DIY-Serie: Ein Videolaryngoskop für die Welt

Videolaryngoskopie hat innerhalb der letzten Jahre beständig die Sicherheit und Durchführung prä- und interhospitalen Airway-Managements der meisten modernen Gesundheitssysteme verbessert. Weiterhin wird deren Einsatz und die Empfehlung zu regelmäßigem Training an den gängigen VL-Modellen von einer breiten Basis an Leitlinien und Studien gestützt.

Wie die meisten wegweisenden, aufwändig entwickelten und sorgfältig geprüften (und auch profitablen) Technologien schlagen konventionelle Videolaryngoskope bei der Anschaffung mit rund 100 Euro für Einmalmaterial bis zu unteren fünfstelligen Beträgen für High-End Modelle zu Buche. Damit sind sie vor allem für strukturell und finanziell benachteiligte Systeme in Entwicklungsländern, sowie für kleine humanitäre Hilfsorganisationen mit begrenztem Budget und viele Rettungsdienstschulen und medizinische Fakultäten schlichtweg nicht leistbar – ein Umstand, der den Zugang zu einem potentiell lebensrettenden Instrument für viele Patienten und medizinisches Personal weltweit behindert.
Eine vielversprechende Technik zur günstigen, maschinellen Produktion von kleinvolumigen Bauteilen aller Art ist mittlerweile das 3D-Druckverfahren. Kürzlich bin ich via Twitter über das kleine non-profit Projekt AirAngel gestolpert: Die Macher Bryan Archpru und Steven Bazan haben anhand der Bauart konventionell erhältlicher Modelle ein hyperanguliertes Videolaryngoskop konstruiert, das als 3D-Druckvorlage open-access erhältlich ist. In Kombination mit günstiger Haushaltselektronik lässt sich so ein universell einsetzbares, wiederverwendbares Videolaryngoskop für rund 100 Euro selbst bauen. Ziel des Vereins ist, medizinischem Personal im low-resource Setting eine Grundlage zur Ausbildung zu schaffen und letztendlich die Technik zur notfallmäßigen Anwendung am Patienten zur Verfügung zu stellen:

The AirAngel project is an attempt to give those who live in developing nations the same opportunity for airway safety that most of us have when we go under anesthesia. We want you to have a reliable VL system when doing medical missions in third world countries. We also want every surgical facility in the world to have access to a reliable VL.

Vorab ein WICHTIGER Disclaimer: Das AirAngel-Blade ist in keinster Weise ein nach nationalen oder internationalen Vorgaben (BfArM/MPG, FDA, etc.) geprüftes Medizinprodukt! Es soll kein bereits vorhandenes Videolaryngoskop als kostengünstige Alternative ersetzen und darf in Deutschland (und prinzipiell anderswo) niemals am Patienten angewendet werden! Der Anwendungszweck beschränkt sich auf Training sowie auf unausweichliche, lebensrettende Interventionen in medizinisch unterversorgter Umgebung von Drittwelt-Ländern! Die Anwendung kann zu schädigenden und lebensbedrohlichen Komplikationen (Traumatische Verletzungen und Verlegung der Atemwege, CICO, etc.) führen!
Dieser Artikel dient ausschließlich dazu, die Möglichkeiten von 3D-Druck aufzuzeigen und abseits hochpreisiger Medizinprodukte eine möglichst realitätsnahe VL-Alternative für reine Lehrzwecke zu bieten.
Also kein Einstecken ins Rettungsdienstholster oder ähnliche Spielereien, capisce?
Also los geht’s:

1. Zuerst müsst ihr euch die 3D-Vorlage besorgen: Entweder ihr ordert das fertig gedruckte Modell direkt hier, oder schreibt Bryan und Steven eine freundliche Mail (in english, please) an [email protected] und bittet unter einer kurzen Beschreibung eures Projekts freundlich um die .stl-Datei.
2. Eine Gelegenheit zum 3D-Druck bieten nun natürlich Shops im Internet, andererseits finden sich in vielen Universitätsstädten 3D-Druck-Projekte der örtlichen Hochschulen, die gerne gegen Materialkosten und vielleicht einen kleinen Obolus weiterhelfen können
3. Wichtig ist, das Modell in höchstmöglicher Dichte und einem besonders harten und bruchfestem Material zu drucken. Die Macher empfehlen entweder starkes Nylon oder ABS (das Material von Legosteinen).
4. Nicht wundern – das fertige Modell liegt deutlich leichter in der Hand als ein echtes VL. Nach ein bisschen Schleifarbeit und Entfernung scharfer Kanten sollte das Laryngoskop nun so aussehen:
   

   

