Atemnotsyndrom (ARDS): Therapie, mechanische Beatmung, Überwachung
Das akute Atemnotsyndrom (daher das Akronym „ARDS“) ist eine Atemwegserkrankung, die durch verschiedene Ursachen verursacht wird und durch eine diffuse Schädigung der Alveolarkapillaren gekennzeichnet ist, die zu schwerem Atemversagen mit arterieller Hypoxämie führt, die auf Sauerstoffgabe nicht anspricht
Das ARDS ist somit gekennzeichnet durch eine Abnahme der Sauerstoffkonzentration im Blut, die gegen eine O2-Therapie resistent ist, dh diese Konzentration steigt nach Sauerstoffgabe an den Patienten nicht an.
Die hypoxämische respiratorische Insuffizienz ist auf eine Läsion der alveolarkapillaren Membran zurückzuführen, die die pulmonale Gefäßpermeabilität erhöht und zu interstitiellen und alveolären Ödemen führt.
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Die Behandlung von ARDS ist grundsätzlich unterstützend und besteht aus
- Behandlung der vorgeschalteten Ursache, die ARDS ausgelöst hat;
- Aufrechterhaltung einer angemessenen Sauerstoffversorgung des Gewebes (Beatmung und kardiopulmonale Unterstützung);
- Ernährungsunterstützung.
ARDS ist ein Syndrom, das durch viele verschiedene auslösende Faktoren ausgelöst wird und zu ähnlichen Lungenschäden führt
Bei einigen Ursachen des ARDS kann nicht eingegriffen werden, aber in Fällen, in denen dies möglich ist (z. B. im Fall von Schock oder Sepsis), ist eine frühzeitige und wirksame Behandlung entscheidend, um die Schwere des Syndroms zu begrenzen und die Krankheit zu verstärken Überlebenschancen des Patienten.
Die pharmakologische Behandlung von ARDS zielt darauf ab, die zugrunde liegenden Erkrankungen zu korrigieren und die kardiovaskuläre Funktion zu unterstützen (z. B. Antibiotika zur Behandlung von Infektionen und Vasopressoren zur Behandlung von Hypotonie).
Die Sauerstoffversorgung des Gewebes hängt von einer angemessenen Sauerstofffreisetzung (O2del) ab, die eine Funktion des arteriellen Sauerstoffgehalts und des Herzzeitvolumens ist.
Dies impliziert, dass sowohl die Beatmung als auch die Herzfunktion entscheidend für das Überleben des Patienten sind.
Die mechanische Beatmung mit positivem endexspiratorischem Druck (PEEP) ist unerlässlich, um eine angemessene arterielle Oxygenierung bei Patienten mit ARDS sicherzustellen.
Die positive Druckbeatmung kann jedoch in Verbindung mit einer verbesserten Oxygenierung das Herzzeitvolumen reduzieren (siehe unten). Die Verbesserung der arteriellen Oxygenierung nützt wenig oder nichts, wenn die gleichzeitige Erhöhung des intrathorakalen Drucks eine entsprechende Verringerung des Herzzeitvolumens bewirkt.
Folglich hängt der vom Patienten maximal tolerierte PEEP-Pegel im Allgemeinen von der Herzfunktion ab.
Schweres ARDS kann aufgrund von Gewebehypoxie zum Tod führen, wenn eine maximale Flüssigkeitstherapie und vasopressorische Wirkstoffe das Herzzeitvolumen nicht ausreichend für das gegebene PEEP-Niveau verbessern, das erforderlich ist, um einen effizienten pulmonalen Gasaustausch sicherzustellen.
Bei den schwersten Patienten und insbesondere bei denjenigen, die sich einer mechanischen Beatmung unterziehen, resultiert oft ein Zustand der Unterernährung.
Zu den Auswirkungen einer Mangelernährung auf die Lunge gehören: Immunsuppression (verringerte Makrophagen- und T-Lymphozyten-Aktivität), abgeschwächte Atemstimulation durch Hypoxie und Hyperkapnie, beeinträchtigte Surfactant-Funktion, verringerte Interkostal- und Zwerchfellmuskelmasse, verringerte Kontraktionskraft der Atemmuskulatur im Verhältnis zur körpereigenen katabole Aktivität, daher kann Mangelernährung viele kritische Faktoren beeinflussen, nicht nur für die Wirksamkeit der Erhaltungs- und Unterstützungstherapie, sondern auch für die Entwöhnung von der mechanischen Beatmung.
