Das ARDS aus beatmungstherapeutischer Sicht Dozent: Michael Pöppelmann Spital Bülach November...

Das ARDS aus Das ARDS aus beatmungstherapeutischer beatmungstherapeutischer

SichtSicht Dozent:Dozent:

Michael Michael PöppelmannPöppelmann

Spital BülachSpital Bülach

November 2007November 2007

ARDSARDS Vortragsziele:Vortragsziele:- Den Begriff ARDS Den Begriff ARDS

definieren zu definieren zu könnenkönnen

- Pathophysiologie Pathophysiologie erklären könnenerklären können

- Therapieansätze Therapieansätze der Beatmung der Beatmung nennen und nennen und begünden könnenbegünden können

1.0 Definition1.0 Definition

1.0 Definition:1.0 Definition:

akuter Beginnakuter Beginn PaO2/FiO2 < 200 mmHg, unabhängig vom PEEPPaO2/FiO2 < 200 mmHg, unabhängig vom PEEP bilaterale Infiltrate im konventionellen Thoraxbilaterale Infiltrate im konventionellen Thorax Keine Folge einer linksventrikulären Keine Folge einer linksventrikulären

InsuffizienzInsuffizienz(PAOP < 18 mmHg)(PAOP < 18 mmHg)erniedrigte Complianceerniedrigte Compliance

______________________________________________________________________________________________________Definition der Amerikanisch-Europäischen Konsensus-KonferenzDefinition der Amerikanisch-Europäischen Konsensus-Konferenz

2.0 Aetiologie2.0 Aetiologie


Das ARDS ist ein Syndrom Das ARDS ist ein Syndrom (Symptomenkomplex), das durch (Symptomenkomplex), das durch direkte direkte (primäres oder pulmonales ARDS)(primäres oder pulmonales ARDS) und und indirekte (sekundäres extrapulmonales indirekte (sekundäres extrapulmonales ARDS)ARDS) Faktoren hervorgerufen werden Faktoren hervorgerufen werden

kann.kann.


Pulmonales (primäres) ARDS:Pulmonales (primäres) ARDS:

PneumoniePneumonie Aspiration (Erbrochenes, Süss-, Salzwasser)Aspiration (Erbrochenes, Süss-, Salzwasser) Inhalationstrauma (Rauchgasvergiftung, NO2)Inhalationstrauma (Rauchgasvergiftung, NO2) Thorax LungenkontusionThorax Lungenkontusion LungenembolieLungenembolie Chemische Substanzen (Paraquat, Bleomycin)Chemische Substanzen (Paraquat, Bleomycin)


Extrapulmonales (sekundäres) ARDSExtrapulmonales (sekundäres) ARDS

SepsisSepsis PeritonitisPeritonitis PankreatitisPankreatitis MassivtransfusionenMassivtransfusionen DICDIC Extrakorporale ZirkulationExtrakorporale Zirkulation Leber-/NierenversagenLeber-/Nierenversagen VerbrennungenVerbrennungen Preaeklampsie/EklampsiePreaeklampsie/Eklampsie Intoxikationen (Kokain, Heroin, organische Intoxikationen (Kokain, Heroin, organische

Phosphate) u.aPhosphate) u.a..

3.0 3.0 PathophysiologiePathophysiologie

3.0 Pathophysiologie3.0 Pathophysiologie

Abb.: Atmen-Atemhilfen; Oczenski,Andel Werba; 7. Auflage Thieme Verlag S. 390Abb.: Atmen-Atemhilfen; Oczenski,Andel Werba; 7. Auflage Thieme Verlag S. 390

3.1. Folgen der 3.1. Folgen der pathophysiologischpathophysiologischen Veränderungenen Veränderungen

3.1 Folgen der pathophysiologischen 3.1 Folgen der pathophysiologischen VeränderungVeränderung Veränderung des Veränderung des

Ventilations-/PerfusionsverhältniVentilations-/Perfusionsverhältnisses: In den dorsobasalen sses: In den dorsobasalen Lungenarealen treten häufig Lungenarealen treten häufig Atelektasen auf ( Abbildung Atelektasen auf ( Abbildung graue Fläche), mit konsekutiver graue Fläche), mit konsekutiver Abnahme der FRC. Diese Abnahme der FRC. Diese Bereiche sind aber Bereiche sind aber gravitationsbedingt sehr gut gravitationsbedingt sehr gut perfundiert, sodass ein niedriger perfundiert, sodass ein niedriger VA/Q Quotient, also ein Rechts-VA/Q Quotient, also ein Rechts-Links Shunt entsteht.Links Shunt entsteht.

Andererseits kommt es in den Andererseits kommt es in den ventralen Lungenarealen bedingt ventralen Lungenarealen bedingt durch die beatmungsbedingte durch die beatmungsbedingte insp. thorakale Druckerhöhung insp. thorakale Druckerhöhung zu einer Verminderung der zu einer Verminderung der regionalen Perfusion mit regionalen Perfusion mit Entstehung eines erhöhten VA/Q Entstehung eines erhöhten VA/Q Quotient d.h. mit Zunahme der Quotient d.h. mit Zunahme der TotraumventilationTotraumventilation

Abb.: Atmen-Atemhilfen; Oczenski,Andel Werba; 7. Abb.: Atmen-Atemhilfen; Oczenski,Andel Werba; 7. Auflage Thieme Verlag Auflage Thieme Verlag

