1910 starb noch jedes achte Kind (12,5 %) während der Geburt, 1949 waren es noch 4,9 % (BRD), seither sank die Rate kindlicher perinataler (Zeit von der Geburt bis zu 7 Tage danach) Todesfälle kontinuierlich auf etwa 0,6 % (BRD 1999). Diese Todesfälle sind heutzutage nur sehr selten durch das Verhalten der Hebammen, Ärzte oder Mütter unter der Geburt bedingt. Diese Todesfälle sind meist auf Erkrankungen zurückzuführen, die nicht mit dem Leben außerhalb der Gebärmutter vereinbar sind, oder die Kinder sind extrem zu früh zur Welt gekommen. Viele medizinische aber auch allgemeine, gesellschaftliche Veränderungen haben zu diesem Erfolg beigetragen.

Höher als die perinatale Sterblichkeit ist derzeit die Rate der durch Hypoxie (Sauer­stoffmangel) cerebral geschädigten Kinder. Perinataler Sauerstoffmangel stellt nach wie vor eine der größten Gefährdungen des ungeborenen Kindes während der Geburt dar.
Je besser die Überlebenschancen der Kinder wurden, desto mehr stieg der berechtigte Anspruch werdender Eltern auf ein gesundes Neugeborenes. Dies blieb nicht ohne Folgen: Aus Angst um das Wohl des Kindes wünschen sich immer mehr Frauen einen Kaiserschnitt, ohne überhaupt eine natürliche, vaginale Geburt zu versuchen. Aus Angst vor den immer größer werdenden haftungs­rechtlichen Folgen für Geburtshelfer nimmt auch bei den Ärzten die Bereitschaft zu, sich in unsicheren Fällen für einen Kaiserschnitt zu entscheiden. Daher stieg die Kaiser­schnitt­rate weltweit dramatisch an, in der BRD von 3,6 % (1949) auf 18,6 % (1999), in unseren europäischen Nachbarländern auf über 20 %, in den USA zum Teil auf über 30 %, in Brasilien auf über 70 %.

Es wurden und werden erhebliche Mittel (erfolgreich!) aufgewandt für Vorsorge­pro­gramme zur Überwachung von Müttern und Kindern in der Schwangerschaft. Allein die entscheidende Phase unserer Mensch­werdung, die Geburt selbst, wird noch immer mit einer Methode überwacht, welche schon zu Lebzeiten Napoleons (Paris 1818) gefunden wurde. Damals fanden zwei Forscher nahezu gleichzeitig, dass die fetale Herzfrequenz gewisse Rückschlüsse auf den Zustand von Kindern unter der Geburt erlaubt. Die Messung der fetalen Herz­frequenz ist in allen Industrienationen noch immer das wichtigste und nahezu aus­schließliche Über­wachungs­instru­ment zur Messung des kind­lichen Zustan­des unter der Geburt.
Trotz der technischen Fortentwicklung vom intermittierend angewandten Hörrohr zu dem jeden einzelnen Herzschlag erfassenden CTG sind wir heute weit davon entfernt sichere Aussagen über das Wohlbefinden des Feten unter der Geburt zu machen. Das Cardio-Toko-Gramm (die Aufzeichnung der fetalen Herzfrequenz gemeinsam mit der Wehentätigkeit) zeigt nicht den wirklichen Zustand des Ungeborenen an. Die fetale Herzfrequenz kann von vielen anderen Faktoren beeinflusst werden, z.B. von Stimu­lationen des nervus vagus (Eingeweidenerv), infolge der Kompression des kindlichen Köpfchens im Geburts­kanal, von Kate­chol­aminen im kindlichen oder mütterlichen Kreislauf durch den Geburtsstress, von der Körperlage der Mutter, deren Kreislauf­belastung, von Medikamenten zur Geburts­erleichterung und anderen Komponenten.
So korrelieren nach neueren Unter­such­ungen weniger als 20 % der pathologischen fetalen Herzfrequenz-Muster mit einer wirklichen Gefährdung des Kindes, häufig mit der fatalen Konsequenz eines unnötigen Kaiserschnittes. (Lit.: Göschen 1984, Göschen 1992 / Diemer u. Beck, Der Gynäkologe, S.187-190, 1992 / Gross W. Jahrbuch der Gynäkologie und Geburtshilfe S. 77-89, 1991 / Visser G.H.A. Bailleres Clinical Obstetrics and Gynecology, S. 117-124, Bd. 1, 1988).

