Die Erstversorgung schwerverletzter und polytraumatisierter Patienten gehört neben der Rehabilitation zu den Kernaufgaben BG-licher Unfallkrankenhäuser.

Neben Angaben über den Unfallhergang, der ersten klinischen Untersuchung durch einen erfahrenen Unfallchirurgen und Mitbetreuung durch weitere klinische Disziplinen steht bei der Erstversorgung v. a. die bildgebende Diagnostik im Mittelpunkt des Interesses. Die Gewinnung verlässlicher entscheidungsrelevanter Befunddaten ist erforderlich. In der Vergangenheit dominierte die klassische Projektionsradiographie (Röntgendiagnostik) in 2 Ebenen. In den letzten Jahren sind Mischkonzepte mit zusätzlicher Schnittbilddiagnostik (Computertomographie) in die diagnostische Erstversorgung eingeführt worden. Mit der Weiterentwicklung der CT-Geräte, insbesondere der Spiral-Technologie (ESCT: Einzelschichtcomputertomographie) seit Anfang der 90er Jahre waren zwei wesentliche Grundentscheidungen bei der Erstversorgung erforderlich:

  1. a)

    Steht ein Neuro-Trauma im Vordergrund, so ist die Schnittbilddiagnostik mittels CT (z. B. CCT) als Erstes durchzuführen. Die weitere Bildgebung (Body-CT, Röntgen) schließt sich an.

  2. b)

    Steht das Body-Trauma im Vordergrund, so ist im Falle stabiler Kreislaufverhältnisse die Projektionsradiographie des Stammskeletts (HWS, BWS, LWS, Becken und Thorax) und ggf. der Extremitäten zuerst einzusetzen und im Gefolge die computertomographische Untersuchung anzuschließen.

Auf diese Weise konnten Befundnachweis und operationstaktische Überlegungen (CT) miteinander verbunden werden.

Trotz all dieser Fortschritte war der Herausforderung durch die kompletten Verletzungsmuster (Knochen, intrakranielle und parenchymatöse Organverletzungen) und durch den bestehenden Zeitdruck nur hinreichend zu begegnen. Die Erfahrungen haben gezeigt, dass die Computertomographie prinzipiell eine Komplettdarstellung des gesamten Verletzungsmusters erlaubt. Sie steht damit in Konkurrenz zur Projektionsradiographie und der Sonographie. Der Zeitbedarf lag bislang jedoch zwischen 30 und 60 Minuten (Komplettuntersuchung, Komplettrekonstruktion und Bereitstellung des Bilddatenmaterials). Zudem waren erhebliche Transportwege und mehrfache Umlagerungen nötig (Abb. 1).

Abb. 1
figure 1

Grundrissplan der Klinik für bildgebende Diagnostik und Interventionsradiologie sowie der Notaufnahme (NFA) der BG-Kliniken Bergmannstrost Halle, Saale; rote Punkte: Modalitäten; rote Pfeile Transportwege von Schockraum zu den projektionsradiographischen und computertomographischen Untersuchungsräumen sowie zur Sonographie und ggf. Magnetresonanztomographie

Die neuesten technischen Entwicklungen der Computertomographie haben in den letzten 3 Jahren die Spiraltechnik mit der Anordnung mehrerer Detektorzeilen (so genanntes Mehrzeilen-CT-MSCT) kombiniert. Entwicklungen von 16-Zeilen-Geräten, die in 0,5 Sekunden Rotationszeit einen Komplettdatensatz über 16 mm (16×1 mm) akquirieren können und damit neben der langstreckigen Volumendarstellung vor allem eine exzellente Z-Achsen-Auflösung erlauben, machen Untersuchungen des Gesamtkörpers (z. B. Körpermaß 1,80 m) in ca. 90 Sekunden möglich.