3.1 Folgen der pathophysiologischen 3.1 Folgen der pathophysiologischen VeränderungVeränderung

Inhomogenes Schädigungsmuster Inhomogenes Schädigungsmuster d.h. es entstehen d.h. es entstehen Alveolarkompartimente mit Alveolarkompartimente mit verschiedener R und C resp. verschiedener R und C resp. konsekutiv unterschiedlichen konsekutiv unterschiedlichen ZeitkonstantenZeitkonstanten

Druck- Volumendiagramm der ARDS Druck- Volumendiagramm der ARDS Lunge zeigt eine deutliche Lunge zeigt eine deutliche Abflachung und eine Abflachung und eine Rechtsverschiebung Rechtsverschiebung (siehe (siehe Abbildung)Abbildung)

Entstehung einer pulmonal Entstehung einer pulmonal hypoxischen Vasokonstriktion mit hypoxischen Vasokonstriktion mit Zunahme des Zunahme des interstitiellen/alveolären interstitiellen/alveolären Lungenödems und Aggravierung der Lungenödems und Aggravierung der Rechtsherzbelastung bzw. Bildung Rechtsherzbelastung bzw. Bildung eines Cor pulmonaleeines Cor pulmonale

Abb.: Atmen-Atemhilfen; Oczenski,Andel Werba; 7. Auflage Abb.: Atmen-Atemhilfen; Oczenski,Andel Werba; 7. Auflage Thieme Verlag Thieme Verlag

3.2 Symtome/ klinische Zeichen3.2 Symtome/ klinische Zeichen

Schwere Gasaustauschstörung Schwere Gasaustauschstörung (HorrowitzIndex< 200mmHg)(HorrowitzIndex< 200mmHg)

Interstitielles und intraalveoläres Interstitielles und intraalveoläres LungenödemLungenödem

Zunahme des EVLWZunahme des EVLW Rad. Bilaterale VerschattungenRad. Bilaterale Verschattungen Dorsobasale AtelektasenDorsobasale Atelektasen

3.2 Symtome/ klinische Zeichen3.2 Symtome/ klinische Zeichen

Zunahme des intrapulmonalen Zunahme des intrapulmonalen Rechts-Links-Shunts auf über 50-60%Rechts-Links-Shunts auf über 50-60%

Verminderung der ComplianceVerminderung der Compliance Pulmonale Hypertonie (Gefahr des Pulmonale Hypertonie (Gefahr des

Rechtsherzversagens und Zuhnahme Rechtsherzversagens und Zuhnahme des mikrovaskulären des mikrovaskulären Filtrationsdrucks)Filtrationsdrucks)

4.0 Stadien des 4.0 Stadien des ARDSARDS

4.0 Stadien des ARDS4.0 Stadien des ARDS

1. Exsudatives Stadium1. Exsudatives Stadium

2. Fibroproliferatives Stadium2. Fibroproliferatives Stadium

3. Spät- oder Endstadium3. Spät- oder Endstadium

4.0 4.0 Exsudatives Stadium:Exsudatives Stadium:

Permeabilitätsstörung infolge Schädigung der Permeabilitätsstörung infolge Schädigung der alveolo-kapillären Membranalveolo-kapillären Membran

Inaktivierung von Surfactant undkonsekutiver Inaktivierung von Surfactant undkonsekutiver Bildung von AtelektasenBildung von Atelektasen

Entstehung eines interstitiellen und intraalveolären Entstehung eines interstitiellen und intraalveolären LungenödemsLungenödems

Entstehung von MirkrothrombenEntstehung von Mirkrothromben

Das exsudative Stadium ist noch reversibel!!!Das exsudative Stadium ist noch reversibel!!!

4.04.0Fibroproliferatives StadiumFibroproliferatives Stadium

Beginnende morphologische Veränderung des Beginnende morphologische Veränderung des Lungengewebes/ beginnende interstitielle Fibrosierung Lungengewebes/ beginnende interstitielle Fibrosierung durch erhöhte Fibroblastenaktivitätdurch erhöhte Fibroblastenaktivität

Ersatz der Pneumozyten Typ I durch Typ II ZellenErsatz der Pneumozyten Typ I durch Typ II Zellen

Flüssigkeitsübertritt in die Alveolen (alveoläres Flüssigkeitsübertritt in die Alveolen (alveoläres Lungenödem)Lungenödem)

Ausbildung von Infiltraten aus Monozyten und Ausbildung von Infiltraten aus Monozyten und AlveolarmakrophagenAlveolarmakrophagen

Das fibroproliverative Stadium ist noch reversibel!!!Das fibroproliverative Stadium ist noch reversibel!!!

4.04.0Spät-/ EndstadiumSpät-/ Endstadium

Generalisierte LungenfibroseGeneralisierte Lungenfibrose Fibrotischer Verschluss von Alveolaren, Kapillaren und Fibrotischer Verschluss von Alveolaren, Kapillaren und

ArteriolenArteriolen Verdickung der alveolo-kapillären MembranVerdickung der alveolo-kapillären Membran Rarefizierung der KapillaroberflächeRarefizierung der Kapillaroberfläche

Das Spät-/Endstadium ist irreversibel!!!Das Spät-/Endstadium ist irreversibel!!!

