Die effektive Mobilisation von schwer kranken Intensivpatienten, insbesondere bei laufender ECMOTherapie und COVID-19, stellt eine Herausforderung dar. Anhand eines Fallberichtes werden die Möglichkeiten und Grenzen einer qualitativ hochwertigen Mobilisation für diese Patientengruppe unter Zuhilfenahme eines robotischen Assistenzsystems dargestellt und anschließend diskutiert.

Fallbericht

Ein 53-jähriger, bis dato gesunder und sportlich aktiver Mann ohne COVID-Schutzimpfung wurde mit COVID-19 im November 2021 mit Dyspnoe, Fieber und sich verschlechterndem Allgemeinzustand in einem Krankenhaus der Versorgungsstufe 1 aufgenommen. Unter leitliniengerechter Therapie mit Sauerstoffgabe, Dexamethason und intermittierender Bauchlagerung in Spontanatmung verschlechterte sich der Gasaustausch weiter, sodass sieben Tage später die Verlegung auf die Intensivstation des Nachbarkrankenhauses nötig wurde. Trotz Fortführung der begonnenen Therapie und Ergänzung um eine nichtinvasive Beatmungstherapie wurden bei respiratorischer Insuffizienz am zwölften Tag nach der Hospitalisierung die endotracheale Intubation und Beatmung notwendig. Auch unter Lagerungstherapie und empirischer antimikrobieller Therapie kam es zur weiteren Verschlechterung der Lungenfunktion. Bei zunehmend insuffizienter Oxygenierung und Decarboxylierung wurde der Patient nach drei Wochen stationärer Behandlung und fast vier Wochen nach Krankheitsbeginn bei aktueller COVID-19-Pneumonie mit schwerem ARDS zur ECMO-Therapie in das Intensivzentrum der BG Unfallklinik Murnau verlegt.

Aufnahmebefund

Bei Übernahme war der Patient analgosediert, tracheotomiert, druckkontrolliert beatmet und katecholaminpflichtig. In der radiologischen Diagnostik mittels CT-Thorax zeigten sich ausgedehnte, interstitielle, bereits konsolidierende Infiltrate beidseits mit beginnenden fibrotischen Veränderungen im Rahmen der bekannten COVID-19-Pneumonie ohne Anhalt für eine Lungenarterienembolie.

Table 1
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Bei Beatmungsdrücken >30mbar und adäquatem PEEP waren nur eingeschränkte Tidalvolumina zu erreichen. Bei fortschreitender Hypoxämie erfolgte umgehend die femorojugulare Kanülierung zur Etablierung einer vv-ECMO-Therapie.

Weiterer Verlauf

Unter der ECMO-Therapie ließen sich Analgosedierung und Beatmungsinvasivität reduzieren; der Patient konnte in einen druckunterstützten, lungenprotektiven Spontan-Atemmodus überführt werden. Die Antikoagulation erfolgte mittels Heparinperfusor mit aPTT-Zielwerten von 50 bis 70 Sekunden. Bei Agitation und ausgeprägtem Hustenreiz trotz multimodaler antitussiver Behandlung war der Blutfluss des extrakorporalen Systems durch Ansaugen der Drainagekanüle immer wieder kompromittiert, daher mussten mehrere Mobilisationsversuche an die Bettkante bereits im Initialstadium abgebrochen werden.

Eine erneute pneumonische bakterielle Superinfektion wurde ab Mitte Dezember 2021 zunächst empirisch mit Piperacillin/Tazobactam behandelt. Bei Nachweis von Klebsiella oxytoca im Bronchialsekret sowie vorliegendem Resistogramm konnte die antibiotische Therapie 24 Stunden später resistenzgerecht auf Ciprofloxacin umgestellt werden. Bei abklingendem pulmonalem Infekt waren bei adäquater Druckunterstützung nur noch Tidalvolumina von ca. 150 ml generierbar. Bei klinisch und radiologisch fortschreitender pulmonaler Fibrosierung mit entsprechend schlechter Lungen-Compliance begannen wir nach überstandener bakterieller Superinfektion mit dem Methylprednisolonschema modifiziert nach Meduri [1], um dem pulmonalen Umbauprozess entgegenzuwirken. Bei Stagnation der Beatmungsentwöhnung sowie ausgeprägter neuromuskulärer Schwäche mit klinischem Muskelmassenverlust wurde als eine Option zur Therapieoptimierung die qualitative Steigerung der Mobilisationsmaßnahmen gesehen, weshalb ab Ende Dezember 2021 die Mobilisation mittels Roboterassistenz erfolgte. Physiotherapeutische Maßnahmen konnten zuvor nur über passives Durchbewegen, Atemtherapie und den Pilotsitz im Bett eingeschränkt erfolgen, da bei jeglicher konventionellen Mobilisierung und Lageveränderung eine Ansaugtendenz der ECMO-Drainagekanüle bestand sowie zudem bei Muskelkraftwerten von 1–2/5 auf der MRC (Medical Research Council)-Skala [2, 3] bei bereits ausgeprägtem neuromuskulärem Defizit Stehen oder Gehversuche unmöglich waren.