Diese technischen Voraussetzungen haben wir zur Traumaversorgung mit folgenden Fragen verbunden:

  1. a)

    Wie kann die Mehrzeilen-CT in die Erstdiagnostik polytraumatisierter und schwerstverletzter Patienten integriert werden (work-flow-Fragen)?

  2. b)

    Ist die Integration einer CT-Untersuchungseinheit in den Schockraum sinnvoll?

  3. c)

    Ist eine alleinige Darstellung des gesamten Verletzungsmusters mittels computertomographischer Untersuchungstechniken sinnvoll und ausreichend?

  4. d)

    Innerhalb welcher Zeit und mit welchen Qualitätsanforderungen sind Sekundärrekonstruktionen der Extremitäten ersatzfähig gegenüber früherer projektionsradiographischen Untersuchungen (Extremitätendarstellung)?

  5. e)

    Ist der logistische Gewinn tatsächlich in einen Zeitgewinn bei der Versorgung des Patienten umsetzbar?

  6. f)

    Welche Untersuchungsprotokolle sind für ein derartiges Konzept erforderlich?

Ausgangssituation

Die Einflussgröße Zeit ist hinsichtlich des outcomes der Patienten der wesentlich bestimmende Faktor. In einer Studie der University of Pennsylvania vom März 2002 konnten bei 243 Patienten die Verlaufszeiten im Schockraum analysiert und hinsichtlich des letalen outcomes bestimmt werden. Bei einer Gesamtletalitätsrate von 40% (schwerst- und polytraumatisierte Patienten!) stieg die Letalitätsrate alle 3 Minuten um 1%.

Unter dieser Voraussetzung würde eine Reduktion der Erstdiagnostikzeit von 60 auf 20 Minuten einer statistisch kalkulierbaren Reduktion der Letalitätsrate um 13 bis 15% entsprechen.

Lösungen

Variante 1: „Mischkonzept“ CT/Projektionsradiographie

Bisher erfolgte die bildgebende Diagnostik im Rahmen eines zeitlichen Nacheinander von

  1. a)

    Stabilisierung der Vitalfunktion

  2. b)

    bildgebender Diagnostik und

  3. c)

    Entscheidungsfindung.

Besonders erschwerend sind die erforderlichen Ortswechsel mit Umlagerungen der Patienten. Vor allem Letztere belasten die Patienten zusätzlich. Das von Nast-Kolb et al. [1] (Abb. 2) publizierte Zeitschema bildet die skizzierte Vorgehensweise ab. Eine (orientierende) Erstdiagnostik ist demnach frühestens innerhalb der ersten 5 Minuten mittels einer Thorax- und einer seitlichen HWS-Aufnahme und der Abdominalsonographie möglich.

Abb. 2
figure 2

Zeitschema bei der Versorgung polytraumatisierter Patienten, nach Nast-Kolb et al. [1] und Waydhas et al. [2]

Kontrolluntersuchungen des Thorax nach z. B. Drainagelagen sowie Röntgenuntersuchungen des Stammskeletts und die Computertomographie des Schädels stehen (Charlie-Phase) frühestens nach 20 bis 30 Minuten zur Verfügung.

Variante 2: „Integratives Versorgungskonzept“

Primäres und ausschließliches Multislice-CT im Schockraum

Vor dem Hintergrund der Multislice-Technologie mit 16 Zeilen in Kombination mit einer aktiven Scanlänge von 1,75 m (Toshiba Aquilion) haben wir folgende work-flow-Konzeption entwickelt:

  1. a)

    Übernahme des Patienten durch das Aufnahmeteam des Hauses—Dokumentation des Unfallhergangs und des bekannten Verletzungsmusters

  2. b)

    (zeitgleiche) Eingabe der Patientenstammdaten zur Sicherstellung der bildgebenden Diagnostik mittels RIS/PACS-integrierter bildgebender Modalitäten und IT-basierter Laborprozeduren.