Es besteht keine Rekrutierbarkeit der geschädigten AlveolenEs besteht keine Rekrutierbarkeit der geschädigten Alveolen

5.0 5.0 BeatmungsstrategBeatmungsstrateg

ien beim ARDSien beim ARDS

5.1 5.1 Ziele der BeatmungsstrategieZiele der Beatmungsstrategie

Beatmung mit möglichst kleiner Beatmung mit möglichst kleiner BeatmungsamplitudeBeatmungsamplitude = Baby Lung Concept= Baby Lung Concept

Öffnen und Offenhalten von Atelektasen = Öffnen und Offenhalten von Atelektasen = = Open lung Concept= Open lung Concept

Minimierung beatmungsinduzierter Minimierung beatmungsinduzierter LungenschädenLungenschäden= permissive Hyperkapnie= permissive Hyperkapnie

Frühzeitiger Einsatz von augmentierten Frühzeitiger Einsatz von augmentierten BeatmungsverfahrenBeatmungsverfahren

mit dem Ergebnis eines suffizienten mit dem Ergebnis eines suffizienten Gasaustausches!!!Gasaustausches!!!

5.1.1 Baby Lung 5.1.1 Baby Lung ConceptConcept

5.1.15.1.1 Baby Lung ConceptBaby Lung Concept

Beim schweren ARDS ist die Beim schweren ARDS ist die Gasaustauschfläche deutlich Gasaustauschfläche deutlich

reduziert, sogar bis auf 20 -30% reduziert, sogar bis auf 20 -30% bezogen auf die physiologische bezogen auf die physiologische

Gasaustauschfläche und hat nur noch Gasaustauschfläche und hat nur noch die Grösse einer Babylunge die Grösse einer Babylunge

(baby lung).(baby lung).


Hohe Beatmungsdrücke (Baro-Hohe Beatmungsdrücke (Baro-Volutrauma) sowie Atelektrauma Volutrauma) sowie Atelektrauma können die proinflammatorische können die proinflammatorische

Aktivität der Lunge aggravieren und Aktivität der Lunge aggravieren und eine weitere SIRS Reaktion auslöseneine weitere SIRS Reaktion auslösen


Inadäquat hohe Inadäquat hohe Atemvolumina, als Atemvolumina, als auch ein inadäquat auch ein inadäquat niedriger PEEP niedriger PEEP (ausserhalb der (ausserhalb der Inflektionspunkte) Inflektionspunkte) führt zu sehr hohen führt zu sehr hohen Scherkräften (bis Scherkräften (bis 140 mbar!!) und zu 140 mbar!!) und zu einer schweren einer schweren biopysikalischen biopysikalischen Schädigung.Schädigung.


Ziel des baby lung concept ist es, die Ziel des baby lung concept ist es, die Beatmungsdrücke so zu wählen, dass Beatmungsdrücke so zu wählen, dass die Lunge mechanisch so wenig wie die Lunge mechanisch so wenig wie möglich beansprucht wird, um eine möglich beansprucht wird, um eine

weitere SIRS Reaktion und weitere SIRS Reaktion und Schädigung der Lunge Schädigung der Lunge

entgegenzuwirken.entgegenzuwirken.


Folgende Beatmungsparameter sollten beim Folgende Beatmungsparameter sollten beim Baby LungBaby Lung

Concept berücksichtigt werden:Concept berücksichtigt werden:

a) Augmentierte Beatmungsforma) Augmentierte Beatmungsform b) Niedriges Atemhubvolumenb) Niedriges Atemhubvolumen c) Niedriger Inspirationsdruckc) Niedriger Inspirationsdruck d) Hoher PEEPd) Hoher PEEP e) Kleine Beatmungsamplitudee) Kleine Beatmungsamplitude (IRV Beatmung)(IRV Beatmung) (permissive Hyperkapnie)(permissive Hyperkapnie)

5.1.1.15.1.1.1 Baby Lung Concept/ ErläuterungenBaby Lung Concept/ Erläuterungen

a) Augmentierte Beatmungsforma) Augmentierte Beatmungsform

Eine Eine kontrolliertekontrollierte Beatmung ohne eigene Beatmung ohne eigene Atemmuskelaktivität führt:Atemmuskelaktivität führt:

in Kürze zu Ausbildung von basalen Atelektasen und in Kürze zu Ausbildung von basalen Atelektasen und einer relativen Ueberblähung nicht abhängiger einer relativen Ueberblähung nicht abhängiger

Lungenareale mit konsekutiver Verschlechterung des Lungenareale mit konsekutiver Verschlechterung des V/Q Verhältnisses V/Q Verhältnisses

Frühzeitige Spontanatmung Frühzeitige Spontanatmung anstreben!!!anstreben!!!



Eine Eine augmentierteaugmentierte Beatmung führt: Beatmung führt:

Zu einer aktiven Zwerchfellkontraktion und somit zu Zu einer aktiven Zwerchfellkontraktion und somit zu einer besseren Entfaltung der dorsalen Lungenpartien einer besseren Entfaltung der dorsalen Lungenpartien (beugt somit eine Atelektasebildung vor). Dies bietet (beugt somit eine Atelektasebildung vor). Dies bietet

somit einen Rekrutierungseffekt.somit einen Rekrutierungseffekt.




