Machbarkeitsnachweis für die nichtinvasive Erkennung von durch Noradrenalin verursachten Schlagvolumenänderungen mittels Perfusionsindex in der Herzchirurgie

Warum das im Operationssaal wichtig ist

Bei Herzoperationen müssen Ärztinnen und Ärzte den Blutdruck so steuern, dass Gehirn, Nieren und andere Organe geschützt bleiben. Ein häufig eingesetztes Mittel zur Blutdrucksteigerung, Noradrenalin, wirkt nicht bei allen Patientinnen und Patienten gleich: Bei einigen kann es still und heimlich das vom Herzen pro Schlag geförderte Blutvolumen verringern. Diese Studie untersucht, ob ein einfacher, nichtinvasiv gemessener Wert, den viele Kliniken bereits erfassen – die Pulsoximeteranzeige am Finger – solche verborgenen Änderungen der Herzleistung in Echtzeit anzeigen kann.

Ein gängiges Blutdruckmittel mit ungewöhnlichen Effekten

Niedriger Blutdruck während einer Operation ist mit Schlaganfällen, Herzschäden und Nierenschäden verbunden. Anästhesistinnen und Anästhesisten verabreichen häufig Noradrenalin, um die Gefäße zu verengen und den Druck wiederherzustellen. Im Schnitt erhöht es den Kreislaufdruck, doch frühere Arbeiten zeigen, dass einzelne Patienten sehr unterschiedlich reagieren können, besonders nach Herzoperationen oder bei Klappenerkrankungen bzw. eingeschränkter Herzfunktion. Bei manchen kann die verstärkte Gefäßverengung das Auswerfen des Blutes durch das Herz erschweren, sodass das Schlagvolumen tatsächlich sinkt, obwohl die Blutdruckanzeige beruhigend ansteigt.

Ein Fingersignal als mögliches Frühwarnzeichen

Moderne Pulsoximeter, die am Finger den Sauerstoffgehalt überwachen, liefern auch einen „Perfusionsindex“, der widerspiegelt, wie stark das Blut in den kleinen Gefäßen des Fingers pulsiert. Dieser Index wird sowohl von der Schlagkraft des Herzens als auch vom Gefäßtonus beeinflusst. Da Noradrenalin sowohl die Herzleistung als auch den Gefäßtonus verändert, fragten die Autorinnen und Autoren, ob Veränderungen im Perfusionsindex nach einer Dosis zuverlässig Patientinnen und Patienten identifizieren können, deren Schlagvolumen abnimmt – ohne invasive Katheter oder durchgehendes Experten‑Ultraschallmonitoring.

Wie die Studie bei realen Operationen durchgeführt wurde

Das Team begleitete 27 Erwachsene, die sich einer Herzoperation mit Herz‑Lungen‑Maschine unterzogen. In der Phase nach Einleitung der Narkose, aber vor dem Anschluss an die Maschine, entwickelten einige Patienten einen zu niedrigen Blutdruck, den die Anästhesistin oder der Anästhesist mit einer kleinen Noradrenalin‑Bolusgabe behandelte. Bei 31 solchen Episoden zeichneten die Forschenden Blutdruck, Herzfrequenz und Perfusionsindex vom Fingersensor auf und bestimmten das Schlagvolumen mittels einer speziellen Ultraschallsonde in der Speiseröhre. Sie verglichen die Werte kurz vor dem Noradrenalin‑Bolus mit dem Zeitpunkt, an dem der Blutdruck etwa eine Minute später seinen Gipfel erreichte.

Was der Finger zeigte

Noradrenalin erhöhte den mittleren arteriellen Druck im Mittel um fast 30 Prozent, doch das Schlagvolumen reagierte sehr unterschiedlich: es reichte von einem Rückgang um ein Drittel bis zu einer ähnlich großen Zunahme. In fast der Hälfte der Episoden fiel das Schlagvolumen trotz des erhöhten Drucks um mehr als 10 Prozent. Routinemäßige Zahlen wie Herzfrequenz und verschiedene Blutdruckwerte unterschieden diese Fälle nicht zuverlässig. Im Gegensatz dazu korrespondierten Veränderungen des Perfusionsindex eng mit Änderungen des Schlagvolumens: Episoden mit sinkendem Schlagvolumen zeigten tendenziell einen fallenden Perfusionsindex, Episoden mit verbessertem Schlagvolumen oft einen Anstieg. Statistisch war der Zusammenhang zwischen prozentualer Änderung des Perfusionsindex und des Schlagvolumens stark, und ein einfacher Abfall des Perfusionsindex nach Noradrenalin identifizierte die meisten Episoden mit einer relevanten Abnahme des Schlagvolumens.

Was das für Patientinnen und Patienten bedeuten könnte

Die Studie ist klein und auf ein spezifisches Setting in der Herzchirurgie beschränkt, daher kann sie die Praxis noch nicht allein verändern. Sie liefert jedoch einen Machbarkeitsnachweis, dass ein kostengünstiges, weit verbreitetes Signal vom Fingersensor Ärztinnen und Ärzte warnen könnte, wenn Noradrenalin zwar den Blutdruck hebt, aber die tatsächliche Herzleistung mindert. Als zusätzliches „Warnsignal“ und nicht als alleiniges Überwachungsinstrument könnten Trends des Perfusionsindex nach einer Noradrenalin‑Dosis Anästhesisten veranlassen, die Ursache der Hypotonie neu zu bewerten, Medikamentenentscheidungen anzupassen oder umfangreicheres Herzmonitoring einzusetzen – und so möglicherweise verborgene Abnahmen des Blutflusses zu lebenswichtigen Organen zu verhindern.

Zitation: Premachandra, A., Monnier, B., Ion, I. et al. Proof of concept of noninvasive detection of norepinephrine induced stroke volume changes using perfusion index in cardiac surgery. Sci Rep 16, 9839 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40687-0

Schlüsselwörter: Herzchirurgie, intraoperative Hypotonie, Noradrenalin, Perfusionsindex, Schlagvolumen