Management von Patienten mit Tracheostoma während der COVID-19-Pandemie: Literaturüberblick und Demonstration

Die durch das neue Coronavirus, auch Severe-Acute-Respiratory-Syndrome-Coronavirus 2, kurz SARS-CoV‑2 genannt, ausgelöste Erkrankung (COVID-19), zeichnet sich durch eine hohe Variabilität an Symptomen aus. Während eine große Anzahl an SARS-CoV-2-positiven Patienten keine oder nur leichte Symptome einer oberen Atemwegsinfektion hat, gibt es eine Gruppe von Patienten, die eine deutliche Einschränkung ihrer Lungenfunktion mit Pneumonie bis hin zur lebensbedrohlichen Variante mit akutem Lungenversagen („acute respiratory distress syndrome“, ARDS) entwickelt [18, 37, 40]. Mit weltweiter Ausbreitung der COVID-19-Pandemie wird auch die Notwendigkeit von Eingriffen am Atemweg von Patienten zunehmend zum Thema. Dabei hat sich gezeigt, dass die Infektiosität des neuen SARS-CoV‑2 deutlich höher ist als die der Coronaviren der ursprünglichen SARS(Severe Acute Respiratory Syndrome)- oder MERS(Middle East Respiratory Syndrome)-Pandemien und die Viruslast im oberen Respirationstrakt besonders hoch ist [32, 40, 48]. SARS-CoV‑2 wurde von der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin als Erreger der Risikogruppe 3 eingestuft und der Schutzstufe 3 zugeordnet [5]. Nach den Technischen Regeln für Biologische Arbeitsstoffe (TRBA), die vom Ausschuss für Biologische Arbeitsstoffe (ABAS) ermittelt bzw. angepasst und vom Bundesministerium für Arbeit und Soziales bekannt gegeben werden, ergibt sich nach der TRBA 250 „Biologische Arbeitsstoffe im Gesundheitswesen und in der Wohlfahrtspflege“ eine Zuordnung zur Schutzstufe 3 (biologische Schutzstufe, „biosafety level“, BSL), wenn biologische Arbeitsstoffe der Risikogruppe 3 vorliegen. Diese können bereits in niedriger Konzentration eine Infektion bewirken. Hohe Konzentrationen von biologischen Arbeitsstoffen der Risikogruppe 3 können auftreten, wenn Tätigkeiten durchgeführt werden, die eine Übertragung möglich machen, z. B. die Gefahr von Aerosol- und Tröpfchenbildung. Dies gilt auch, wenn nur ein entsprechender Verdacht besteht [31]. Eine Zuordnung zur Schutzstufe 3 bedeutet ein gesteigertes Risiko für Sekundärinfektionen vom Patienten auf das medizinische Personal, sei es durch direkten oder indirekten Kontakt mit dem Patienten. Dazu kommt bei COVID-19 eine steigende Zahl an beatmungspflichtigen Patienten, sodass auch Personal mit Patienten in Kontakt kommt, welches nur wenig oder unzureichende Erfahrung mit Atemwegsmanagement und den assoziierten Risiken hat [16]. Atemwegsmanipulation bei Trachealkanülenwechsel am wachen oder beatmeten Patienten sind gängige Praxis auf COVID-19-Stationen und erfordern spezielle Vorsichtsmaßnahmen mit entsprechender Schulung des Personals [35, 45]. Erste Studien zeigen deutlich die erhöhte Gefahr der Ansteckung bei „aerosolisierenden“ Prozeduren der oberen Atemwege [22, 25, 30, 42]: Damit ist die Freisetzung von kleinsten virusenthaltenden Flüssigkeitspartikeln, im Fall von COVID-19 aus der Schleimhaut des Nasen- und Rachenraums, in die Umgebungsluft gemeint. In dieser Arbeit wird wie folgt differenziert: Eine mechanische Irritation führt zur Bildung von Tröpfchen, („droplets“; aerodynamischer Durchmesser über 5 µm), sowie Feinpartikelaerosolen (aerodynamischer Durchmesser unter 5 µm) [34, 40, 43]. Im Gegensatz zur Übertragung durch Tröpfchen findet die aerogene Übertragung durch Tröpfchenkerne (≤5 μm; Aerosole; „droplet nuclei“) statt. Aerosole gelangen mit der Atemluft direkt in die tiefen Atemwege und umgehen damit wichtige physikalische und immunologische Barrieren der oberen Atemwege. Aerosole sedimentieren nur sehr langsam und können damit in der Luft schwebend über größere Distanzen verbreitet werden [11]. Voraussetzung für eine aerogene Übertragung ist, dass Mikroorganismen unter diesen Bedingungen über einen gewissen Zeitraum infektiös bleiben (z. B. Masern, Varizellen oder die offene Tuberkulose) [43]. Die Übertragung von SARS-CoV‑2 durch Aerosole ist gut nachvollziehbar, da mittlerweile experimentell nachgewiesen ist, dass das Virus (wie auch SARS-CoV-1) in Aerosolen stundenlang (mind. 3 h) nachweisbar ist [10].