Die Spontanatmung erlaubt gleichzeitig eine Die Spontanatmung erlaubt gleichzeitig eine Reduktion der BeatmungsdrückeReduktion der Beatmungsdrücke



a) Augmentierte Beatmungsforma) Augmentierte BeatmungsformUnter Spontanatmung nehmenUnter Spontanatmung nehmenVentilation und Perfusion Ventilation und Perfusion schwerkraftabhängig gleichzeitig zu, schwerkraftabhängig gleichzeitig zu, was eine homogene V/Q Verteilung was eine homogene V/Q Verteilung ergibt. Dagegen kommt es unter ergibt. Dagegen kommt es unter kontrollierter Beatmung zu einem kontrollierter Beatmung zu einem ausgeprägten Mismatching zwischen ausgeprägten Mismatching zwischen Ventilation und Perfusion: sowohl Ventilation und Perfusion: sowohl Totraumventilation als auch Shunt Totraumventilation als auch Shunt nehmen deutlich zu. nehmen deutlich zu. (Aus Hedenstierma et al.(1984))(Aus Hedenstierma et al.(1984))

5.1.1.1 5.1.1.1 Baby Lung Concept/ ErläuterungenBaby Lung Concept/ Erläuterungen

b) niedrige b) niedrige Atemhubvolumina:Atemhubvolumina:c) niedriger c) niedriger InspirationsdruckInspirationsdruck

Es soll eine Überdehnung Es soll eine Überdehnung (Overdistension) von (Overdistension) von Alveolen mit Alveolen mit konsekutiver Schädigung konsekutiver Schädigung des Lungenparenchyms des Lungenparenchyms (weitere SIRS Reaktion) (weitere SIRS Reaktion) und Kapillarkompression und Kapillarkompression insbesondere in den gut insbesondere in den gut ventilierbaren ventilierbaren Lungenarealen (West 1 Lungenarealen (West 1 Zone) vermieden werden.Zone) vermieden werden.


d) hoher PEEP:d) hoher PEEP:

durch einen adäquat hohen durch einen adäquat hohen PEEP oberhalb des unteren PEEP oberhalb des unteren Inflektionspunktes wird ein Inflektionspunktes wird ein in-/expiratorisches sich in-/expiratorisches sich Oeffnen und wieder Oeffnen und wieder Schliessen der Alveolen Schliessen der Alveolen verhindert. (Verminderung verhindert. (Verminderung von von Scherkräften/Biotrauma) Scherkräften/Biotrauma) Abb.: Atmen-Atemhilfen; Oczenski,Andel Abb.: Atmen-Atemhilfen; Oczenski,Andel Werba; 7. Auflage Thieme Verlag Werba; 7. Auflage Thieme Verlag


e) kleine e) kleine BeatmungsamplitudeBeatmungsamplitude

infolge des hohen PEEP infolge des hohen PEEP und der und der

niedrigen niedrigen Inspirationsdrücke bzw. Inspirationsdrücke bzw.

der niedrigen der niedrigen Tidalvolumina Tidalvolumina

entsteht eine kleine entsteht eine kleine Beatmungsamplitude. Beatmungsamplitude.


- Im Idealfall wird dadurch einer Im Idealfall wird dadurch einer Parenchymschädigung und Kapillarkompression Parenchymschädigung und Kapillarkompression

(Volu-/Barotrauma)(Volu-/Barotrauma) sowie ein atemzyklisches sowie ein atemzyklisches Kollabieren und Wiedereröffnen Kollabieren und Wiedereröffnen (hohe (hohe

Scherkräfte)Scherkräfte) der Alveolen entgegengewirkt. der Alveolen entgegengewirkt.

- Low Volume - High PEEP Ventilation= Low Volume - High PEEP Ventilation= Babylung-ConceptBabylung-Concept

5.1.2 Open Lung 5.1.2 Open Lung ConceptConcept

5.1.2 Open Lung Concept5.1.2 Open Lung Concept

Definition:Definition:

Das Beatmungskonzept der offenen Lunge Das Beatmungskonzept der offenen Lunge (open lung(open lung

concept) besteht aus den Komponenten:concept) besteht aus den Komponenten:

a)a) Wiedereröffnen ( Rekruitmentmanöver) Wiedereröffnen ( Rekruitmentmanöver) und und

b)b) Offenhalten (PEEP)Offenhalten (PEEP)

kollabierter Alveolarkompartimentekollabierter Alveolarkompartimente

5.1.2.1 5.1.2.1 RekruitmentmanöverRekruitmentmanöver

5.1.2.1 Rekruitmentmanöver5.1.2.1 Rekruitmentmanöver

Rekruitmentmanöver sind Massnahmen Rekruitmentmanöver sind Massnahmen zur Wiedereröffnung kollabierter zur Wiedereröffnung kollabierter

AlvolarkompartimenteAlvolarkompartimente


Es gibt verschiedene Es gibt verschiedene Rekrutierungsmanöver. Das Rekrutierungsmanöver. Das

bekannteste ist jenes nach bekannteste ist jenes nach LachmannLachmann


Pathophysiologische Grundlagen:Pathophysiologische Grundlagen:

Grundlagen für Grundlagen für Rekruitmentmanöver Rekruitmentmanöver bildet dasbildet das

Laplace Gesetz:Laplace Gesetz:

2T2TP= P= --------------------

RR


Pathophysiologische Pathophysiologische Grundlagen:Grundlagen:

Es sagt aus, dass der Druck (P) Es sagt aus, dass der Druck (P) in einer Gasblase (Alveole) in einer Gasblase (Alveole)

direkt direkt

proportional der proportional der Oberflächenspannung (T) Oberflächenspannung (T)

und indirekt und indirekt

proportional dem Radius (R) der proportional dem Radius (R) der Gasblase (=Alveole) ist. Gasblase (=Alveole) ist.