Wenn möglich, ist eine enterale Ernährung (Nahrungsverabreichung über eine nasogastrale Sonde) vorzuziehen; aber wenn die Darmfunktion beeinträchtigt ist, wird eine parenterale (intravenöse) Ernährung notwendig, um dem Patienten ausreichend Protein, Fett, Kohlenhydrate, Vitamine und Mineralstoffe zuzuführen.
Mechanische Beatmung bei ARDS
Mechanische Beatmung und PEEP verhindern oder behandeln ARDS nicht direkt, sondern halten den Patienten am Leben, bis die zugrunde liegende Pathologie behoben und eine ausreichende Lungenfunktion wiederhergestellt ist.
Die Hauptstütze der kontinuierlichen mechanischen Beatmung (CMV) während ARDS besteht in der konventionellen „volumenabhängigen“ Beatmung mit Tidalvolumina von 10–15 ml/kg.
In den akuten Krankheitsphasen kommt eine volle Atemunterstützung zum Einsatz (meist durch „Assist-Control“-Beatmung oder intermittierende forcierte Beatmung [IMV]).
Während der Genesung oder der Entwöhnung vom Beatmungsgerät wird in der Regel eine teilweise Atemunterstützung gegeben.
PEEP kann zur Wiederaufnahme der Beatmung in Atelektasezonen führen, wodurch zuvor geshuntete Lungenbereiche in funktionsfähige Atemeinheiten umgewandelt werden, was zu einer verbesserten arteriellen Sauerstoffversorgung bei einem niedrigeren Anteil des eingeatmeten Sauerstoffs (FiO2) führt.
Die Beatmung bereits atelektatischer Alveolen erhöht auch die funktionelle Residualkapazität (FRC) und die Lungencompliance.
Im Allgemeinen besteht das Ziel der CMV mit PEEP darin, einen PaO2 von mehr als 60 mmHg bei einem FiO2 von weniger als 0.60 zu erreichen.
Obwohl PEEP für die Aufrechterhaltung eines angemessenen pulmonalen Gasaustauschs bei Patienten mit ARDS wichtig ist, sind Nebenwirkungen möglich.
Reduzierte Lungencompliance aufgrund alveolärer Überdehnung, reduzierter venöser Rückfluss und Herzzeitvolumen, erhöhte PVR, erhöhte rechtsventrikuläre Nachlast oder Barotrauma können auftreten.
Aus diesen Gründen werden „optimale“ PEEP-Werte vorgeschlagen.
Der optimale PEEP-Wert wird im Allgemeinen als der Wert definiert, bei dem das beste O2del bei einem FiO2 unter 0.60 erzielt wird.
PEEP-Werte, die die Oxygenierung verbessern, aber das Herzzeitvolumen deutlich reduzieren, sind nicht optimal, da in diesem Fall auch O2del reduziert wird.
Der Sauerstoffpartialdruck im gemischten venösen Blut (PvO2) gibt Aufschluss über die Sauerstoffversorgung des Gewebes.
Ein PvO2 unter 35 mmHg weist auf eine suboptimale Sauerstoffversorgung des Gewebes hin.
Eine Verringerung des Herzzeitvolumens (die während des PEEP auftreten kann) führt zu einem niedrigen PvO2.
Aus diesem Grund kann PvO2 auch zur Bestimmung des optimalen PEEP verwendet werden.
Das Versagen des PEEP bei konventioneller CMV ist der häufigste Grund für die Umstellung auf eine Beatmung mit inversem oder hohem inspiratorischem/exspiratorischem (I:E) Verhältnis.
Die Beatmung mit umgekehrtem I:E-Verhältnis wird derzeit häufiger praktiziert als die Hochfrequenzbeatmung.
Es liefert bessere Ergebnisse, wenn der Patient gelähmt ist und das Beatmungsgerät zeitlich so eingestellt ist, dass jeder neue Atemzug beginnt, sobald die vorherige Ausatmung den optimalen PEEP-Wert erreicht hat.
Die Atemfrequenz kann durch Verlängerung der inspiratorischen Apnoe reduziert werden.
Dies führt oft zu einer Verringerung des mittleren intrathorakalen Drucks, trotz der Erhöhung des PEEP, und induziert somit eine Verbesserung von O2del, vermittelt durch eine Erhöhung des Herzzeitvolumens.
