Artefakt Arena

Der Indexwert steigt während einer laufenden Operation von einem stabilen Zielbereich auf Werte, die als wach gelten. Die endexspiratorische Anästhetikakonzentration ist unverändert, der Kreislauf ruhig. Zwei Wege stehen offen: das Hypnotikum steigern oder die Rohkurve ansehen. Nur der zweite Weg beantwortet die Frage, ob sich der Patient verändert hat oder das Signal.

Die systematische Sichtung der nichtpharmakologischen Störquellen beim prozessierten EEG kommt zu einem klaren Ergebnis: Die große Mehrheit der eingeschlossenen Arbeiten berichtet einen fälschlich erhöhten Index.¹ Quelle Damit ist die Richtung belegt. Nicht belegt ist ein Betrag. Eine Aussage wie „diese Störquelle hebt den Wert um so und so viele Punkte" lässt sich aus der geprüften Literatur nicht ableiten, weil die Rechenvorschriften der Geräte herstellerspezifisch und teils nicht offengelegt sind² und weil die veröffentlichten Beobachtungen Einzelverläufe und kleine Serien sind. Diese Einheit nennt deshalb nirgends eine Punktzahl.

Die zweite Hälfte des Problems ist die umgekehrte Richtung. Die Übersicht über Situationen, in denen ein Index einen falschen Hypnosezustand anzeigt, führt neben den Artefakten auch Bedingungen auf, unter denen der Wert zu niedrig erscheint.³ Quelle Der gefährlichste dieser Fälle ist keine Störung, sondern eine Therapie: die Muskelrelaxierung.

Für die Praxis heißt das: Behandeln Sie jeden unerwarteten Sprung des Indexwertes zuerst als Frage an das Signal und nicht als Frage an die Dosis. Sagen Sie laut, in welche Richtung eine Störung wirken würde, bevor Sie handeln. Den Fehler erkennen Sie daran, dass die Dosis geändert wird, ohne dass jemand die Rohkurve angesehen hat.

Die Elektroden des perioperativen EEG liegen auf der Stirn, also unmittelbar über der mimischen und der Kaumuskulatur. Was diese Muskeln an elektrischer Aktivität erzeugen, wird mit abgeleitet. Die Frequenzen des Muskelsignals reichen weit in den Bereich hinein, den die Indexverfahren als schnelle Aktivität verrechnen, und schnelle Aktivität wird in Richtung Wachheit gewertet. Dass elektromyographische Aktivität den Index fälschlich anhebt, ist an Einzelverläufen gezeigt worden.⁵ Quelle

Der Gegenbeweis ist ebenso gut dokumentiert wie der Befund selbst. Bei wachen Personen fiel der Index allein durch eine Muskelrelaxierung deutlich ab, obwohl sich am Bewusstsein nichts geändert hatte.⁶ Bei wachen Freiwilligen erreichte er unter vollständiger Relaxierung Bereiche, die klinisch als Narkose gedeutet würden.⁷ Quelle Auf der Intensivstation sank der Wert nach Gabe eines Muskelrelaxans, der zuvor angezeigte Wert war also durch Muskelsignal überhöht,⁸ und in einer weiteren Untersuchung stimmte der Index dort schlecht mit der klinisch beurteilten Sedierungstiefe überein, was überwiegend auf Muskelaktivität zurückgeführt wurde.⁹

Erkennen am Roh-EEG: ein feines, schnelles, unregelmäßiges Gekräusel, das der eigentlichen Kurve aufsitzt und keine Paketstruktur zeigt. Erkennen im Spektrogramm: anhaltende Leistung am oberen Rand des dargestellten Bereichs, die nach oben hin nicht abbricht und kein abgegrenztes Band bildet. Wirkung auf den Index: Anstieg. Was zu tun ist: Muskelanzeige des Geräts ablesen, Ursache suchen, also unzureichende Analgesie, beginnendes Erwachen, Kältezittern oder Anspannung der Kaumuskulatur, und diese Ursache behandeln.