Der Druck in einer kleinen Der Druck in einer kleinen Gasblase ist Gasblase ist

dementsprechend höher dementsprechend höher

als in einer Grossenals in einer Grossen

P=

P=


Pathophsiologische Grundlagen:Pathophsiologische Grundlagen:

Folgen des Laplace-Gesetzes auf die Folgen des Laplace-Gesetzes auf die Beatmungsstrategie:Beatmungsstrategie:

- Je kleiner der Alveolardurchmesser, desto höher Je kleiner der Alveolardurchmesser, desto höher muss der Beatmungsdruck sein, der zum Offenhalten muss der Beatmungsdruck sein, der zum Offenhalten der Alveolen nötig ist.der Alveolen nötig ist.

- Kommt es zum Kollaps der Alveolen (z.B. durch PEEP Kommt es zum Kollaps der Alveolen (z.B. durch PEEP Reduktion), muss ein höherer Alveolaröffnungsdruck Reduktion), muss ein höherer Alveolaröffnungsdruck aufgebracht werden aufgebracht werden

- => dieser kann bis zu 60 mbar betragen=> dieser kann bis zu 60 mbar betragen


Klinische(r) Klinische(r) Stellenwert/Effektivitätskriterien von Stellenwert/Effektivitätskriterien von Rekruitmentmanövern:Rekruitmentmanövern:

Als Rescue Therapie in der Frühphase des ARDS Als Rescue Therapie in der Frühphase des ARDS gedachtgedacht

Keine Auswirkungen auf die Letalität des ARDSKeine Auswirkungen auf die Letalität des ARDS Steht in Konflikt zur lungenprotektiven BeatmungSteht in Konflikt zur lungenprotektiven Beatmung In Bauchlage höhere EffektivitätIn Bauchlage höhere Effektivität Beim extrapulmonalen ARDS höhere Beim extrapulmonalen ARDS höhere

Rekrutierbarkeit (durch Ueberwiegen mechanischer Rekrutierbarkeit (durch Ueberwiegen mechanischer Atelektasen)Atelektasen)


Voraussetzungen für ein Voraussetzungen für ein Rekruitmentmanöver:Rekruitmentmanöver:

Tief sediert und relaxiertTief sediert und relaxiert Endotracheal abgesaugtEndotracheal abgesaugt Hämodynamisch stabilHämodynamisch stabil Kontraindikationen ausgeschlossenKontraindikationen ausgeschlossen


Kontarindikationen:Kontarindikationen:

PneumothoraxPneumothorax Hämodynamische InstabilitätHämodynamische Instabilität LungenemphysemLungenemphysem Unilateral betonten ARDSUnilateral betonten ARDS Status nach Lungenresektion/-Status nach Lungenresektion/-

transplantationtransplantation Erhöhter ICPErhöhter ICP

5.1.2.2 Offenhalten der 5.1.2.2 Offenhalten der Alveolen beim ARDSAlveolen beim ARDS(Methoden zur PEEP-(Methoden zur PEEP-

Optimierung/ Best PEEP-Optimierung/ Best PEEP-Konzepte)Konzepte)

5.1.2.2 Offenhalten der Alveolen/PEEP 5.1.2.2 Offenhalten der Alveolen/PEEP OptimierungOptimierung

Das Offenhalten der Das Offenhalten der Lungenkompartimente beim Lungenkompartimente beim

akuten Lungenversagen besteht akuten Lungenversagen besteht aus der Regulation des PEEPaus der Regulation des PEEP


Beschreibung des PEEPBeschreibung des PEEP

Der PEEP (positive endexpiratory Pressure/ Der PEEP (positive endexpiratory Pressure/ positiver endexpiratorisdcher Druck) ist ein positiver endexpiratorisdcher Druck) ist ein

positiver Druck, der in Bezug auf den positiver Druck, der in Bezug auf den atmosphärischen Druck in der Lunge mittels atmosphärischen Druck in der Lunge mittels

PEEP Ventil des Respirators während der PEEP Ventil des Respirators während der gesamten Expirationsdauer gesamten Expirationsdauer

aufrechtgehalten wird.aufrechtgehalten wird.


Wirkungen des PEEP:Wirkungen des PEEP:

Verbesserung der Oxygenisierung (PaO2) infolge:Verbesserung der Oxygenisierung (PaO2) infolge:

1.1. Vermeidung von endexpiratorischen Alveolarkollaps Vermeidung von endexpiratorischen Alveolarkollaps („Airway closure)(„Airway closure)

2.2. Offenhalten kollapsgefährdeter Offenhalten kollapsgefährdeter LungenkompartimenteLungenkompartimente

3.3. Vergrösserung der funktionellen ResidualkapazitätVergrösserung der funktionellen Residualkapazität4.4. Abnahme des intrapulmonalen Rechts-Links-ShuntsAbnahme des intrapulmonalen Rechts-Links-Shunts5.5. Verbesserung des Verbesserung des

Ventilations-/PerfusionsverhältnissesVentilations-/Perfusionsverhältnisses


Die PEEP Optimierung kann Die PEEP Optimierung kann nach 2 Kriterien erfolgen:nach 2 Kriterien erfolgen:


1.1. Gasaustauschkriterien (PaO2, Gasaustauschkriterien (PaO2, DO2):DO2):

2.2. Atemmechanischen Kriterien Atemmechanischen Kriterien (statische Compliance)(statische Compliance)

5.1.2.2.1 PEEP Optimierung 5.1.2.2.1 PEEP Optimierung nach Gasaustauschkriteriennach Gasaustauschkriterien

5.1.2.2.1 PEEP Optimierung nach 5.1.2.2.1 PEEP Optimierung nach GasaustauschkriterienGasaustauschkriterien

Die Höhe des PEEP-Niveaus Die Höhe des PEEP-Niveaus richtet sich nach der O2 richtet sich nach der O2 Transportkapazität (DO2= Oxygen Transportkapazität (DO2= Oxygen delivery).delivery).

