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Studienarbeit Stellenwert der 180°- Bauchlage bei der Behandlung des akuten Lungenversagens Sylvia Köppen

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Studienarbeit

Stellenwert der 180°- Bauchlage bei der Behandlung des

akuten Lungenversagens

Sylvia Köppen

Bachelor of Science in Allied Health

Vertiefungsrichtung: Intensive Care Practitioner (ICP)

Jahrgang 2009/2012

Stellenwert der 180°- Bauchlage bei der Behandlung des akuten

Lungenversagens

Verfasser:

Sylvia Köppen

Zeitraum der Studienarbeit:

01.10.2009 bis 31.08.2010

SHB-Prüfer 1:

Dr.med. Ursel Jaghzies

SHB-Prüfer 2:

Dr.rer. medic. Erwin Ludwig

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Erklärungen

Eigenständigkeitserklärung:

Ich habe die vorliegende Arbeit im Rahmen des Projekt-Kompetenz-Studiums

2009/2012 selbständig verfasst und keine anderen als die angegebenen Quellen,

Tools und Hilfsmittel benutzt.

Leipzig, den 15.08.2010 Sylvia Köppen

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Inhaltsverzeichnis

Erklärungen ................................................................................................................... I

Inhaltsverzeichnis ......................................................................................................... II

Abbildungsverzeichnis ................................................................................................. IV

Abkürzungen ............................................................................................................... VI

1. Kurzfassung ........................................................................................................ 1

2. Einleitung ............................................................................................................ 1

2.1. Das akute Lungenversagen ................................................................................ 1

2.2 . Geschichte und Definition ................................................................................... 1

2.3. Epidemiologie und Inzidenz ................................................................................ 4

2.4. Ätiologie .............................................................................................................. 4

2.5. Letalität ............................................................................................................... 5

2.6. Pathophysiologie des ARDS ............................................................................... 5

2.7. Klinisches Bild des ARDS ................................................................................... 8

3. Therapie des ARDS ............................................................................................. 9

3.1. Maschinelle Beatmung......................................................................................... 9

3.2. Flüssigkeitsrestriktion ........................................................................................ 10

3.3. Rekrutierungsmanöver....................................................................................... 11

3.4. Selektive pulmonale Vasodilatation und Prostacycline ....................................... 12

3.5. Extrakorporale Membranoxygenierung .............................................................. 14

4. Bauchlage.......................................................................................................... 16

4.1. Definition und Ziele der Bauchlagerung ............................................................. 16

4.2. Pathophysiologische Grundlagen ...................................................................... 17

4.3. Atmung in Bauchlage ......................................................................................... 18

4.4. O2-Responder-O2-Nonresponder ....................................................................... 19

4.5. Komplikationen der Bauchlage .......................................................................... 20

4.6. Kontraindikationen ............................................................................................. 21

4.7. Studien .............................................................................................................. 22

5. Modifikationen der Bauchlagerung ..................................................................... 26

5.1. Definition der 135°- Bauchlagerung .................................................................. 27

5.2. Studien .............................................................................................................. 27

6. Kontinuierliche laterale Rotationstherapie (KLRT) .............................................. 30

6.1. Definition der kontinuierlichen lateralen Rotationstherapie (KLRT) .................... 30

6.2. Studien .............................................................................................................. 31

7. Zusammenfassung ............................................................................................ 33

7.1. Fazit für die Praxis ............................................................................................. 34

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8. Bauchlagerung .................................................................................................. 34

8.1. Praktische Durchführung am Universitätsklinikum Leipzig ................................. 34

Quellen-/Literaturverzeichnis ...................................................................................... 36

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Abbildungsverzeichnis

Seite

Abb.1. Komponenten und Berechnung des „lung injury score (LIS) 3

Abb.2. CT Aufnahme eines wassergefüllten Schwammes 6

Abb.3. Modell der Baby-Lunge von Gattinoni et al. 7

Abb.4. Röntgen – Thorax a p eines ARDS- Patienten. 8

Abb.5. 28- Tage –Überleben von 53 Patienten mit lungenprotektiver oder konventionellen Beatmung.

10

Abb.6. Schematische Darstellung der Wirkung von inhaliertem NO 12

Abb.7. ECMO Therapie auf der Intensivstation unter maximaler Therapie. 14

Abb.8. Implantiertes pECLA – System 15

Abb.9. Komplette Bauchlagerung bei Patienten mit schwerem ARDS 16

Abb.10. Kaplan – Meier Survival Kurve aus der prone–supine II Studie. 25

Abb.11. Ergebnis der Metaanalyse von Sud et al. 26

Abb.12. Lagerung eines Patienten mit ARDS in 135°-Bauchlage. 27

Abb.13. Oxygenierungsverlauf aus der Studie T.Bein 28

Abb.14. Responderrate 6 Stunden nach Lagerung aus T.Bein 29

Abb.15. Inzidenz und Schweregrad von Druckstellen und Gesichtsödemen aus

T.Bein

30

Abb.16. Spezialbett Roto Rest zur kontinuierlichen lateralen Rotationstherapie (Firma KCI)

31

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Tabellenverzeichnis

Seite

Tab.1. Prädilektionsstellen für Ödembildung und Lagerungsschäden

20

Tab.2. Kontraindikationen zur Beatmung in Bauchlage. 21

Tab.3. Studiendesign und Ergebnisse von 4 prospektiv- randomisierten Studien zur Bauchlage

22

Tab.4. Prädilektionsstellen für Ödembildung und Lagerungsschäden bei der kontinuierlichen lateralen Rotationstherapie

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Abkürzungen

ALI akutes Lungenversagen ( acute lung injury)

ARDS acute respiratory distress syndrome

bzw. beziehungsweise

ca. circa

ECMO Extrakorporeale Membrane Oxygenation

EELV endexspiratorisches Lungenvolumen

FiO2 fraktionelle inspiratorische Sauerstoffkonzentration

FRC funktionelle Residualkapazität

iNO inhaliertes Stickstoffmonoxid

IRDS infant respiratory distress syndrom

KLRT kontinuierliche laterale Rotationstherapie

LIS Lung-Injury-Score

NO Stickstoffmonoxid

O2 Superoxid

PaCO2 arterieller CO2–Partialdruck (mmHg)

PaO2 arterieller O2-Partialdruck (mmHg)

PAP pulmonalarterieller Druck (mmHg)

PCWP pulmonalkapillärer Blutdruck (mmHg)

pECLA pumpenlose extrakorporale arterio-venöse Lungeassist

PEEP positiver endexspiratorischer Druck (cmH2O)

RASS Richmond-Agitation-Sedation-Scale

SAPS simplified acute physiology score

VAP ventilator-assoziierte Pneumonie

VILI venitilator-induzierter Lungenschaden

V/Q Ventilations-Perfusionsverhältnis

vs. versus

vv ECMO Veno-venöse Extrakorporeale Membrane Oxygenation

z. B. zum Beispiel

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1. Kurzfassung

Die Behandlung des akuten Lungenversagens des Erwachsenen hat in den letzten

Jahren aufgrund neuer wissenschaftlicher Erkenntnisse erhebliche Impulse erfahren.

Sie umfasst eine Vielzahl von Therapieoptionen, deren primäres Ziel die Verbesserung

des Gasaustausches ist. Hierzu zählt auch die Lagerungstherapie mit ihren

verschiedenen Modifikationen: vollständige Bauchlage (180°) partielle Bauchlage,

(135°) Bauchlage, sowie die kontinuierliche axiale Rotation. Welche auf vielen

Intensivstationen eingesetzt werden. In zahlreichen Studien der letzten Jahre wurde

die Wirkung der Bauchlage bei Patienten mit akutem Lungenversagen systematisch

untersucht. In allen Studien konnte eine Verbesserung der arteriellen Oxygenierung

beobachtet werden, obwohl Aufnahmekriterien sowie Zeitpunkt und Dauer der

Lagerung unterschiedlich waren. Eine signifikante Reduktion der Letalität des akuten

Lungenversagens konnte bis vor kurzem jedoch nicht gezeigt werden. Dies lag

wahrscheinlich an dem geringen Stichprobenumfang der jeweiligen Untersuchungen.

Daher konnten Sud et al. durch Zusammenführen der aktuell verfügbaren Daten in

einer Metaanalyse erstmalig nachweisen, dass die Bauchlage tatsächlich die

Überlebensrate bei Patienten mit einem PaO2/FiO2 < 100 mmHg signifikant verbessert.

Dieses Ergebnis unterstreicht den hohen Stellenwert der Bauchlage bei der

Behandlung des akuten Lungenversagens.

2. Einleitung

2.1. Das akute Lungenversagen

Unter einem „acute respiratory distress syndrom“ (ARDS) versteht man ein akutes

Versagen der Lunge als Folge eines schweren Traumas, einer Pneumonie oder einer

schweren Allgemeininfektion. Das Krankheitsbild äußert sich durch ein nicht kardial

bedingtes Lungenödem und geht mit einer sauerstoffrefraktären Hypoxämie einher.