  3. c)

    Klassifikation der Verletzungsform (Einfachverletzung, Mehrfachverletzung, Schwerstverletzung und Polytrauma bzw. perakuter Notfall).

    Der Patient wird im Falle eines Polytraumas in den Schockraum verlegt. Hierfür wird exklusiv der Schockraum mit integriertem CT gewählt. Einschlusskriterien (Definition „Polytrauma“) sind:

    • nicht ansprechbarer Patient und/oder

    • Rasanztrauma.

Die genannten Schritte a–c erfolgen in der α-Phase (n. Nast-Kolb).

  1. d)

    Lagerung des Patienten auf dem CT-Tisch (gleichermaßen Versorgungstisch), sofortige Computertomographie des Kopfs und Stammskeletts (parietal bis Symphyse) in obligater und ggf. der unteren Extremität in fakultativer Indikation (Letztere wird durch Traumaleader = Unfallchirurg festgelegt)

  2. e)

    Anschließend erfolgt die weitere intensivmedizinische Versorgung.

    Zeitgleich zur Akquisition erfolgt die Erstbeurteilung der mit 6 Bildern/s errechneten Realtime-Rekonstruktionen an einem außerhalb des Schockraums positionierten Bildwiedergabesystem (Monitor). Nach insgesamt 3–5 Minuten (nach Untersuchungsbeginn) liegen für das gesamte Stammskelett (Kopf bis Symphyse) 3 bzw. 5 mm Axialrekonstruktionen vor. Unterschiedliche Fenstertechniken sind möglich. Anhand dieser Bilder werden das Verletzungsmuster klassifiziert und therapeutische Konsequenzen gezogen (Tabelle 1, Abb. 3).

    Tabelle 1 Multislice-CT, grundsätzlicher Protokollvorschlag
    Abb. 3
    figure 3

    Neudefinition des von Nast-Kolb et al. [1] und Waydhas et al. [2] publizierten Zeitschemas durch Multislice-CT: Akquisition der relevanten Befunddaten ausschließlich mittels Multislice-CT, nach Möglichkeit in Bravo-Phase; Charlie-Phase: weitere intensivmedizinische Versorgung des Patienten; zeitgleich Entscheidungsfindung aller chirurgischer Disziplinen und Komplettierung der Bildrekonstruktion durch radiologische Fachvertreter

Die Schritte d) und e) erfolgen in der Bravo-Phase.

  1. f)

    Es erfolgt zusätzlich für die gesamte Volumenakquisition eine 1-mm-Schichtdickenrekonstruktion (Zweitrekonstruktion), die als Ausgangsbasis zur uniplanaren Sekundär- bzw. 3D-Rekonstruktion dient. Diese Bilddatensätze liegen etwa 10–15 Minuten nach Untersuchungsbeginn vor.

  2. g)

    Der Patient kann verlegt werden (OP-Einheit, Intensivstation). Die chirurgischen Entscheidungsträger (Unfallchirurg, Orthopäde, Neurochirurg etc.) können in Zusammenschau aller Bilddateninformationen sowohl allgemein therapeutisch als auch operationstaktisch entscheiden. Die Bilddatensätze werden mittels einer integrierten Hochgeschwindigkeitsnetzwerkstruktur (1 GB/s) in die Operationssäle im Sinne der digitalen Bildverteilung zur Verfügung gestellt.

Wesentlicher Bestandteil dieses Gesamtkonzeptes ist die räumliche Einheit von CT und Schockraum (Abb. 4).

Abb. 4
figure 4

Einsatz des primären Multislice-CT im Schockraum, „Patiententourismus“ entfällt, intensivmedizinische Versorgung, unfallchirurgische Betreuung und bildgebende Diagnostik bilden funktionelle und räumliche Einheit

Datenmanagement

Die interdisziplinäre Versorgung beim polytraumatisierten Patienten erfordert nicht nur die work-flow-orientierte schnelle Erstversorgung der Patienten hinsichtlich bildgebender Diagnostik und Stabilisierung der Vitalfunktion, sondern vielmehr auch die Bereitstellung aller erhobenen Befunddaten für die chirurgisch orientierten Entscheidungsträger in der primären Entscheidungsphase und zum zweiten die Reproduktion der Bilddaten in den Operationssälen und auf der Intensivstation (Abb. 5, 6, 7, 8).

