8.-10.Juni 2004

Bei einen ESA Schwerelosigkeitsflug führten A. Soucek und G. Grömer medizinische Experimente in Bordeaux durch. Dabei wurden an einem adaptierten Wiederbelebungs-Manikin verschiedene Beatmungstechniken untersucht.

Adama-Experiment: Notfallmanagement in der Schwerelosigkeit

Ein internationales Team junger Wissenschaftler führte im Rahmen der 37. ESA Parabolflugkampagne in Bordeaux, Frankreich, zum ersten Mal erfolgreich Vergleichsstudien zum Atemwegsmanagement in der Schwerelosigkeit durch. Zwei Intubationsmethoden – die „klassische“ endotracheale Intubation und die Intubation mittels sog. „Larynxmaske“ – wurden in verschiedenen Varianten an einer modifizierten Beatmungspuppe während insgesamt 90 Parabelmanövern an Bord eines Airbus A-300 getestet, die für jeweils 20 Sekunden Schwerelosigkeit mit sich brachten. Die Flugcrew des Experimentes konnte dabei wichtige Datensätze gewinnen, die neue Impulse für Notfallmedizin-Training und Bordausrüstung sowie Flugprozeduren im bemannten Raumflug liefern sollen.

Hintergrund:
Statistisch gesehen kommt es alle 2,4 Jahre zu einem medizinischen Notfall an Bord eines Raumschiffes, der den Einsatz von (lebensrettender) medizinischer Ausrüstung notwendig macht. Werden Besatzungsgröße und Flugzeiten für die voll operationelle Phase der Internationalen Raumstation (ISS) extrapoliert, wird es alle fünf Jahre notwendig sein, einen Astronauten zurück zur Erde zu evakuieren. Andere Situationen können jedoch mitunter noch kritischer werden: An Bord einer zukünftigen bemannten Mission zum Mars ist die Besatzung faktisch komplett auf sich selbst angewiesen, um während des Fluges Notfallmanöver – im medizinischen Bereich – durchzuführen. Ein Arzt wird dabei nicht notwendiger Weise zu jeder Zeit zur Verfügung stehen, wodurch auch medizinisch (relativ) untrainierte bzw. unerfahrene Besatzungsmitglieder gezwungen werden könnten, Sofortmaßnahmen durchzuführen. Der langfristig angestrebte Weltraumtourismus wird solche Probleme nur verschärfen. Notfallmedizin in all ihren Aspekten ist daher unablässig für die Erforschung des Weltalls durch den Menschen – und braucht eine genauere Analyse und Weiterentwicklung, als gegenwärtig zugänglich.

Das Experiment:
Das Experiment ADAMA konzentrierte sich auf einen speziellen Aspekt des notfallmedizinischen Spektrums: verbesserte Techniken des Atemwegsmanagements. Während die Anwendung von Beatmungstechniken am Boden, z.B. in Krankenhäusern oder an Unfallorten, keine besonderen Schwierigkeiten birgt, hält das Arbeiten in der Schwerelosigkeit eine Vielzahl an Herausforderungen parat. Bewegungen sowohl des Patienten als auch des Intubators, beide freischwebend, machen übliche Beatmungstechniken und Handgriffe unpraktisch bis unmöglich, was in letzter Konsequenz zu lebensgefährlichen Situationen für den Patienten führen kann. Darüber hinaus ist es unwahrscheinlich, erfahrene Anästhesisten im Moment eines Atemnotfalles an Bord zur Stelle zu haben, was daher nach noch sichereren Methoden und einer einfacher handzuhabenden Ausrüstung verlangt. Schließlich führt die außergewöhnliche Situation eines Raumfluges (Geräuschpegel, Schwerelosigkeit, Isolation, erzwungene Autonomie und ein lebensgefährliches Umfeld) zu gesteigerten Stresssituationen, die – gepaart mit dem Auftreten der Notsituation – Reaktionsprobleme verursachen können. Das Experiment verglich in einer randomisierten Blind-Studie die Effizienz der beiden Intubationsmethoden und studiert das kinetische Verhalten des Patienten.

Vorläufige Ergebnisse:
Die ersten Untersuchungen der gewonnenen Daten zeigen interessante Ergebnisse sowohl im Bezug auf den direkten Vergleich von endotrachealer Intubation und Larynxmaske als auch auf die Kinetik von Puppe (Patient) und Intubator. Die genaue Erstanalyse wird etwa einen Monat nach Flug in Anspruch nehmen, die Ergebnisse werden auf einer Pressekonferenz Anfang Juli an der Uniklinik Innsbruck, Österreich, vorgestellt werden, wo Dr. Christian Keller und Dr. Thomas Haas die wissenschaftliche Leitung über das Experiment ADAMA übernommen haben. Schon jetzt kann gesagt werden, dass sich das Verhalten von Testobjekt und Testsubjekten während der Durchführung künstlicher Beatmungen unter Schwerelosigkeitsbedingungen erheblich von jeglicher Simulation unter Normalbedingungen (1 g) unterscheidet. Daher konnte das Team von ADAMA erstmals wertvolle Daten gewinnen, die neue Aspekte für Training und Flugprozeduren mit sich bringen, aber auch spin-off-Daten für verwandte Situationen wie Notfallbeatmung während Bergrettungsaktionen, etc.

Die ESA Parabelflugkampagnen:
Um Schwerelosigkeitsflüge durchzuführen, verwendet die Europäische Raumfahrtbehörde ESA einen speziell adaptierten Airbus A-300, der von der französischen Firma Novespace gewartet wird – das größte Flugzeug weltweit, mit dem solche Manöver geflogen werden. Der Parabelbogen beginnt, indem die Maschine bei vollem Triebwerksschub in einem 47 Grad-Winkel steil nach oben gezogen wird. 20 Sekunden später, in einer Höhe von 7600 Metern, wird der Triebwerksschub durch die Testpiloten fast vollständig zurückgenommen, wodurch das Flugzeug in freien Fall übergeht. Nun beginnt die 20 Sekunden dauernde Schwerelosigkeitsphase an Bord. Nun werden die Triebwerke voll durchgestartet, um das Flugzeug wieder abzufangen und es schließlich auf 6000 Metern Höhe wieder in Normalflug zu bringen, von wo aus die nächste Parabel starten kann. An einem Tag werden so insgesamt 30 Parabeln geflogen, bei drei Flugtag werden also etwa 30 Minuten Schwerelsoigkeit kumulativ erzeugt.

Team, Kontakte und weitere Information:
Das ADAMA-Team besteht aus der vierköpfigen Flugbesatzung: Gernot Groemer (Österreich, ÖWF), Diplomand am Institut für Astrophysik an der Universität Innsbruck und Notfallsanitäter, Alexander Soucek (Österreich, ÖWF), Weltraumjurist bei der Europäischen Raumfahrtbehörde ESA, Cristina de Negueruela (Spanien) Telekommunikations-Spezialistin bei der ESA, und Michael Thomsen (Dänemark), Elektroingenieur an der Technischen Universität Dänemark. Hinter der Flugcrew steht ein großes Team an Helfern, unter ihnen auch Dr. Christian Keller und Dr. Thomas Haas von der Universitätsklinik für Anästhesie und allgemeine Intensivmedizin der Medizinischen Uniersität Innsbruck als medizinisch-wissenschaftliche Berater.

Missions-Website: adama.isunet.edu