Intraoperative Flüssigkeitszufuhr bei Erwachsenen

Klinischer Hintergrund

Die intraoperative Flüssigkeitszufuhr gehört zu den zentralen und zugleich umstrittensten Komponenten des perioperativen Managements. Sowohl Hypovolämie als auch Volumenüberladung sind schädlich: Ein unzureichendes Volumen vermindert die splanchnische Perfusion und kann zu mukosaler Azidose und eingeschränkter Darmfunktion führen, während eine Überladung interstitielle Ödeme, gestörte Wundheilung und ein erhöhtes Risiko für Anastomoseninsuffizienzen verursacht [3]. Die Schwierigkeit besteht darin, den Bedarf abzuschätzen, ohne auf ein erweitertes hämodynamisches Monitoring zurückzugreifen, insbesondere bei Routineeingriffen, bei denen ein solches nicht indiziert ist.

Der Rechner kombiniert drei klassische Komponenten: den Erhaltungsbedarf nach der 4-2-1-Regel, das präoperative Nüchternheitsdefizit und den chirurgisch bedingten Third-Space-Verlust. Zusammen ergeben sie eine Schätzung des intraoperativ benötigten Kristalloidvolumens. Das Modell ist didaktisch weit verbreitet und stellt in vielen Lehrbüchern und Ausbildungsunterlagen weiterhin einen Ausgangspunkt dar, beruht jedoch auf physiologischen Annahmen, die in der modernen Forschung teilweise infrage gestellt wurden (siehe Abschnitt Einschränkungen).

Berechnung der intraoperativen Flüssigkeitszufuhr bei Erwachsenen

Der Erhaltungsbedarf wird mit der 4-2-1-Regel nach Holliday und Segar berechnet, die den stündlichen Flüssigkeitsbedarf anhand des Körpergewichts angibt:

$$\text{Erhaltungsbedarf} = 4 \times \min(\text{Gewicht}, 10) + 2 \times \min(\max(\text{Gewicht} - 10, 0), 10) + 1 \times \max(\text{Gewicht} - 20, 0) \quad \text{mL/h}$$

Für einen Patienten mit 70 kg ergibt sich somit eine Erhaltungsrate von $4 \times 10 + 2 \times 10 + 1 \times 50 = 110$ mL/h.

Das Nüchternheitsdefizit wird als Erhaltungsrate multipliziert mit der Anzahl der Nüchternstunden berechnet. Es wird schrittweise während der ersten drei intraoperativen Stunden ersetzt: 50 % in der ersten Stunde und jeweils 25 % in jeder der beiden folgenden Stunden.

Der Third-Space-Verlust wird pro Operationsstunde hinzugerechnet und nach dem chirurgischen Trauma kategorisiert:

Die gesamte intraoperative Flüssigkeitszufuhr ist die Summe dieser drei Komponenten.

Holliday und Segar veröffentlichten die 4-2-1-Regel 1957 in Pediatrics [1]. Das Modell wurde aus dem beobachteten Wasserumsatz bei Kindern abgeleitet und bezog sich allgemein auf die parenterale Flüssigkeitstherapie, nicht speziell auf das intraoperative Management. Die Kohorte bestand aus pädiatrischen Patienten mit normalem Wasser- und Elektrolythaushalt, und die Grundlage der Regel ist ein linearer Zusammenhang zwischen Energieumsatz und Wasserbedarf. Trotz ihres pädiatrischen Ursprungs ist die Regel in den meisten anästhesiologischen Lehrbüchern zum Standard für Erwachsene geworden, ohne dass sie formal in einer erwachsenen intraoperativen Kohorte validiert wurde.

Die Ergänzung um den Third-Space-Verlust beruht auf dem Konzept, dass ein chirurgisches Trauma eine Verschiebung extrazellulärer Flüssigkeit in einen nicht anatomischen „dritten Raum“ bewirkt. Diese Hypothese wurde in den 1960er-Jahren formuliert und führte zu Empfehlungen von bis zu 15 mL/kg/h während der ersten Operationsstunde, mit schrittweise abnehmenden Dosen.

