Von Wasserschlössern und Blubberrohren

oder:

Wie funktioniert eine Thoraxdrainage?

Aus gegebenem Anlass finden Sie hier einige Informationen zu Thoraxdrainagen. Wie bei Star Wars beginnt die Serie nicht mit dem ersten, sondern mit einem späteren Teil der Saga. Hintergrund sind die Ereignisse während des OSCEs am 16. und 17. Juni, auf Grund derer es mir am wichtigsten schien, Angaben zur Verfügung zu stellen wie man Thoraxdrainagen betreibt, wenn sie einmal gelegt worden sind. Erklärt wird es im Text und in den Bildern an Hand der früher üblichen Flaschensysteme. Deren Aufbau macht das Verständnis der angewandten Prinzipien bei weitem einfacher als die heute verwendeten kompakten Einmalsysteme. Diese funktionieren aber nach dem gleichen Prinzip. Der Text ist sicher etwas langatmig geworden, aber ich wollte alles der Reihe nach erklären ohne Punkte auszulassen, die vielleicht doch nicht auf Anhieb verständlich sind. Außerdem wollte ich auch noch einige Fragen beantworten, die sich bei der Lektüre stellen können und vermeintliche Widersprüche klären.

Viele Grüße, vor allem an die OSCE-Teilnehmer und nun frischgebackenen PJ-ler,Christian Lenz

Teil IIIWie funktioniert eine Thoraxdrainage?Die Einlage einer Drainage in den Pleuraspalt dient dazu, extrapulmonale Luft(Pneumothorax) oder Flüssigkeit(Erguss, Blut oder Empyem) im Pleuraspalt zu entfernen und damit wieder ein enges Anliegen von viszeraler und parietaler Pleura herzustellen und dafür zu sorgen dass es auch so bleibt.

Wenn durch eine Läsion im Bronchialsystem oder der Thoraxwand eine Verbindung zwischen Pleuraspalt und der Außenwelt hergestellt wird, kommt es zu einem Luftdruckausgleich zwischen Pleuraspalt und Außenwelt. Da im Pleuraspalt ein negativer Druck vorherrscht, dringt Luft in diesen ein und verdrängt die Lunge, bis der Druckausgleich hergestellt ist. Bei entsprechend großer Läsion und gesunder Lunge kann dies zum Totalkollaps der betroffenen Lunge führen. Wenn der Druckausgleich geschaffen ist, kommt aber das Eindringen von Luft in den Pleuraspalt zum Stillstand, der Pneumothorax ist stabil.

Wenn aber in der Läsion ein Ventilmechanismus besteht, der dazu führt, dass Luft nur in den

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Pleuraspalt eindringen, ihn aber nicht wieder verlassen kann, wird durch den positiven Druck in den Atemwegen bei Beatmung oder während der Exspiration bei Spontanatmung zunehmend Luft aus dem Bronchialsystem in den Pleuraspalt gedrückt und kann ihn nicht wieder verlassen. Dadurch erhöht sich dort der Druck kontinuierlich. Herz, Mediastinalgefäße und die kontralaterale Lunge werden komprimiert. Symptomatisch kommt es zu zunehmender Atemnot und Beeinträchtigung des Kreislaufs. Es entsteht ein sogenannter Spannungspneumothorax. In dieser Situation ist eine schnelle Entlastung der komprimierten Luft geboten, im Notfall durch Punktion des betreffenden Pleuralraums. In der Klinik besteht meistens die Zeit, eine ordentliche Thoraxdrainage anzulegen.

Durch den erhöhten Druck im Pleuraspalt entleert sich Luft über die gelegte Drainage und es kommt zum Druckausgleich mit der Außenwelt. Ein stabiler Zustand ist damit wiederhergestellt. Der Pneumothorax ist damit aber immer noch nicht beseitigt, da beim spontan atmenden Patienten durch die Verbindung zur Außenwelt noch immer kein negativer Druck im Pleuraraum entfaltet werden kann um viszerale und parietale Pleura wieder in Kontakt zu bringen(siehe Abb 1).