Seit Jahrzehnten hat man sich daher weltweit bemüht, zusätzliche Parameter zu finden, welche einen besseren Rückschluss auf das kindliche Wohlbefinden erlauben. Gleichzeitig wurde versucht, diese Parameter unter der Geburt mit möglichst minimalem Eingriff in das Geburtsgeschehen möglichst häufig, am besten sogar laufend, zu erfassen. Zu diesen Parametern zählen der pH-Wert des Blutes, der Laktatgehalt, der Basenexcess, die Strömungs­verhältnisse in mütterlichen (Gebärmutter) und fetalen Blutgefäßen (Nabel­arterie, Hirnhautarterie). Alle diese Para­meter geben jedoch nur einen indirekten, von vielen Einflussfaktoren verfälschten Hin­weis auf den wirklichen Zustand des Kindes.

Saling (1961) inaugurierte die Mikroblutuntersuchung als Methode um anhand des pH-Wertes eine bessere Zustandsdiagnose zu erlauben. Trotz der damit eindeutig verbesserten Diagnosestellung wird die Mikroblutuntersuchung nur ungern angewandt. Der Nachteil der MBU liegt im technischen Aufwand der Methode. Sie ist schwierig durchzuführen, traumatisierend für den Feten und daher nicht beliebig oft wiederholbar.
Die kontinuierliche Ableitung des pH-Wertes hat bisher keine klinische Einsetzbarkeit erreicht (Stamm 1976, Bloch 1978, Lauersen 1979, Small 1989).

Die dopplersonographische Untersuchung uteriner und fetaler Gefäße kann zwar in der Schwangerschaft prognostisch verwertbare Ergeb­nisse liefern (Überblick in Beck L., Bender H.G., Hepp H., Künzel W. (Hrsg.), Der Gynäkologe, Heft 5/92, Springer Verlag), Flussmessungen sub partu eignen sich aber bislang nicht zur aktuellen Zustandsdiagnostik des Feten (Weiss E., Maternales und fetales Blutflußprofil während der Geburt, im gleichen Heft).

Der Zustand des Kindes hängt in erster Linie von der Versorgung des Gehirns mit Sauer­stoff ab. Die kindlichen Herzfrequenz-Muster korrelieren jedoch nur gering mit der fetalen Sauerstoffversorgung. Seit Jahrzehnten wird daher in der Geburtshilfe ein zuverlässiges, routinemäßig einfach anzuwendendes Verfahren zur kontinuierlichen Messung der fetalen Sauerstoffversorgung gefordert.
Die kontinuierliche Ableitung des Sauerstoff­partialdrucks konnte sich nicht durch­setzen (Huch 1972, 1973; Aarnoudse 1985). Der Sauerstoffpartialdruck der Kopfschwarte erlaubt nur sehr indirekte Aussagen über die cerebrale Sauerstoffversorgung.
Der wichtigste extracerebral erfassbare Parameter ist die Sauerstoffsättigung, da sie bei Bekanntheit der Hämoglobinkonzentration un­mittel­bar die Sauerstoff­trans­port­kapazität widerspiegelt. Die Puls­oximetrie (Nakajima 1975) ist in der Lage, den mit Sauerstoff gesättigten Hämoglobinanteil allein des arteri­ellen Blutes, bezogen auf das Gesamt­hämoglobin zu messen. Entsprechend dem Lambert-Beerschen Gesetz wird Licht auf dem Weg durch Gewebe absorbiert.

