Coronavirus Pandemic - SARS-CoV-2 in Orthopedics and Trauma Surgery.

The corona virus has spread worldwide since it first appeared in China and represents a pandemic of unprecedented magnitude. The pandemic has not only social and economic effects, but even more impressive effects on the health system. If the virus spreads uncontrollably and rapidly, there is a risk of an unpredictable increase of patients with COVID-19 disease requiring hospital treatment. The capacities of a hospital can quickly reach the limit and consequently patients can no longer be adequately treated. Therefore, in the acute phase of the pandemic, it is necessary to release all hospital resources for the treatment of COVID-19 patients. Strict hygiene regulations must also be observed in order to prevent the virus from spreading unexpectedly in the hospital in order to protect patients and hospital staff. Elective operations and outpatient clinics must be cancelled in the acute phase. Special hygiene measures must be observed for urgent and unpostponable operations. These relate to the admission of the patients, the accommodation in the ward and the operative care in the operating room. In the post-acute phase, a normal surgical program can be resumed step by step. In this phase, however, clear hygiene regulations must also be observed. Regular medical meetings taking into account the current pandemic situation and the occurrence of new infections must be carried out in the hospital and the occupancy of the ward and operating room adjusted accordingly. To what extent the situation for the treatment of patients in orthopedics and trauma surgery will normalize cannot be predicted at the present time. Thieme. All rights reserved.

Introduction

The new coronavirus SARS-CoV-2 has caused a global pandemic which has spread with an impressive and alarming dynamic, with sustained effects on society, the economy and the health system. The infection numbers continue to grow so the likelihood of being faced with patients who are infected or are SARS-CoV-2 carriers in areas such as orthopaedics and trauma surgery is also increasing.

The virus spreads mainly via droplets and aerosols from the respiratory tract, with small aerosol particles floating in the air for several hours, and also via direct personal contact or contact surfaces 1 ,  2 ,  3 ,  4 . The treating hospital staff in the admission unit, outpatient clinic, ward and operating theatre are therefore highly at risk of being infected by carriers and developing the disease or at least unconsciously spreading the virus further 5 . Epidemiological studies from China confirm that the infection risk for hospital staff is extremely high, with mortality rates up to more than 3% 6 ,  7 ,  8 . The Italian national professional association of doctors and dentists reports that over 131 medical colleagues died of COVID-19 in Italy up to 17.4.2020 (FNOMCeO.it). It should be pointed out that a high infection risk arises not only from symptomatic COVID-19 patients but also from asymptomatic SARS-CoV-2-positive carriers. Recent studies show that the virus load in nasal and pharyngeal swabs from asymptomatic patients is similar to that of symptomatic patients, which indicates that infected persons without symptoms can transmit the virus with the same infectiousness 1 . Strict hygiene procedures are therefore necessary when treating patients during a SARS-CoV-2 pandemic.

Procedure in the Acute Pandemic

In an acute pandemic situation, it is necessary to reduce to a minimum the possibilities for contact and transmission in order to diminish the risk of involuntary spread and infection of staff and other patients. It is therefore absolutely essential in a hospital to postpone all non-urgent elective operations, which make up a significant proportion, especially in orthopaedics ( https://dgou.de/news/covid-19-spezial ). This frees up important resources, especially of fixed staff, who are urgently needed for the possible care of COVID-19 patients. This also reduces regular patient numbers and thus the risk of uncontrolled spread of SARS-CoV-2 in the hospital. The freed-up ward and bed capacity is necessary for spatial separation into areas for patients with COVID-19 and patients who have tested positive for SARS-CoV-2 and ordinary areas for non-infected patients. In outpatient clinics, too, patient attendance should be reduced to urgent indications and follow-up only or possibly even cancelled completely in the case of a highly acute phase.

Naturally, there are indications in orthopaedics and trauma surgery that do not allow a postponement and that require acute or early management. These include, in particular, dislocated and unstable fractures, life-threatening injuries/trauma, malignant disease, injuries or diseases associated with immobility or with a neurological component as well as infections of joints, implants and soft tissues 9 .

Wearing of Face Masks

Face masks have been shown to reduce the release of droplets through coughed or exhaled contaminated air and to reduce the distance of spread 10 . The CDC (Center for Disease Control and Prevention) therefore recommends wearing a mask especially in areas where there is an increased risk of transmission ( https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/prevent-getting-sick/prevention.html ).

In the present pandemic situation, every patient admitted to hospital must be regarded as a potential carrier of the SARS-CoV-2 virus and should be given a mask on admission to hospital. A mask should also be worn by all the staff in the hospital 10 . The same applies for essential outpatient care.

Hand Hygiene

In addition to the hand disinfection dispensers in every patientʼs room, hand disinfection dispensers should also be provided at the entrance to the hospital (and outpatient clinics) and on the ward. All alcohol-based hand disinfectants with the declaration “limited virucidal” are effective against coronaviruses 3 .

Admission Screening, Clinical Evaluation and Resulting Sequence ( Fig. 1 )

To prevent infection of hospital staff and avoid uncontrolled spread of the virus in the hospital, a certain admission procedure should be followed strictly for all patients. It is recommended to take a swab from every patient who is admitted to hospital 11 . Provided there is no evidence of COVID-19 clinically or from the history (see below), admission should be to a separate assessment ward (“unsafe area”). The operation should be performed only after the test result is obtained, if acceptable, and the patient should be transferred to an ordinary ward or, if necessary to a SARS-COV-2/COVID-19 ward ( Fig. 1 ).

Fig. 1

 Flowchart of organisation and admission of patients to an orthopaedic/trauma surgery department or clinic.

A swab should also be taken, if possible, when acute operation is indicated and the patient has to be transferred directly from the emergency unit to the operating theatre. Clinical staff should be reduced to an acceptably small number and so should the duration and frequency of staff-patient contacts. If urgency permits, the operation should be performed only when the swab result is available. It should be pointed out that a non-positive swab does not exclude infection with SARS-CoV-2 with certainty as an incubation period of up to 14 days is accepted 12 . The patient can therefore still test positive for SARS-CoV-2 and exhibit symptoms during the subsequent hospitalisation after surgery and a negative test on admission. The sensitivity and specificity of current tests cannot yet be determined with certainty because of the limited studies. Initial results, however, indicate a sensitivity of about 75% to 95% depending on the test system 12 ,  13 .