Roh-EEGSpektrogrammSpektrumNeues Signal

Für die Praxis heißt das: Lesen Sie die Muskelanzeige immer zusammen mit dem Indexwert und deuten Sie einen Anstieg beider Größen zuerst als Muskelsignal. Suchen Sie die Ursache der Muskelaktivität und behandeln Sie diese. Den Fehler erkennen Sie daran, dass nach einer Relaxansgabe der gesunkene Wert als Vertiefung gedeutet wird.

Elektrische Störquellen unterscheiden sich vom Muskelsignal durch ihr Zeitmuster. Der Elektrokauter erzeugt eine sehr große, breitbandige Einstreuung, die genau so lange dauert wie die Aktivierung. Im Spektrogramm entsteht dabei ein senkrechter Streifen über alle Frequenzen, im Roh-EEG eine Auslenkung, die den Darstellungsbereich verlässt.⁴ Die Geräte erkennen diesen Zustand meist und halten die Anzeige an; entscheidend ist, dass der erste Wert nach dem Ende der Aktivierung noch aus der Mittelung über die Störzeit stammen kann und deshalb nicht als neuer Befund zu lesen ist.²

Weniger auffällig sind chirurgische Kleingeräte. Für einen endoskopischen Shaver ist eine Serie fälschlich erhöhter Indexwerte durch elektrische Einstreuung dokumentiert.¹² Quelle Solche Geräte laufen anders als der Kauter über Minuten gleichmäßig, sodass die Störung nicht als Streifen, sondern als anhaltend erhöhte Leistung erscheint und leicht für Muskelsignal gehalten wird.

Schrittmacherimpulse sind das lehrreichste Beispiel dafür, dass Artefakte geräteübergreifend wirken. Ein durch Schrittmacherimpulse verfälschter Bispectral Index wurde in der Herzchirurgie beschrieben,¹³ und für den Patient State Index ist derselbe Zusammenhang unter epikardialer Stimulation als Fallbericht veröffentlicht.¹⁴ Quelle Das Muster ist in beiden Fällen dasselbe: regelmäßige, gleichförmige Ausschläge, deren Abstand zur Stimulationsfrequenz passt und nicht zu einer biologischen Rhythmik.

Auch die Relaxometrie stört. Die gegenseitige Beeinflussung von Relaxometrie und prozessiertem EEG durch die elektrischen Reizstrompulse ist beschrieben worden.¹⁵ Typisch sind Störungen im Takt der Stimulationsfolge, also gruppiert und nicht fortlaufend.

Für die Praxis heißt das: Ordnen Sie jede elektrische Störung zuerst über ihr Zeitmuster zu, also kurz und breit beim Kauter, gleichmäßig und anhaltend beim Kleingerät, regelmäßig getaktet bei Schrittmacher und Reizstrom. Beurteilen Sie nach einer Kauterphase erst den zweiten oder dritten neuen Wert. Den Fehler erkennen Sie daran, dass der erste Wert nach dem Kautern als Befund festgehalten wird.

Die Warmluftdecke ist eine Störquelle, die selten vermutet wird. In einer herzchirurgischen Serie führte eine Warmluftdecke am Kopf zu fälschlich erhöhten Indexwerten.¹⁶ Quelle Im Roh-EEG erscheint eine Störung, die weder Paketstruktur noch biologische Rhythmik zeigt; im Spektrogramm entsteht eine diffuse Leistungszunahme ohne Bandbildung. Die Abhilfe ist mechanisch: Abstand zwischen Gebläse und Ableitung schaffen und den Verlauf danach erneut beurteilen.