Das verwendete Robotiksystem und der Ablauf der Mobilisation

Als Mobilisationsrobotikeinheit verwenden wir das Vemo (very early mobilisation)-System (Fa. Reactive Robotics, München, Deutschland). Es handelt sich dabei um ein robotisches Assistenzsystem mit einem speziellen Intensivpflegebett, an das die Robotikeinheit für die Mobilisationseinheiten angedockt wird (Abb. 1). Mit dem Gesamtsystem sind nach entsprechender Sicherung des Patienten im Bett eine stufenlose Vertikalisierung bis maximal 70° sowie eine robotergestützte Beinbewegungstherapie möglich. Die Intensität des Mobilisationstrainings kann individuell für den Patienten und seine aktuelle Situation adaptiert werden. Die Anpassung erfolgt über folgende Einstellungsparameter:

  • _ Dauer der Mobilisationseinheit und Schrittfrequenz (ergeben dann zusammen die Schrittzahl)

  • _ der Vertikalisierungsgrad

  • _ der vom Roboter bzw. dann vom Patienten übernommene Kraftanteil (Führungskraft)

  • _ sowie der maximale Hüftbeugungswinkel.

Beim Auftreten von jeglichen Notfallsituationen während der Behandlung kann das Bett mittels Drücken des CPR-Buttons unmittelbar devertikalisiert werden. Das Verbleiben in dem auch für die Intensivtherapie geeigneten Pflegebett stellt potenziell einen sicherheitsrelevanten Vorteil dar, da ein risikobehafteter und personalaufwendiger Transfer auf ein anderes Therapiegerät oder in den Stuhl entfällt. Die Betten-/ Matratzenabmessungen entsprechen den üblichen Größen/Normen für ein Intensivpflegebett, ebenso die elektronischen Einstellmöglichkeiten für verschiedene Bettpositionen sowie die Optionen zur Bauchlagerungstherapie. Für das Vemo-System sind insgesamt sechs Matratzentypen verschiedener Hersteller zugelassen: Zwei passive Dekubitusprophylaxe- und Dekubitustherapiematratzen aus Schaumstoff sowie vier aktive Matratzensysteme mit Wechseldruckfunktion.

Abb. 1
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Vemo-System mit bereits am Fußende des vertikalisierten Intensivpflegebettes angedockter Robotikeinheit und nebenstehender Steuereinheit (Trolley mit graphischer Benutzeroberfläche als Touchscreen)

Photo: © Reactive Robotics

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„Die effektive Mobilisation von schwer kranken Intensivpatienten, insbesondere bei laufender ECMO-Therapie und COVID-19, stellt eine Herausforderung dar.“

Die Anwendung des Robotikassistenzsystems ist bei leicht abwischbaren/desinfizierbaren Oberflächen auch bei isolierten Patienten mit COVID-19 oder multiresistenten Keimen problemlos möglich.

Grundvoraussetzungen für die sichere Anwendung des Therapiesystems bei ECMO-Patienten sind ein interdisziplinäres, interprofessionelles, in der ECMO-Therapie erfahrenes Behandlungsteam sowie die sichere Fixierung der ECMO-Kanülen. Um die mechanische Belastung und Unruhe auf die femorale Drainagekanüle möglichst gering zu halten, wurde die Punktionsstelle sonographisch regelhaft ca. 5 cm kaudal des Leistenbandes gewählt.

Die Vorbereitungen für die Therapieeinheit mit Anbringen des Sicherheitsmaterials (Gurte, Sitzadapter mit integrierter Sitzrolle/Befestigungsgurten, Anbringen der Bein- und Fuß-Adapter, Andocken des Roboters) werden von einem routinierten Anwenderteam, bestehend aus einer Pflegekraft und einem Physiotherapeuten, mit einem Zeitaufwand von etwa 20 bis 30 Minuten vorgenommen. Beim Intensivpatienten mit ECMO-Therapie wird dann unter Hinzuziehung des Intensivmediziners die Therapieeinheit gestartet, die angestrebte effektive Therapiezeit für den Patienten beträgt 30 Minuten. Im Regelfall erfolgt die weitere Betreuung durch das Anwenderteam aus Pflegekraft und Physiotherapie ohne zusätzlichen Personalbedarf (Abb. 2, Zusatzmaterial online: Video, siehe Ende des Artikels). Die Abrüstzeit wird in unserer Klinik mit etwa zehn bis 15 Minuten veranschlagt, sodass bei Vorhandensein mehrerer Therapiebetten mit einem Robotik-Steuerungssystem in der Kernarbeitszeit potenziell zumindest fünf Patienten/Tag auf diese Art mobilisiert werden können.