   
5. Nun benötigt ihr eine Endoskopkamera aus dem Heimwerker-Bereich. Das Angebot ist sehr groß, aber wichtig ist eigentlich nur, dass der Kamerakopf einen Durchmesser von maximal 5,5 mm hat! Einige Modelle lassen sich per USB direkt an das Smartphone oder kabellos per WLAN anschließen, ich habe mich allerdings für das von AirAngel empfohlene Teslong Endoskopsystem mit 1 m Kabellänge, separatem Bildschirm und Koffer entschieden. Interessant ist weiterhin eine Videoaufnahme oder Snapshot-Funktion für Lehr- und Dokumentationszwecke.
6. Jetzt müsst ihr die Kamera in die Halterung unter dem Spatel einführen und die Ausrichtung so tarieren, dass der Bildausschnitt in Bezug zum Spatel richtig herum orientiert und nicht schief dargestellt wird. Ich habe dazu die Markierungen eines Geodreiecks genutzt. Wenn es passt, wird das Kamerakabel in den Kabelkanal geklemmt und dort mit Klettband oder Tape fixiert. Klingt alles etwas kompliziert und erfordert gewisses Fingerspitzengefühl - deswegen findet ihr hier eine schrittweise Anleitung:

So in etwa sollte eure videolaryngoskopische Sicht schlussendlich aussehen:

Fazit:
Ein Trainings-Videolaryngoskop für kleines Geld - besser gehts nicht, oder? Aber Achtung, es gibt beim AirAngel einige wichtige Dinge zu beachten:

• Die reine Anwendung am Airway-Simulator, der deutlich härter und rigider ist als die menschliche Anatomie, stellt das Material ziemlich auf die Probe - nach einigen Intubationsversuchen zeigte mein erstes Modell Risse und warnte knarzend vor dem Bruch des Spatels. Ein Bad in Epoxidharz und ein zweiter Druck in besonders hoher Dichte lösten das Problem. Allerdings sei damit auch illustriert, welche dramatische Komplikation bei notfallmäßiger Anwendung am Menschen nicht unwahrscheinlich ist: Ein Bruch des Spatels während des Intubationsmanövers mit vollständiger oder partieller Verlegung der Atemwege (= FUBAR)
• Die Geometrie des AirAngel orientiert sich an hyperangulierten Videolaryngoskopen (HA-VL mit bis zu 40° Krümmung, z.B. GlideScope, C-MAC D-Blade, MacGrath X-Blade) - das bedeutet, dass sich die Anwendung von Videolaryngoskopie mit Mac-Spateln unterscheidet! Auch sind diese Geräte präklinisch und in Notaufnahmen nicht überall zu finden und die Ausbildung daran nicht unbedingt für alle Berufsgruppen sinnvoll. Einen kurzen Überblick über die verschiedenen Bauweisen, unterschiedliches Handling und Definitionen liefert und diese wunderbare Grafik von tamingthesru.com:

• Hyperangulierte Spatel sind in ihrer Form gut an die Krümmung der Zunge angepasst, allerdings kann die letztendliche Perspektive “von schräg unten” einige Probleme beim Einführen des Tubus bereiten. Wird das Laryngoskop zu tief eingeführt (Kovac’s Sign), gerät die Kameralinse sehr nah an Larynx und Stimmritze - die Einstellung auf dem Bildschirm ist dann zwar großartig, aber der Annäherungswinkel extrem steil. Auch wird der Raum zum Manövrieren der Tubusspitze verringert und der Bildausschnitt auf dem Monitor zu klein.
• Durch die Halterungen des Kamerakabels und der Einfassung der Kameraspitze an der Spatelhinterseite ist im Gegensatz zu industriellen VL keine glatte Oberfläche vorhanden, an der der ET-Tubus entlang geführt werden kann. Damit entsteht wieder etwas weniger Platz im Oropharynx.
• Eine weitere Schwierigkeit ist, den Tubus um die Kurve herum und entlang dem trachealen Verlauf einzuführen. Abhilfe schafft ein für HA-VL entwickelter, metallen-rigider Führungsstab (oder “Stylet”), der an die Form des hyperangulierten Laryngoskops angepasst ist und mehr Kontrolle erlaubt:

Abschließend möchte ich noch auf zwei wunderbare Inspirationsquellen verweisen:

• SMACCDUB-Talk von Ciaran McKenna zu 3D-Printing
• Der 3D-Bronchoskopie-Trainer und vieles mehr auf EMcrit

Vielleicht findet sich ja im Nachgang zu diesem und anderen Artikeln der ein oder andere Hobbydesigner mit Notfallmedizin-Background, der seine Ideen open-source auf Plattformen wie zum Beispiel thingiverse.com verfügbar machen möchte - ganz im Sinne von DIY und #FOAMed!
Update 11.11.2019: Unser Leser Thomas hat sich obigen Aufruf direkt zu Herzen genommen und ein Mac-VL auf Basis des AirAngel konstruiert - den zugehörigen Link zu Thingiverse findet ihr in den Kommentaren!
Wie immer gilt: Die Durchführungsverantwortung liegt allein beim Nutzer und Behandelnden. Der Artikel erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit oder Richtigkeit und die genannten Empfehlungen sind ohne Gewähr. Der Text stellt die Position des Autors dar und nicht unbedingt die etablierte Meinung und/oder Meinung von dasFOAM.