Apart from the test, clinical symptoms of infection should always be noted. The most frequent symptoms are fever in 82 – 87%, cough in 36.5 – 44% and anosmia in 19 – 59.4%, followed by sore throat, headache, pharyngitis, rhinorrhoea, weakness, fatigue and also gastrointestinal symptoms in about 10% 14 ,  15 . In the first systematic review, no differences in the incidence of these symptoms were found between patients with severe or mild and moderate disease 16 . Only dyspnoea occurred more often in severe cases 15 ,  16 ,  17 . The following disease types are distinguished according to severity:

WHO Classification of COVID-19 18

Mild cases

The clinical symptoms are mild and no manifestations of pneumonia are found on imaging.

Moderate cases

Patients with clinical signs of pneumonia (fever, cough, dyspnoea, rapid respiration), but no signs of severe pneumonia, including SpO2 ≥ 90% in room air. Signs of pneumonia can be seen on imaging.

Severe cases

Adults with clinical signs of pneumonia (fever, cough, dyspnoea, rapid respiration), but no signs of severe pneumonia plus one of the following criteria:

Respiratory rate > 30 respirations/min;

Oxygen saturation < 90% at rest;

Arterial partial pressure of oxygen (PaO)/oxygen concentration (FiO) < 300 mmHg.

Patients with > 50% lesion progression within 24 to 48 hours in lung imaging should be treated as severe cases.

Critical cases

Meet one of the following criteria:

Development of respiratory failure (ARDS) that requires mechanical or extracorporeal ventilation

Presence of shock

Other organ failure

Apart from the symptoms, the history of risk, such as a stay in risk regions or locations, contact with positive persons, work in medical care or in care homes should be considered. If there are any clinical abnormalities, low-dose CT of the thorax can be useful in addition to the nasopharyngeal swab 19 .

Finally, patient accommodation in an ordinary ward or in the isolation area for COVID-19 should be arranged ( Fig. 1 ).

Personal Protective Equipment (PPE)

For operations that cannot be postponed, every patient should be regarded as SARS-CoV-2-positive and wearing of personal protective equipment (PPE) is recommended. This applies just the same as in the case of a history or clinical suspicion of COVID-19 infection. Personal protective equipment in the operating theatre consists of an insulating gown (high performance), gloves, goggles/face shield and particle-filtering mask (FFP2 if suspected, FFP3 if disease).

PPE is essential and effective in protecting oneself against infection. It is important to ensure that it is donned and doffed correctly. It became apparent in the Ebola outbreak how important correct donning and doffing of PPE is to prevent infection, especially when removing the PPE 20 . Based on the experiences from the Ebola epidemic, it is recommended that staff are trained by the hygiene team in putting on and taking off PPE 21 .

Procedure in the Operating Theatre

As mentioned above, the SARS-CoV-2 virus is transmitted mainly via aerosols and contact surfaces. There is therefore a risk of infection in the operating theatre for all persons who are in the operating theatre. The virus is located in the pharynx and lungs and in the mucosa. However, there is also evidence that a few patients with SARS-CoV-2 can have viraemia, so the risk of blood-borne transmission of the virus cannot be excluded 22 ,  23 . An increased infection risk overall for the entire OT team must be assumed since not only blood, bone components or other tissue residues can be sprayed during major operations in orthopaedics and trauma surgery, but blood dust is also produced, e.g., by hammer blows, which behaves similarly to an aerosol. Accordingly, appropriate precautions to protect staff should also be taken in the OT. The role of electrocautery vapour has not yet been clarified. It should therefore be omitted, or additional fume extraction should be used. Reserving an operating theatre exclusively for SARS-CoV-2 patients is recommended and only these patients should be operated on there. Overall, however, there is still no clear evidence for this. It should be ensured that patients are ventilated in closed systems in order to avoid aerosol release.

Surgical operations in suspected or confirmed SARS-CoV-2 positive patients

Operating theatre and staff PPE requirements, room ventilation systems

There is no evidence for the following considerations. However, the following conclusions can be drawn from a risk assessment:

OTs with laminar air flow (LAF) (room class 1a) have considerably greater ventilation volume flow than OTs with mixed air (room class Ib), so aerosol dilution takes place faster in a theatre with LAF ventilation. Operating rooms with LAF also ensures additional protection for the operation team and patient due to the directed instead of merely mixed air flow in the operation area. Provided the extracted air from the OT flows directly to the outside via an extractor unit, the OT can be used without restriction. The usual PPE would suffice in the OT environment. However, if adjacent rooms are ventilated with the “exhaust air” from the OT via overflow technology, contamination of these rooms cannot be excluded. Since it is not known how long the coronavirus persists in room air, the risk is incalculable so no COVID-19 patients should have surgery in such OTs.

If the room ventilation system can be switched to negative pressure, this ensures that no viruses can get into adjacent rooms by overflow from the OT. Accordingly, an OT with negative pressure is preferable. When the doors are opened, the negative pressure is immediately interrupted and air exchange with the environment takes place during door opening. The doors must therefore be kept closed throughout the operation.

Room class Ib OTs (without LAF) are associated with a higher contamination risk for the OT team because of the turbulent mixed flow and much lower ventilation volume with turbulence of the resulting aerosols. FFP3 masks should therefore be worn in these operating theatres. Use of positive-pressure body exhaust suits might possibly achieve greater protection of the operating team 24 ,  25 .

Room class II OTs and procedure rooms with a room ventilation system have low ventilation volume flows and often no sterile filters. Therefore, these should not be considered for operations in COVID-19 patients.

OTs without a ventilation system are also not possible as there is no dilution of released aerosols and the highest aerosol concentration escapes after the door is opened at the end of the operation.