Diese experimentellen Befunde stimmen mit klinischen Beobachtungen bei SARS-CoV-1-Infektionen überein, bei denen diese aerosole Übertragungsform mit nosokomialer Ausbreitung und „super spreading events“ in Verbindung gebracht wurde [41, 46]. Ein Großteil der Erfahrung über das Infektionspotenzial von respiratorischen Viren im Allgemeinen und Coronaviren im Speziellen beruht auf Ergebnissen aus Forschung mit Influenzaviren. Die Gruppe der allgemein bekannten Erkältungs-Coronaviren spielt dabei eine untergeordnete Rolle und wird hauptsächlich im Zusammenhang mit den bereits erwähnten SARS- und MERS-Ausbrüchen der Vergangenheit erwähnt [19]. Allerdings zeigt eine aktuelle Studie aus Deutschland einen deutlichen Unterschied dieser bekannten Erreger zum neuen SARS-CoV‑2 auf: Dieser besteht im Wesentlichen in der Tatsache, dass SARS-CoV‑2 im Gegensatz zu seinen vorherigen Verwandten nicht hauptsächlich in den unteren Atemwegen und der Lunge repliziert wird, sondern zunächst vor allem von der Schleimhaut der oberen Atemwege [40]. Die dort gefundene Viruskonzentration war mehr als tausendfach höher verglichen mit MERS- oder SARS-Coronaviren [19]. Zudem fand die unabhängige Hauptreplikation des aktiven Virus in der Schleimhaut der oberen Atemwege während des Prodromal- und Frühstadiums der Infektion statt [40]. Dabei zeigte sich der Höhepunkt der Virusausscheidung vor der eigentlichen Symptomphase, was eine Detektion von potenziell infizierten Patienten zusätzlich erschwert. All dies im Zusammenhang mit einer protrahierten Virusausscheidung in Sputum, Tröpfchen und Aerosolen bis in die Spätphase der Erkrankung kompliziert die stationäre Patientenbehandlung [38] und erklärt Berichte und Veröffentlichungen, welche eine besonders hohe Anzahl an Neuinfektionen bei medizinischem Personal nach operativen SARS-CoV-2-Atemwegsprozeduren beschrieben hatten [25].

Eine kürzlich in Nature Medicine erschienene Studie, welche sich mit den Erkältungs-Coronaviren beschäftigte, konnte diese sowohl in der ausgeatmeten Luft über einen Zeitraum von 30 min als auch in erhöhter Konzentration in Aerosolen und Tröpfchen von wiederholt hustenden Patienten nachweisen [19]. Ob Tröpfchen von hustenden Patienten mehr Virus enthalten als Aerosole der Ausatemluft, wird jedoch kontrovers diskutiert [15, 42]. In diesem Zusammenhang haben Bleier et al. auch die Generierung von Tröpfchen und Aerosolen über die Nase sowie bei endonasalen Eingriffen in Kadavern untersucht und fanden dabei, dass sowohl Husten als auch Niesen Tröpfchen und Aerosole in einem Radius von über 60 cm streuen konnte [42]. Manipulation mit Bohrern, wie etwa bei Nasennebenhöhleneingriffen, erzeugte eine deutliche Tröpfchendispersion, wohingegen kalte Instrumentation nur minimale Aerosolbildung zeigte [42].