Neben den Behandlungsmöglichkeiten im Bereich der Beatmung, des Managements

der Flüssigkeitstherapie und der antiinfektiven Therapie gewinnt die Lagerungstherapie

zunehmend an Bedeutung. In den letzten Jahren wurde eine steigende Anzahl

adjuvanter Therapieansätze in die Klinik eingeführt.

2.2 .Geschichte und Definition

Fünfzehn Jahre nach der Einführung der prolongierten Positivdruckbeatmung bei

intubierten Patienten in Kopenhagen [1] berichteten 1967 Ashbaugh et al. [2] über 12

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von 272 ateminsuffizienten Patienten, die nicht von der üblichen Therapie und den

Beatmungsformen profitieren. Bei diesen 12 Patienten war nach Trauma (n=7),

Virusinfektion (n=4) und Pankreatitis (n=1) eine schwere Ateminsuffizienz aufgetreten.

Sieben der zwölf Patienten verstarben. Ashbaugh et al. [2] beschrieben, inwiefern sich

die Ateminsuffizienz dieser Patienten von der bei chronisch obstruktiven

Lungenerkrankungen, Pneumonie, Asthma, neurologischen Erkrankungen und der

postoperativ auftretenden Ateminsuffizienz unterschieden.

Als klinische Symptome zeigten sich Tachypnoe, sauerstoffrefraktäre Hypoxämie und

eine herabgesetzte Lungencompliance. Parallel hierzu wurden radiologisch bilaterale,

diffuse alveoläre Infiltrate diagnostiziert. Weder die Steigerung der Sauerstoff-

konzentration noch Beatmung mit positiv endexspiratorischen Druck (PEEP)

verbesserten die Symptome. Der Beginn der klinischen Symptome war akut. Ashbaugh

et al. [2] erkannten die Ähnlichkeit zum Atemnotsyndrom des Frühgeborenen (engl.

„infant respiratory distress syndrom“ (IRDS)).

Ashbaugh und Mitarbeiter [2] fassten die bei den 12 Patienten beobachteten

Symptome zu einem Begriff zusammen und wählten Initial den Begriff „Adult

Respiratory Distress Syndrom“, Diese Bezeichnung wurde durch Petty und Ashbaugh

1971 in „Acute Respiratory Distress Syndrome“ umgewandelt [3]. Ashbaugh et al.

führten bei zwei der verstorbenen Patienten eine Funktionsmessung des pulmonalen

Surfactans durch. Sie fanden, dass die Fähigkeit des Surfactans die minimale

Oberflächenspannung zu senken und somit die Alveolen endexspiratorisch zu

stabilisieren, erheblich eingeschränkt war. Histologisch wurden hyaline Membranen in

den Alveolen, Atelektasen und intraalveoläre Blutungen gefunden [2]. In ihrem Bericht

aus dem Jahre 1967 erwähnten Ashbaugh et al., dass die gestörte Surfactanfunktion

mit einem endexspiratorischen Kollaps der Alveolen einhergehen würde, wenn

endexspiratorisch der atmosphärische Druck (0 cmH2O) erreicht werden würde. Sie

vermuteten daher, dass ein positiver endexspiratorischer Druck („positive end-

exspiratory pressure“ (PEEP)) diesen alveolären Kollaps verhindern und somit die

Oxygenierung verbessen könnte. [2]. Eine prolongierte Beatmung mit PEEP war

damals nicht üblich.

Murray et al. [4] definierten 1988 anhand des „lung injury score“ (LIS) den Schwergrad

des Lungenversagens. Sie unterschieden zwischen mildem bis schweren

Lungenversagen, anhand der in Abb. 1. dargestellten Kriterien.

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Abb. 1: Komponenten und Berechnung des „lung injury score (LIS) in Murray et al. [4].

Unter dem Vorsitz von Artigas und Bernard trafen sich 1992, Intensivmediziner und

ARDS- Spezialisten aus Europa und Nordamerika mit dem Ziel, einen internationalen

Konsens über Definition, pathophysiologische Mechanismen, Risikofaktoren, Inzidenz

und Überlebensraten des ARDS zu finden. Man einigte sich zwischen Acute Lung

Injury (ALI) und der schwereren Form, dem Acute Respiratory Distress Syndrome

(ARDS) zu unterscheiden [5]. Die von der Konferenz vorgeschlagene und heute noch

gültige Definition des ARDS umfasst folgende klinische Kriterien: 1. das akute

Auftreten, 2. der PaO2/FiO2–Quotient < 200 mmHg und 3. bilaterale Infiltrate auf den

Röntgen–Thorax-Aufnahmen. „Acute lung injury“ (ALI) ist durch einen PaO2/FiO2

Quotient <300 mmHg definiert. Sowohl beim ALI und ARDS muss eine kardiale

Ursache ausgeschlossen werden: der pulmonalkapilläre Verschlussdruck (pulmonary-

capillary-wedge-pressure (PCWP)) ist <8 mmHg oder ein negatives Ergebnis in der

echokardiographischen Untersuchung [5]. Es bleiben die Form der maschinellen

Beatmung und die Höhe des PEEP unberücksichtigt.

1998 wurden in einer zweiten American- European Conference die festgelegten

Kriterien bekräftigt [6].

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2.3. Epidemiologie und Inzidenz

ALI und ARDS wurden bisher als seltene Krankheitsbilder angesehen. Nach aktuellen

Daten von Rubenfeld et al. [7] beträgt die altersadjustierte Inzidenz in der USA für das

ALI 86 Fälle auf 100 000 Einwohner im Jahr, für das ARDS wurde eine Zahl von 64

Fällen pro 100 000 Einwohner im Jahr evaluiert.

Lewandowski et al. [8] berichteten von einer Inzidenz für das ARDS von 3-109 Fällen

pro 100 00 Einwohner im Jahr und für das ALI 7-32 Fälle pro 100 000 Einwohner im

Jahr 1996 aus dem Großraum Berlin. Die große Spannbreite erklärt sich aus der

Anwendung unterschiedlicher Definitionen des schweren Lungenversagens in den

verschiedenen Studien. Mehrere Untersuchungen wiesen methodische Schwächen

auf. Inzidenzzahlen sind keine epidemiologischen Daten und stellen üblicherweise die

aktuelle Situation einer untersuchten Population dar. Die in einer Region gewonnen

Ergebnisse können auf ein Land oder einen Staat hochgerechnet werden. Es

existieren jedoch ausgeprägte geographische, sozialkulturelle und gesundheits-

politische Unterschiede zwischen den Ländern, in denen die epidemiologische Daten

erhoben wurden [8, 9].

2.4. Ätiologie

Das akute Lungenversagen beschreibt ein Syndrom (Systemkomplex), das durch

verschiedene ätiologische Faktoren hervorgerufen wird. Klinisches Bild und

pathologisch- anatomische Veränderungen sind bei den meisten Patienten ähnlich.

Das akute Lungenversagen ist durch eine lungengewebsspezifische Reaktion von

Alveolen, Kapillaren und interstitiellem Gewebe mit konsekutiver Hypoxämie,

reduzierter Compliance, Erhöhung des extravaskulären Lungenwassers (ELW),

pulmonaler Hypertonie und intrapulmonaler Rechts-Links-Shunt gekennzeichnet. In der

Pathogenese des ARDS unterscheidet man zwischen einer „direkten“ (z.B.

Pneumonie, Aspiration, Inhalationstrauma, Thorax-/Lungenkontusion) und der

„indirekten“ Schädigung der Lunge durch Vorgänge, an denen die Lunge nicht primär

beteiligt ist (z. B. Sepsis, Peritonitis, Pankreatitis, Polytrauma, Massivtransfusion). Die

auslösenden Faktoren sind somit auf eine Vielzahl unterschiedlicher Ursachen

zurückzuführen [10].

Rubenfeld et al. [7] zeigten dass bei 76 % der Patienten eine Sepsis als auslösender

Ursache für das akute Lungenversagen vorlag, wobei die Sepsis meist primär

pulmonal bedingt war (pulmonal 43 %, extrapulmonal 33 %).Die Sepsis ist damit der

größte Risikofaktor für die Entstehung eines akuten Lungenversagens.

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Bei polytraumatisierten Patienten scheinen mehrere Faktoren (hämorrhagischer

Schock, Massivtransfusion, Lungenkontusion, Fettembolien, Infektionen)

zusammenzuwirken [11].