Preparation of all the required operation sets and tables takes place outside the operating theatre in the sterile area.

The theatre nurses in the buffer space (sterile area) are responsible for delivering the operation material.

Non-relevant staff are excluded from entering the OT.

During operation, the buffer space and operating theatre must be tightly closed.

Anaesthetic induction, including intubation and extubation, should be performed separately, outside the operating theatre, in the induction and recovery room. Only the anaesthetist and anaesthetic nurse should be present. For these persons also, special rules apply for intubation and extubation of SARS-CoV-2-positive patients 26 .

At the end of the operation, the operating theatre surfaces should be disinfected with a virucidal disinfectant; active oxygen agents such as Descogen liquid are suitable.

The entire OT staff should put on PPE before entering the buffer space. This includes double surgical caps, face mask (FFP2, ideally FFP3) with a standard surgical mask over it, goggles or mask with protective shield, boots, unsterile medical disposable gloves.

The surgeons and operating nurses don sterile surgical gowns and sterile gloves over the PPE.

Patients should wear a surgical cap and mask.

Operation indications in patients with COVID-19

The indication for surgery in patients with COVID-19 should be considered with extreme caution and only after consultation with internal medicine and anaesthesiology colleagues. Operations should usually only be performed to preserve life or ensure stable and pain-free positioning or mobilisation of the patient, and only the most minimally invasive and time-saving operation technique should be used.

Isolation of COVID-19 patients or suspected cases on the ward

COVID-19 patients including suspected cases should be treated in a separate and strictly segregated ward, observing isolation techniques. These include the following criteria:

Isolation in an isolation room with anteroom for donning and doffing PPE

Each patient is given a face mask (simple). Protective measures and independent hand disinfection are explained.

The number of contacts between patient and doctor/nursing staff should be reduced to the minimum

Visits to the patient are not permitted.

The patient communicates with friends or relatives exclusively by mobile phone/tablet/notebook/telephone

Nursing staff and doctors who treat SARS-CoV-2-positive patients should be rostered only for these, wherever possible. All staff involved in their care should be screened weekly for SARS-CoV-2.

Several SARS-CoV-2-positive patients can be accommodated together in one room.

Necessary measures in the inpatient area

In the inpatient area, SARS-CoV-2-positive patients who are suffering from symptoms should be monitored adequately and supported with oxygen delivery when needed.

Regular temperature monitoring

Monitoring of oxygen saturation using a pulse oximeter as required

Give oxygen when necessary if there is a drop in PO2 saturation < 94% in room air

If the patientʼs general condition deteriorates, especially if somnolence, delirium, dyspnoea or a fall in saturation develops, the respiratory rate, blood pressure and pulse should also be monitored.

Measurements of respiratory rate

Measurement of blood pressure and pulse

Additional laboratory tests and extended imaging

Laboratory tests should be performed regularly and computed tomography should be performed if there is a deterioration in general condition:

Basic parameters: FBC, CRP, D-dimer, procalcitonin, interleukin-6 (IL6), angiotensin III (ATIII)

Extended: renal parameters/liver enzymes

CT imaging if there is visible deterioration

Need for transfer to ICU

If the patientʼs general condition deteriorates, prompt transfer to the ICU should take place 27 . The following criteria are decisive:

Respiratory rate > 30 respirations/min;

Oxygen saturation < 93% at rest (without giving O2);

Arterial partial pressure of oxygen (PaO)/oxygen concentration (FiO) < 300 mmHg.

Patients with > 50% lesion progression within 24 to 48 hours in lung imaging should be treated as severe cases.

Outlook

The aim of the current society lockdown measures, which include concentrating the health system maximally on the pandemic, is to reduce the speed of dissemination of the virus and avoid an uncontrolled rate of increase. This is the only way to adjust the rate of COVID-19 patients who require treatment in hospital to the available healthcare resources. This necessity is undisputed and these measures currently show the desired success. It is clear that this not only fights the virus but prevents it from spreading rapidly. When the measures are loosened, unnoticed and uncontrolled infections can occur at any time with the same dangerous consequences. Only when more than 66% of the population is immune (so-called herd immunity) or a vaccine is developed will there probably be no further risk of uncontrolled spread. Herd immunity is based on the observation that infected individuals transmit the virus to two to three other persons on average. If more than two of the three people in the environment are immune, the virus reaches a dead end. However, a long-term lockdown of the health systems is not possible in the long run because of the other patients in need of treatment that is postponed in this type of crisis. Degenerative joint and spinal disorders that require surgical treatment cannot be delayed indefinitely. Immobilisation, chronic pain problems and major physical restrictions are the consequence of a protracted delay in treatment, with the risk of developing further health problems such as joint stiffness, muscle atrophy, deformities or effects on other joints or organs including the risk of depression. A solution is therefore required. From our point of view, regular operations should be resumed gradually, taking into account the current infection numbers and epidemiological developments in the foreseeable future, naturally allowing for the current pandemic situation, the hospitalʼs free resources and the available staff, bed and ICU capacity. The responsible departments should meet daily and weekly to discuss the room and operating capacities that can be planned, depending on the overall situation. Every patient admitted for elective surgery should continue to have a swab taken. Assuming an incubation period of up to 14 days, every elective patient should be advised to self-isolate for 14 days prior to hospital admission. The operation is performed only after the swab result is available and the patient is transferred to an ordinary ward or to a COVID-19 ward if necessary.

The same applies for staff, who should be swabbed every 14 days in the ordinary area as long as the antibody test does not confirm very probable immunity 28 . Wearing a mask continues to be rational for all persons in the hospital until herd immunity is achieved. The same applies for reducing staff-patient contacts. It appears useful to test staff monthly for antibodies so that they can be deployed in the ordinary area without additional protective measures when there are sufficient immune staff members. Initially, operative management should concentrate especially on patients for whom postoperative ICU monitoring is very largely unlikely. The maximum number of admitted patients should initially be well below the hospitalʼs maximum bed capacity, on the one hand to better ensure important hygiene conditions and also to allow rapid reaction at any time to a potential recurrence of a virus crisis. The same applies naturally for the maximum postoperative hospitalisation of patients, which should likewise be of manageable proportions.