Die hohe Effizienz, mit der sich SARS-CoV‑2 im oberen Atemweg repliziert und über Aerosole und Tröpfchen ausgeschieden wird, erfordert entsprechende Schutzkleidung, die über die normalen Mundschutzmasken hinausgeht. Die Deutsche Gesellschaft für HNO-Heilkunde, Kopf- und Hals-Chirurgie (DGHNO-KHC) hat kürzlich gemeinsam mit ihrer Arbeitsgemeinschaft Laryngologie und Trachealerkrankungen eine Stellungnahme für direkte Atemwegsinterventionen veröffentlicht [20]. Nach Empfehlung des Robert Koch-Instituts (RKI; Stand: 24.04.2020) müssen bei der direkten Versorgung von Patienten mit bestätigter oder wahrscheinlicher COVID-19 gemäß den Arbeitsschutzvorgaben mindestens FFP2-Masken getragen werden (Biostoffverordnung in Verbindung mit der TRBA 250) [28]. Die spezifische Situation von operativen Eingriffen im oberen Respirationstrakt einschließlich der Tracheotomie ist in den Empfehlungen des RKI nicht abgebildet. Nach Beschluss 609 der ABAS (06/2012) sind „FFP3-Masken bei Tätigkeiten, bei denen das Husten des Patienten provoziert wird, z. B. während einer Bronchoskopie, Intubation oder beim Absaugen, zu tragen“ [2]. Nach aktueller Empfehlung der BAuA vom 27.03.2020 werden FFP3-Masken „z. B. für Tätigkeiten an Patienten, die stark husten oder zum Husten provoziert werden“ empfohlen [6]. (Anmerkung: Das RKI ist für den Arbeitsschutz nicht zuständig, sondern „nur“ für den allgemeinen Infektionsschutz. Zuständig für den Arbeitsschutz ist das Bundesamt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin; BAuA). Die operative Tätigkeit am oberen Respirationstrakt stellt eine direkte Intervention in einem hoch belasteten Bereich dar und führt regelmäßig zur Tröpfchen- und Aerosolbildung. Als Standard sollte daher eine FFP3-Maske mit Schutzhelm oder Schutzbrille sowie ein flüssigkeitsdichter Kittel getragen werden. Ein Bericht aus Italien warnte allerdings, dass es dort zu Sekundärinfektion beider Operateure nach Tracheotomie mit lediglich FFP3-Masken gekommen war¹. In der Vergangenheit gab es zudem Berichte über SARS-Infektionen trotz FFP3-Masken nach Wiederbelebungsmaßnahmen bei infizierten Patienten [8]. Daher wird international häufig die Verwendung von gebläseunterstütztem Atemschutz („powered air purifying respirator“, PAPR) für aerosolisierende Prozeduren empfohlen, da diese ein höheres Level an Sicherheit (bis zu BSL-3) gegenüber flüchtigen Pathogenen bieten [29]. Dabei handelt es sich um einen batteriebetriebenen Atemschutz, der Luft über einen High-Efficiency-Particulate-Air(HEPA)-Filter ansaugt und aufreinigt und einem Schutzhelm zuführt, der zusätzlich vor direktem Kontakt mit Aerosolen und Tröpfchen isoliert [12, 29]. Die vom Operateur ausgeatmete, ungereinigte Luft kann jedoch in geringer Menge, je nach PAPR-Haube, aus dem Helm heraustreten, und stellt ein theoretisches Kontaminationsrisiko des sterilen Operationsfelds dar. Es gibt dazu jedoch bisher nur begrenzte Daten [13] und keine abschließenden Studien [14, 29, 30]. Unabhängig vom Atemschutz empfiehlt der ABAS im Zusammenhang mit SARS-CoV‑2 (Stand: 06.04.2020) für längere Tragedauer sowie bei Lieferengpässen von FFP2- und FFP3-Masken aufgrund der deutlich geringeren körperlichen Belastung den Einsatz von gebläseunterstütztem Atemschutz [3]. Nach dieser Empfehlung gewährleistet der Einsatz von gebläseunterstütztem Atemschutz ein hohes Schutzniveau der Beschäftigten und ermöglicht eine einfachere und fehlerfreiere Handhabung als FFP2- und FFP3-Masken. Für FFP-Masken ohne Ausatemventil gilt eine Tragezeitbeschränkung von nur 75 min, für gebläsegestützten Atemschutz besteht keine Tragezeitbeschränkung [6].

Während erste Leitlinien sowohl in Deutschland als auch international vorläufige Empfehlungen zu Vorsichtsmaßnahmen bei In- und Extubationen oder Tracheotomien von beatmungspflichtigen COVID-19-Patienten aussprechen [1, 4, 12, 20, 22, 30, 35], ist vergleichsweise wenig Information zum weiteren Umgang mit einem tracheotomierten SARS-CoV-2-positiven Patienten auf Station, ambulant oder während der Rehabilitation zu finden [10].

Die folgende Arbeit untersuchte das spezielle Risiko der Tröpfchenbildung bei der Tracheostomapflege, speziell bei Kanülenwechsel und Absaugung, und widmet sich insbesondere den Vorsichtsmaßnahmen beim Umgang mit tracheotomierten COVID-19-Patienten [1, 9].