2.5. Letalität

Die Letalität des akuten Lungenversagens ist weiterhin hoch. In der Arbeit von

Ashbaugh et al. [2] aus dem Jahr 1967 lag die Letalität bei 42 %. Auch 38 Jahre später

berichteten Rubenfeld et al. [7] und Ware et al. [10] von einer Letalität von 41 %. Aus

diesen Zahlen kann man aber nicht folgern, dass sich die Überlebensrate in den letzten

vier Jahrzenten nicht verändert habe. Ein direkter Vergleich der aktuellen

Letalitätsraten mit denen früherer Jahre ist aufgrund der unterschiedlichen ARDS-

Definitionen, dem Studiendesign, der Studienpopulationen und der angewendeten

Therapien nur begrenzt möglich. Zahlen aus spezialisierten Zentren zeigen im

zeitlichen Verlauf eine deutlich bessere Prognose mit einer Überlebensrate von bis zu

70% [8]. Eine besondere Rolle beim Outcome von Patienten mit akutem

Lungenversagen spielt die auslösende Grunderkrankung. Die Letalität des akuten

Lungenversagens im Rahmen eines septischen Prozesses wird in den meisten Studien

wesentlich höher angegeben als die Letalität des ARDS anderer Genese. In mehreren

Studien konnten die höchsten Überlebensraten des ARDS im Rahmen eines

Polytraumas beobachtet werden [11,12].

2.6. Pathophysiologie des ARDS

Die wichtigsten pathophysiologischen Veränderungen beim ARDS betreffen den

Gasaustausch, die pulmonale Hämodynamik und die Lungenmechanik. Eine

Kombination von pathogenetischen Schädigungsmechanismen ist für diese

Veränderungen verantwortlich. Ein „Trauma“ (Trigger) unterschiedlicher Genese führt

über Aktivierung von körpereigenen Kaskadensystemen (Entzündungskaskaden) zur

Bildung und Freisetzung von proinflammatorischen Mediatoren, die über den Blutfluss

das Lungenparenchym beeinträchtigen. Ein frühes exsudatives alveoläres Ödem,

durch Übertritt von Plasmaproteinen, inaktiviert und beeinträchtigt das Surfactansystem

[13]. Der Surfactantmangel führt zu einer Erhöhung der Oberflächenspannung in den

Alveolen, so dass die Alveolen kollabieren und sich Atelektasen ausbilden. In der Folge

kommt es zur Verminderung der pulmonalen Gasaustauschfläche sowohl durch

Atelektasen als auch durch entzündliche Infiltrate. Die Konsequenz ist eine Zunahme

des intrapulmonalen Rechts-Links-Shunts mit sauerstoffrefraktärer Hypoxämie und

Minderung der Lungencompliance. Als Folge der akuten Entzündung entstehen

Gefäßthrombosierungen der kleinen pulmonalen Gefäße, mit der konsekutiven

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Ausbildung eines pulmonalen Hochdrucks und einer Vergrößerung der alveolären

Totraumventilation. Je nach Schweregrad des akuten Lungenversagens finden sich nur

noch wenige Abschnitte mit normalen Ventilation-Perfusions-Verhältnissen (V/Q).

Pathophysiologisch finden sich Bereiche mit normalem V/Q neben denen mit erhöhtem

intrapulmonalen Rechts-Links-Shunt sowie Arealen mit Totraumventilation [14]. In

diesen Lungenarealen findet nur noch ein sehr eingeschränkter Gasaustausch statt,

der sich ab einer Shuntfraktion > 50% auch durch Erhöhung der inspiratorischen

Sauerstoffkonzentration nicht entscheidend beeinflussen lässt.

Der erhöhte pulmonalvaskuläre Widerstand in dessen Folge sich eine pulmonal-

arterielle Hypertension ausbilden kann, ist ein wesentliches Symptom für die

hämodynamischen Veränderungen. Pulmonal vaskuläre Obstruktion und Vaso-

konstriktion sind Ursachen für die Widerstandserhöhung in der Pulmonalstrombahn.

Die treibende Kraft für das pulmonale Ödem ist der pulmonalarterielle Druck. Infolge

der Ödembildung kommt zu einer drastischen Erhöhung des Eigengewichts der Lunge

von durchschnittlich 974 g auf 2590 g. [15]. Das hohe Eigengewicht der Lunge

komprimiert die untenliegenden Areale.

In Rückenlage führt dies vor allem in den dorso- basalen Lungenabschnitten zum

Alveolarkollaps. Das Ausmaß der Atelektasen in diesen Bereichen resultiert in einer

Erhöhung des intrapulmonalen Rechts-Links-Shunt und führt konsekutiv zur

Hypoxämie. Dieser Zustand der Lunge ist mit einem wassergetränkten Schwamm

vergleichbar (Abb. 2).

Abb. 2: CT-Aufnahme eines wassergefüllten Schwammes, die verdeutlichen soll, welche

Kompressionskräfte in einer ARDS-Lunge durch das Lungenödem generiert werden.

Abb. von Priv.-Doz. Dr. U. Keske, Radiologische Klinik der Charité, Berlin.

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Lungenmechanisch kommt es zu einer Reduktion der Compliance des thorako-

pulmonalen Systems. Bei Patienten mit ARDS pulmonaler Genes (z. B. Pneumonie)

steht die Verminderung der pulmonalen Compliance im Vordergrund [16].

Charakteristisch ist die Lungenschädigung beim ARDS/ALI sehr inhomogen. Es liegen

belüftete neben unbelüfteten Arealen. Computertomographische Aufnahmen der

ARDS-Lungen zeigen, dass größere zusammenhängende Verdichtungen vor allem in

den abhängigen Lungenabschnitten auftreten [17]. Auf der Basis von

computertomographischer Darstellungen von ARDS-Lungen entwickelte Gattinoni et al.

das Modell der „Baby-Lunge“. Die Lunge wurde nach der Art ihrer

pathophysiologischen Veränderung in die Zonen H = gesund („healthy“) beschreibt die

gesunden Lungenareale, Zone R =rekrutierbar („recruitable“), die durch therapeutische

Maßnahmen wieder für den Gasaustausch rekrutierbaren Lungenareale und Zone

D=krank („diseased“) beschreibt die schwer erkrankten Lungenareale, die nicht oder

nur kurzfristig für den Gasaustausch zurückgewonnen werden können oder erst mit

zunehmender Ausheilung des ARDS am Gasaustausch teilnehmen eingeteilt (Abb. 3).

Normal ventilierte Areale (Zone H) machen bei schwerem ARDS oft nur noch 20-30 %

der ehemaligen Atemoberfläche aus. Demzufolge steht dem erwachsenen ARDS-

Patienten also nur noch eine „Babylunge“ für den gesamten Gasaustausch zur

Verfügung. Durch eine adäquate Therapie ist es unter Umständen möglich eine

Überführung der Zone R in eine Zone H zu erreichen [18].

Abb. 3: Modell der Baby-Lunge in Gattinoni et al. [18].

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2.7. Klinisches Bild des ARDS

Das ARDS wird in vier Stadien eingeteilt: Stadium I wird durch das auslösende

Ereignis bestimmt, Sepsis, Schock oder Trauma. Im Laufe der nächsten 12-24 h

entwickelt sich eine schnelle, tiefe Atmung, die zunehmend als Dyspnoe empfunden

wird. Oft wird dieses Stadium erst retrospektiv erkannt. Im Stadium II zeigt sich in der

Blutgasanalyse bereits eine Hypoxämie kombiniert mit einer kompensatorischen

respiratorischen Alkalose. Häufig sind die Patienten zu diesem Zeitpunkt schon

intubiert, so dass man diese beiden Stadien aufgrund subjektiver Symptome des

Patienten nicht voneinander unterscheiden kann. Können Stadium I und II nicht durch

therapeutische Maßnahmen beeinflusst werden, so geht das ARDS in das Stadium III

über. Trotz hoher Beatmungsdrücke und hoher inspiratorischer Sauerstoff-

konzentrationen kann die schwere Hypoxie nicht beseitigt werden. Durch die immer

mehr zunehmende alveoläre Totraumventilation nimmt nun auch der paCO2 zu und es

entwickelt sich eine respiratorische Globalinsuffizienz.

Radiologisch sind Zeichen des interstitiellen Lungenödems zu erkennen (Abb.4).

Im Endstadium schreitet das Lungenversagen irreversibel fort. Immer höhere

Beatmungsdrücke und inspiratorische Sauerstoffkonzentrationen sind notwendig.

Dieser Ablauf entspricht einem initial exsudativen Stadium, gefolgt von einem

unkontrollierten fibroproliferativen Stadium [10].

Abb. 4: Röntgen – Thorax a p eines ARDS- Patienten.

Deutlich erkennbar sind die beidseits ausgedehnten nicht ventilierten

Lungenareale als Ursache für die ausgeprägte Hypoxämie. Abb. von

Dr. S. Laudi, Klinik und Poliklinik für Anästhesiologie und

Intensivmedizin, Universitätsklinium Leipzig.

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3. Therapie des ARDS

Aufgrund der pathophysiologisch im Vordergrund stehenden Hypoxämie ist die

Sicherstellung einer adäquaten Oxygenierung mit einer–die Lunge möglichst wenig

belastenden–maschinellen Beatmung das primäre Ziel der ARDS- Behandlung.