Summary/Conclusion

In the acute pandemic, when the numbers of infection due to SARS-CoV-2 are increasing rapidly, it is necessary to adapt operating capacity to the current pandemic status and not postpone urgent operations. Freeing up and maximum sparing of relevant resources in the hospital are an important goal in an acute phase. Naturally, there are patients for whom acute or early surgery is indicated. When admitted to hospital, during inpatient care and in the operating theatre, strict hygiene regulations must be observed in order to protect the staff and other patients from infection and at the same time prevent uncontrolled spread in the hospital. These include taking swabs from patients to be admitted, mask wearing by patients and staff and the use of PPE with suspected and positive-tested cases. To ensure appropriate hygiene the hospital should be divided into areas for SARS-CoV-2-positive and negative patients and an area for investigation. Operations should, as far as possible, be performed only when the swab result is available; otherwise every patient should initially be regarded as potentially SARS-CoV-2-positive. The operating theatre and team require special equipment if SARS-CoV-2 patients have to undergo surgery as there is a markedly increased infection risk due to intubation and extubation and also during the operation.

Einführung

Das neue Coronavirus SARS-CoV-2 hat sich als globale Pandemie mit beeindruckender Dynamik und bedrohlichem Ausmaß mit nachhaltigen Auswirkungen auf die Gesellschaft, die Wirtschaft und das Gesundheitssystem ausgebreitet. Die Infektionszahlen steigen weiter und damit auch die Wahrscheinlichkeit, in Fachbereichen wie der Orthopädie und Unfallchirurgie mit Patienten, die SARS-CoV-2-Träger oder an diesem erkrankt sind, konfrontiert zu werden.

Die Verbreitung des Virus erfolgt überwiegend über Tröpfchen und Aerosole aus dem Respirationstrakt, wobei kleine Aerosolpartikel für mehrere Stunden in der Luft schweben können, aber auch über direkten Personenkontakt oder über Kontaktflächen 1 ,  2 ,  3 ,  4 . Damit ist das behandelnde Krankenhauspersonal bei der Aufnahme, in der Ambulanz, auf der Station und im OP hochgradig gefährdet, sich bei Trägern anzustecken und damit selbst zu erkranken oder zumindest das Virus unbewusst weiterzuverbreiten 5 . Epidemiologische Aufarbeitungen aus China bestätigen ein äußerst hohes Infektionsrisiko für Krankenhausmitarbeiter mit Mortalitätsraten bis über 3% 6 ,  7 ,  8 . Der nationale italienische Berufsverband von Ärzten und Zahnärzten berichtet, dass bis zum 17.4.2020 bereits über 131 ärztliche Kollegen an COVID-19 in Italien verstorben sind (FNOMCeO.it). Es ist darauf hinzuweisen, dass ein hohes Infektionsrisiko nicht nur von symptomatischen COVID-19-Patienten ausgeht, sondern auch von asymptomatischen SARS-CoV-2-positiven Trägern. Aktuelle Untersuchungen zeigen, dass die Viruslast in Nasen- und Rachenabstrichen von asymptomatischen Patienten ähnlich der von symptomatischen Patienten ist, was gerade darauf hinweist, dass infizierte Personen ohne Symptome das Virus mit derselben Infektiosität übertragen können 1 . Daher ist ein strenges hygienisches Vorgehen bei der Behandlung von Patienten während einer SARS-CoV-2-Pandemie notwendig.

Vorgehen in der akuten Pandemie

In einer akuten pandemischen Lage ist es notwendig, Kontakt- und Übertragungsmöglichkeiten zu reduzieren, um das Risiko der unkontrollierten Ausbreitung und die Ansteckung von Personal und anderen Patienten auf ein Minimum zu reduzieren. Deshalb ist es in dieser Phase der akuten Ausbreitung zwingend erforderlich, in einem Krankenhaus alle nicht dringlich notwendigen elektiven Operationen zu verschieben, die einen relevanten Anteil vor allem in der Orthopädie ausmachen ( https://dgou.de/news/covid-19-spezial ). Somit werden wichtige Ressourcen, insbesondere gebundenes Personal, die für die mögliche Versorgung von COVID-19-Erkrankten dringend gebraucht werden, frei. Ebenfalls wird dadurch das reguläre Patientenaufkommen reduziert und damit auch das Risiko der unkontrollierten Ausbreitung von SARS-CoV-2 im Krankenhaus. Die freiwerdenden Stations- und Bettenkapazitäten sind für die räumliche Trennung in Bereiche für an COVID-19 erkrankte bzw. für SARS-CoV-2-positiv getestete Patienten, für abzuklärende Patienten und in Normalbereiche für nicht Infizierte notwendig. Auch in Sprechstunden in Ambulanzen sollte die Vorstellung von Patienten nur auf die dringlich notwendigen Indikationen und Nachuntersuchungen reduziert werden oder im Falle einer hoch akuten Phase u. U. sogar aufgehoben werden.

Selbstverständlich gibt es in der Orthopädie und Unfallchirurgie OP-Indikationen, die keine Verschiebung zulassen und eine akute oder zeitnahe Versorgung erfordern. Hierzu zählen vor allem dislozierte und instabile Frakturen, lebensbedrohliche Verletzungen/Traumata, Tumorerkrankungen, Verletzungen oder Erkrankungen mit einhergehender Immobilität oder mit einer neurologischen Komponente sowie Infektionen von Gelenken, Implantaten und Weichteilen 9 .

Tragen von Mund-Nasen-Schutz

Nachweislich wird durch den Mund-Nasen-Schutz (MNS) die Freisetzung von Tröpfchen durch abgehustete oder ausgeatmete kontaminierte Luft reduziert und die Ausbreitungsdistanz reduziert 10 . Deshalb empfiehlt die CDC (Center for Disease Control and Prevention) in ihrer neuen Richtlinie das Tragen von MNS vor allem in Bereichen mit erhöhtem Übertragungsrisiko ( https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/prevent-getting-sick/prevention.html ).