Diese steigt nach Erhöhung des Diese steigt nach Erhöhung des PEEP um 2-3 mbar Schritten PEEP um 2-3 mbar Schritten (infolge Zunahme des arteriellen (infolge Zunahme des arteriellen Sauerstoffgehalts) und fällt dann Sauerstoffgehalts) und fällt dann wieder ab bei weiterer Erhöhung wieder ab bei weiterer Erhöhung infolge der PEEP abhängigen infolge der PEEP abhängigen Reduktion des Reduktion des Herzminutenvolumens.Herzminutenvolumens.

Der “best-PEEP“, ist der PEEP bei Der “best-PEEP“, ist der PEEP bei dem die DO2 am höchsten istdem die DO2 am höchsten ist

Abb.: Atmen-Atemhilfen; Oczenski,Andel Werba; 7. Auflage Abb.: Atmen-Atemhilfen; Oczenski,Andel Werba; 7. Auflage Thieme Verlag Thieme Verlag

5.1.2.2.2 PEEP Optimierung 5.1.2.2.2 PEEP Optimierung nach atemmechanischen nach atemmechanischen

KriterienKriterien

5.1.2.2.2 PEEP Optimierung nach 5.1.2.2.2 PEEP Optimierung nach atemmechanischen Kriterienatemmechanischen Kriterien

Die PEEP Optimierung nach Die PEEP Optimierung nach atemmechanischen Kriterien kann in atemmechanischen Kriterien kann in

einer einer aufsteigendenaufsteigenden und einer und einer absteigendenabsteigenden Reihe erfolgen. Reihe erfolgen.


Bei der Bei der aufsteigenden Reiheaufsteigenden Reihe wird der wird der PEEP in 2 mbar Schritten (Titration PEEP in 2 mbar Schritten (Titration

von 5-20 mbar) in regelmässigen von 5-20 mbar) in regelmässigen Zeitabschnitten erhöht und dabei die Zeitabschnitten erhöht und dabei die

Compliance des respiratiorischen Compliance des respiratiorischen Systems berechnet (sog. Best Systems berechnet (sog. Best

Compliance Manöver).Compliance Manöver).


Auf der Druck-Volumen-Auf der Druck-Volumen-Kurve liegt der „best-Kurve liegt der „best-

PEEP“ oberhalb d.h. ca. PEEP“ oberhalb d.h. ca. 2-3 mbar über dem 2-3 mbar über dem

unteren Inflektionspunkt unteren Inflektionspunkt im steilen Teil des im steilen Teil des inspiratorischen inspiratorischen

Schenkels der Druck-Schenkels der Druck-Volumen-Schleife, wo Volumen-Schleife, wo

auch die Compliance des auch die Compliance des respiratorischen Systems respiratorischen Systems

am höchsten istam höchsten ist

„„Best-PEEP“ = PEEP>LIPBest-PEEP“ = PEEP>LIP(=beste Compliance)(=beste Compliance)

Abb.: Atmen-Atemhilfen; Oczenski,Andel Abb.: Atmen-Atemhilfen; Oczenski,Andel Werba; 7. Auflage Thieme Verlag Werba; 7. Auflage Thieme Verlag


Der PEEP kann Der PEEP kann (exp. Tidalvolumen : Plateaudruck-(exp. Tidalvolumen : Plateaudruck-

PEEP)PEEP) solange gesteigert werden, bis nach solange gesteigert werden, bis nach

dreidreiaufeinanderfolgenden PEEP aufeinanderfolgenden PEEP

Erhöhungen keine Erhöhungen keine Steigerung der Compliance mehr Steigerung der Compliance mehr

auftrittauftritt


Bei der Bei der absteigendenabsteigenden PEEP-Reihe PEEP-Reihe wird der PEEP in 2mbar Schritten wird der PEEP in 2mbar Schritten

(beginnend ab PEEP Werte zwischen (beginnend ab PEEP Werte zwischen 25-20 mbar) erniedrigt und die 25-20 mbar) erniedrigt und die

Oxygenisierung unter Oxygenisierung unter kontinuierlichem Blutgasmonitoring kontinuierlichem Blutgasmonitoring

beobachtet.beobachtet.


Wichtig!!Wichtig!!

Unabhängig von der Methode der Unabhängig von der Methode der PEEP Optimierung ist es das Ziel, PEEP Optimierung ist es das Ziel, bei adäquatem Gasaustausch und bei adäquatem Gasaustausch und

stabiler Hämodynamik eine stabiler Hämodynamik eine maschinelle Beatmung mit einem maschinelle Beatmung mit einem FiO2 unter 60%FiO2 unter 60% zu ermöglichen zu ermöglichen


Erforderlicher PEEP beim ARDS:Erforderlicher PEEP beim ARDS:

12-20 mbar in Abhängigkeit von12-20 mbar in Abhängigkeit von

a)a) Schweregrad des ARDS Schweregrad des ARDS b) Aetiologie des ARDSb) Aetiologie des ARDS


Aufgrund der unterschiedlichen Aufgrund der unterschiedlichen Pathophysiologie des ARDS Pathophysiologie des ARDS

benötigen Patienten mit benötigen Patienten mit extrapulmonalem ARDS extrapulmonalem ARDS

(mechanische Atelektasen) (mechanische Atelektasen) höhere PEEP-Werte als Patienten höhere PEEP-Werte als Patienten

mit pulmonalem ARDS mit pulmonalem ARDS (inflammatorische Atelektase)(inflammatorische Atelektase)


Wichtig!!!Wichtig!!!