Abb. 5
figure 5

3D-Transparenzdarstellung einer Azetabulumfraktur: übersichtliches Bild der axialen Impressionspositionierung des Femurkopfs in Bezug auf vorderen und hinteren Pfannenanteil sowie Berstung des Azetabulums

Abb. 6
figure 6

Axiale (a), koronare (b) und dreidimensionale (c) Lungen- bzw. Lungengefäßdarstellung bei Lungenkontusionierung (Pfeilköpfe), beidseitige Pleuraergüsse (dünne Pfeile) und Lungengefäßarchitektur (hohle Pfeile) in wenigen Minuten mittels Multislice-CT diagnostisch und operationstaktisch analysierbar

Abb. 7
figure 7

Axiale (a, b) und sagittale (c) computertomographische Darstellung einer Vertebralisdissektion linksseitig, schwarzer Pfeil kontrastierte A. vertebralis rechts, weißer Pfeil nicht kontrastierte Anteile der A. vertebralis links, Pfeilkopf (d) Kontroll-MR-Angiographie, Befundbestätigung

Abb. 8
figure 8

Axiale und sekundär sagittale Rekonstruktion mittels CT-Bilddatensätzen: Luxationsbefund von HWK6 auf HWK7 mit mäßiger Einengung des Spinalkanals, frühzeitiger Befundnachweis und -ausmaß für weitere therapeutische Entscheidung und Lagerung von wesentlicher Bedeutung

Die Multisclice-CT-Technologie generiert hohe Datenvolumina durch die Komplettdiagnostik und die zusätzlich generierten Sekundär- und 3D-Rekonstruktionen. Es ist im Einzelfall mit bis zu 2200 Einzelbildern zu rechnen. Der beschriebene Paradigmenwechsel in der Arbeitsorganisation bei der Erstversorgung polytraumatisierter Patienten beschränkt sich folglich nicht nur auf die frühe Integration der Primärdiagnostik, sondern vielmehr auch auf die Bereitstellung der gewonnenen Bilddaten. Hierfür ist ein subtiles Bilddatenmanagement erforderlich. Digitale (filmlose) Bildverteilung ist von Vorteil.

Unter Berücksichtigung der diagnostischen Validität der Einzelbilder sind folgende Bilddatensätze als diagnostisch wichtig zu bezeichnen:

  1. a)

    Topogramm

  2. b)

    artefaktfreie Rekonstruktion von 3 und 5 mm Bilddaten in axialer Schichtorientierung zur Primärdiagnostik

  3. c)

    aus 1 mm axialen Schichtrekonstruktionen generierte uniplanare Sagittal-, Koronar- und zusätzliche 3D-Rekonstruktionen (die hierfür erforderlichen 1 mm Bildrekonstruktionen sind diagnostisch nicht erforderlich und werden folglich nicht in das Bilddatenmanagement integriert—(nicht ins PACS). (In Zukunft Direktrekonstruktionen aus Rohdaten möglich).

Die 3 Bildgruppen (Topogramm, diagnostisch axiale Schichten und Rekonstruktionen) werden in einem Online-Prozess unter Verwendung eines high speed Netzwerks in unserer Klinik (1GB/s) in den PACS-assoziierten RAID-Speicher transportiert. Die Bildverteilung in die Operationssäle und auf die Bildwiedergabesysteme der Intensivstation erfolgt mittels Web-Technologie. Hierfür steht ebenfalls ein Hochleistungsnetzwerk zur Verfügung. Für eine gute Datenperformance werden alle im RAID-Speicher des PACS gespeicherten Bilddaten im Webserver gespiegelt, sodass eine Einzelauswahl durch Einzelfachdisziplinen unterbleiben kann.

