Klinische Anwendung eines Algorithmus zur individuellen Optimierung der Beatmungsparameter mit Hilfe der elektrischen Impedanztomographie

Ziel der Arbeit: Ziel der vorliegenden Arbeit war es, einen durch vorherige Studien entwickelten Algorithmus zur Verbesserung der Beatmungseinstellungen unter Zuhilfenahme der elektrischen Impedanztomographie bei Patienten mit akutem Atemnotsyndrom an zu wenden und dessen Funktionalität sowie Effektivität zu erproben. Hierzu stellte sich primär die Frage, ob eine Optimierung mit Hilfe der elektrischen Impedanztomographie zu einer Reduktion von tidaler Rekrutierung führt, ohne dass es hierbei zu einer globalen Überdehnung der Lunge kommt. Globale Überdehnung der Lunge wurde definiert als endinspiratorischer transpulmonaler Druck („Stress“) >27 cmH2O und endinspiratorische Lungendehnung („Strain“) >2. Ein weiteres Ziel war der Vergleich des Gasaustausches, der Beatmungseinstellungen und der Atmungsmechanik zwischen den Beatmungseinstellungen des ARDS-Netzwerkprotokolls und des Algorithmus. Methoden: Nach positiver Bewertung durch die zuständige Ethikkommission, konnten bisher 10 Patienten in eine klinische Pilotstudie eingeschlossen werden. Für jeden Patienten lag eine Einwilligung zur Teilnahme an der Studie vor. Zuerst wurden die Patienten über einen Zeitraum von zwei Stunden entsprechend den bislang gängigen Kriterien der niedrigen positiven endexspiratorischen Drucktabelle des ARDS-Netzwerk-Protokolls eingestellt und Blutproben zur Bestimmung der Oxygenierung genommen sowie Messungen der Belüftungssituation der Lunge mit Hilfe der elektrischen Impedanztomographie (Pulmovista 500, Dräger Medical, Lübeck, Deutschland) erstellt. Darauffolgend wurden die Beatmungseinstellungen der Patienten über einen Zeitraum von circa vier Stunden mit Hilfe des Algorithmus optimiert. Hier wurden ebenfalls Blutproben zum Zwecke der Beurteilung der Oxygenierung genommen und Aufnahmen über die Belüftungssituation mit Hilfe der elektrischen Impedanztomographie erstellt. Ergebnisse: Der endinspiratorische transpulmonale Druck („Stress“), sowie die endinspiratorische Lungendehnung („Strain“), als Zeichen globaler Überdehnung der Lunge, waren im Vergleich zum ARDS-Netzwerkprotokoll erhöht, blieben jedoch mit einem Median von 19,4 cmH2O für Stress und 1,44 für Strain im physiologischen Bereich. Zusätzlich war der Unterschied zwischen den beiden Strategien nicht signifikant. Die Compliance der Lunge verbesserte sich unter Anwendung des Algorithmus und lag bei einem Median von 45,4 ml/cmH2O im Vergleich zu 38,6 ml/cmH2O des ARDS-Netzwerkprotokolls, jedoch statistisch nicht signifikant. Die tidale Rekrutierung, gemessen mit Hilfe der Ventilationsverzögerung, verringerte sich um 20% im Vergleich und lag bei einem Mittelwert von 8,67 ± 2,38 %. Der Horowitz-Index war unter den Beatmungseinstellungen des Algorithmus um 62,9 mmHg gestiegen und hatte einen Mittelwert von 220,1 ± 60,2 mmHg. Im Vergleich dazu betrug der Mittelwert des ARDS-Netzwerkprotokolls 157,2 ± 31 mmHg Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass eine individualisierte Einstellung der Beatmung mit Hilfe des Algorithmus machbar ist und es hierbei zu keiner globalen Überdehnung der Lunge kam. Ferner liefert die Studie Hinweise auf eine Verbesserung der Oxygenierung und Atmungsmechanik. Die elektrische Impedanztomographie erweist sich hierbei als verlässliche Methode zur direkten Darstellung der Belüftungssituation der Lunge. Um eine eventuell daraus hervorgehende multizentrische, randomisierte Studie bestreiten zu können, müssen noch Optimierungen im Ablauf der Messungen erfolgen. Unter anderem ist eine Weiterentwicklung der Software der Pulmovista notwendig, sowie eine Vereinfachung der Auswertung und Anwendung des Algorithmus. Dennoch hat der Algorithmus das Potenzial, die Beatmung von Patienten mit akutem Atemnotsyndrom zu verbessern