Bei jeder PEEP-Steigerung muss Bei jeder PEEP-Steigerung muss der Patient hämodynamisch der Patient hämodynamisch

stabil seinstabil sein



Die PEEP-Steigerung hängt vom Die PEEP-Steigerung hängt vom Schweregrad des Schweregrad des

Lungenversagens ab (je Lungenversagens ab (je schwerer, umso kürzer)schwerer, umso kürzer)



Die Auswirkungen der PEEP-Die Auswirkungen der PEEP-Steigerung auf die Hämodynamik Steigerung auf die Hämodynamik können unmittelbar beobachtet können unmittelbar beobachtet

werden, während die pulmonalen werden, während die pulmonalen Effekte (alveoläres Rekruitment) Effekte (alveoläres Rekruitment)

erst verzögert eintretenerst verzögert eintreten



Solange bei einer PEEP-Solange bei einer PEEP-Steigerung die Hämodynamikt Steigerung die Hämodynamikt stabil bleibt, der Gasaustausch stabil bleibt, der Gasaustausch

und die Compliance sich und die Compliance sich verbessern, kann der PEEP verbessern, kann der PEEP

weiter erhöht werdenweiter erhöht werden


Wichtig!!!Wichtig!!! Hat die PEEP-Steigerung keinen Hat die PEEP-Steigerung keinen

Effekt auf die Compliance und Effekt auf die Compliance und den Gasaustausch, sollte vor einer den Gasaustausch, sollte vor einer

PEEP Reduktion länger als 30 PEEP Reduktion länger als 30 Minuten zugewartet werden, da Minuten zugewartet werden, da

die pulmonalen Effekte erst die pulmonalen Effekte erst zeitverzögert eintreten können zeitverzögert eintreten können

(=> time depending effect)(=> time depending effect)



Bei einer Verschlechterung des Bei einer Verschlechterung des Gasaustausch/Compliance infolge Gasaustausch/Compliance infolge

PEEP Steigerung sowie PEEP Steigerung sowie konsekutiver hämodynamischer konsekutiver hämodynamischer

Instabilität, muss der PEEP wieder Instabilität, muss der PEEP wieder erniedrigt und der Volumenstatus erniedrigt und der Volumenstatus

überprüft werdenüberprüft werden



Bei Verschlechterung des Bei Verschlechterung des Gasautausches und der Gasautausches und der

Compliance infolge PEEP-Compliance infolge PEEP-Steigerung sowie einer Steigerung sowie einer

Verminderung des HZV sollte der Verminderung des HZV sollte der PEEP wieder reduziert und der PEEP wieder reduziert und der

Volumenstatus überprüft werden Volumenstatus überprüft werden



Der PaO2 sollte nicht als alleiniger Der PaO2 sollte nicht als alleiniger Parameter zu Optimierung des Parameter zu Optimierung des PEEP benutzt werden, da die PEEP benutzt werden, da die Oxygenisierung von weiteren Oxygenisierung von weiteren Faktoren als dem alveolären Faktoren als dem alveolären

Rekruitment abhängig ist wie z.B Rekruitment abhängig ist wie z.B die Hämodynamik und die die Hämodynamik und die

hypoxische Vasokonstriktionhypoxische Vasokonstriktion



Ein Anstieg des PaCO2 während Ein Anstieg des PaCO2 während der PEEP Optimierung ist der PEEP Optimierung ist

Ausdruck einer Überdehnung der Ausdruck einer Überdehnung der Alveolen infolge gleichzeitiger Alveolen infolge gleichzeitiger

Pinsp-SteigerungPinsp-Steigerung

5.1.3 Permissive 5.1.3 Permissive HyperkapnieHyperkapnie

5.1.3 Permissive Hyperkapnie (PHC)5.1.3 Permissive Hyperkapnie (PHC)

Definition:Definition:Unter permissiver Hyperkapnie versteht man eineUnter permissiver Hyperkapnie versteht man eineBeatmungsstrategie, bei der erhöhte PaCO2 Beatmungsstrategie, bei der erhöhte PaCO2

Werte> 45mmHg Werte> 45mmHg bewusst toleriert werden, um bewusst toleriert werden, um

die Invasivität der Beatmung zu reduzierendie Invasivität der Beatmung zu reduzieren

5.1.3.2 Lungenprotektive Effekte5.1.3.2 Lungenprotektive Effekte

Permissive Hyperkapnie

Lungenprotektion Oxygenierung

Reduktion von Pinsp

Reduktion von Baro-/volutrauma

Verbesserung des Outcome

SaO2 gering

FIO2 um etwa 10% höher

5.1.3.1 Pathophysiologie5.1.3.1 Pathophysiologie

die Hyperkapnie führt zu einer respiratorischen die Hyperkapnie führt zu einer respiratorischen Azidose, die jedoch nur von einer gesunden Niere Azidose, die jedoch nur von einer gesunden Niere ausreichend metabolisch kompensiert werden kannausreichend metabolisch kompensiert werden kann

Für die ungünstigen Begleiteffekte der Hyperkapnie Für die ungünstigen Begleiteffekte der Hyperkapnie ist das Ausmass der intrazellulären Azidose ist das Ausmass der intrazellulären Azidose entscheidend und nicht er extrazelluläre pH.entscheidend und nicht er extrazelluläre pH.

