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Luft anhalten für die Wissenschaft

Ein Apnoe-Taucher auf dem Konferenztisch: Bei den Wiener Anästhesietagen führte der TU-Elektrotechniker Eugenijus Kaniusas ein spektakuläres Experiment durch.

Das Experiment: Ein Apnoe-Taucher mit Bio-Sensoren

Das Experiment: Ein Apnoe-Taucher mit Bio-Sensoren

Beim Experiment: Ein Apnoe-Taucher mit Bio-Sensoren

Beim Experiment: Ein Apnoe-Taucher mit Bio-Sensoren

Wichtige medizinische Daten werden in Echtzeit angezeigt - der Zustand des Tauchers wird genau überwacht.

Wichtige medizinische Daten werden in Echtzeit angezeigt - der Zustand des Tauchers wird genau überwacht.

Wichtige medizinische Daten werden in Echtzeit angezeigt - der Zustand des Tauchers wird genau überwacht.

Wichtige medizinische Daten werden in Echtzeit angezeigt - der Zustand des Tauchers wird genau überwacht.

Fünf Minuten ohne Sauerstoff – das ist für die meisten von uns kaum vorstellbar, beim Apnoe-Tauchen allerdings ist es ganz normal. Was genau passiert bei solchen Extremleistungen im Körper? Prof. Eugenijus Kaniusas (Institute of Electrodynamics, Microwave and Circuit Engineering) ist Experte für das elektrische Messen biomedizinischer Parameter. Bei einem Anästhesie-Kongress hat er mit seinen Mitarbeitern DI Florian Thürk und DI Stefan Kampusch nun mit einem professionellen Apnoe-Taucher live vorgeführt, wie sich unterschiedliche Messwerte beim Luftanhalten ändern.

Der Tauchreflex
Wenn der Körper zu wenig Sauerstoff bekommt, spricht man von einer Hypoxie. "Für Anästhesisten ist das besonders interessant: Zu ihren Aufgaben gehört es, während einer Operation eine Hypoxie zu verhindern", erklärt Eugenijus Kaniusas. "Beim Apnoetauchen führt man genau diesen Zustand bewusst herbei – und so können wir feststellen, welche messbaren Symptome eine Hypoxie ankündigen und wie sich die Hypoxie auswirkt." Zudem beginnt oft die Narkoseeinleitung mit einem unwillentlichen Luftanhalten.

Der Apnoe-Taucher wurde mit mehreren unterschiedlichen Sensoren ausgestattet: Der Blutdruck wurde gemessen, die Herzfrequenz, die Sauerstoffsättigung des Blutes und mehrere andere Größen. "Sehr rasch nach dem willentlichen Anhalten der Luft setzt der sogenannte Tauchreflex ein", sagt Kaniusas, "das können wir an den Messwerten sofort erkennen." Der Tauchreflex ist ein Zustand, der dem Körper hilft, Sauerstoff zu sparen. Alle Organe – außer Herz und Gehirn – bekommen weniger Sauerstoff als sonst, gleichzeitig wird die Herzfrequenz verlangsamt um den Sauerstoffverbrauch weiter zu reduzieren.
Zuständig für den Tauchreflex ist das parasympathische Nervensystem. Sein Gegenspieler, das sympathische Nervensystem, spielt erst später eine Rolle – in der sogenannten Stressphase, wenn es für den Taucher immer schwieriger wird, auf das Atmen zu verzichten.

Solche Messungen zeigen, welche körperlichen Veränderungen unbedenklich sind und welche kritisch werden können  -  das ist  das Themengebiet, das in Kooperation mit dem Anästhesisten Prof. Klaus Ulrich Klein von der Medizinischen Universität Wien intensiv beforscht wird. "So konnten wir etwa sehen, dass ein Abfall des Blutdrucks problematischer ist als ein Blutdruckanstieg", sagt Eugenijus Kaniusas. "Außerdem kann man zeigen, dass nicht nur die momentanen Messwerte wichtig sind. Um sie richtig zu interpretieren, muss man auch die Zeitdauer erfassen, in der sie verändert bleiben."