis dieser Faktoren ist entscheidend, um das Risiko zu minimieren und geeignete Maßnahmen zur Prävention zu ergreifen. Dazu gehören:

• Ertrinken: Wasser kann die Lunge füllen und die Sauerstoffaufnahme verhindern.
• Kardiovaskuläre Ereignisse: Herzstillstand, Herzrhythmusstörungen oder schwere Herzinsuffizienz können zu einem sofortigen Abfall der Sauerstoffversorgung im Gehirn führen.
• Schockzustände: Schockzustände, die durch starken Blutverlust, schwere Allergien oder andere medizinische Notfälle verursacht werden, können ebenfalls die Sauerstoffversorgung des Gehirns beeinträchtigen.
• Hochrisikosituationen: Unfälle, schwere Verletzungen oder Drogenüberdosierungen können ebenfalls zu hypoxischem Hirnschaden führen.
• Vorerkrankungen: Risikofaktoren können zudem vorbestehende medizinische Erkrankungen umfassen, wie z.B. Atemwegserkrankungen, Herzkrankheiten oder neurologische Störungen, die die Wahrscheinlichkeit eines hypoxischen Ereignisses erhöhen.

Pathophysiologie: Was passiert im Gehirn?

Die Nervenzellen des Gehirns, vor allem die für höhere Funktionen des Bewusstseins wie Wahrnehmung, Gedächtnis und Koordination zuständigen und besonders empfindlichen Zellen an der Oberfläche des Großhirns, sterben aufgrund des Sauerstoffmangels innerhalb weniger Minuten ab. Da sich diese Nervenzellen nicht wieder nachbilden, wird das Gehirn irreparabel geschädigt und es entsteht ein hypoxischer Hirnschaden.

Das Ausmaß des hypoxischen Hirnschadens hängt unter anderem davon ab, wie lange die Sauerstoffversorgung des Gehirns unterbrochen war. Bei einer kurzen Unterversorgung des Gehirns mit Sauerstoff können Symptome wie Koordinations-, Wahrnehmungs- oder Gedächtnisstörungen auftreten, die sich in der Regel wieder zurückbilden. Eine längere Unterversorgung des Gehirns mit Sauerstoff von mehr als fünf Minuten führt zu einer tiefen Bewusstlosigkeit, dem Koma.

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Diagnose des hypoxischen Hirnschadens

Bevor die Diagnose eines hypoxischen Hirnschadens gestellt werden kann, untersucht ein interdisziplinäres Team aus Spezialisten aus Innerer Medizin, Anästhesie bzw. Notfallmedizin und Neurologie die vorliegende Schädigung genauer. Insbesondere bei unbekannter Vorgeschichte müssen andere mögliche Erkrankungen der Gehirnfunktion (Enzephalopathien) ausgeschlossen werden, die durch eine Blutvergiftung (Sepsis) oder durch Medikamente ausgelöst oder stoffwechselbedingt (metabolisch) sein können.

Neben einem ausführlichen Anamnesegespräch mit Ihnen und/oder Ihren Angehörigen zur Krankengeschichte stehen verschiedene Untersuchungsmethoden zur Verfügung. Welche bildgebenden Verfahren eingesetzt werden, hängt unter anderem von der vorliegenden oder vermuteten Ursache Ihres Kreislaufstillstands ab. Mit Ultraschall (Dopplersonografie, trans- und extrakranial) können alle großen Arterien untersucht werden, die das Hirn versorgen. Die Magnetresonanztomografie des Schädels (kraniale MRT, cMRT) mit Blutgefäßdarstellung (Angiografie) macht Verengungen (Stenosen) oder Verschlüsse von Schlagadern sichtbar. Mit der kranialen Computertomografie (cCT) können Gehirn, Hirnhäute und knöchernen Schädel, mit der Thorax-CT die Lunge in Schnittbildern darstellen und beurteilen. Mit der CT-Angiografie und der Koronarangiografie können die Blutgefäße sowie die Herzkranzgefäße sichtbar gemacht werden. Neurologische Untersuchungen geben Aufschluss darüber, ob und welche Nerven in welchem Ausmaß betroffen sind.