3.1. Maschinelle Beatmung

Ziel der Beatmung ist die Eröffnung und Stabilisierung von atelektatischen

Lungenarealen mit positivem Atemwegsdruck. Durch die Anwendung von positiv end-

exspiratorischem Druck (PEEP) kann häufig ein suffizienter Gasaustausch

sichergestellt werden. Die besondere therapeutische Herausforderung besteht darin,

dass beim ARDS die Lungenbezirke mit unterschiedlich guter Gasaustauschfähigkeit

aneinandergrenzen.

Die notwendigen Eröffnungsdrücke dieser Bezirke sind oftmals sehr unterschiedlich, so

dass beim Einsatz niedriger Atemwegsdrücke atelektatische Lungenareale nicht

rekrutiert oder ventiliert werden. Demgegenüber können zu hohe Atemwegsdrücke die

„gesunde“ Lunge zusätzlich schädigen (Baro- Volutrauma) [20,21].

Es entwickelt sich ein Circulus vitiosus, bei dem die Schwere der Lungenschädigung

eine aggressive Beatmungstherapie erfordert, die jedoch ihrerseits zum Fortschreiten

des Lungenschadens beitragen kann („ventilator induced lung injury“ VILI) [22].

Um die nachteiligen Effekte zu minimieren wurde das Konzept der lungenprotektiven

Beatmung erarbeitet. Dieser Begriff wird für eine Beatmungsstrategie verwendet, bei

der erhöhte PEEP-Werte in Kombination mit kleinen Tidalvolumina (6-8 ml/kg KG ideal)

und einer Begrenzung des Atemwegsspitzendrucks (<30 cmH2O) appliziert werden.

Durch die Anwendung niedriger Tidalvolumina soll die endinspiratorische Überdehnung

von Alveolen mit konsekutiver Parenchymschädigung verhindert werden. Amato et al.

zeigten erstmalig, dass es durch lungenprotektive Beatmung zu einer Reduktion der

Letalität, Inzidenz von Barotraumen sowie eine Verbesserung der Oxygenierung

kommt [23]. In einer großen multizentrischen, randomisierten und kontrollierten ARDS

Network-Studie zur lungenprotektiven Beatmung im Jahre 2000 wurden die Vorteile

von kleineren gegenüber größeren Tidalvolumina bestätigt. Es wurde gezeigt, dass die

Beatmung mit 6 ml/kg berechnetem Körpergewicht versus 12 ml/kg berechnetem

Körpergewicht und die Begrenzung des Plateaudrucks auf ≤30 cm H2O einen

signifikanten Vorteil hinsichtlich der Letalität von Patienten mit akutem Lungenversagen

hat (Abb. 5) [24].

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Abb. 5: 28-Tage–Überleben von 53 Patienten, die entweder einer Lungen-

protektiven (Tidalvolumen 6 ml/kg Idealgewicht, permissive Hyperkapnie bis

80 mmHg, pH bis 7,20) oder einer konventionellen Beatmung zugeführt wurden

in Amato et al.[23].

Eine nach diesen Parametern modifizierte Beatmung geht außerdem mit einer

frühzeitigen Entwöhnung vom Respirator und einer Verringerung der Dauer eines

Multiorganversagens einher [24]. Weitere vorteilhafte Effekte für die Therapie des

ARDS haben sich durch die Beatmung mit einem positiven endexspiratorischen Druck

(PEEP) gezeigt. Der Einsatz von PEEP führt zu einer Rekrutierung minderbelüfteter

Lungenareale (kollabierte Alveolen=Atelektasen) [25], zur Vergrößerung der

funktionellen Residualkapazität (FRC), zur Verbesserung der Lungenmechanik und der

arteriellen Sauerstoffsättigung von ARDS Patienten [26,27].

Die Anwendung des PEEP ist seit Jahrzenten wesentlicher Bestandteil der

Beatmungstherapie des ARDS. Schon bei der Erstbeschreibung durch Ashbaugh et al.

erwies sich die einzelne Anwendung von PEEP als hilfreich zur Behandlung von

Atelektasen und Hypoxämie [2].

3.2. Flüssigkeitsrestriktion

Pathophysiologisch sind ein erhöhter intravaskulärer hydrostatischer und ein niedriger

onkotischer Druck treibende Kräfte für die Ödembildung bei Patienten mit ARDS und

ALI [28]. Es ist anzunehmen, dass sich durch eine Flüssigkeitsrestriktion und aktiver

Flüssigkeitsentzug ein Lungenödem vermindern und somit die Lungenfunktion und das

klinische Outcome der Patienten verbessern lassen. Dies war lange umstritten, da

hierbei das Risiko einer Reduktion der Herzzeitvolumens und damit einer

Funktionseinschränkung extrapulmonaler Organe besteht. Durch eine aktuelle Studie

des ARDS-Networks wurde der Vorteil der Flüssigkeitsrestriktion an 1000 Patienten mit

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ALI bestätigt [29]. In dieser Studie wurde bei der Hälfte der Patienten die

Flüssigkeitszufuhr reduziert und die Diurese erhöht, während die Kontrollgruppe mit

einem liberalen Flüssigkeitsmanagement therapiert wurde (kumulative

Flüssigkeitsbilanz in 7 Tagen: 136 versus 6992 ml). Das restriktive

Flüssigkeitsmanagement führte zwar zu keiner Verbesserung der Letalität, doch

ergaben sich signifikante Verbesserungen des Oxygenierungsindex (mittlerer

Atemwegsdruck x inspiratorischer Sauerstofffraktion/PaO2), des Lung Injury Score, der

beatmungsfreien Tage (14,6 versus 12,1 Tage) und der Dauer der Intensivbehandlung

(13,4 versus 11,2 Tage). Es gab keine Hinweise auf Funktionsstörungen

extrapulmonaler Organe, insbesondere keine Häufung von Nierenversagen [29].

3.3. Rekrutierungsmanöver

Ein weiterer therapeutischer Ansatz beim ARDS ist das sogenannte „Open- up- the –

lung“- Konzept (Konzept der offenen Lunge). Dieses Beatmungskonzept besteht formal

aus den Komponenten Wiedereröffnung („Open up the lung“) und Offenhalten („Keep

the lung open“) kollabierter Alveolarkompartimente. Durch kurzzeitige Erhöhung des

Beatmungsdrucks werden Atelektasen eröffnet und durch einen adäquaten PEEP offen

gehalten. Dieses Konzept wurde von Lachmann in die Therapie des akuten

Lungenversagens eingeführt [30]. In der klassischen Form nach Lachmann wird für 10-

15 Atemzüge der Inspiratorische Druck schrittweise auf 40-60 cm H2O mit einem PEEP

von bis zu 25 cm H2O kombiniert. Anschließend werden Spitzendruck und PEEP

wieder reduziert.

Als weitere Variante werden Blähmanöver durchgeführt. Hierbei wird der

Atemwegsdruck über 30 Sekunden kontinuierlich auf etwa 40 cmH2O erhöht [31].

Alternativ lässt sich das Rekruitment von Atelektasen auch durch intermittierende

Seufzer mit einem Plateaudruck von bis zu 45 cmH2O während der maschinellen

Beatmung erreichen [32].

Rekrutierungsmanöver sind vor allem in der Frühphase des ARDS (<72-96 Stunden

nach Diagnosestellung) mit extrapulmonaler Ursache erfolgreich anwendbar. Dabei

sind jedoch mögliche Kontraindikationen zu beachten [16,33].

Durch die Erhöhung des intrathorakalen Druckes kann es zur Verschlechterung des

venösen Rückflusses und damit zum Abfall des Herzzeitvolumens kommen. Dieser

Effekt ist bei Patienten mit eingeschränkter Pumpfunktion bzw. bei intravasalem

Volumenmangel besonders relevant. Zusätzlich ist die Anwendung der erhöhten

Atemwegsdrücke mit einer Überdehnung der ventilierten Lungenareale verbunden.

Rekrutierungsmanöver sollten daher nicht ständig wiederholt werden, vor allem nicht

bei Erfolglosigkeit. Insbesondere bei lungenprotektiv beatmeten Patienten ergeben

Stellenwert der 180°-Bauchlage bei der Behandlung des akuten Lungenversagens Sylvia Köppen

Seite 12

Rekrutierungsmanöver häufig keine wesentliche Verbesserung der arteriellen

Oxygenierung [33].

3.4. Selektive pulmonale Vasodilatation und Prostacycline

Die Inhalation von niedrigen Konzentrationen von Stickstoffmonoxid (NO) führt zu einer

selektiven Vasodilatation in ventilierten Lungenarealen mit konsekutiver Senkung des

pulmonal-arteriellen Blutdrucks (PAP) sowie zu einer Abnahme des pulmonalen

Rechts- Links- Shunts mit Verbesserung der Oxygenierung durch Blutumverteilung in

gut belüftete Lungenareale (Abb.6). Dieser Effekt ist erstmalig von Rossaint et al. mit

inhaliertem Stickstoffmonoxid (iNO) bei ARDS Patienten nachgewiesen worden [34].