Bewegung und Lagerung wirken über den Elektrodensitz. Jede Verschiebung des Kontaktes, jede Drehung des Kopfes, jedes Umlagern und jede Erschütterung des Tisches erzeugt große, träge Auslenkungen, die im Spektrogramm als kurzzeitige breite Leistung im langsamen Bereich erscheinen. Da langsame Leistung in vielen Rechenvorschriften in Richtung Tiefe verrechnet wird, ist hier neben dem typischen Anstieg auch ein kurzzeitiger Abfall möglich; die systematische Übersicht hält als Gesamtbild dennoch die Richtung nach oben fest.¹ Wichtiger als die Richtung ist in dieser Lage der Zeitbezug: Wer den Zeitpunkt des Umlagerns kennt, deutet den Ausschlag richtig.

Für die Praxis heißt das: Melden Sie Umlagerung, Tischbewegung und Beginn der Wärmetherapie mit Uhrzeit an, damit sich Ausschläge später zuordnen lassen. Prüfen Sie bei jeder Lagerungsänderung den Sitz der Ableitung. Den Fehler erkennen Sie daran, dass ein Ausschlag gedeutet wird, ohne dass jemand nachsieht, was in dieser Minute im Saal geschehen ist.

Die häufigste und am leichtesten behebbare Störung sitzt an der Haut. Ein hoher oder zwischen den Ableitungen stark unterschiedlicher Übergangswiderstand macht die Ableitung empfindlich für alles, was im Saal an elektrischen Feldern vorhanden ist. Im Roh-EEG zeigen sich dann eine gleichförmige Netzeinstreuung, langsame Grundlinienwanderungen oder abrupte Sprünge; im Spektrogramm entsteht entweder ein schmaler Streifen bei der Netzfrequenz oder ein unruhiges Bild ohne erkennbare Struktur. Die systematische Übersicht führt Elektrodenprobleme unter den Quellen fälschlich erhöhter Werte auf.¹

Die Abhilfe ist immer dieselbe Reihenfolge: Haut entfetten und aufrauen, Elektrode fest andrücken, Sitz und Kabelzug prüfen, Impedanzprüfung wiederholen und erst danach das Signal erneut beurteilen. Die deutschsprachigen Übersichten führen diese Prüfung ausdrücklich als ersten Schritt vor jeder inhaltlichen Befundung.^{4, 17}

Für die Praxis heißt das: Führen Sie die Impedanzprüfung nach jedem Elektrodenwechsel und bei jedem unplausiblen Bild durch, bevor Sie irgendetwas anderes tun. Den Fehler erkennen Sie daran, dass über die Bedeutung einer Kurve gesprochen wird, während die Qualitätsanzeige des Geräts eine Störung meldet.

Die folgende Übersicht fasst zusammen, woran die einzelnen Störquellen zu erkennen sind und was zu tun ist. Die Spalte zum Index nennt bewusst nur eine Richtung: Das ist die belegte Aussage,¹ und mehr gibt die geprüfte Literatur nicht her.

Roh-EEGSpektrogrammNeues Signal

Für die Praxis heißt das: Gehen Sie bei jedem unplausiblen Bild die Tabelle im Kopf von oben nach unten durch und benennen Sie die Störquelle, bevor Sie über die Narkosetiefe sprechen. Den Fehler erkennen Sie daran, dass eine Störung beschrieben, aber nicht benannt wird.

Jedes gebräuchliche Gerät bietet drei Hilfen an, die zusammen fast alle Fragen dieser Einheit beantworten: eine Anzeige der Muskelaktivität, eine Aussage zur Signalqualität samt Impedanzprüfung und eine Kennzeichnung erkannter Artefaktabschnitte. Diese drei Anzeigen gehören dauerhaft sichtbar neben den Index; das Konsenspapier zum perioperativen EEG-Monitoring empfiehlt ohnehin, Rohsignal und Spektrogramm neben dem Indexwert zu beurteilen.¹⁸ Quelle