Bei Patienten, die mit inspiratorisch positiven Drücken beatmet werden, besteht dagegen im Pleuraraum in der Regel immer ein positiver Druck, sodass sich hier theoretisch weitere Maßnahmen erübrigen: Durch den positiven Beatmungsdruck wird die Lunge unabhängig vom umgebenden Luftdruck ausgedehnt und legt sich wieder an die parietale Pleura an.

Bei spontanatmenden Patienten dagegen muss als nächstes dafür gesorgt werden, dass über die Drainage Luft zwar entweichen, aber während der Inspiration, in der ein negativer Druck im Pleuraspalt vorliegt, nicht erneut wieder eindringen kann. Dies geschieht dadurch, dass die Pleuradrainage über ein senkrechtes Rohr abgeleitet wird, dessen Spitze, knapp unterhalb einer Wasseroberfläche eingetaucht ist,(Wasserschloss, Flasche 2). Während der spontanen Exspiration, oder auch durch Husten oder Pressen wird im noch luftgefüllten Pleuraspalt ein positiver Druck erzeugt. Da das ableitende Rohr der Thoraxdrainage nur sehr knapp unter die Wasseroberfläche eingetaucht ist, wird nur sehr wenig Druck benötigt, damit sich die Luft aus dem Rohr entleert und zur Wasseroberfläche aufsteigt. Während der Inspiration mit negativem intrapleuralem Druck wird dagegen im Rohr und in der Drainage unbegrenzt Wasser und nicht Luft angesaugt, bis der Ausgleich zwischen negativem inspiratorischem Druck und der Schwere der angesaugten Wassersäule eintritt. Dies verhindert das Wiedereindringen von Luft während der Inspiration(siehe Abb.2). Vergleichbar ist das mit dem Vorgehen, wenn Sie mit einem Strohhalm Luft in Ihren Milchshake oder was Sie sonst so trinken, einblasen: Die Luft blubbert aus dem Strohhalm heraus. Wenn Sie dagegen am Strohhalm saugen, kommt mitnichten diese Luft wieder zurück, sondern Sie verspüren auf Ihrer Zunge, dass jetzt das Getränk angesaugt worden ist, das sich im Becher befindet. Trotz heftigen Sogs lehrt sich der Becher aber nur langsam, da die Flüssigkeitsmenge, die aus dem Becher angesaugt werden kann, sehr groß ist.

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Abbildung 1: Drainage Spannungspneumothorax.

Mediastinum

Spannungspneumothorax

Thoraxdrainage

Aussenwelt

Normaler Pneumothorax

pfffft !

Da durch den positiven Druck im Pleuraspalt Luft austreten, aber während der Inspiration mit negativem Druck nicht wieder zurückgelangen kann, reichen diese Maßnahmen im Prinzip aus, um unter Spontanatmung einen Pneumothorax allmählich zu entleeren. Allerdings sind meistens noch weitere Maßnahmen angeraten:

Luftdichter Anschluss einer Sekretflasche(Flasche 1) vor dem Wasserschloss um etwaiges Sekret aufzufangen; falls nötig dessen Volumen zu messen und zu verhindern, dass es in der Flasche mit dem Wasserschloss zu einem Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels kommt. Dadurch würde sich nämlich während der Exspiration der Druck der Wassersäule auf die austretende Luft erhöhen und die Drainierung des Pneumothorax erschweren oder unmöglich machen.

2. In vielen Fällen wird die Drainage noch unterstützt, indem auf die Drainage ein kontinuierlicher Unterdruck ausgübt wird, es wird ein „Sog“ angebracht. Dies ist in der Regel unerlässlich, wenn nicht nur Luft, sondern auch Flüssigkeiten wie Ergüsse, besonders Blut oder Empyeme drainiert werden sollen. Ebenso ist dies notwendig, wenn große Teile der Lunge kollabiert sind.