Da iNO sofort bei Kontakt mit Hämoglobin inaktiviert wird, treten keine systemischen

Effekte auf.

Abb. 6: Schematische Darstellung der Wirkung von inhaliertem NO bei Patienten mit

akutem Lungenversagen (modifiziert nach: Hart et al.1999). Bild A: Eine belüftete

Shuntalveole x in Nachbarschaft zu einer ventilierten Alveole y verursacht eine

Oxygenierungstörung mit Abfall der arteriellen Oxygenierung. B: Inhaliertes NO

(schwarze Punkte) bewirkt eine selektive Vasodilatation in ventilierten Lungenarealen mit

der Folge einer Umverteilung des Blutflusses in diese Bereiche. Als Resultat verbessert

sich die arterielle Oxygenierung.

Stellenwert der 180°-Bauchlage bei der Behandlung des akuten Lungenversagens Sylvia Köppen

Seite 13

Der derzeitige klinische Stellenwert der selektiven pulmonalen Vasodilatation mit iNO

besteht darin, als Notfallmaßnahme bei ARDS- Patienten mit ansonsten

therapierefraktärer Hypoxämie zu Verfügung zu stehen. Bei erfolgreicher Anwendung

kann die alternativ als Ultima Ratio in der Behandlung des akuten Lungenversagens

mögliche, aber wesentlich aufwendigere und komplikationsträchtigere extrakorporale

Membranoxygenierung (ECMO) vermieden werden [35]. Nachteilig bei der iNO

Applikation ist, dass ein Anteil von etwa 30% der Patienten mit akutem

Lungenversagen nicht mit einer klinisch relevanten Verbesserung des Gasaustausches

reagieren sowie die Bildung reaktiver Nebenprodukte, die möglicherweise schädigend

wirken können [36]. Eine Alternative zu iNO ist die Verneblung von Prostacyclin oder

von dessen länger wirksamem Analogon Iloprost [37]. Bei der Applikation muss die

Konzentration so gewählt werden, dass es zu keinem nennenswerten Übertritt in den

systemischen Kreislauf kommt. Als Konsequenz der verbesserten arteriellen

Oxygenierung kann in vielen Fällen die Invasivität der Beatmung durch eine Reduktion

von inspiratorischer Sauerstoffkonzentration und des Atemwegsdruckes vermindert

werden. Weder iNO noch die Prostacycline sind derzeit zur Behandlung von

erwachsenen Patienten mit ARDS zugelassen. Die Anwendung ist daher nur als

Heilversuch möglich.

Stellenwert der 180°-Bauchlage bei der Behandlung des akuten Lungenversagens Sylvia Köppen

Seite 14

3.5. Extrakorporale Membranoxygenierung

Durch die Weiterentwicklung der Herz-Lungen-Maschinen und Membranoxygenatoren

gelang es zu Beginn der 1970er Jahre erstmals, den Gasaustausch bei Patienten mit

schwerstem respiratorischem Versagen extrakorporal zu unterstützen [38].

Das Verfahren der extrakorporalen pumpenbetriebenen Membranoxygenierung

(ECMO) ist bis heute wegen seiner Komplexität spezialisierten Zentren vorbehalten

(Abb. 7) [39].

Abb. 7: ECMO Therapie auf der Intensivstation unter maximaler Therapie.

Im mittleren unteren Bereich im Bild sind die beiden Pumpen für die Extrakorporale

Membranoxygenierung (ECMO) erkennbar. Abb. von S.Köppen, Poliklinik für

Anästhesie und Intensivmedizin der Charité, Berlin

Die Rationale für den Einsatz solcher Verfahren ist zum einen die passagere

Unterstützung des kritisch eingeschränkten Gasaustausches und zum anderen die

Etablierung einer lungenschonenden Beatmung [40]. Bei der veno-venösen

extrakorporalen Membranoxygenierung (vv ECMO) wird das Blut aus einer oder beiden

Femoralvenen (Drainagekanülen) drainiert und durch okklusive Roller- oder

Zentrifugalpumpen über Membranoxygenatoren zurück in die V.jugularis interna in den

venösen Kreislauf gepumpt. Durch Variationen der Gas- und Blutflussraten kann der

CO2-und O2-Transfer geregelt werden. Bereits bei einem Blutfluss von 25 % des

Herzzeitvolumens über den extrakorporalen Kreislauf lassen sich eine ausreichende

Decarboxylierung des Blutes und eine adäquate Sauerstoffversorgung des

Organismus gewährleisten [41].

Stellenwert der 180°-Bauchlage bei der Behandlung des akuten Lungenversagens Sylvia Köppen

Seite 15

Neben der pumpenbetriebenen vv ECMO wurden in den letzten Jahren pumpenlose

extrakorporale arterio-venöse Unterstützungssysteme ( pumpless extracorporeal lung

assist- pECLA) entwickelt und in den klinischen Alltag eingeführt (Abb.8).

Abb. 8: Implantiertes pECLA–System bei einem Patienten mit akuten Lungen

versagen. Auf der rechten Seite ist die A. femoralis kanüliert, links die V. femoralis.

Der Flusssensor ist zwischen der A. femoralis und dem Membransystem angebracht.

Abb. von S.Köppen, Poliklinik für Anästhesie und Intensivmedizin der Charité, Berlin

Nach Kanülierung der Arteria und Vena femoralis bewirkt die körpereigene arterio-

venöse Druckdifferenz in Kombination mit einem Membranoxygenator eine suffiziente

Decarboxylierung des Blutes und eine moderate Steigerung der Oxygenierung [42].

Die Kanülierung der Arteria femoralis kann ischämische Komplikationen induzieren und

erfordert eine sorgfältige Kontrolle. Der Membranoxygenator ist charakterisiert durch

einen sehr geringen Widerstand in Relation zur durchgeleiteten Blutströmung, da es

nur so möglich ist, eine ausreichend hohe Druckdifferenz von ca. 70 mmHg zwischen

Arterie und Vene zu generieren.

ECMO und pECLA unterscheiden sich als System zur extrakorporalen

Lungenunterstützung erheblich bezüglich der technischen Voraussetzungen, der

Effekte auf den Gasaustausch sowie im Hinblick auf Komplikationen und Kosten [42].

Nach derzeitigem Stand der Literatur ist der Einsatz der extrakorporalen

Membranoxygenierung als Ultima ratio bei Patienten mit schwerem Lungenversagens

und therapierefraktären Hypoxämie anzusehen [41].

Stellenwert der 180°-Bauchlage bei der Behandlung des akuten Lungenversagens Sylvia Köppen

Seite 16

Bei einer ausgeprägten Hyperkapnie mit begleitender Azidose, die unter

lungenprotektiver Beatmung zunimmt, ist in Kombination mit moderater

Oxygenierungsstörung die Anwendung der pECLA induziert. Ob pECLA als

unterstützende Maßnahme zur konsequenten Anwendung einer Lungenprotektion

eingesetzt werden kann, ist Gegenstand laufender klinischer Studien.

4. Bauchlage

In den letzten Jahren hat sich die Bauchlagerung zunehmend als unterstützendes

Konzept bei der Behandlung des akuten respiratorischen Versagens etabliert. In der

Erstbeschreibung berichteten Piehl und Brown im Jahre 1976 über teilweise

dramatische Steigerungen der Sauerstoffversorgung bei Patienten mit respiratorischem

Versagen [43]. In weiteren klinischen Studien wurde durch diese Therapiemaßnahme

in etwa 60-80% der Anwendungen eine klinisch relevante Verbesserung der

Oxygenierung erreicht, welche nachfolgend eine Reduzierung der inspiratorischen

Sauerstoffkonzentration ermöglichte [44,45].

4.1. Definition und Ziele der Bauchlagerung

Bauchlage bedeutet die Umlagerung eines Patienten um 180 Grad von der

Rückenlage (Abb.9).

Abb. 9: Komplette Bauchlagerung bei Patienten mit schwerem ARDS .

Abb. von S.Köppen, Poliklinik für Anästhesie und Intensivmedizin der Charité, Berlin

Primäres Ziel der Bauchlagerung ist die Verbesserung des Gasaustausches. Diese

kann innerhalb von weniger Minuten oder erst nach mehreren Stunden nach Beginn

der Lagerungsmaßnahme eintreten. Eine Vorhersage ob ein Patient schnell, verzögert

Stellenwert der 180°-Bauchlage bei der Behandlung des akuten Lungenversagens Sylvia Köppen

Seite 17

oder gar nicht von der Bauchlage profitiert, ist nicht möglich. Guerin et al. zeigten in

ihrer Studie aus dem Jahr 2004 einen positiven Effekt der Bauchlagerung auf die

Vermeidung ventilator-assoziierter Pneumonien (VAP). Pro 100 Beatmungstage war

das Auftreten einer VAP mit 2,14 Fällen in der Rückenlagegruppe signifikant häufiger

als in der Bauchlagerungsgruppe mit 1,66 Fällen (p=0,045) [46]. Ein wichtiger Effekt

der Bauchlage ist in diesem Zusammenhang die verbesserte Sekretmobilisation aus

dys- und atelektatischen Lungenkompartimenten [45].