1989 konnte sich die Fachwelt noch nicht vorstellen, dass die Pulsoximetrie je Einzug in die Geburtshilfe erhalten könnte.
Prinzipiell gibt es zwei pulsoximetrische Verfahren: Die für die Pulsoximetrie erforderliche Durchleuchtung eines Gewebestückes kann nach dem Reflexions- oder nach dem Transmissionsprinzip erfolgen. Bei der Reflex­puls­oximetrie liegen Lichtemitter und -empfänger nebeneinander, Reflexionen an oberflächlichen und/oder tieferen Gewebe­schichten spielen (neben Absorption, Transmission und Streuung) eine dominante Rolle. Bei der Transmissionspulsoximetrie liegen Lichtemitter und -empfänger auf gegenüberliegenden Seiten des Gewebes, die Transmission spielt (neben Absorption und Streuung) die dominante Rolle. Am "geborenen Menschen", neugeboren oder erwachsen, hat sich das Transmissionsprinzip durchgesetzt, da es den gravierenden Fehler der Reflexpulsoximetrie, den Lichtshunt in den oberflächlichen Hautschichten, nicht hat, d.h. es gibt kein Licht, welches durch die oberen Gewebeschichten passiert und keine biologisch relevante Information trägt. Üblicherweise werden bei der Transmissionspulsoximetrie ein Finger, eine Zehe oder ein Ohrläppchen durchleuchtet. Für die Messung am Feten existieren daher aus leicht nachvollziehbaren Gründen bisher vorwiegend Messsonden, welche nach dem Reflexionsprinzip arbeiten. (Huch et al., Butterwegge, Gardosi). Obwohl Reflexionspulsoximetriegeräte mittlerweile weltweit ange­boten werden können sie sich wegen ihrer Ungenauigkeit und Unzuverlässigkeit nicht durchsetzen. Auf dem Kongress der DGGG im Juni 2000 wurde sogar von einem der Hauptanwender (Schmidt) ausdrücklich davor gewarnt, sich auf die Messergebnisse der Geräte zu verlassen.
Einzig bei der reinen Transmission des Gewebes mit Licht, also unter Ausschluss von Shuntlicht, ist ein korrekter Rückschluss auf die arterielle Sauerstoffsättigung möglich.
Der Ausschluss der Shuntlichtanteile ist eine wichtige aber leider häufig sträflich vernachlässigte Bedingung für die Pulsoximetrie. Bei der Reflexpulsoximetrie gibt es erhebliche und unvermeidliche Shuntlichtanteile, so dass die Reflexpulsoximetrie gravierende Messfehler aufweist. Aus diesem Grund hat letztlich in den letzten 2 Jahrzehnten die Transmissionspulsoximetrie und nicht die fehlerhafte Reflexpulsoximetrie ihren Siegeszug in die Krankenhäuser und Notarztwägen antreten können. Für den Experten war dies keine Überraschung.
Da beim Feten keine natürlich zugänglichen Applikationsorte für eine Transmission mit Licht zugänglich sind - weder Finger noch Ohrläppchen sind beim Feten erreichbar - ließen sich einige Arbeitsgruppen vom vermeintlich simplen Sensordesign der Reflexpulsoximetrie verführen (Gardosi, Huch, Butterwegge). Die Wahl basierte vermutlich auf dem Wunsch der Arbeitsgruppen eine kommerzielle Verwertung anzustreben, die Transmissionspulsoximetrie war jedoch schon ab 1989 durch die frühen Patente von Buschmann nicht mehr zugänglich.
So ergab es sich, dass Buschmann als erster und einziger den Versuch unternahm, die außerordentlich erfolgreiche Transmissionspulsoximetrie als Monitoring für den Feten sub partu zugänglich zu machen.
Den anderen Arbeitsgruppen blieb nur die Reflexionspulsoximetrie und die Hoffnung, dass Geräte, die auf diesem Prinzip beruhen, funktionieren mögen. Allerdings leidet die Reflexionspulsoximetrie an unvermeidlich schweren Messfehlern, die sich aus der Theorie der Pulsoximetrie leicht ableiten lassen. So ist die Ungenauigkeit der Reflexpulsoximetrie ein grundsätzliches Problem, das nicht durch anspruchsvolles Gerätedesign und aggressives Marketing überwinden lässt. Die Reflexionspulsoximetriegeräte konnten erwartungsgemäß klinisch nicht überzeugen (siehe auch Garite et. al, 2000 Am. J. Obst. Gynecol.).