Interpretation in der Praxis

Der Rechner liefert eine Schätzung des Gesamtvolumens an Kristalloiden, das für den ganzen Eingriff eingeplant werden sollte. Das Ergebnis ist als Ausgangspunkt und nicht als festes Protokoll zu verstehen. Die zeitliche Verteilung richtet sich danach, wie das Nüchternheitsdefizit ersetzt wird (halbiert in Stunde 1, geviertelt in Stunde 2 und 3), während Erhaltungsbedarf und Third-Space-Ersatz kontinuierlich gegeben werden.

Die Urinausscheidung sollte bei 0,5-1,0 mL/kg/h gehalten werden, und die hämodynamischen Parameter (Blutdruck, Herzfrequenz) sind kontinuierlich zu überwachen. Blutverluste werden gesondert ersetzt und sind im Rechner nicht enthalten.

Validierung und Leistungsfähigkeit

Der Rechner als Ganzes wurde nicht als Instrument mit messbarer Diskrimination oder Kalibrierung validiert. Seine einzelnen Komponenten wurden jedoch indirekt in der umfangreichen Literatur zur perioperativen Flüssigkeitsstrategie untersucht.

Eine Metaanalyse von 18 randomisierten Studien mit insgesamt 5567 erwachsenen Patienten, die sich einer elektiven Abdominalchirurgie unterzogen, fand keinen Unterschied bei schweren postoperativen Komplikationen oder Mortalität zwischen restriktiver und liberaler Flüssigkeitsstrategie [4]. Die restriktive Strategie (Median 1925 mL intraoperativ) war mit mehr renalen Komplikationen verbunden als die liberale (Median 3878 mL). Dies stellt die Annahme infrage, dass ein niedriges Volumen im Sinne einer restriktiven Auslegung des 4-2-1-Modells überlegen ist.

Eine weitere Metaanalyse von 23 RCT mit 2099 Patienten verglich die zielgerichtete Flüssigkeitstherapie (GDFT) mit konventioneller Flüssigkeitsbehandlung bei elektiver großer Abdominalchirurgie [2]. Die GDFT verringerte die Gesamtmorbidität (Risk Ratio 0,76, 95 %-Konfidenzintervall 0,66-0,89) und die Krankenhausverweildauer (mittlere Differenz −1,55 Tage). Wurden die Patienten jedoch im Rahmen eines ERAS-Programms behandelt, verschwand der Unterschied bei Morbidität und Verweildauer weitgehend und blieb nur als kürzerer Intensivstationsaufenthalt und schnellere Darmfunktion bestehen. Eine enger gefasste Metaanalyse ausschließlich zur elektiven kolorektalen Chirurgie (11 RCT, 1113 Patienten) fand keinen Unterschied bei irgendeinem klinischen Endpunkt zwischen GDFT und konventioneller Flüssigkeitstherapie [5].

Zusammenfassend liefert das klassische Modell eine grobe Schätzung des Flüssigkeitsbedarfs, doch die moderne Evidenz zeigt, dass das Volumen selbst weniger entscheidend ist als die Vermeidung sowohl einer Überladung als auch einer ausgeprägten Hypovolämie, und dass eine ERAS-basierte Nullbilanz in vielen Fällen gleichwertige oder bessere Ergebnisse liefert als eine formelgesteuerte Zufuhr.

Einschränkungen

Das Third-Space-Konzept wird infrage gestellt. Voldby und Brandstrup haben in einer klinischen Übersicht die Studien überprüft, die den Third-Space-Verlust ursprünglich beschrieben, und festgestellt, dass sie auf einer mangelhaften Messmethode für das extrazelluläre Volumen beruhen [3]. Neuere Studien mit besserer Methodik können eine solche Flüssigkeitsverschiebung nicht nachweisen. Die Autoren vertreten die Auffassung, dass das gesamte Konzept aufgegeben werden sollte und dass der tatsächliche Flüssigkeitsverlust bei chirurgischem Trauma in erster Linie aus Gewebeödem besteht, das begrenzt ist (geschätzt 150-300 mL bei Manipulation des gesamten Kolons) und große Ersatzvolumina kaum rechtfertigt.