Prinzipiell ist in der gegenwärtigen pandemischen Situation jeder Patient bei Aufnahme in das Krankenhaus als potenzieller Träger des SARS-CoV-2-Virus anzusehen und sollte bei der Aufnahme in das Krankenhaus einen MNS erhalten. Ein MNS ist auch vom gesamten Personal im Krankenhaus zu tragen 10 . Gleiches gilt bei unerlässlicher ambulanter Versorgung.

Händehygiene

Zusätzlich zu den Händedesinfektionsmittelspendern in jedem Patientenzimmer sind am Eingang zum Krankenhaus (gilt auch für Ambulanzen) und ebenso vor der Station Händedesinfektionsmittelspender bereitzustellen. Alle alkoholbasierten Händedesinfektionsmittel mit der Deklarierung „begrenzt viruzid“ sind gegen Coronaviren wirksam 3 .

Aufnahmescreening, klinische Bewertung und sich daraus ergebender Ablauf

Um eine Infektion des Klinikpersonals zu verhindern und eine unkontrollierte Virusausbreitung im Krankenhaus zu vermeiden, ist bei allen Patienten ein bestimmtes Aufnahmeprozedere strikt einzuhalten. Dabei ist zu empfehlen, dass jeder Patient, der stationär aufgenommen wird, auch abgestrichen wird 11 . Die Aufnahme sollte – sofern sich keine anamnestischen oder klinischen Hinweise auf COVID-19 ergeben (s. u.) – entsprechend auf einer separierten Abklärungsstation erfolgen (sog. unsicherer Bereich). Erst nach dem Testergebnis ist, wenn vertretbar, die OP durchzuführen und eine Verlegung auf eine Normalstation oder bei Bedarf eine SARS-COV-2-/COVID-19-Station vorzunehmen ( Abb. 1 ).

Abb. 1

 Flowchart zur Organisation und Aufnahme von Patienten in eine orthopädische/unfallchirurgische Abteilung/Klinik.

Ein Abstrich sollte nach Möglichkeit auch dann erfolgen, wenn eine akute OP-Indikation besteht und der Patient direkt aus der Rettungsstelle in den OP verlegt werden muss. Das behandelnde Personal ist auf eine vertretbar kleine Anzahl zu reduzieren, genauso wie die Dauer und die Häufigkeit der Personal-Patienten-Kontakte. Die Operation sollte, wenn es die Dringlichkeit zulässt, erst dann durchgeführt werden, wenn das Ergebnis des Abstrichs vorliegt. Es ist darauf hinzuweisen, dass ein nicht positiver Abstrich eine Infektion mit SARS-CoV-2 nicht sicher ausschließt, da eine Inkubationszeit von bis zu 14 Tagen angenommen wird 12 . Daher kann der Patient auch nach OP und nach negativem Aufnahmetest im weiteren stationären Verlauf noch positiv auf SARS-CoV-2 getestet werden und Symptome zeigen. Die Sensitivität und Spezifität der aktuellen Tests sind aufgrund der eingeschränkten Studien gegenwärtig noch nicht abschließend mit Sicherheit zu bestimmen. Erste Ergebnisse weisen jedoch auf eine Sensitivität, je nach Testsystem, von ca. 75 – 95% hin 12 ,  13 .

Neben dem Test ist stets auf klinische Symptome einer Infektion zu achten. Dabei sind Fieber in 82 – 87%, Husten in 36,5 – 44% und Anosmie 19 – 59,4% die häufigsten Symptome, in jeweils etwa 10% Halsschmerzen, Kopfschmerzen, Halsentzündung, Rhinorrhö, Schwäche, Müdigkeit, aber auch gastrointestinale Beschwerden 14 ,  15 . In dem ersten systematischen Review fanden sich keine Unterschiede im Vorkommen dieser Symptome zwischen Erkrankten mit schweren oder milden bzw. moderaten Verläufen 16 . Lediglich Dyspnoe kam häufiger in schweren Fällen vor 15 ,  16 ,  17 . Nach dem Schweregrad werden folgende Verläufe unterschieden:

Milde Fälle

Die klinischen Symptome sind mild und es können in der Bildgebung keine Lungenentzündungsmanifestationen gefunden werden.

Moderate Fälle

Patienten mit klinischen Anzeichen einer Lungenentzündung (Fieber, Husten, Dyspnoe, schnelles Atmen), aber keine Anzeichen einer schweren Lungenentzündung, einschl. SpO 2 ≥ 90% bei Raumluft, Lungenentzündungsmanifestationen können in der Bildgebung gesehen werden.

Schwere Fälle

Erwachsene mit klinischen Anzeichen einer Lungenentzündung (Fieber, Husten, Atemnot, schnelles Atmen) plus eines der folgenden Kriterien:

Atemfrequenz > 30 Atemzüge/min

Sauerstoffsättigung < 90% im Ruhezustand

arterieller Partialdruck von Sauerstoff (PaO 2 )/Sauerstoffkonzentration (FiO 2 ) < 300 mmHg

Patienten mit > 50% Läsionsprogression innerhalb von 24 – 48 h in der Lungenbildgebung sollten als schwere Fälle behandelt werden.

Kritische Fälle

Erfüllung eines der folgenden Kriterien:

Auftreten eines Atemversagens (ARDS), das mechanische oder extrakorporale Beatmung erfordert

Vorhandensein eines Schocks

anderes Organversagen

Neben den Symptomen sind auch die Risikoanamnese, wie Aufenthalt in Risikogebieten oder -orten, Kontakt zu positiven Personen, Tätigkeit in der medizinischen Betreuung oder in Pflegeheimen zu berücksichtigen. Bei klinischen Auffälligkeiten kann zusätzlich zum Nasen-Rachen-Abstrich auch die Durchführung einer Low-Dose-CT des Thorax sinnvoll sein 19 .