Abb. 2
figure 2

Vemo-System mit bereits am Fußende des vertikalisierten Intensivpflegebettes angedockter Robotikeinheit und nebenstehender Steuereinheit (Trolley mit graphischer Benutzeroberfläche als Touchscreen)

Photo: © Autoren

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Ziel der Mobilisationsrobotik ist eine möglichst frühe Mobilisation auch des instabilen und kaum zur aktiven muskulären Mitarbeit fähigen Intensivpatienten über die Stufe 1 des IMS (ICU Mobility Score) hinaus. Welche Stufe tatsächlich erreicht wird, hängt vomPatientenzustand und der Vulnerabilität des extrakorporalen Systems ab. Die konkrete Erfassung mittels IMS ist schwierig, da die Mobilisationsrobotik verschiedene Elemente einzelner Stufen enthalten kann. Das Erreichen von IMS-Stufe 4 ist formal nur bei einer Vertikalisierung von mindestens 60° erfüllt. Die robotergeführten, isokinetischen Gehbewegungen sind sicherlich nicht einer normalen Gehaktivität (Stufe 6) gleichzusetzen, aber vermutlich effektiver als eine größtenteils nur passive Mobilisierung.

Fortführung des Fallberichts

Unter dem erweiterten Therapieregime mit insgesamt fünf Vemo-Therapiesitzungen innerhalb einer Woche besserten sich pulmonale Funktion, Compliance, Atemmechanik und Muskelkraft, sodass bei auch verbesserten Atemzugvolumina mit dem kontinuierlichen Weaning und der vorsichtigen PEEPReduktion begonnen werden konnte. Die Therapiedauer einer Einheit betrug für den Patienten 30 Minuten effektive Therapiezeit mit einer Vertikalisierung bis 50° und einem Hüftbeugewinkel von 20 bis 30°. Die Schrittfrequenzen von 40/min wurden vom Patienten gut toleriert, sodass pro Therapieeinheit zwischen 1.000 und 1.200 Schritte erreicht wurden. Eine möglichst hohe Schrittfrequenz und eine Steigerung des Hüftbeugewinkels fördern den venösen Rückfluss durch Aktivierung der Muskelpumpe an den Beinen.

Die ECMO-Therapie konnte Anfang Jänner 2022 beendet werden. Bei klinischer Besserung der Polyneuromyopathie mit gesteigerten Muskelkraftwerten von 3–4/5 (MRC-Skala) wurden Fortschritte im diskontinuierlichen Weaning und bei der Mobilisation bis in den Gehwagen erreicht. Mitte Jänner 2022 konnte die Trachealkanüle entfernt werden. Bereits einen Tag später konnte der Patient auf die Normalstation verlegt werden, weitere drei Tage später erfolgte die Entlassung nach Hause mit allerdings noch bestehender Sauerstoffinsufflationstherapie. Eine zeitnahe COVIDspezifische Rehabilitationstherapie wurde geplant, der Patient erreichte unter diesen rehabilitativen Maßnahmen dann zunächst Sauerstofffreiheit in Ruhe und kann sechs Monate nach Erkrankungsbeginn nun wieder leichte körperliche Belastungen ohne zusätzliche Sauerstoffgabe bewältigen.

Diskussion

Patienten mit schweren COVID-19-Verläufen werden oft prolongiert intensivmedizinisch, einschließlich Organersatzverfahren, behandelt. Trotz Einsatz des ECMO-Verfahrens sind die Gesamtbehandlungsergebnisse und Überlebensraten unzufriedenstellend [4]. Die hohe Letalität bis zu 60 Prozent ist sicher multifaktoriell und bedarf auch der (medizinethischen) Hinterfragung einer korrekten Indikationsstellung fur das extrakorporale Verfahren. Die thrombembolischen Komplikationen bei Patienten mit COVID-19 wurden bereits in der ersten Welle evident und konnten durch die Etablierung einer bedarfsgerechten Antikoagulation deutlich gesenkt werden. Weitere Hauptmortalitats- und Morbiditatsfaktoren sind Superinfektionen, nicht aufzuhaltende Fibrosierungsprozesse der Lungen sowie eine ICUacquired weakness (ICUAW) mit Beeintrachtigung des Weaning-Prozesses sowie begunstigtem Ubergang in ein Long-COVID-Syndrom.