Folgen des hypoxischen Hirnschadens

Die langfristigen Folgen eines hypoxischen Hirnschadens können erheblich variieren und hängen von mehreren Faktoren ab, einschließlich der Schwere der Hypoxie, der Dauer des Sauerstoffmangels und der Geschwindigkeit der medizinischen Intervention. In vielen Fällen kann ein hypoxischer Hirnschaden zu bleibenden neurologischen Beeinträchtigungen führen.

• Kognitive Beeinträchtigungen: Betroffene können Schwierigkeiten mit Gedächtnis, Aufmerksamkeit und anderen kognitiven Fähigkeiten haben.
• Motorische Beeinträchtigungen: Die motorischen Fähigkeiten können stark eingeschränkt sein, was zu Problemen beim Gehen, Sprechen oder Ausführen einfacher Bewegungen führen kann.
• Verhaltens- und emotionale Störungen: Viele Patienten erleben Veränderungen in ihrer emotionalen Stabilität und ihrem Verhalten.
• Epilepsie: Einige Patienten entwickeln nach einem hypoxischen Ereignis epileptische Anfälle.

Therapie des hypoxischen Hirnschadens

Leider gibt es noch kein festes Therapiekonzept für die Behandlung eines hypoxischen Hirnschadens. Die Therapie richtet sich nach dem Ausmaß der Beeinträchtigung und der individuellen Symptomatik. Man unterscheidet dabei die Akutbehandlung einer Hypoxie von der Therapie der Folgeschädigungen.

Die Akutbehandlung zielt darauf ab, die Sauerstoffversorgung wiederherzustellen und wichtige Körperfunktionen aufrechtzuerhalten. Der Zustand nach einer Reanimation erfordert eine intensivmedizinische Weiterbehandlung. Neben Stabilisierung der Herz-Kreislauf-Funktion und Beatmung wird eine Hypothermie eingeleitet. Die Abkühlung des Organismus unter 36 Grad Celsius zählt derzeit zur besten Therapie nach einer Wiederbelebung, um Gehirnschäden zu reduzieren.

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Postreanimationssyndrom

Der Sauerstoffmangel und die Nährstoffunterversorgung während eines Herz-Kreislauf-Stillstands lösen eine Entzündungsreaktion des Gesamtorganismus aus, die mit Fieber, Schock und geschwächter Immunlage einhergeht. Diese als Postreanimationssyndrom bezeichnete Folge einer Wiederbelebung setzt teilweise verzögert ein und belastet den geschwächten Organismus auch dann noch, wenn Herzrhythmus und Durchblutung längst wieder hergestellt sind.

Therapie auf der Intensivstation

Wird die Patientin oder der Patient während oder nach einer erfolgreichen Reanimation der Intensivstation übergeben, werden zunächst die Notfalldiagnostik durchgeführt und die Überlebensfunktionen sichergestellt. Dazu zählen die Herzfunktion und die Atmung. Ist die Patientin oder der Patient bei Bewusstsein, wird dennoch ein Schlafzustand herbeigeführt.

Hypothermie

Durch diese als Hypothermie bezeichnete Maßnahme lässt sich der Stoffwechsel verlangsamen und die Ausschüttung von Giftstoffen, die das Gehirn angreifen, reduzieren. Dazu legt man in die untere Hohlvene einen Kühlkatheter, der aus einem geschlossenen Ballonsystem besteht. Eine von außen zugeführte vier Grad kalte Spülflüssigkeit zirkuliert durch den Ballon und kühlt das vorbeiströmende Blut ab. Der Zustand der Hypothermie wird für zwölf bis 24 Stunden beibehalten.