Im Ergebnis ist die Unterbringung der Patienten im Normalbereich oder im Isolierbereich für COVID-19 zu veranlassen ( Abb. 1 ).

Persönliche Schutzausrüstung (PSA)

Bei nicht verschiebbaren OPs sollte jeder Patient als SARS-CoV-2-positiv angesehen werden und das Tragen der persönlichen Schutzausrüstung (PSA) ist zu empfehlen. Das gilt genauso bei bereits anamnestischem oder klinischem Verdacht einer COVID-19-Infektion. Die persönliche Schutzausrüstung besteht im OP aus Isolierkittel (high performance), Handschuhen, Brille/Gesichtsschutz und partikelfiltrierende Halbmaske (bei Verdacht FFP2, bei Erkrankung FFP3).

Die PSA ist unerlässlich und effizient, um sich vor einer Infektion zu schützen. Wichtig ist, darauf zu achten, dass das An- und Auskleiden korrekt durchgeführt wird. Beim Ebola-Ausbruch ist es offenkundig geworden, wie wichtig das korrekte An- und Ausziehen der PSA ist, um eine Infektion – vor allem beim Ablegen der PSA – zu verhindern 20 . Es empfiehlt sich, entsprechend den Erfahrungen aus der Ebola-Epidemie, dass die Mitarbeiter/-innen vom Hygieneteam zum An- und Ablegen der PSA trainiert werden 21 .

Vorgehen im OP

Wie bereits erwähnt, wird das SARS-CoV-2-Virus überwiegend über Aerosole und Kontaktflächen übertragen. Somit besteht im OP eine Infektionsgefahr für alle im OP befindlichen Personen. Das Virus befindet sich im Rachen und in den Lungen sowie in der Mukosa. Es gibt aber auch Hinweise, dass bei einigen Patienten mit SARS-CoV-2 eine Virämie vorliegen kann, wodurch das Risiko einer Übertragung des Virus auch über das Blut nicht auszuschließen ist 22 ,  23 . Da bei größeren Operationen in der Orthopädie und Unfallchirurgie nicht nur Blut, Knochenanteile oder andere Gewebereste verspritzt werden können, sondern durch z. B. Hammerschläge auch Blutstäube entstehen, die sich ähnlich wie ein Aerosol verhalten, ist insgesamt von einer erhöhten Infektionsgefahr für das gesamte OP-Team auszugehen. Dementsprechend sollten auch im OP relevante Vorkehrungen zum Schutz des Personals vorgenommen werden. Die Rolle der Dämpfe eines Elektrokauters sind noch nicht geklärt. Daher ist entweder darauf zu verzichten oder eine zusätzliche Rauchabsaugung zu verwenden. Es ist zu empfehlen, dass ein OP ausschließlich für SARS-CoV-2-Patienten vorgehalten wird und nur diese Patienten darin operiert werden sollten. Insgesamt gibt es hierfür aber noch keine klare Evidenz. Darauf zu achten ist, dass Patienten in geschlossenen Systemen beatmet werden, um dadurch eine Aerosolfreisetzung zu vermeiden.

Anforderungen an Operationssäle und PSA des Personals, raumlufttechnische Anlagen (RLTA)

Für die nachfolgenden Überlegungen gibt es keine Evidenz. Im Ergebnis der Risikobewertung lassen sich jedoch folgende Schlussfolgerungen ableiten:

Operationssäle mit Laminar Air Flow (LAF; Raumklasse Ia) haben einen erheblich größeren Lüftungsvolumenstrom als OPs mit Mischlüftung (Raumklasse Ib), wodurch die Aerosolverdünnung im OP-Bereich mit LAF-Belüftung erheblich schneller erfolgt. In OP-Räumen mit LAF ist zudem durch die gerichtete statt nur vermischende Lüftungsform im OP-Gebiet ein zusätzlicher Schutz für das OP-Team und den Patienten gewährleistet. Sofern die Abluft aus dem OP-Raum direkt via Abluftgerät ins Freie strömt, ist der OP uneingeschränkt nutzbar. In der OP-Umgebung würden die üblichen PSA ausreichen. Werden jedoch mittels Überströmtechnik die benachbarten Räume mit der „Abluft“ des OPs belüftet, kann eine Kontamination dieser Räume nicht ausgeschlossen werden. Da nicht bekannt ist, wie lange das Coronavirus in der Raumluft persistiert, ist das Risiko unkalkulierbar, sodass in derartigen OPs keine COVID-19-Patienten operiert werden sollten.

Falls sich die RLTA auf Unterdruck umschalten lässt, ist gewährleistet, dass keine Viren aus dem OP durch Überströmen in benachbarte Räume gelangen können. Dementsprechend ist ein OP mit Unterdruck zu bevorzugen. Bei geöffneten Türen wird der Unterdruck sofort unterbrochen und es kommt während der Türöffnung zu einem Luftaustausch mit der Umgebung. Daher sind während der gesamten OP-Zeit die Türen geschlossen zu halten.

Operationssäle der Raumklasse Ib (ohne LAF) sind aufgrund der turbulenten Mischströmung und des deutlich geringeren Lüftungsvolumens mit der Folge der Durchwirbelung entstehender Aerosole mit einem höheren Kontaminationsrisiko für das OP-Team verbunden. Es sollten daher in diesen OP-Sälen FFP3-Masken getragen werden. Ein möglicherweise sicherer Schutz des OP-Teams wäre durch das Verwenden von Überdruck-Body-exhaust-Suits erreichbar 24 ,  25 .

Operationssäle bzw. Eingriffsräume der Raumklasse II mit RLTA haben ebenfalls geringe Lüftungsvolumenströme und häufig keine Sterilfilter. Diese sollten daher nicht für Operationen mit COVID-19-Patienten in Betracht kommen.

Operationssäle ohne RLTA kommen ebenfalls nicht infrage, da keine Verdünnung freiwerdender Aerosole erfolgt und nach Türöffnung am Schluss der OP die höchste Aerosolkonzentration austritt.

Die Vorbereitung aller erforderlichen OP-Siebe/-Tische erfolgt außerhalb des OP-Saals im Sterilbereich.