ICUAW und Fruhmobilisation

Bei Patienten mit einer ECMO-Therapie sind erweiterte Maßnahmen zur Frühmobilisation diffiziler umzusetzen als bei Intensivpatienten ohne extrakorporale Zirkulation. Bei prolongiertem Verlauf von COVID-19 in Kombination mit oft langer intensivmedizinischer Behandlungsdauer und der Anwendung extrakorporaler Therapieverfahren führt dies dazu, dass diese Patientensubpopulation aus unserer Wahrnehmung und aus Beschreibungen der Literatur [5] überdurchschnittlich häufig und schwer an einer neuromuskulären Schwäche leidet. Tägliches Durchbewegen von Extremitäten, Mobilisation in Pilotsitz und Atemtherapie sind zwar basale Physiotherapiemaßnahmen, die allerdings das häufige Auftreten einer mit einer Intensivbehandlung assoziierten Polyneuromyopathie nicht regelhaft verhindern können.

Eine Mobilisation an die Bettkante sowie in den Gehwagen oder Stand wird angesichts der einliegenden großlumigen ECMO-Kanülen und zu erwartenden Störungen der extrakorporalen Blutzirkulation oft (zu) zögerlich indiziert. Dislokation von ECMO-Kanülen mit entsprechend dramatischen Blutungskomplikationen sowie kardiozirkulatorische Instabilität unter Mobilisation sind gefürchtete Komplikationen, die nach der Nutzen-Risiko-Abwägung eine entsprechende Zurückhaltung bei der Frühmobilisation über die genannten physiotherapeutischen Basismaßnahmen hinaus bedingen können. Die Sicherheit einer Mobilisation bis an die Bettkante, in den Stand oder sogar für eine kurze Gehstrecke konnte aber für die genannte Patientengruppe gezeigt werden, wenn diese durch ein erfahrenes Team durchgeführt wird [6, 7]. Auch eine rezente Studie konnte erneut bestätigen, dass bei einem ECMO erfahrenen Behandlungsteam (Physiotherapeuten, Pflege, Ärzte) eine Frühmobilisation möglich und sicher war, aber die Qualität und die Möglichkeiten einer frühen Physiotherapie mit aktiver Mitarbeit des Patienten durch das extrakorporale Organersatzverfahren und eine ICUAW doch oft eingeschränkt waren [8]. In einer weiteren Studie konnte mit großem Aufwand eine aktive Mobilisierung von ECMO-Patienten mit Erreichen eines IMS ≥ 3 realisiert werden, dabei kam es bei mehr als 300 Mobilisationstherapien nur zu einer akzidentellen Dislokation der ECMO-Kanüle mit möglicher rascher Rekanülierung [9].

Gemäß den zehn Qualitätsindikatoren der Intensivbehandlung und aktuellen Leitlinien ist eine tägliche Frühmobilisation innerhalb der ersten 72 Stunden nach dem Beginn der Intensivbehandlung gefordert, sofern ihr keine medizinischen Gründe entgegenstehen [10, 11]. Auch wenn die Studienlage bezüglich der Effektivitat der Frühmobilisation heterogen ist, kann von einem positiven Effekt bezüglich des Erhalts von Muskelmasse und Funktionalitätsverbesserung ausgegangen werden [11, 12]. Bei konsequenter Frühmobilisation bei Intensivpatienten konnten eine signifikant höhere Muskelkraft des M. quadriceps femoris [13], ein signifikant höherer Status funktioneller Unabhängigkeit nach der Entlassung, signifikant längere Gehstrecken, signifikant höhere Barthel-Indizes, eine kürzere Beatmungsdauer sowie eine höhere Entlassungswahrscheinlichkeit von der Intensivstation gefunden werden. Diese zusammengefasst aufgeführten Studienergebnisse führen zu einer Leitlinienempfehlung für die Frühmobilisation mit dem Evidenzgrad 2b und dem Empfehlungsgrad A [14], wenngleich sich auch in aktuellen Metaanalysen positive Effekte auf die Mortalität nicht immer zeigen ließen [15]. Durch Einbindung der Frühmobilisation in ein Maßnahmenbündel (z. B. ABCDEF-Konzept) konnte aber das Outcome von kritisch kranken Patienten auch bezüglich des Überlebens und weiterer klinisch bedeutsamer Entitäten verbessert werden [16]. Besonders bei der Patientengruppe der COVID-19-Erkrankten mit ECMO sind dadurch auch eine potenzielle Reduktion der Fibrosierungsprozesse, eine Verbesserung der pulmonalen Funktion und des Weanings sowie eine Vermeidung einer schweren ICUAW mit positiven Effekten auf das Langzeit-Outcome und das Auftreten von Long-COVID denkbar. Um eine qualitativ möglichst hochwertige und effektive (Früh)Mobilisation zu erreichen, erschien uns die Mobilisationsrobotik eine probate Möglichkeit, um über Vertikalisierung, Aktivierung und isokinetisches, robotikassistiertes Training der Muskulatur einen optimalen Effekt der Physiotherapie bei einem ECMO-Patienten mit ausgeprägter neuromuskulärer Schwäche zu erreichen.