Hochfrequenz-Überdruckbeatmung (HFPPV), Hochfrequenz-Oszillation (HFO) und Hochfrequenz-Jet-Beatmung (HFJV) sind Methoden, die manchmal in der Lage sind, die Beatmung und Sauerstoffversorgung zu verbessern, ohne auf hohe Lungenvolumina oder -drücke zurückzugreifen.
Lediglich die HFJV wurde in großem Umfang in der Behandlung des ARDS eingesetzt, ohne dass signifikante Vorteile gegenüber der konventionellen CMV mit PEEP schlüssig nachgewiesen werden konnten.
Die extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO) wurde in den 1970er Jahren als eine Methode untersucht, die eine angemessene Sauerstoffversorgung gewährleisten konnte, ohne auf irgendeine Form der mechanischen Beatmung zurückzugreifen, wodurch die Lunge frei blieb, um von den für ARDS verantwortlichen Läsionen zu heilen, ohne sie dem Stress auszusetzen, der durch positiven Druck dargestellt wird Belüftung.
Leider hatten Patienten, die so schwer waren, dass sie auf eine konventionelle Beatmung nicht angemessen ansprachen und daher für ECMO in Frage kamen, so schwere Lungenläsionen, dass sie immer noch eine Lungenfibrose erlitten und nie wieder eine normale Lungenfunktion erlangten.
Entwöhnung von der mechanischen Beatmung bei ARDS
Bevor der Patient vom Beatmungsgerät genommen wird, ist es notwendig, seine oder ihre Überlebenschancen ohne Atemunterstützung zu ermitteln.
Mechanische Indizes wie der maximale Inspirationsdruck (MIP), die Vitalkapazität (VC) und das spontane Atemzugvolumen (VT) bewerten die Fähigkeit des Patienten, Luft in die und aus der Brust zu transportieren.
Keine dieser Messungen gibt jedoch Auskunft über den Arbeitswiderstand der Atemmuskulatur.
Einige physiologische Indizes, wie pH-Wert, Verhältnis von Totraum zu Tidalvolumen, P(Aa)O2, Ernährungszustand, kardiovaskuläre Stabilität und Säure-Basen-Stoffwechselspiegel spiegeln den Allgemeinzustand des Patienten und seine Fähigkeit wider, den Stress der Entwöhnung vom Beatmungsgerät zu ertragen .
Die Entwöhnung von der mechanischen Beatmung erfolgt schrittweise, um sicherzustellen, dass der Zustand des Patienten ausreichend ist, um eine Spontanatmung zu gewährleisten, bevor die Endotrachealkanüle entfernt wird.
Diese Phase beginnt in der Regel, wenn der Patient medizinisch stabil ist, mit einem FiO2 von weniger als 0.40, einem PEEP von 5 cm H2O oder weniger und die zuvor erwähnten respiratorischen Parameter eine vernünftige Chance auf Wiederaufnahme der Spontanatmung anzeigen.
IMV ist eine beliebte Methode zur Entwöhnung von Patienten mit ARDS, da sie die Verwendung eines bescheidenen PEEP bis zur Extubation ermöglicht, wodurch der Patient die für die Spontanatmung erforderliche Anstrengung allmählich bewältigen kann.
Während dieser Entwöhnungsphase ist eine sorgfältige Überwachung wichtig, um den Erfolg sicherzustellen.
Veränderungen des Blutdrucks, erhöhte Herz- oder Atemfrequenz, reduzierte arterielle Sauerstoffsättigung gemessen durch Pulsoximetrie und Verschlechterung der geistigen Funktionen weisen alle auf ein Versagen des Verfahrens hin.
Eine allmähliche Verlangsamung der Entwöhnung kann dazu beitragen, ein Versagen im Zusammenhang mit Muskelerschöpfung zu verhindern, das während der Wiederaufnahme der autonomen Atmung auftreten kann.
Überwachung während ARDS
Die pulmonalarterielle Überwachung ermöglicht die Messung des Herzzeitvolumens sowie die Berechnung von O2del und PvO2.
Diese Parameter sind für die Behandlung möglicher hämodynamischer Komplikationen unerlässlich.
Die pulmonalarterielle Überwachung ermöglicht auch die Messung des rechtsventrikulären Füllungsdrucks (CVP) und des linksventrikulären Füllungsdrucks (PCWP), die nützliche Parameter zur Bestimmung des optimalen Herzzeitvolumens sind.