Die OP-Pflege im Pufferraum (Sterilflur) ist für die Lieferung von OP-Material verantwortlich.

Nicht relevantes Personal ist vom Betreten des OP-Saals ausgeschlossen.

Während des Betriebs müssen der Pufferraum und der OP-Saal dicht geschlossen sein.

Die anästhesiologische Einleitung einschließlich In- und Extubation sind separiert, außerhalb des OP-Saals im Ein- bzw. Ausleitungssaal vorzunehmen. Dabei sollte nur die Anästhesiepflege und Anästhesist/-in anwesend sein. Für diese gelten ebenfalls besondere Regeln bei der In- und Extubation von SARS-CoV-2-positiven Patienten 26 .

Am OP-Ende ist der OP-Saal bei der Flächendesinfektion mit einem begrenzt viruzid wirksamen Desinfektionsmittel zu desinfizieren; geeignet sind Sauerstoffabspalter, z. B. Descogen liquid.

Das gesamte OP-Personal soll die PSA vor dem Betreten im Pufferraum anlegen. Das inkludiert Doppel-OP-Hauben, medizinische Schutzmaske (FFP2, besser FFP3) mit darüber liegendem Standard-OP-MNS, Schutzbrille oder Mundschutz mit Schutzschild, Stiefel, unsterile medizinische Einmalhandschuhe.

Die Chirurgen und die OP-Pflege legen über die PSA den sterilen OP-Kittel (high performance) und sterile Handschuhe an.

Patienten sollen eine OP-Haube und einen MNS tragen.

Operationsindikationen von an COVID-19 erkrankten Patienten

Operationsindikationen von an COVID-19 erkrankten Patienten sind äußerst zurückhaltend zu stellen und nur unter Rücksprache mit internistischen und anästhesiologischen Kollegen vorzunehmen. In der Regel sollten nur Operationen durchgeführt werden, die dem Lebenserhalt dienen oder der Sicherung einer stabilen und schmerzfreien Lagerung oder Mobilisation des Patienten, wobei nur die stets minimalinvasivste und zeitsparendste OP-Technik verwendet werden sollte.

Isolation von COVID-19-Patienten oder Verdachtsfällen auf Station

COVID-19-Patienten einschl. Verdachtsfälle sind auf einer gesonderten, streng abgetrennten Station unter Beachtung der Isoliertechniken zu behandeln. Diese beinhalten die folgenden Kriterien:

Die Isolation erfolgt in einem Isolationszimmer mit Vorzimmer zum An- und Auskleiden.

Jeder Patient bekommt eine Atemschutzmaske (einfach), Aufklärung über Schutzmaßnahmen, selbstständige Händedesinfektionen sind vorzunehmen.

Die Anzahl der Kontakte zwischen Patienten und Arzt/Pflegekräften ist auf ein Minimum zu reduzieren.

Besuche des Patienten sind nicht zugelassen.

Der Patient kommuniziert ausschließlich über Handy/Tablet/Notebook/Telefon mit Freunden oder Angehörigen.

Pflegepersonal und Ärzte, die SARS-CoV-2-positive Patienten behandeln, sind – sofern möglich – nur noch für diese einzuplanen. Wöchentlich sind alle in die Versorgung einbezogenen Mitarbeiter/-innen auf SARS-CoV-2 zu screenen.

Mehrere SARS-CoV-2-positive Patienten können in ein Zimmer zusammengelegt werden.

Notwendige Maßnahmen im stationären Bereich

Im stationären Bereich sollten die SARS-CoV-2-positiven Patienten, die an Symptomen leiden, adäquat überwacht und bei Bedarf mit der Gabe von Sauerstoff unterstützt werden:

regelmäßiges Temperaturmonitoring

bedarfsgerechte Durchführung des Monitorings von Sauerstoffsättigung unter Verwendung eines Pulsoximeters

Sauerstoffgabe bei Bedarf, wenn ein Sättigungsabfall PO 2 < 94% bei Raumluft vorliegt

Bei Verschlechterung des Allgemeinzustandes, insbesondere bei Auftreten von Somnolenz, Delir, Dyspnoe oder Sättigungsabfall, sollten zusätzlich die Atemfrequenz, der Blutdruck und der Puls überwacht werden:

Atemfrequenzmessungen

Messung von Blutdruck und Puls

Zusätzliche Laboruntersuchungen und erweiterte Bildgebungen

Regelmäßig sollten Laborkontrollen durchgeführt werden und bei Verschlechterung des Allgemeinzustandes eine Computertomografie:

Verlaufsparameter: Blutbild, C-reaktives Protein, D-Dimer, Procalcitonin, Interleukin 6 (IL6), Angiotensin III (ATIII)

erweitert: Nierenparameter/Leberenzyme

CT-Bildgebung bei sichtlicher Verschlechterung

Notwendigkeit einer Verlegung auf die Intensivstation

Bei Verschlechterung des Allgemeinzustandes des Patienten ist eine umgehende Verlegung auf die ITS vorzunehmen 27 . Die folgenden Kriterien sind dabei ausschlaggebend:

Atemfrequenz > 30 Atemzüge/min

Sauerstoffsättigung < 93% im Ruhezustand (ohne O 2 -Gabe)

arterieller Partialdruck von Sauerstoff (PaO 2 )/Sauerstoffkonzentration (FiO 2 ) < 300 mmHg

Patienten mit > 50% Läsionsprogression innerhalb von 24 – 48 h in der Lungenbildgebung sollten als schwere Fälle behandelt werden.