„Grundvoraussetzungen für die sichere Anwendung des Therapiesystems bei ECMO-Patienten sind ein interdisziplinäres, interprofessionelles, in der ECMO-Therapie erfahrenes Behandlungsteam sowie die sichere Fixierung der ECMOKanülen.“

Als möglicher positiver Nebeneffekt ist bilanzierend sogar von einem personalressourcen-schonenden Effekt auszugehen. Bei beobachtetem leicht reduziertem quantitativem Personalaufwand im Vergleich zu herkömmlichen, äquivalent aktivierenden, konventionellen Mobilisationstechniken wird die körperliche Beanspruchung und Belastung unter Zuhilfenahme der Roboterassistenz vom eingesetzten Personal als merklich geringer empfunden.

Die tatsächliche Effektivität oder vielleicht sogar eine Outcome-relevante Überlegenheit zu bisher praktizierten konventionellen Mobilisationsstrategien bei dieser Patientengruppe sollte in zusätzlichen Studien untersucht werden. Auswirkungen auf Vigilanz und Kognition, die pulmonale Funktion und Trainingseffekte fur das kardiorespiratorische System durch Vertikalisierung in Kombination mit robotikassistierten Gehbewegungen sollten im Rahmen von zukünftigen Forschungsprojekten systematisch erfasst werden.

Fazit fur die Praxis

  • _ Mit einem standardisierten Maßnahmenbündel sollte dem unbefriedigenden Outcome von ECMO-pflichtigen COVIDPatienten entgegengewirkt werden.

  • _ Bei allen Intensivpatienten, auch unter ECMO-Therapie, sollte ein tägliches Screening auf Mobilisationsfähigkeit erfolgen.

  • _ Eine hochwertige Frühmobilisation (IMS. 3) ist ein wichtiger, auch bei ECMO Patienten anzustrebender Teil dieses Maßnahmenbündels.

  • _ Besonders bei simultan ausgeprägter neuromuskulärer Schwäche mit Unmöglichkeit der Mobilisation an die Bettkante, in den Stand oder in den Gehwagen könnte die Mobilisationsrobotik eine neuartige Therapieoption zur Steigerung der Mobilisationsqualität und -effektivität sein.

  • _ Der Einsatz der robotikassistierten Mobilisation evtl. in Kombination mit einem niedrigdosierten, prolongierten Kortisonschema (z. B. nach Meduri) ist eine potenzielle Therapiemöglichkeit, um ICUAW zu vermindern/zu behandeln und COVID-19-assoziierten Fibrosierungsprozessen entgegenzutreten.

  • _ Welchen Einfluss diese Therapieformen auf die pulmonale Regeneration, die Beatmungsentwöhnung und das Gesamt-Outcome von COVID-19-Patienten mit ECMO-Therapie haben, gilt es, in zukünftigen Studien zu evaluieren.

Einhaltung ethischer Richtlinien

Interessenkonflikt. F.Dieterich, J. Perras,W. Popp, M. Ahrens und S.Wirth geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Für diesen Beitrag wurden von den Autor/-innen keine Studien an Menschen oder Tieren durchgeführt. Für die aufgeführten Studien gelten die jeweils dort angegebenen ethischen Richtlinien.

Dieser Beitrag wurde in der Zeitschrift Die Anaesthesiologie 12 · 2022 · 71:959–964 erstveröffentlicht. Zweitveröffentlichung mit freundlicher Genehmigung der Autoren.

Video Online

Die Online-Version des Originalbeitrags (https://doi.org/10.1007/s00101-022-01205-9) enthält ein Video zum Einsatz der Mobilisationsrobotik.