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Abbildung 2: Funktionsprinzip eines Wasserschlosses.

Exspiration

P+

Aussenwelt Inspiration

P-

Aussenwelt

Abbildung 3: Sekretflasche und Wasserschloss.

P+

Zusaetzliche Sekretflasche

Den „Sog“, der klinisch ubiquitär verwandt wird und eigentlich meistens über einen Venturieffekt der Druckluft, die „aus der Wand kommt“ erzeugt wird, sollten Sie allerdings nicht direkt an eine Thoraxdrainage anschließen.

Ich habe das einmal erlebt(nicht auf der Mannheimer, aber einer vergleichbaren Intensivtherapiestation). Eine Thoraxdrainage zur Drainierung eines Hämathothorax hatte da nicht mehr gefördert und man wollte dies durch direktes Ansaugen wieder in Gang bringen. Das Ergebnis war eindrucksvoll. Der Patient regierte mit einem sofortigen Anstieg der Herzfrequenz auf 150-180/min und einem erheblichen Blutdruckabfall. Der Saugversuch wurde nach wenigen Sekunden abgebrochen. - Durch den erheblich negativen Druck des ungeschwächten Sogs war es wahrscheinlich zu einer Verschiebung der Mediastinalorgane und -gefäße und damit zu einer erheblichen Behinderung der Zirkulation gekommen, welches dann die beobachteten Symptome ausgelöst hat.

Zur gesteuerten Reduktion des Sogs dient Flasche 3:Die Kraft des Sogs wird geteilt. Über ein Rohr ist er an das Thoraxdrainagensystem angeschlossen. Zugleich ist er über ein zweites Rohr an die Außenwelt angeschlossen. Da hier im Gegensatz zum Drainage/Wasserschlosssystem kein Widerstand entgegengesetzt ist, wird das Ansaugen von Luft aus der Außenwelt dominieren, die Auswirkung auf das Drainagensystem nahezu nicht vorhanden sein. Um den Sog gegenüber dem Drainagesystem dennoch verstärken aber auch genau dosieren zu können, wird dem Ansaugen von Luft aus der Außenwelt ein Widerstand in Form einer Wassersäule(in Flasche 3) entgegengesetzt. Im luftgefüllten Teil von Flasche 3 entsteht durch den Sog ein Unterdruck, der so lange ansteigt, bis er in der Lage ist, die Schwere der Wassersäule bis zur Spitze des eingetauchten Rohres, das in die Außenwelt führt, zu überwinden, und darüber in unbegrenztem Ausmaß Luft aus der Außenwelt anzusaugen. Durch dieses Ansaugen von Luft steigt im luftgefüllten Teil von Flasche 3 der Unterdruck nicht weiter an und kann so einen konstanten und dosierten Sog auf das Drainagesystem ausüben. Zur genauen Dosierung kann dann dieser Sog durch Tieferschieben der Röhre im Wasser erhöht(es muß eine höhere Wassersäule durch die Ansaugung überwunden werden) und durch Höherziehen der Röhre erniedrigt werden. Normalerweise werden Sogwerte von 15-30 cmH2O eingestellt.

Das Wasserschloss ist nun eigentlich nicht mehr nötig, da ja sowieso immer gesaugt wird. Es dient aber als Sicherung falls der Sog ausfällt, z. B. durch Diskonnektion oder gezielt abgestellt wird, z. B. bei Transporten.

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Abbildung 4: Feindosierung des Sogs auf die Thoraxdrainage(Leider zeigt die Abbildung das Verhalten einer Pleurafistel. Warum?).