Ebenso wichtig ist das Wissen um die Mittelung. Ein Index fasst Kenngrößen über mehrere Sekunden zusammen; wie das geschieht, ist herstellerspezifisch und teils nicht offengelegt.² Daraus folgt unmittelbar, dass eine kurze Störung die Anzeige noch beeinflusst, wenn sie im Roh-EEG längst vorbei ist. Wer die Störung im Spektrogramm als Streifen erkennt, weiß, wie lange er der Zahl nicht trauen darf.¹⁷

Für die Praxis heißt das: Richten Sie die Anzeige zu Beginn jeder Narkose so ein, dass Rohkurve, Spektrogramm, Muskelanzeige und Qualitätsanzeige zugleich sichtbar sind. Den Fehler erkennen Sie daran, dass ein Gerät ausschließlich die große Indexzahl darstellt und niemand daran etwas ändert.

Für den unplausiblen Wert gibt es eine feste Reihenfolge, und sie beginnt nicht bei der Dosis. Erstens die Kurve: Zeigt das Roh-EEG ein Muster, das zu einer Anästhetikasignatur passt? Zweitens die Störquelle: Passt das Bild zu einer der Zeilen der Tabelle, und lässt sich ein zeitlicher Zusammenhang zu einem Vorgang im Saal herstellen? Drittens beseitigen und erneut beurteilen: Elektrode, Abstand, Takt, Ursache der Muskelaktivität. Viertens erst dann die Dosis, und auch dann kontrolliert am Muster und nicht an der Zahl.^{18, 17}

Für die Praxis heißt das: Sprechen Sie die vier Schritte laut aus, wenn ein Wert nicht passt. Halten Sie den Zeitpunkt jeder Störung und jeder Abhilfe fest. Den Fehler erkennen Sie daran, dass ein Schritt übersprungen wird, weil die Zahl gerade besonders auffällig ist.

• Artefakte verschöben den Wert in beliebige Richtung, das hebe sich auf. Die systematische Sichtung der Störquellen berichtet ganz überwiegend einen fälschlich erhöhten Index; die Richtung ist gerichtet und nicht zufällig.¹
• Eine Störquelle lasse sich in Indexpunkten beziffern. Das geben weder die Einzelverläufe noch die Serien her, und die Rechenvorschriften der Geräte sind herstellerspezifisch und teils nicht offengelegt.^{2, 1}
• Ein Muskelrelaxans vertiefe die Narkose, weil der Wert danach fällt. Bei wachen Personen fiel der Index allein durch Relaxierung ab, bei Freiwilligen bis in Bereiche, die klinisch als Narkose gedeutet würden.^{6, 7}
• Artefakte seien ein Problem einzelner Gerätefamilien. Dasselbe Schrittmachermuster ist für den Bispectral Index und für den Patient State Index beschrieben.^{13, 14}
• Nach Ende der Störung stimme der Wert sofort wieder. Ein Index mittelt über mehrere Sekunden, und wie er das tut, ist nicht offengelegt; der erste Folgewert kann die Störzeit noch enthalten.²

Für die Praxis heißt das: Prüfen Sie jede Aussage über Artefakte darauf, ob sie eine Richtung oder einen Betrag behauptet. Betragsaussagen sind in diesem Feld nicht belegt. Den Fehler erkennen Sie daran, dass eine Punktzahl genannt wird.

Merksätze

• Belegbar ist die Richtung: Artefakte erhöhen den Indexwert typischerweise falsch. Ein Betrag in Indexpunkten ist nicht belegbar.
• Ein Muskelrelaxans senkt die Anzeige, ohne die Narkosetiefe zu verändern, und nimmt dem Patienten zugleich die Bewegung als einzige klinische Warnmöglichkeit.
• Elektrische Störer unterscheiden sich am Zeitmuster: kurz und breit beim Kauter, gleichmäßig beim Kleingerät, getaktet bei Schrittmacher und Reizstrom.
• Impedanzprüfung und Elektrodensitz kommen vor jeder inhaltlichen Befundung, nicht danach.
• Die Reihenfolge lautet Kurve, Störquelle, Beseitigung, erst dann Dosis.

Aufgaben