Die pulmonalarterielle Katheterisierung zur hämodynamischen Überwachung wird wichtig, wenn der Blutdruck so weit abfällt, dass eine Behandlung mit vasoaktiven Medikamenten (z. B. Dopamin, Noradrenalin) erforderlich ist, oder wenn sich die Lungenfunktion so weit verschlechtert, dass ein PEEP von mehr als 10 cm H2O erforderlich ist.
Selbst der Nachweis einer pressorischen Instabilität, die z. B. große Flüssigkeitsinfusionen erfordert, bei einem Patienten, der sich bereits in einem prekären Herz- oder Atemwegszustand befindet, kann die Platzierung eines Pulmonalarterienkatheters und eine hämodynamische Überwachung erfordern, noch bevor vasoaktive Medikamente eingesetzt werden müssen verwaltet.
Überdruckbeatmung kann hämodynamische Überwachungsdaten verändern und zu einem fiktiven Anstieg der PEEP-Werte führen.
Hohe PEEP-Werte können auf den Überwachungskatheter übertragen werden und für einen Anstieg der berechneten CVP- und PCWP-Werte verantwortlich sein, der nicht der Realität entspricht (43).
Dies ist wahrscheinlicher, wenn sich die Katheterspitze in der Nähe der vorderen Brustwand (Zone I) befindet und der Patient in Rückenlage liegt.
Zone I ist der Lungenbereich ohne Neigung, in dem die Blutgefäße minimal erweitert sind.
Befindet sich das Katheterende auf der Höhe eines davon, werden die PCWP-Werte stark von den alveolären Drücken beeinflusst und sind daher ungenau.
Zone III entspricht dem am weitesten nach unten geneigten Lungenbereich, in dem die Blutgefäße fast immer erweitert sind.
Befindet sich das Katheterende in diesem Bereich, werden die Messwerte nur sehr geringfügig durch den Beatmungsdruck beeinflusst.
Die Platzierung des Katheters auf Höhe der Zone III kann durch eine laterale Röntgenaufnahme des Brustkorbs überprüft werden, die die Katheterspitze unterhalb des linken Vorhofs zeigt.
Die statische Compliance (Cst) liefert nützliche Informationen zur Lungen- und Brustwandsteifigkeit, während die dynamische Compliance (Cdyn) den Atemwegswiderstand bewertet.
Cst wird berechnet, indem das Tidalvolumen (VT) durch den statischen (Plateau-) Druck (Pstat) minus PEEP dividiert wird (Cst = VT/Pstat – PEEP).
Pstat wird während einer kurzen inspiratorischen Apnoe nach einem maximalen Atemzug berechnet.
In der Praxis kann dies durch Verwendung des Pausenbefehls des mechanischen Beatmungsgeräts oder durch manuellen Verschluss der Exspirationsleitung des Kreislaufs erreicht werden.
Der Druck wird während der Apnoe am Manometer des Beatmungsgeräts überprüft und muss unter dem maximalen Atemwegsdruck (Ppk) liegen.
Die dynamische Compliance wird auf ähnliche Weise berechnet, obwohl in diesem Fall Ppk anstelle des statischen Drucks verwendet wird (Cdyn = VT/Ppk – PEEP).
Die normale Cst liegt zwischen 60 und 100 ml/cm H2O und kann in schweren Fällen von Lungenentzündung, Lungenödem, Atelektase, Fibrose und ARDS auf etwa 15 oder 20 ml/cm H20O reduziert werden
Da ein bestimmter Druck erforderlich ist, um den Atemwegswiderstand während der Beatmung zu überwinden, stellt ein Teil des maximalen Drucks, der während der maschinellen Beatmung entwickelt wird, den Strömungswiderstand dar, der in den Atemwegen und Beatmungskreisläufen auftritt.
Somit misst Cdyn die Gesamtbeeinträchtigung des Atemwegsflusses aufgrund von Änderungen sowohl der Compliance als auch des Widerstands.
Normale Cdyn liegt zwischen 35 und 55 ml/cm H2O, kann aber durch die gleichen Krankheiten beeinträchtigt werden, die Cstat reduzieren, sowie durch Faktoren, die den Widerstand verändern können (Bronchokonstriktion, Atemwegsödem, Sekretretention, Atemwegskompression durch ein Neoplasma).
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