Sekretflasche, Wasserschloss und dosierter Sog

P-

Sog

Verbindung zurAussenwelt

Verstellbares Rohrzur Dosierung desSogs auf dieThoraxdrainage

Nun werden Sie sich aber vielleicht fragen: Was passiert nun mit der urspünglichen Läsion? Kann darüber nicht weiterhin, speziell bei Sog, Luft in den Pleuraraum übertreten und den Pneumothorax aufrechterhalten? Im Prinzip ja, aber meistens dürfte die Läsion so klein sein, dass sie der eindringenden Luft einen größeren Widerstand entgegengesetzt, als die relativ weitlumige Thoraxdrainage, sodass mehr Luft aus dem Thorax gefördert wird, als in ihn eindringen kann. Zum zweiten kann in der Regel erwartet werden, dass die Läsion im normalen Heilungsprozess allmählich zugranuliert.

Wenn dann röntgenologisch oder im CT kein Pneumothorax mehr zu sehen ist, kann versucht werden, die Behandlung zu beenden und die Thoraxdrainage zu ziehen. Dies geschieht dadurch, dass die Thoraxdrainage abgeklemmt und damit der betroffene Pleuraspalt wieder komplett verschlossen wird. Röntgenologisch wird dann geprüft, ob wieder ein Pneumothorax entstanden ist. Wenn ja, wird die Drainierung fortgesetzt. Wenn dies nicht der Fall ist und diese Situation einen Tag lang bestehen bleibt, kann klassischerweise die Thoraxdrainage gezogen werden – aber so, dass beim Ziehen kein neuer Pneumothorax entsteht. Die Austrittstelle der Thoraxdrainage wird unter der Haut mit einem Faden umschlungen und die beiden Enden des Fadens zu einer lockeren Schlaufe zusammengeführt. Während des Ziehens der Drainage wird diese Schlaufe zugezogen, verschließt unmittelbar beim Verlaß der Drainagenspitze die Wundöffnung und wird dann noch unter Druck auf die erste Schlaufe festgeknotet(Man braucht dazu zwei Personen, eine die drückt und eine die knotet).

Wenn dieser Verlauf nicht eintritt, die Läsion sehr gross ist, oder mehrere größere Läsionen bestehen oder die Läsion nicht zugranuliert, haben Sie ein Problem. Dann kann ständig Luft in den Pleuraspalt eintreten, auch bei Anwenden von Sog. Sie erkennen das daran, dass ständig Luft über das Wasserschloss angesaugt wird, das heißt, dieses unter Sog ständig blubbert. Schlimmstenfalls bestehen auch noch Reste des Pneumothorax. Dann hat sich eine Pleurafistel entwickelt. Wenn sich diese nicht unter konservativer Behandlung schließt, muss sie operativ angegangen werden; Bei Patienten mit schwerstem akutem Lungenversagen(ARDS) keine Freude oder oftmals wegen der schlechten pulmonalen Situation gar nicht möglich.

Und hier folgt noch ein wichtiger Hinweis:

Die normale Beendigung der Therapie ist der einzige Fall, wo Sie eine Thoraxdrainage über mehr als ultrakurzfristige Zeit abklemmen können. Ansonsten gilt:

Sie sollten niemals, niemals, niemals eine Thoraxdrainage für eine mehr als ultrakurze Zeit abklemmen, vor allem nicht bei beatmeten Patienten, da dies zum schnellen Auftreten eines Spannungspneumothorax führen kann!

Situationen in denen irgendein Ignorant rät, die Thoraxdrainage doch einfach abzuklemmen, oder „man muss die Thoraxdrainage abklemmen“ sind häufig Transporte, vor allem wenn der Sog abgestellt ist und geglaubt wird, dass bei Fehlen des Sogs ein neuer Pneumothorax entsteht – tut er nicht, das verhindert das Wasserschloss, allerdings muss man darauf achten, dass das Wasserschloss senkrecht steht und nicht umkippt.

Durch solche Irrtümer sind früher, vor allem bei Interhospitaltransporten, des öfteren schon Menschen ums Leben gekommen.

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