ARDS-Behandlung

Mehr als 75’000 beatmete Patienten sterben in den USA jährlich aufgrund eines akuten Lungenversagens. Über 30% der maschinell beatmeten Patienten werden für mehr als 12 Stunden beatmet (Esteban et al 2002; Esteban et al. 2008). Vierzig Prozent dieser Patienten versterben während ihres Krankenhausaufenthaltes. Über 24% dieser Patienten mit zuvor gesunden Lungen erkranken innerhalb der ersten fünf Tage während maschineller Beatmung an einem Acute Lung Injury (ALI) oder Acute Respiratory Distress Syndrom (ARDS, Gajic et al. 2004).Trotz anhaltender Bemühungen zur lungen-protektiven Beatmung, um die Lunge vor weiteren Schädigungen zu schützen, liegt die Inzidenz von Barotrauma bei Patienten mit ARDS noch immer zwischen 6 und 10%. Eine suboptimale Einstellung des Beatmungsgerätes für den individuellen Patienten steht eindeutig in einem kausalen Zusammenhang mit dem Barotrauma (Boussarsar M et al, 2002). Das Barotrauma stellt jedoch nicht den direkten Grund für die hohe Sterblichkeit dar, jedoch verdoppelt es das Risiko zu versterben (Anzueto et al. 2004).

 

Hintergundinformationen:

Die maschinelle Beatmung ist eine lebensrettende Massnahme für Patienten mit akutem Lungenversagen und findet bei mehr als 30% der Patienten, welche auf Intensivstation behandelt werden, Anwendung. Die Beatmungstherapie bringt jedoch auch reichlich Gefahren und Nebenwirkungen mit sich, wie beispielsweise die Gefahr des Pneumothorax oder kardiovaskuläre Nebenwirkungen sowie direkte Schädigungen der Lunge, welche als beatmungsinduzierten Lungenschädigung (ventilator induced lung injury, VILI) bezeichnet werden. Aus diesem Grund ist es zwingend erforderlich, dass Kliniker die Einstellungen des Beatmungsgerätes immerwährend sorgfältig und individuell an die momentanen Bedürfnisse eines jeden Patienten anpassen. Dies ist eine äusserst anspruchsvolle Aufgabe, da die Beatmungstherapie lebensrettend und möglichst lungenschonend zu gleich sein soll.

Bisher basieren die Entscheidungen der Kliniker auf physiologischen Globalparametern wie Tidalvolumen, Atemwegsdruck, Blutgase und Druck-Volumen-Kurven, um die Beatmung an den Patienten mit ARDS zu adaptieren. Jedoch reflektieren diese Parameter die Komplexität der Lungenerkrankung nur unzureichend und lassen nur wenige Rückschlüsse auf die Lungenprotektion zu. Bereits nach wenigen Stunden der mechanischen Beatmung kommt es in den abhängigen, zumeist dorsalen Teilen der Lunge durch Schwerkraft und dem Druck im Abdomen zur zunehmenden Kompression und Atelektasenbildung. Dieses Phänomen wird durch hohe Konzentrationen von eingeatmetem Sauerstoff sowie weitere exogene Faktoren, beispielsweise Infektionen oder Traumata, progredient verschlimmert. Dadurch kommt es zur Reduktion des Anteils an ventilierter Lunge, wobei sich das gesamte Tidalvolumen nun auf ein kleineres Volumen der heterogen ventilierten Lunge verteilen muss. Dies kann in den unabhängigen Lungenarealen zu Überblähungsphänomenen führen. in den abhängigen Lungenarealen zu atemzyklischem Eröffnen und Kollabieren von Lungengewebe (Tidal recruitment). Alle diese Mechanismen verursachen inflammatorische Reaktionen und haben im fortgeschrittenen Stadium eine irreversible Lungenfibrose zur Folge. Ein adäquates bettseitiges Monitoring der Beatmung, welches uns regionale Informationen zur Ventilationsverteilung gibt, kann diese Nebenwirkungen und Komplikationen minimieren.
EIT hat das Potential, Mortalität und die Behandlungsdauer zu minimieren

Die Swisstom BB2-Technologie wurde mit dem Ziel entwickelt, sie als bettseitigen online Tool zur Überwachung der regionalen Lungenfunktion einzusetzen, das eine Optimierung der mechanischen Beatmung ermöglicht. Es dient als Hilfsmittel zur Entscheidungsfindung und Diagnosestellung für Kliniker. Durch die immerwährende Bereitstellung von Bildern, welche den Lungenzustand darstellen, hilft der Swisstom BB2 Monitor, die lungenprotektive Beatmung individuell anzupassen. Dank der EIT ist es dem Kliniker heute möglich, in weniger als 10 Minuten die potentielle Lungenrekrutierbarkeit abzuschätzen und durch ein Anpassen des PEEP-Niveaus, den Lungenkollaps sowie die Überdehnung zu minimieren.

 

Hintergundinformationen:

Zahlreiche Literaturquellen legen nahe, dass eine lungenprotektive Beatmungsstrategie, die Sterblichkeit verringern kann (Amato et al. 2015 und 1998; ARDSnetwork 2000), bei Patienten mit ARDS die Krankenhausverweildauer reduziert (Mercat et al 2008) und die Komplikationsrate verringert (Mercat et al 2008). Eine große internationale Studie mit über 18.000 Patienten beobachtete eine Mortalität von Patienten, welche länger als 12 Stunden beatmet wurden, von rund 30%, trotz aller Bemühungen zur Verbesserung der Behandlung (Esteban et al 2013).