Der Schlafzustand wird noch über 72 Stunden beibehalten und der Kühlkatheter belassen, da auch dann noch Fieber droht.

Rehabilitation

Sobald sie nicht mehr intensivpflichtig ist, sollte umgehend mit einer Frührehabilitation begonnen werden. Die Therapie eines hypoxischen Hirnschadens kann sowohl ambulant als auch stationär im Rahmen einer Rehabilitationsmaßnahme erfolgen. Die Behandlung beruht dabei auf mehreren Konzepten, die unter anderem physiotherapeutische, logopädische, ergotherapeutische oder psychotherapeutische Ansätze beinhalten.

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• Physiotherapie: Körperliche Einschränkungen wie eine Veränderung des Muskeltonus oder Lähmungserscheinungen können durch physiotherapeutische Anwendungen und Eigenübungen verbessert werden. So können Patienten auch bei einer halbseitigen Lähmung viele Herausforderungen des Alltags meistern und in einigen Fällen sogar gehen.
• Logopädie: Eine logopädische Behandlung kann Störungen beim Sprechen und auch beim Schluckvorgang verbessern.
• Ergotherapie: Im Rahmen einer Ergotherapie erlernen Patienten, ihr Leben selbstständig zu gestalten. So wird beispielsweise das An- und Ausziehen der Kleidung trotz körperlicher Einschränkung erlernt. Dies bedeutet für die Betroffenen in vielen Fällen eine deutliche Verbesserung der Lebensqualität.
• Psychotherapie: Eine begleitende Psychotherapie kann vielen Patienten den Umgang mit der eigenen Erkrankung erleichtern, sodass auch andere Therapiemaßnahmen besser umgesetzt werden können.

Frührehabilitation bei hypoxischem Hirnschaden

In der Regel beginnt die Frührehabilitation bei einem hypoxischen Hirnschaden (HIE) sobald der Zustand der Patientin oder des Patienten stabil genug ist. Sie zielt darauf ab, die durch den Sauerstoffmangel verursachten Schäden zu minimieren. Damit trägt sie entscheidend zur Wiederherstellung der körperlichen und geistigen Funktionen der Betroffenen bei. Unsere Expert:innen verfolgen bei der Frührehabilitation einen schrittweisen, multidisziplinären Ansatz, der sich an Ihren individuellen Bedürfnissen und Fähigkeiten orientiert.

Unmittelbar nach dem Ereignis, das zum hypoxischen Hirnschaden geführt hat, steht die medizinische Stabilisierung im Vordergrund. Diese umfasst die Sicherstellung der Atmung, die Kreislaufstabilisierung und die Überwachung der neurologischen Funktionen. Sobald die betroffene Person stabil ist, führen wir eine umfassende Diagnostik durch. So können wir das Ausmaß der Hirnschäden bestimmen und den Rehabilitationsbedarf ermitteln.

Bei Aufnahme in die Frührehabilitation werden viele Patient:innen noch maschinell beatmet. Bei langfristiger Beatmung wird oft eine Trachealkanüle als Beatmungszugang angelegt. Das ist ein Kunststoffschlauch, der durch einen Luftröhrenschnitt in die Luftröhre eingebracht wird. Er schützt vor Aspirationen (Verschlucken), weil das zu Lungenentzündungen führen kann. Daher können Trachealkanülen auch nach erfolgreicher Entwöhnung vom Beatmungsgerät nur selten sofort entfernt werden.

Eine sehr häufige Folge von Einblutungen in das Hirngewebe sind Schluckstörungen. Dieser Problematik räumen unsere Expert:innen einen hohen Stellenwert ein, da Verschlucken zu schweren Lungenentzündungen führen kann. Um den Schluckakt bewerten zu können, nutzen wir bei Asklepios bildgebende und endoskopische Verfahren wie die funktionelle endoskopische Evaluation des Schluckens (FEES).