4.2. Pathophysiologische Grundlagen

Der Wechsel von der Rücken- in die Bauchlage führt zu teilweise erheblichen

Veränderungen der Atemphysiologie und der Lungenmechanik. Der ventro-dorsale

Pleuradruckgradient nimmt schwerkraftbedingt von apikal nach basal zu. Der Druck im

Pleuraspalt ist bei aufrechter Körperhaltung in den apikalen Lungenarealen am

stärksten negativ und nimmt nach basal durch das Eigengewicht der Lunge zu. Der

transpulmonale Druck ist demnach in den apikalen Lungenarealen am größten und

nimmt kontinuierlich basalwärts ab. Um Bronchiolen und Alveolen offen zu halten ist

ein bestimmter transpulmonaler Druck notwendig. Wird dieser Wert unterschritten

kommt es zum Bronchiolen- und Alveolarkollaps (Atelektasen). Die Lunge besteht aus

einer Vielzahl von Einheiten. Jede Einheit drückt auf die unter ihr liegende

Lungeneinheit, sodass in Rückenlage der größte Druck auf den dorsalen

Lungeneinheiten lastet und somit in diesen Bereichen das Verhältnis Luft/ Gewebe am

kleinsten ist. Je flüssigkeitsreicher die Lungeneinheiten sind, desto höher ist auch der

hydrostatische Druck in den dorsobasalen Lungenarealen, sodass diese Lungenareale

durch Kompression ihren Luftanteil verlieren und nur noch aus ihrem Gewebeanteil

(Atelektasen) bestehen [47,48]. Die klinischen Folgen sind eine erhebliche

Einschränkung der regionalen Ventilation mit konsekutiver Abnahme der funktionellen

Residualkapazität. Diese Lungenareale werden gravitationsbedingt gut perfundiert,

sodass niedrige Ventilations-/ Perfusionsverhältnisse entstehen, es liegt also ein

intrapulmonaler Rechts-Links-Shunt vor. Die beatmungsbedingte inspiratorische

Erhöhung des intrathorakalen Drucks in den gut belüfteten ventralen Lungenarealen

führt zu einer Verminderung der regionalen Perfusion. Die klinischen Folgen sind lokal

erhöhte Ventilations-/Perfusionsverhältnisse (VA/Q), das heißt eine Zunahme der

Totraumventilation mit konsekutiver Verschlechterung des pulmonalen

Gasaustausches [49]. Außerdem kann eine Überblähung belüfteter Areale den

bestehenden Lungenschaden weiter vergrößern und damit einen

beatmungsinduzierten Lungenschaden herbeiführen (VILI).

Stellenwert der 180°-Bauchlage bei der Behandlung des akuten Lungenversagens Sylvia Köppen

Seite 18

4.3. Atmung in Bauchlage

Bauchlagerung führt zu einer Verringerung des Pleuradruckgradienten und daraus

resultierend zu einer Homogenisierung der regionalen Belüftung. Das bewirkt einen

ausgeprägten Anstieg des PaO2/FiO2 Verhältnisses. Die Reduktion des

Pleuradruckgradienten in Bauchlage wird häufig von einer Veränderung der

Lungenmechanik begleitet. Die Bauchlage bewirkt jedoch nicht regelhaft eine echte

Zunahme des endexspiratorischen Lungenvolumens (EELV), so dass die

Verbesserung des Gasaustausches nicht ausschließlich auf Grundlage der

Rekrutierung kollabierter Areale bei gleichbleibender Belüftung zurückzuführen ist.

Vielmehr führt die zeitgleiche Verringerung der Überblähung noch belüfteter Areale zu

einer Verbesserung des Gasaustausches [50]. Bei gleichbleibenden Gesamtvolumen

der Lunge kommt es so zu einer homogeneren Verteilung der Belüftung, einer

Verbesserung des Ventilations-Perfusions-Verhältnisses und konsekutiv zur

Verbesserung des Gasaustausches. Die regionale Verteilung des endexspiratorischen

Lungenvolumens (EELV) und der funktionellen Residualkapazität (FRC) werden

optimiert [51].

In vielen Fällen findet sich jedoch während der Bauchlage auch ein absoluter Anstieg

des endexspiratorischen Lungenvolumens (EELV) oder der funktionellen

Residualkapazität (FRC), wie beispielweise von Guerin et al. berichtet [52].

Von Bedeutung sind auch die lagerungsabhängigen Veränderungen der

Lungenmechanik. Beim Wechsel der Körperlage aus der vertikalen in die horizontale

Position kommt es zu einer Reduktion der Thoraxwandcompliance und einer

Verbesserung des Gasaustausches unabhängig vom endexspiratorischen

Lungenvolumen [53]. Die Ursache der reduzierten Thoraxwandcompliance ist durch

eine Abnahme der Beweglichkeit des Zwerchfells oder des knöchernen Thorax

bedingt. Bei korrekt durchgeführter Bauchlage kommt es, nicht zu einem Anstieg des

intraabdominellen Drucks, daher ist von einer unveränderten Zwerchfelldehnung/ oder

elastizität auszugehen. Die Ausdehnung des knöchernen Thorax ist in Bauchlage

deutlich behindert. Die knorpligen, beweglichen Anteile des Brustkorbs werden in

Bauchlage auf der Matratze gelagert und durch das Eigengewicht des Patienten in

ihrer physiologischen Beweglichkeit behindert. Der Verlust an Elastizität des Thorax

kann aber weder durch die nun oben liegende, aber von Natur aus steife und wenig

bewegliche Wirbelsäule noch durch die Gelenke der Rippen ausgeglichen werden. Es

kommt zu einer Reduzierung der Elastizität des Brustkorbs, die Compliance sinkt, der

Thorax wird steifer. Diese Veränderungen sind auf die Thoraxwand beschränkt. Die

Compliance der Lunge und des gesamten respiratorischen Systems, bestehend aus

Lunge und Thoraxwand, bleiben unverändert. Es wird angenommen, dass die

Stellenwert der 180°-Bauchlage bei der Behandlung des akuten Lungenversagens Sylvia Köppen

Seite 19

Abnahme der Thoraxwandcompliance eine Umverteilung des Tidalvolumens hin zu

den abhängigen und zwerchfellnahen Lungenarealen bewirkt, und somit die regionale

Belüftung verbessert und den Gasaustausch optimiert [54]. Möglicherweise zeigen

Patienten mit schon in Rückenlage eingeschränkter Thoraxwandcompliance nur einen

geringeren Effekt auf den Gasaustausch durch die Bauchlage. Ursache dafür ist das

durch die Lagerung es zu keiner weiteren Abnahme der Thoraxwandcompliance

kommt [53]. Untersuchungen an ARDS-Patienten zeigten, dass die homogenere

Belüftung nicht nur zu einer Zunahme des PaO2 führt, sondern über die Reduktion der

exspiratorischen Flusslimitierung eine Vermeidung eines intrinsischen PEEP und damit

eine Abnahme der Überblähung und der Totraumventilation sowie eine Reduktion des

arteriellen CO2-Partialdrucks bewirkt [50].

Durch eine verbesserte Drainage pulmonaler Sekrete, die Homogenesierung der

Belüftung der Lunge und eine Verkürzung der Beatmungsdauer könnte es zu einer

Reduktion der Inzidenz ventilator-assoziierter Pneumonien (VAP) durch die Bauchlage

kommen.

4.4. O2-Responder - O2-Nonresponder

Die Gründe für das Ausbleiben einer Oxygenierungsverbesserung bei etwa 20- 30%

der Patienten, den sogenannten Nonrespondern, werden auf verschiedene Ursachen

zurückgeführt. Die Wirkung der Bauchlage beruht auf der Homogeniesierung des

Ventilations-Perfusionsverhältnisses. Die Bauchlagerung ist bei Patienten in der

Frühphase des akuten Lungenversagens, die einen hohen intrapulmonalen Rechts-

Links- Shunt infolge dorsobasaler Atelektasen aufweisen, effektiver als in den späteren

Phasen des Krankheitsverlaufs [55]. Die Rekrutierbarkeit von atelektatischen Arealen

ist Grundvoraussetzung für einen Therapieerfolg [56,57]. Dies erklärt auch, warum

Bauchlagerung bei Patienten mit Lungenfibrose keine zielführende Therapie ist [55].