Das Nüchternheitsdefizit wird häufig überschätzt. Dürfen Patienten bis 2 Stunden vor der Operation klare Flüssigkeiten trinken, was innerhalb von ERAS-Programmen Standard ist, ist das präoperative Flüssigkeitsdefizit gering. Verlängerte Nüchternheit führt in erster Linie zu einem Wasserverlust, der, falls er ersetzt werden muss, eher mit glukosehaltiger Flüssigkeit als mit großen Kristalloidvolumina ausgeglichen werden sollte [3].

Das Modell gilt nicht für:

• Patienten mit eingeschränkter Herzfunktion oder Niereninsuffizienz, bei denen die Flüssigkeitstoleranz stark vermindert ist
• Notfallchirurgische Patienten mit anhaltender Blutung, Sepsis oder Obstruktionsileus
• Kinder (die 4-2-1-Regel wurde für Kinder abgeleitet, der Rechner ist jedoch für Erwachsene vorgesehen)
• Patienten, die sich einem Eingriff im Rahmen eines ERAS-Programms unterziehen, bei dem anstelle einer formelbasierten Zufuhr eine Nullbilanzstrategie empfohlen wird [3]

Häufige Fehler:

• Den Rechner als festes Protokoll zu verwenden, ohne ihn anhand von Hämodynamik, Diurese und Blutverlust zu überprüfen
• Den Third-Space-Verlust bei laparoskopischen Eingriffen zu überschätzen, bei denen der evaporative Verlust vernachlässigbar ist
• Das Nüchternheitsdefizit vollständig zu ersetzen, obwohl der Patient bis 2 Stunden vor der Operation getrunken hat
• Den Erhaltungsbedarf mit dem Bedarf an Volumenresuszitation bei bestehender Hypovolämie zu verwechseln

Schwedischer Kontext

Die schwedische anästhesiologische Praxis hat sich zunehmend den ERAS-Prinzipien (Enhanced Recovery After Surgery) angeschlossen, insbesondere bei elektiver kolorektaler und oberer gastrointestinaler Chirurgie, wo Nullbilanz und frühe orale Ernährung Standard sind. Innerhalb dieser Programme ist das klassische 4-2-1-Modell mit Third-Space-Zuschlag weitgehend zugunsten einer individualisierten, restriktiven Flüssigkeitsbehandlung aufgegeben worden. Der Rechner behält jedoch seinen Wert als didaktisches Werkzeug und als Ausgangspunkt bei Eingriffen, bei denen ERAS nicht angewendet wird, oder in der Notfallchirurgie, wo ein strukturierter Initialplan erforderlich ist, bevor ein erweitertes Monitoring etabliert ist.

Quellen

1. Holliday MA, Segar WE. The maintenance need for water in parenteral fluid therapy. Pediatrics. 1957;19(5):823-832. PMID: 13431307
2. Rollins KE, Lobo DN. Intraoperative Goal-directed Fluid Therapy in Elective Major Abdominal Surgery: A Meta-analysis of Randomized Controlled Trials. Ann Surg. 2016;263(3):465-476. PMID: 26445470
3. Voldby AW, Brandstrup B. Fluid therapy in the perioperative setting: a clinical review. J Intensive Care. 2016;4:27. PMID: 27087980
4. Messina A, Robba C, Calabrò L et al. Perioperative liberal versus restrictive fluid strategies and postoperative outcomes: a systematic review and metanalysis on randomised-controlled trials in major abdominal elective surgery. Crit Care. 2021;25:205. PMID: 34116707
5. Rollins KE, Mathias NC, Lobo DN. Meta-analysis of goal-directed fluid therapy using transoesophageal Doppler monitoring in patients undergoing elective colorectal surgery. BJS Open. 2019;3(5):606-616. PMID: 31592512