Die intrazelluläre Pufferung erfolgt schon innerhalb Die intrazelluläre Pufferung erfolgt schon innerhalb weniger Stunden, sodass die gute Toleranz der PHC weniger Stunden, sodass die gute Toleranz der PHC auf diesen Effekt zurückgeführt werden kann.auf diesen Effekt zurückgeführt werden kann.

Die Pufferung des extrazellulären pH dauert Die Pufferung des extrazellulären pH dauert dagegen mehrere Tage.dagegen mehrere Tage.

5.1.3.1 Pathophysiologie5.1.3.1 Pathophysiologie

Der limitierende Faktor der PHC Der limitierende Faktor der PHC ist ein pH von nicht kleiner als ist ein pH von nicht kleiner als

7,27,2

5.1.3.2 Lungenprotektive Effekte5.1.3.2 Lungenprotektive Effekte

Unter PHC können zytoprotektive Effekte Unter PHC können zytoprotektive Effekte (verminderte Zytokinbildung, Hemmung der (verminderte Zytokinbildung, Hemmung der

Xanthinoxidase, Verminderung von TNF) Xanthinoxidase, Verminderung von TNF) nachgewiesen werden.nachgewiesen werden.

5.1.3.2 Nebenwirkungen5.1.3.2 Nebenwirkungen

Hyperkapnie:Hyperkapnie:

systemisch intracerebrale Vasodilatationsystemisch intracerebrale Vasodilatation Abnahme des SVRAbnahme des SVR Steigerung des HZV durch verminderte linksventrikuläre Steigerung des HZV durch verminderte linksventrikuläre

NachlastNachlast Zunahme der Sauerstofftransportkapazität (DO2)Zunahme der Sauerstofftransportkapazität (DO2) Pulmonale Vasokonstriktion mit Anstieg des PAP und der Pulmonale Vasokonstriktion mit Anstieg des PAP und der

PVRPVR Stimulation der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren Stimulation der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren

Achse mit Vermehrter Sekretrion von ACTH, ADH, Cortisol Achse mit Vermehrter Sekretrion von ACTH, ADH, Cortisol und Aldosteronund Aldosteron

Erhöhter SympathikotonusErhöhter Sympathikotonus Abnahme der GFRAbnahme der GFR Hyperkapniebedingte cerebrale KrampfanfälleHyperkapniebedingte cerebrale Krampfanfälle


Schematische Uebersicht Schematische Uebersicht des Effekts von CO2: Eine des Effekts von CO2: Eine Hyperkapnie wird von Hyperkapnie wird von Chemorezeptoren Chemorezeptoren registriert und führt zu registriert und führt zu einer Aktivierung des einer Aktivierung des Sympathikus. Die NN Sympathikus. Die NN setzt Katecholamine frei: setzt Katecholamine frei: dies führt zu einer art. dies führt zu einer art. Vasokonstriktion mit art. Vasokonstriktion mit art. Hypertension, Steigerung Hypertension, Steigerung der Herzfrequenz und der Herzfrequenz und Zunahme des ZVDZunahme des ZVD(Abb.: Intensivbuch Lunge, Bein/Pfeiffer, Med.(Abb.: Intensivbuch Lunge, Bein/Pfeiffer, Med.wissenschaftliche Verlagsgesellschaft S.84)wissenschaftliche Verlagsgesellschaft S.84)


Azidose:Azidose:

Rechtsverschiebung des Rechtsverschiebung des SauerstoffbimdungskurveSauerstoffbimdungskurve

Verminderung der MyokardkontraktilitätVerminderung der Myokardkontraktilität HerzrhythmusstörungenHerzrhythmusstörungen HyperkaliämieHyperkaliämie


Azidose:Azidose:

Die hämodynamische Auswirkung erhöhter Die hämodynamische Auswirkung erhöhter Katecholaminspiegel wird durch die Katecholaminspiegel wird durch die

respiratorische Azidose zu einem Teil respiratorische Azidose zu einem Teil abgeschwächt: Katecholaminrezeptoren am abgeschwächt: Katecholaminrezeptoren am

Herzen und in den Blutgefässen besitzen Herzen und in den Blutgefässen besitzen wie alle proteinhaltigen Moleküle ein pH-wie alle proteinhaltigen Moleküle ein pH-

WirkoptimumWirkoptimum

6.0 Mögliche 6.0 Mögliche BeatmungsparametBeatmungsparamet

er beim ARDSer beim ARDS

6.0 Mögliche Beatmungsparameter beim 6.0 Mögliche Beatmungsparameter beim ARDSARDS

Abb.: Atmen-Atemhilfen; Oczenski,Andel Werba; 7. Auflage Thieme Verlag Abb.: Atmen-Atemhilfen; Oczenski,Andel Werba; 7. Auflage Thieme Verlag

Vielen Vielen Dank!!!!!!Dank!!!!!!

Das ARDS aus beatmungstherapeutischer Sicht Dozent: Michael Pöppelmann Spital Bülach November...

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