Eine höhere Effizienz der Bauchlagerung ist bei Patienten mit extrapulmonal

verursachtem (sekundärem) akutem Lungenversagen im Vergleich zu einem primär

pulmonal bedingten Lungenversagen beobachtet worden [58]. Die positiven Effekte der

Bauchlagerung traten bei Patienten mit sekundärem akuten Lungenversagen

wesentlich rascher ein, das heißt innerhalb einer halben Stunde, mit einem

Plateaueffekt nach etwa zwei bis vier Stunden [59,60]. Bei Patienten mit pulmonal

bedingtem akutem Lungenversagen erfolgt die Verbesserung der Oxygenierung

kontinuierlich über einen Zeitraum von mehreren Stunden [61]. Die Ursachen für die

unterschiedlichen Zeitabläufe sind in der Pathophysiologie begründet. Beim

sekundären Lungenversagen bestimmen Kompressionsatelektasen das Krankheitsbild.

Diese sind durch eine Optimierung des transpulmonalen Drucks leichter zu rekrutieren.

Stellenwert der 180°-Bauchlage bei der Behandlung des akuten Lungenversagens Sylvia Köppen

Seite 20

Beim pulmonalen Lungenversagen steht die Konsolidierung des Lungenparenchyms

im Vordergrund. Die betroffenen Areale sind schwerer zu eröffnen und zu belüften [16].

Ob die Effekte der Bauchlagerung auch in Rückenlage anhaltend sind, hängt vom

kritischen Verschlussdruck der eröffneten Alveolarkompartimente ab. Der

Rekrutierungseffekt der Bauchlage ist eng mit dem Beatmungskonzept verbunden [62].

Bisher gibt es keine Studien die einen eindeutigen Zusammenhang zwischen dem

Effekt der Bauchlage auf die Oxygenierung und der Krankheitsdauer zeigen.

4.5. Komplikationen der Bauchlage

Bauchlage kann zu einigen vermeidlichen Komplikationen führen. Neben der

akzidentellen Entfernung von Endotrachealtuben, zentralen Venenkathetern und

Ernährungssonden (ca. 1-2%) stellen Hautulzerationen an dem Auflagestellen der

Patienten eines der häufigsten genannten Probleme dar (ca. 20%). Sud et al. fanden in

ihrer Metaanalyse (sechs Studien mit n=504 Patienten) durch Bauchlage einen

signifikanten Anstieg des Risikos zur Entwicklung von Hautulzerationen an exponierten

Körperregionen und zur Ausbildungen von Ödemen im Gesichtsbereich (ca. 20 - 30 %)

(Tab. 1).

Ödeme Duckulzerationen

Gesichtsbereich Gesichtsbereich: Stirn, Nase, Kinn

Augenlider, Corneae Thoraxwand

Zunge Lippen Knie, Tibiavorderkante Tab. 1: Prädilektionsstellen für Ödembildungen und Lagerungsschäden in Bauchlage [54].

Hämodynamische oder respiratorischen Instabilitäten traten nicht signifikant häufiger in

der Bauchlage auf [63]. Dyskoordination zwischen Beatmungsgerät und Patient sind

häufig auf eine unzureichende Sedierung zurückzuführen. Herzrhythmusstörungen und

Nervenschäden wurden in einzelnen Untersuchungen beobachtet. Einmalig wurde ein

septischer Schock und eine infektiöse corneale Ulzeration beobachtet [59]. Mit

Ausnahme des Auftretens von Drucknekrosen und Sekretverlegungen wurden in

größeren, randomisierten, kontrollierten Studien keine Häufung von unerwünschten

Effekten beobachtet [64,65,66,67]. Die Vermeidung von Hautulzerationen in Bauchlage

erfordert eine hohe Aufmerksamkeit und Kompetenz der betreuenden Pflegekräfte bei

der Durchführung der Lagerung. Das Risiko von Lagerungsschäden ist unter Einsatz

von vasopressorischen Substanzen (Katecholaminen) deutlich erhöht [68].

Befürchtungen hinsichtlich des Auftretens von vermehrten Komplikationen durch die

Stellenwert der 180°-Bauchlage bei der Behandlung des akuten Lungenversagens Sylvia Köppen

Seite 21

Bauchlagerung scheinen nicht gerechtfertigt zu sein. Studien mit dem Ziel der

Erhebung genauer Zahlen fehlen bis zum jetzigen Zeitpunkt.

4.6. Kontraindikationen

Absolute Kontraindikationen für die Bauchlage sind selten und ergeben sich aus den

Spezifika des Verfahrens. Patienten mit lebensbedrohlichen Herzrhythmusstörungen

sollten nicht auf den Bauch gelagert werden. Beim Vorliegen einer akuten zerebralen

Läsion mit erhöhtem intrazerebralem Druck kann die Bauchlage einen weiteren Anstieg

des intrazerebralen Drucks auslösen und eine Reduktion der zerebralen Perfusion

bewirken. Allerdings kann die durch die Bauchlagerung induzierte Verbesserung des

pulmonalen Gasaustausches die zerebrale Oxygenierung steigern [69].

Polytraumatisierte Patienten mit instabiler Wirbelsäule und/oder unversorgten

Gesichtstrauma sollten aus Sicherheitsgründen nicht auf den Bauch gelegt werden

[70]. Sämtliche Kontraindikationen leiten sich aus den Ein- und Ausschlusskriterien der

publizierten Studien her (Tab. 2). Ihre tatsächlichen Nachteile hinsichtlich der

Kombination mit der Bauchlage wurden bisher nicht sicher nachgewiesen. Von diesen

Kontraindikationen kann daher im Einzelfall nach Abwägung von Nutzen und Risiko

und nach Absprache mit den beteiligten Fachdisziplinen abgewichen werden.

Kontraindikation Kommentar

Instabile Wirbelsäule Absolute Kontraindikation

Extensionsbehandlung Unpraktikabel

Instabile Frakturen, z.B. Thorax Relative Kontraindikation: Unterschiedliche Meinungen unter Unfallchirurgen

Schädel- Hirntrauma mit erhöhtem intrakraniellen Druck

Relative Kontraindikation: Entscheidung nach Ätiologie, Art, Ausmaß und Monitoring

Instabile Hämodynamik, z.B. Schock oder Herzrhythmusstörungen

Relative Kontraindikation: Erschwerte kardiopulmonale Reanimation

Tab. 2: Kontraindikationen zur Beatmung in Bauchlage, modifiziert nach Bein. T. [71].

Die Bauchlagerung bei stark übergewichtigen Patienten stellt eine besondere

Herausforderung dar. Die korrekte Ausführung der Bauchlagerung ist bei diesen

Patienten Grundvoraussetzung dafür, dass optimale Bedingungen für eine

Verbesserung der Lungenfunktion geschaffen werden, aber auch Lagerungsschäden

vermieden werden. Die Lagerung adipöser Patienten ist im Vergleich zu

normalgewichtigen Patienten mit einem höheren Kraft-und Zeitaufwand verbunden.

Stellenwert der 180°-Bauchlage bei der Behandlung des akuten Lungenversagens Sylvia Köppen

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Der Personalbedarf muss sich am Gewicht des Patienten orientieren, andererseits

dürfen sich die Helfer nicht gegenseitig behindern.

4.7. Studien

In zahlreichen Studien wurde nach Parametern gesucht, welche die Wirkung der

Bauchlage prognostizieren könnten. Vermehrten positive Reaktionen (Responder)

stehen ausbleibende Reaktionen (Non- Responder) gegenüber [56, 59, 72,73]. Für die

klinische Routine anwendbare prädiktive Faktoren, für Erfolg oder Misserfolg der

Lagerungstherapie sind zurzeit nicht verfügbar. Bei der überwiegenden Mehrheit der

Patienten mit akuten Lungenversagen führt die Bauchlagerung zu einer klinisch

bedeutsamen Verbesserung der Oxygenierung [64]. Der positive Effekt der

Bauchlagerung auf den Gasaustausch kann unmittelbar (≤30 min) oder mit einer

Verzögerung bis zu 12 Stunden eintreten [57, 74,75]. Bei Nicht - Ansprechen während

der ersten Bauchlagerung kann eine Wiederholung Erfolg versprechend sein [64,76].

Mehrere Zyklen intermittierender Bauchlage und Rückenlage ergeben einen

nachhaltigen Effekt auf die Besserung der Oxygenierung in Rückenlage [64,77]. Für

die Bauchlage liegen vier große, prospektiv-randomisierte, kontrollierte Multi-

centerstudien vor (Tab. 3). Die Ergebnisse der einzelnen Studien sind durch

verschiedene Aspekte des Studiendesigns limitiert.

Gattinoni

2001 [64]

Guerin 2004 [65]

Mancebo 2006 [66]

Taccone 2009 [78]

Rl vs. BL Rl vs. BL Rl vs. BL Rl vs. BL

Patienten 152 I 152 387 I 413 60 I 76 174 I 168

Kriterium PaO2 / FiO2

< 300 PaO2 /FiO2

< 300 PaO2 / FiO2

< 200 PaO2 /FiO2

< 200

Stunden BL/d 7 h 8 h 20 h 18 h

Tidalvolumen 10 ml/kg 8-10 ml/kg 8 ml/kg 8 ml /kg

PEEP 10 cm H2O 8 cm H2O 8 cm H2O 5- 24 cm H2O

Oxygenierung ↑↑ ↑↑ ↑ ↑↑

Komplikationen ↑ ↑ Ø ↑

Tab. 3: Studiendesign und Ergebnisse von 4 prospektiv- randomisierten Studien zur Bauchlage bei

akutem Lungenversagen [64, 65, 66, 78]. RL, Rückenlage; BL, Bauchlage; PaO2, arterieller

Sauerstoffpartialdruck; FiO2, inspiratorische Sauerstoffkonzentration; PEEP, positiv-endexspiratorischer

Druck; ↑↑, stark erhöht; ↑erhöht; Ø nicht untersucht.