Auf folgende Besonderheit ist aufmerksam zu machen:

Die primären Bilddatensätze der Schädel-CT sind in orthogonal axialer Schichtorientierung ausgerichtet. Dies entspricht nicht den klassischen anatomischen Verteilungsmustern bei schädelbasisparalleler Schädel-CT (Angulierung). Aus diesem Grund werden nach der perakuten Entscheidungsfindung mittels der orthogonalen Datensätze paraxiale Rekonstruktionen für die intrakraniellen Strukturen nachgearbeitet und diese als Endbefunddokumentation den neurochirurgischen Kollegen zur Verfügung gestellt. Verlaufsbeurteilungen nach Akutversorgung sind somit „anatomiegerecht“ möglich.

Zusammenfassung

Alle eingangs gestellten Fragen sind nach 9 Monaten Betriebszeit noch nicht zu beantworten. Die Auswertung der bisher vorliegenden Ergebnisse läuft derzeit. Folgende Statements sind möglich:

  1. 1.

    Die bildgebende Diagnostik hat als Ausgangsdokumentation komplexer Verletzungsmuster bei schwerstverletzten und polytraumatisierten Patienten in den letzten Jahrzehnten im Mischkonzept von Röntgendiagnostik und CT-Technologie einen wesentlichen Stellenwert in der Erstversorgung entsprechender Patienten eingenommen. Innerhalb der CT-Technik hat sich mit der Entwicklung zum 16-Zeilen-CT ein wesentlicher Quantensprung hinsichtlich Akquisitionszeitbedarf einerseits und Rekonstruktionsmöglichkeiten mit exzellenter Bildqualität andererseits ergeben.

  2. 2.

    Unser Konzept der integrativen Betreuung (Bildgebung+klinische Versorgung) polytraumatisierter Patienten beinhaltet die Nutzung eines 16-Zeilen-CT in der Erstversorgung der Patienten im Schockraum. Aufgrund der geschilderten Vorteile hinsichtlich der Akquisitionszeit und Bildqualität ist der Zeitpunkt der CT-Untersuchung an den Beginn der Erstversorgung verschiebbar. Es ergibt sich damit ein Paradigmenwechsel im Ablauf der Einzelschritte der Erstversorgung. Der bisherige Konsekutivprozess geht in einen synchronisierten Simultanprozess von bildgebender Diagnostik, intensivmedizinischer Erstversorgung und chirurgisch orientierter Entscheidungsfindung über. Die Diagnostik erfolgt ausschließlich mittels CT.

  3. 3.

    Die Arbeitsabläufe der einzelnen Fachdisziplinen innerhalb des Versorgungsteams sind hinsichtlich ihrer Zeitzuordnung neu zu strukturieren. Dies bedarf eines hohen Integrationsbewusstseins aller Beteiligten. Es kann ein Zeitgewinn von mindestens 50% gegenüber bisherigen Konzepten erwartet werden.

  4. 4.

    Qualitativer Endpunkt des Gesamtkonzepts ist die frühzeitige Bereitstellung aller erhobenen Befunddaten. Hierfür liegen ein subtiles Bilddatenmanagementprogramm und eine hochleistungsfähige Netzwerkinfrastruktur zur Verteilung der Bilddaten im Online-System in die Operationssäle und auf die Intensivstation vor.

  5. 5.

    Der patientenseitige Benefit aus dem Konzept ist z. Z. auf empirischer Basis auf der Grundlage des erheblichen Zeitgewinns (∅ Schockraumverweildauer 35 Minuten) als hoch zu bewerten. Die gemeinsame Vorlage von Einzeldaten durch die beteiligten Disziplinen ist in Vorbereitung.