Um die motorischen Fähigkeiten zu erhalten und unerwünschten Folgen wie Muskelatrophie (Muskelschwund) oder Gelenksteifigkeit vorzubeugen, beginnen wir sobald wie möglich mit der Frühmobilisation. Die Physiotherapie spielt hierbei eine zentrale Rolle. Moderne Therapien unterstützen diesen Prozess, zum Beispiel robotergestützte Trainingsgeräte wie der Lokomat® für das Gehen oder der Armeo® für Arm- und Handübungen. Botulinumtoxin kann überaktive Muskeln entspannen und so schmerzhafte Verkrampfungen lindern. Auch übermäßiger Speichelfluss lässt sich damit verringern. Besonders wirksam ist die Behandlung, wenn das Problem genau abgegrenzt ist.

Parallel zur Physiotherapie wird mit der Ergotherapie begonnen. Unser Ziel ist, dass unsere Patient:innen ihre Alltagskompetenz zurückerlangen und unabhängiger werden. Kognitive Defizite sind bei HIE keine Seltenheit. Die neuropsychologische Therapie zielt darauf ab, Gedächtnis, Aufmerksamkeit und exekutive Funktionen (für Kontrolle und Selbstregulation zuständig) zu verbessern. Ist die Sprach- oder Schluckfunktion beeinträchtigt, setzen wir eine logopädische Therapie ein. Unsere Logopäd:innen unterstützt Sie dabei, ihre Kommunikationsfähigkeit zu verbessern.

Es ist wichtig, dass auch die Angehörigen aktiv in die Frührehabilitation eingebunden werden. Durch Schulungen und Anleitungen lernen sie, wie sie die Patient:innen im Alltag unterstützen können. Die Frührehabilitation mündet in eine langfristige Rehabilitationsplanung, die ambulante Therapien, Nachsorgeangebote und gegebenenfalls Anpassungen im häuslichen Umfeld umfasst. Dadurch sollen die erzielten Fortschritte gesichert werden. Mit diesem schrittweisen, patientenzentrierten Ansatz schaffen wir optimale Voraussetzungen für eine erfolgreiche Rehabilitation.

Heilungschancen, Verlauf und Prognose

Inwiefern eine hypoxische Hirnschädigung sich zurückbildet, bzw. die Symptome gelindert werden können, hängt von der Ausprägung der Schädigung ab.

Nervenzellen können sich nur sehr langsam oder gar nicht regenerieren. Dies erschwert den Verlauf, sodass eine vollständige Heilung oft nicht möglich ist.

Durch eine frühzeitige und intensive Therapie kann vielen Patienten aber geholfen werden, sodass der Alltag trotz Einschränkungen selbstständig bewältigt werden kann.

Entscheidend für die Prognose ist neben dem Ausmaß der Schädigung auch oft die individuelle Einstellung der Patienten und den Umgang mit der Erkrankung. Daher hat sich eine begleitende Psychotherapie im Rahmen interdisziplinärer Therapiekonzepte immer mehr bewährt.

Die Prognose für Patienten mit hypoxischem Hirnschaden hängt von der Schwere der Schädigung und der rechtzeitigen Behandlung ab. Frühzeitige Rehabilitation und therapeutische Interventionen sind entscheidend, um die bestmögliche Lebensqualität zu gewährleisten. Insgesamt ist es wichtig, dass Betroffene und ihre Angehörigen sich über die möglichen Folgen und Prognosen informieren, um fundierte Entscheidungen über die erforderlichen Behandlungs- und Rehabilitationsstrategien zu treffen.

Rechtliche Aspekte und Haftung

Die Klärung von Haftungsfragen ist ein zentraler Aspekt bei der Geltendmachung rechtlicher Ansprüche im Zusammenhang mit hypoxischem Hirnschaden. Dabei ist es wichtig, die Umstände, die zum Schadensereignis geführt haben, genau zu analysieren und die Verantwortlichkeiten festzustellen.