Von Anfang an war es die Intention von BLM, die Transmissionspulsoximetrie für die Anwendung am Feten zu benutzen, ist es doch das Verfahren mit den geringsten gewebsoptischen Problemen und der höchsten Genauigkeit. Da beim Feten keine natürlichen Gewebe zugänglich sind, kann man die in jeder Hinsicht überlegene Transmissionspulsoximetrie nur dann erhalten, wenn man ganz neue Lichtwege einsetzt:

1. von innen nach außen
2. von außen nach innen
3. von innen nach innen

d.h. die Transmissionspulsoximetrie am Feten ist nur mit invasiven Sensoren zu realisieren.
Buschmann (Lancet 1992) entwickelte eine Skalpelektrode (KSE = Kopfschwarten­elek­trode), welche nach dem Transmissionsprinzip arbeitet. Da beim Feten keine natürlich durchstrahlbaren Gewebe zugänglich sind, ist die Transmissionspulsoximetrie nur mit invasiven Sensoren zu realisieren: Die Transmission des Gewebes erfolgt von innen nach außen oder umgekehrt oder von innen nach innen, d.h. wenigstens eine optische Komponente befindet sich innerhalb des Gewebes. Als Sensordesign für die fetale Transmissionspulsoximetrie bietet sich die Kopfschwartenelektrode ideal an:

• Sie ist in der Geburtshilfe seit Jahrzehnten bekannt und wurde erfolg­reich benutzt.
• Sie ist invasiv und kann so zum Träger der optischen Komponenten werden.
• Der Halt am fetalen Gewebe ist zuverlässig und reproduzierbar.

Da die Bedingungen des Sauerstofftransportes beim Feten sich wesentlich von denen beim Erwachsenen unterscheiden, die Sauerstoffsättigung beim Feten liegt zwischen 50 % und 70 %, kann aber auch auf Werte unter 10 % absinken, sind Pulsoximeter für Erwachsene oder Neugeborene für Messungen beim Feten unbrauchbar (Gary et al 1969). Folglich mussten für die fetale Pulsoximetrie sowohl die Messsonden als auch die Puls­oximetrie­geräte, die zugehörige Software und die Kalibration speziell entwickelt werden.
Die Transmissionspulsoximetrie, die dem hier vorgestellten Konzept zugrunde liegt, und die sich an "extrauterinen Menschen", am Erwachsenen und am Neugeborenen weltweit millionenfach bewährt hat, erweist sich nun auch am Feten in ersten klinischen Anwendungen als äußerst erfolgreich. Die Transmissionspulsoximetrie zeigt eine Genauigkeit und Sensitivität, die alle Erwartungen übertrifft. Man kann ohne Übertreibung von einer sensationellen Performance dieses neuen fetalen Monitorings sprechen: Obwohl die klinischen Studien derzeit erst am Anfang stehen, lässt sich folgender, höchst interessanter Nachweis führen: 2er DIPs gehen mit einem DIP-synchronen Einbruch der Sauerstoffsättigung einher, wobei Sauerstoffsättigungswerte von nur 10 % vorkommen. Diese noch unveröffentlichten Daten sind weltweit einzigartig.
Man kann davon ausgehen, dass die fetale Transmissionspulsoximetrie für die Geburtshilfe eine ähnliche Revolution bedeutet wie es die Einführung der Transmissionspulsoximetrie in den 80er Jahren war, mit vergleichbaren Chancen für die Unternehmen der Medizintechnik.

BLM sucht zur Zeit einen Partner für die Produktion und Vermarktung der Fetalen Transmissionspulsoximetrie.