Ausblick

Die aktuellen Maßnahmen des gesellschaftlichen Lockdowns einschließlich der maximalen Fokussierung des Gesundheitssystems auf die Pandemie haben das Ziel, die Verbreitungsgeschwindigkeit des Virus zu reduzieren und eine unkontrollierte Zuwachsrate zu vermeiden. Nur so kann die Rate der behandlungsnotwendigen COVID-19-Patienten im Krankenhaus an die vorhandenen Ressourcen des Gesundheitssystems angepasst werden. Das ist von unbestrittener Notwendigkeit und diese Maßnahmen zeigen aktuell den gewünschten Erfolg. Klar ist, dass damit nicht das Virus als solches bekämpft, sondern nur dessen rasche Ausbreitung verhindert wird. Bei Lockerungen der Maßnahmen können jederzeit unbemerkte und unkontrollierte Infektionen auftreten mit den gleichen gefährlichen Folgen. Erst wenn mehr als 66% der Bevölkerung immun sind (sog. Herdenimmunität) oder ein Impfstoff entwickelt ist, besteht voraussichtlich kein Risiko mehr für eine unkontrollierte Ausbreitung. Die Herdenimmunität beruht auf der Beobachtung, dass Infizierte das Virus durchschnittlich auf 2 bis 3 weitere Menschen übertragen. Sind aber mehr als 2 der 3 Menschen in der Umgebung immun, gerät das Virus in die Sackgasse. Allerdings ist ein langfristiger Lockdown des Gesundheitssystems aufgrund anderer therapiebedürftiger Patienten, deren Behandlung in so einer Krise aufgeschoben wird, nicht auf Dauer möglich. So lassen sich operativ zu versorgende degenerative Gelenk- und Wirbelsäulenerkrankungen nicht unendlich lang hinauszuzögern. Immobilisation, chronische Schmerzprobleme, erhebliche körperliche Einschränkungen sind die Folge eines langandauernden Therapieverzugs mit der Gefahr der Entstehung weiterer gesundheitlicher Probleme wie Gelenkversteifungen, Muskelatrophien, Fehlstellungen oder Auswirkungen auf andere Gelenke oder Organe einschließlich der Gefahr von Depressionen. Hier bedarf es daher einer Lösung. Aus unserer Sicht sollte unter Berücksichtigung der aktuellen Infektionszahlen und der epidemiologischen Entwicklung in absehbarer Zeit der reguläre OP-Ablauf schrittweise wieder aufgenommen werden, natürlich unter Berücksichtigung der aktuellen Pandemielage, der freien Ressourcen des Krankenhauses und der zur Verfügung stehenden Personal-, Betten- und ITS-Kapazitäten. Dazu sollten sich die verantwortlichen Fachdisziplinen täglich und wöchentlich zusammenfinden und die zu planenden Saal- und OP-Kapazitäten in Abhängigkeit von der Gesamtsituation besprechen. Jeder elektiv zu operierende Patient sollte bis auf Weiteres bei der Aufnahme abgestrichen werden. Vor Krankenhausaufnahme ist jedem Elektivpatienten, unter Berücksichtigung einer Inkubationszeit von bis zu 14 Tagen, eine 14-tägige Selbstisolation zu empfehlen. Erst nach Abstrich und Vorliegen des Testergebnisses wird die OP durchgeführt und eine Verlegung auf eine Normalstation oder bei Bedarf auf eine COVID-19-Station vorgenommen.

Gleiches gilt für das Personal, das im Normalbereich alle 14 Tage abzustreichen ist, solange nicht der Antikörpernachweis eine höchst wahrscheinliche Immunität bestätigt 28 . Das Tragen eines MNS für alle im Krankenhaus befindlichen Personen ist weiterhin solange sinnvoll, bis die Herdenimmunität erreicht ist. Gleiches gilt für die Reduktion der Personal-Patienten-Kontakte. Es erscheint sinnvoll, Mitarbeiter-/innen monatlich auf Antikörper zu testen, um nach Vorliegen ausreichend immuner Mitarbeiter/-innen diese im Normalbereich ohne zusätzliche Schutzmaßnahmen einsetzen zu können. Zunächst ist vor allem die operative Versorgung von Patienten vorzunehmen, für die eine postoperative ITS-Überwachung weitestgehend unwahrscheinlich ist. Die maximale Anzahl der aufgenommenen Patienten sollte anfänglich deutlich unter der maximalen Bettenkapazität der Klinik liegen, um zum einen wichtige Hygienebedingungen besser zu gewährleisten und zum anderen, um jederzeit rasch auf ein potenzielles Wiederauftreten einer Viruskrise reagieren zu können. Gleiches gilt natürlich für die maximale postoperative Liegedauer von Patienten, die ebenfalls im überschaubaren Rahmen liegen sollte.

Zusammenfassung/Fazit

In der akuten Pandemie mit rasch steigenden Infektionszahlen durch SARS-CoV-2 ist es notwendig, die OP-Kapazität dem aktuellen Pandemiestatus anzupassen und nicht dringliche OPs zu verschieben. Die Freistellung und die maximale Schonung von relevanten Ressourcen im Krankenhaus sind wesentliche Ziele in einer akuten Phase. Es gibt natürlich Patienten mit akut oder zeitnah durchzuführenden Operationsindikationen. Bei der Aufnahme in das Krankenhaus, bei der stationären Betreuung und im OP-Saal sind strenge Hygienevorschriften einzuhalten, um das Personal und andere Patienten vor einer Infektion zu schützen und gleichzeitig einer unkontrollierten Ausbreitung im Krankenhaus vorzubeugen. Hierzu zählen das Abstreichen der aufzunehmenden Patienten, das Tragen eines MNS von Patienten und Personal, die Verwendung der PSA bei Verdachts- und positiv getesteten Fällen. Zur Gewährleistung der entsprechenden Hygiene sollte das Krankenhaus in Bereiche für SARS-CoV-2-positive und -negative Patienten sowie in einen Bereich der Abklärung getrennt werden. Nach Möglichkeit sind OPs erst dann durchzuführen, wenn das Ergebnis des Abstrichs vorliegt, andernfalls ist jeder Patient zunächst als potenziell SARS-CoV-2-positiv anzusehen. OP-Saal und -Team bedürfen einer speziellen Ausstattung, wenn SARS-CoV-2-Patienten operiert werden müssen, da sowohl durch In- und Extubation als auch während der OP ein deutlich erhöhtes Infektionsrisiko besteht.