• Ursachenanalyse: Die Feststellung der genauen Ursache des hypoxischen Hirnschadens ist entscheidend. Handelt es sich um einen medizinischen Notfall, einen Unfall oder eine fahrlässige Handlung?
• Verantwortliche Parteien: Abhängig von den Umständen können verschiedene Parteien haftbar gemacht werden.
  • Ärzte und medizinisches Personal: Wenn der Hirnschaden aufgrund fehlerhafter medizinischer Behandlung entstanden ist, können Ärzte oder Pflegepersonal haftbar gemacht werden.
  • Dritte: In Fällen von Unfällen können Dritte haftbar gemacht werden.
• Beweislast: Die Beweisführung ist ein wesentlicher Bestandteil jeder rechtlichen Auseinandersetzung. Der Geschädigte muss nachweisen, dass ein Kausalzusammenhang zwischen dem Vorfall und dem entstandenen Schaden besteht.
• Rechtsbeistand: Angesichts der Komplexität von Haftungsfragen ist es ratsam, rechtlichen Beistand in Anspruch zu nehmen.

Beweisführung in Haftungsfällen

Die Beweisführung in Haftungsfällen, die mit hypoxischem Hirnschaden verbunden sind, ist oft komplex und erfordert sorgfältige Vorbereitung.

• Dokumentation der medizinischen Behandlung: Eine lückenlose Dokumentation aller medizinischen Behandlungen ist von großer Bedeutung. Dazu gehören Krankenhausberichte, Entlassungsbriefe, Arztberichte und Ergebnisse von bildgebenden Verfahren.
• Gutachten von Fachärzten: In vielen Fällen ist es erforderlich, medizinische Gutachten von Fachärzten einzuholen, um die Schwere des Hirnschadens und die Kausalität zwischen dem Vorfall und dem entstandenen Schaden zu belegen.
• Zeugenaussagen: Aussagen von Zeugen, die den Vorfall beobachtet haben oder über die Behandlung des Patienten Bescheid wissen, können ebenfalls wertvolle Beweise liefern.
• Überwachung des Verlaufs: Die Erfassung und Dokumentation von Veränderungen im Gesundheitszustand des Patienten über die Zeit hinweg ist ebenfalls wichtig.
• Rechtliche Unterstützung: Angesichts der Komplexität der Beweisführung ist es ratsam, einen erfahrenen Fachanwalt für Medizinrecht zu engagieren.
• Fristen und Formalitäten: Bei der Geltendmachung von Haftungsansprüchen sind Fristen und Formalitäten zu beachten.

Eine gründliche und systematische Beweisführung ist unerlässlich, um die Ansprüche erfolgreich durchzusetzen und den Betroffenen die notwendige Unterstützung und Entschädigung zukommen zu lassen.

Neue Therapieansätze

Etwa 50.000 Menschen erleiden jährlich in Deutschland einen plötzlichen Herzstillstand. Passiert er außerhalb eines Krankenhauses, überlebt gerade einmal jeder Zehnte - oft mit schweren Hirnschäden. Mit einem neuartigen, am Universitätsklinikum Freiburg entwickelten Behandlungsverfahren lassen sich in solchen Fällen mehr als dreimal so viele Menschen retten. Zudem tragen die Betroffenen oft nur geringere oder gar keine neurologischen Schäden davon. Das zeigen jetzt Ärztinnen und Forscherinnen des Universitätsklinikums Freiburg gemeinsam mit Kolleginnen aus Deutschland, Österreich und den Niederlanden in einer klinischen, multizentrischen Studie mit 69 Patient*innen im Fachmagazin Journal of Clinical Medicine, die am 21. Dezember 2023 erschienen ist.

„Nach Jahrzehnten der Forschung ist uns mit der von uns entwickelten Therapie CARL und der neuen Herz-Lungen-Maschine ein Durchbruch in der Notfallmedizin gelungen“, sagt Studienleiter Prof. Dr. Friedhelm Beyersdorf, ehem. Ärztlicher Direktor der Klinik für Herz- und Gefäßchirurgie des Universitätsklinikums Freiburg. CARL steht für Controlled Automated Reperfusion of the whoLe Body.