Eine individualisierte lungenprotektive Beatmung führt zu einer erhebliche Verringerung der Sterblichkeit, insbesondere bei Patienten mit einer schweren Lungenkrankheit mit heterogenem Schädigungsmuster (Terragnis et al. 2007). Ohne adäquates Lungenmonitoring direkt am Krankenbett bleiben Kliniker mehr oder weniger blind, was die tatsächlichen Auswirkungen ihrer Beatmungstherapie für die jeweiligen Lungen zur Folge habt (Gattinoni et al. 2006). Beatmungsstrategien mit Kochbuch-Charakter etablierten sich in den letzten Jahren, wobei rasch deutlich wurde, dass diese simple Vorgehensweise deutliche Defizite aufwies und möglicherweise Schaden für viele Patienten brachte (ARDSnetwork 2000, Grasso et al. 2007; Bassler et al. 2010).

 
Evidenz

Alle hier getroffenen Aussagen werden durch die aktuelle Literatur unterstützt. Allerdings gibt es, in diesem Zusammenhang auf eine besonders überzeugende EIT-Studie aus Boston zu verweisen. In einer randomisierte kontrollierten experimentellen Studie zur EIT-basierten Optimierung der Beatmungstherapie wurde eine Kontrollgruppe nach den Vorgaben des ARDSnet Protokolls behandelt und eine Therapiegruppe mit Hilfe von EIT-Feedback behandelt (Wolf et al., 2013). Sie kamen zu folgendem Ergebnissen:

“Electrical impedance tomography-guided ventilation resulted in improved respiratory mechanics, improved gas exchange, and reduced histologic evidence of ventilator-induced lung injury in an animal model.”

„Die mittels Elektro Impedanztomographie – geführte Beatmung zeigte im Tiermodell eine verbesserte Atemmechanik, einen verbesserten Gasaustausch sowie einen geringeren histologisch nachgewiesenen beatmungsinduzierten Lungenschaden 

 

Literaturempfehlungen:

Esteban et.al. Mechanical Ventilation International Study Group. Characteristics and outcomes in adult patients receiving mechanical ventilation: a 28-day international study. JAMA. 2002 Jan 16;287(3):345-55.

 

Esteban et.al. VENTILA Group. Evolution of mechanical ventilation in response to clinical research. Am J Respir Crit Care Med. 2008 Jan 15;177(2):170-7.

 

Rubenfeld et.al. Incidence and outcomes of acute lung injury. N Engl J Med. 2005 Oct 20;353(16):1685-93.

 

Gajic et.al. Ventilator-associated lung injury in patients without acute lung injury at the onset of mechanical ventilation. Crit Care Med. 2004 Sep;32(9):1817-24.

 

Boussarsar et.al. Relationship between ventilatory settings and barotrauma in the acute respiratory distress syndrome. Intensive Care Med. 2002 Apr;28(4):406-13. Epub 2002 Jan 15. Review.

 

Anzueto et.al. Incidence, risk factors and outcome of barotrauma in mechanically ventilated patients. Intensive Care Med. 2004 Apr;30(4):612-9. Epub 2004 Feb 28.

 

Amato et.al. Effect of a protective-ventilation strategy on mortality in the acute respiratory distress syndrome. N Engl J Med. 1998 Feb 5;338(6):347-54.

 

Amato M.B.P. et al.: Driving pressure and survival in the acute respiratory distress syndrom. NEJM. 2015 Feb 19; 372(8): 747-755.

 

The Acute Respiratory Distress Syndrome Network: Ventilation with lower tidal volumes as compared with traditional tidal volumes for acute lung injury and the acute respiratory distress syndrome. N Engl J Med. 2000;342:1301–1308.

 

Mercat et.al. Expiratory Pressure (Express) Study Group. Positive end-expiratory pressure setting in adults with acute lung injury and acute respiratory distress syndrome: a randomized controlled trial. JAMA. 2008 Feb 13;299(6):646-55

 

Esteban et.al. Evolution of mortality over time in patients receiving mechanical ventilation. Am J Respir Crit Care Med. 2013 Jul 15;188(2):220-30.

 

Terragni et.al. Tidal hyperinflation during low tidal volume ventilation in acute respiratory distress syndrome. Am J Respir Crit Care Med. 2007 Jan 15;175(2):160-6.

 

Meade et.al. Lung Open Ventilation Study Investigators. Ventilation strategy using low tidal volumes, recruitment maneuvers, and high positive end-expiratory pressure for acute lung injury and acute respiratory distress syndrome: a randomized controlled trial. JAMA. 2008 Feb 13;299(6):637-45.

 

Gattinoni et.al. The role of CT-scan studies for the diagnosis and therapy of acute respiratory distress syndrome. Clin Chest Med. 2006 Dec;27(4):559-70;

 

Grasso et.al. ARDSnet ventilator protocol and alveolar hyperinflation: role of positive end-expiratory pressure. Am J Respir Crit Care Med. 2007 Oct 15;176(8):761-7.

 

Bassler et.al. Stopping randomized trials early for benefit and estimation of treatment effects: systematic review and meta-regression analysis. JAMA. 2010 Mar 24;303(12):1180-7.

 

Wolf et al Mechanical ventilation guided by electrical impedance tomography in experimental acute lung injury. Crit Care Med. 2013 May;41(5):1296-304

 

 

 

Weiterhin können sie in unserer wissenschaftlichen Bibliothek noch weitere Arbeiten und Abstracts zur EIT-basierten Beatmungstherapie finden.

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