Bisher gab es zehn Minuten nach einem Herzstillstand kaum noch Hoffnung auf Überleben. „Mit dem von uns entwickelten Verfahren weiten wir die Zeitspanne deutlich aus und verbessern die Genesung der Betroffenen“, sagt Erstautor der Studie Prof. Dr. Georg Trummer, Oberarzt an der Klinik für Herz- und Gefäßchirurgie des Universitätsklinikums Freiburg. In ersten Einsätzen des neuen Verfahrens überlebten Personen mit einer Dauer des Herzstillstands von über 60 Minuten ohne bleibende Schädigung des Gehirns. Ungeachtet dessen ist es Teil des Konzepts, betroffene Patienten möglichst rasch innerhalb von 30-45 Minuten nach plötzlichem Herzstillstand mit diesem neuartigen Verfahren zu therapieren.

Ergebnisse der Freiburger Studie

• Trotz herkömmlicher Herz-Lungen-Wiederbelebung (CCPR) überleben nur 6 - 26 Prozent der Patient*innen einen Herzstillstand. Die Freiburger Studie zeigt nun eine Gesamtüberlebensrate von 42,0 Prozent bei Entlassung aus dem Krankenhaus.
• Bei 79,3 Prozent der Überlebenden wurde ein günstiges neurologisches Ergebnis nach 90 Tagen festgestellt.
• Patient*innen mit innerklinischem Herzstillstand wiesen eine besonders hohe Überlebensrate von 51,7 Prozent auf.
• Bei außerklinischem Herzstillstand lag die Überlebensrate bei 35 Prozent.
• Wurde die Therapie bereits außerhalb des Krankenhauses begonnen, überlebten sogar 57,1 Prozent der Betroffenen.

In der Studie wurden 69 Patient*innen im Alter von 21 bis 86 Jahren mit dem neuen Verfahren behandelt. Die Studie wurde in sieben spezialisierten Herzzentren durchgeführt.

Das CARL-Konzept

Die Freiburger Forscherinnen haben ihr Therapie-Konzept CARL genannt. „CARL ist unseres Wissens das erste Gerät, das speziell für die Reanimation entwickelt wurde und unter anderem die komplette Herz-Lungen-Funktion der Patientinnen übernehmen kann. Vor allem aber ist es weltweit das einzige Gerät, das eine Behandlung der Schäden ermöglicht, die durch den Herzstillstand und den damit einhergegangenen Sauerstoffmangel entstanden sind. Möglich ist das, weil wir sofort alle wichtigen Parameter wie etwa Blutwerte messen und steuern können, die für eine erfolgreiche Reanimation notwendig sind“, sagt Prof. Dr. Christoph Benk, Bereichsleiter Kardiotechnik der Klinik für Herz- und Gefäßchirurgie am Universitätsklinikum Freiburg.

Eine einzigartige Doppelpumpensteuerung ermöglicht den notwendigen hohen pulsatilen Blutfluss und realisiert einen hohen Blutdruck. Der Sauerstoffgehalt kann präzise gesteuert werden und über eine mobile Kühleinheit lässt sich der Körper der Betroffenen schnell und sicher herunterkühlen.

Spezialisten und Kliniken

Ein hypoxischer Hirnschaden stellt sowohl für die Betroffenen als auch für das soziale Umfeld eine Herausforderung dar. Eine adäquate und fachlich kompetente ärztliche Behandlung ist dabei ganz entscheidend für den Verlauf der Erkrankung.

Im Rahmen von Rehamaßnahmen, in denen intensiv auf die individuellen Bedürfnisse der Patienten eingegangen wird, können Spezialisten ihren Patienten eine Verbesserung der Lebensqualität ermöglichen.

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