Stellenwert der 180°-Bauchlage bei der Behandlung des akuten Lungenversagens Sylvia Köppen

Seite 23

In einer Studie von Gattinoni et al. (prone –supine study I) wurden 304 Patienten mit

ALI oder ARDS untersucht [64]. Für die in die Bauchlage randomisierte Gruppe

(n=152) wurde laut Studienprotokoll eine tägliche Bauchlagerung von ≥ 6 Stunden über

einen maximalen Zeitraum von 10 Tagen vorgesehen. Ob der Patient tatsächlich in

Bauchlage verbracht wurde, hing auch von dem Ergebnis einer Blutgasanalyse vor

dem Manöver ab. Erfüllte der Patient die Kriterien für ein ALI oder ARDS, wurde die

Lagerungsmaßnahme durchgeführt, wenn nicht, wurde darauf verzichtet. Die Dauer

der Bauchlage wurde durch den behandelnden Arzt bestimmt. Anhand dieses

Protokolls wurden die Patienten im Mittel täglich für 7±2 Stunden auf den Bauch

gelagert. Bei der Untersuchung der Effekte auf den Gasaustausch fanden die Autoren

eine signifikante Verbesserung der Oxygenierung gegenüber der nur auf dem Rücken

gelagerten Gruppe. Bei der Untersuchung der Letalität gab es jedoch keinen

Unterschied. Nur im Rahmen einer post-hoc Analyse ihrer Untersuchung fanden

Gattinoni et al. für bestimmte Patienten einen Zusammenhang zwischen

Lagerungsform und Letalität am Tag 10 nach Studieneinschluss. Patienten mit einer

Beatmung mit hohen Tidalvolumina, einen SAPS > 49 Punkten oder einem PaO2/FiO2

< 89 mmHg profitierten von der Bauchlagerung und hatten ein signifikant höheres

Überleben. Dieser Effekt war zu späteren Untersuchungszeitpunkten nicht mehr

nachweisbar. Ein Problem dieser Studie war die hohe Anzahl der Protokollverstöße.

Zwölf Patienten wechselten wegen schwerer Hypoxämie in die Bauchlagerungsgruppe.

Ein weiterer Kritikpunkt ist, dass mehrere beteiligte Zentren bis zur Studienteilnahme

die Bauchlage noch nie genutzt und somit keine Erfahrung in der Anwendung dieses

Manövers hatten [64].

In der Studie von Guerin et al. war für die Teilnahme eine einjährige Erfahrung mit der

Bauchlage Voraussetzung [65]. Es wurden 800 Patienten mit einem höchstens 48

Stunden bestehenden ALI oder ARDS eingeschlossen. Die Beatmungseinstellung

wurde durch den behandelnden Arzt festgelegt. Die Patienten, die für die

Bauchlagerungsgruppe randomisiert wurden, lagen für wenigstens acht Stunden am

Tag auf dem Bauch. Im Studienprotokoll gab es definierte Kriterien zur Verbesserung

des Gasaustausches, wurden diese erreicht, beendete man die Bauchlage. Auch in

dieser Studie gab es einen signifikanten Anstieg des PaO2/FiO2 durch das

Lagerungsmanöver. Es gab jedoch auch hier keinen statistisch signifikanten

Unterschied bei der Letalität. In dieser Studie gab es 81 Patienten (21%), die für die

Rückenlagegruppe randomisiert wurden, aber aufgrund einer akuten Hypoxämie auf

den Bauch gelagert wurden. Die mittlere Lagerungsdauer von acht Stunden pro Tag

war relativ gering.

Stellenwert der 180°-Bauchlage bei der Behandlung des akuten Lungenversagens Sylvia Köppen

Seite 24

Mancebo et al. führten die dritte Studie durch [66]. In diese Untersuchung wurden

aufgrund erheblicher Probleme bei der Rekrutierung nur 136 Patienten

eingeschlossen, die im Mittel ein seit 1,04 ± 1,3 Tagen bestehendes ARDS hatten. Im

Gegensatz zu den vorherigen Studien untersuchte man Patienten mit einem ALI nicht.

Die maschinelle Beatmung richtete sich nach den Vorgaben der lungenprotektiven

Beatmung. Die 76 Patienten, die in die Bauchlagerungsgruppe randomisiert wurden,

lagen im Mittel 17 Stunden pro Tag über einen mittleren Zeitraum von 10,3 Tagen auf

dem Bauch. Dies führte wieder zu einer signifikanten Steigerung der Oxygenierung.

Die Verbesserung des PaO2/FiO2 wurde hier allerdings genutzt, um die

Beatmungsinvasivität zu reduzieren, so dass die Patienten in der

Bauchlagerungsgruppe nicht nur einen besseren Gasaustausch, sondern auch eine

niedrige FiO2, niedrige inspiratorische Plateaudrücke und niedrige PEEP Werte

aufwiesen. Die Letalität während des Aufenthalts auf der Intensivstation war zwar

durch die Bauchlage geringer, jedoch war dieser Unterschied statistisch nicht

signifikant. (Rückenlagerungsgruppe 58% Bauchlagerungsgruppe 43%). Auch in dieser

Studie ergeben sich aufgrund der niedrigen Patientenzahl Einschränkungen in der

Bewertung der Ergebnisse. In einer Regressionsanalyse wurde die Rückenlage als

unabhängiger Risikofaktor für das Versterben identifiziert. Protokollverstöße waren

eher selten. Nur 5 der 60 Patienten (8%) aus der Kontrollgruppe wurden aufgrund einer

schweren Hypoxämie auf den Bauch gelagert. Insgesamt ergaben sich aber Hinweise,

dass durch Optimierung des Verfahrens mit längeren Liegezeiten in Bauchlage, die

Anwendung einer lungenprotektiven Beatmung mit Reduktion der Beatmungsinvasivität

ein Überlebensvorteil entstehen könnte.

In der aktuell randomisierten Studie von Taccone et al. (prone-supine study II) wurden

342 Patienten eingeschlossen, die ein höchstens 72 Stunden bestehendes ARDS

hatten [78]. Die 168 Patienten der Bauchlagerungsgruppe wurden für 20 Stunden am

Tag auf den Bauch gelagert. Die Anwendung eines standardisierten lungenprotektiven

Beatmungsprotokolls, eine deutlich verlängerte Bauchlagerungszeit und die

Vermeidung von Protokollverstößen führte ebenfalls zu keiner Reduktion der Letalität.

In der vordefinierten Subgruppe mit schwerer Hypoxämie zeigte sich aber ein positiver

Trend bei der Letalitätsrate (Abb. 10). Ein Problem dieser Studie ist der späte Zeitpunkt

des Einschlusses, ein früherer Beginn des Lagerungsmanövers hätte effektiver sein

können [78].

Stellenwert der 180°-Bauchlage bei der Behandlung des akuten Lungenversagens Sylvia Köppen

Seite 25

Abb. 10. Kaplan–Meier Survival Kurve aus der prone–supine II Studie. Gesamte Population und

Patienten mit moderater und schwerer Hypoxämie [78].

Zusammenfassend ergab sich damit in den dargestellten kontrollierten Studien kein

Überlebensvorteil der Bauchlage auf die Letalität bei Patienten mit akutem

Lungenversagen von durchschnittlichen Schweregrad.

In der Mehrheit der Studien ergab sich aber ein Trend für eine verbesserte

Überlebensrate gerade bei Patienten mit schwerster Hypoxämie, ohne dass dieser

Effekt statistisch signifikant war.

Besonders deutlich zeigte sich dies in der Studie von Taccone et al. [78].

Es stellt sich daher die Frage nach den Gründen für diesen Umstand. Möglicherweise

haben die erwähnten Mängel die Aussagekraft der Studienergebnisse beeinflusst.

Wahrscheinlicher ist jedoch eine Auswirkung des verhältnismäßig kleinen

Stichprobenumfangs. Dieser beeinflusst den sogenannten ß-Fehler, das heißt einen

tatsächlichen Unterschied nicht als signifikant zu erkennen [79]. Die

Wahrscheinlichkeit, einen solchen ß-Fehler zu vermeiden, wird als statistische Power

bezeichnet. Die Anforderungen bei der Studienplanung sind allgemein, die

Stichprobengröße so auszulegen, dass die statistische Power für den Zielparameter

mindestens 80 % beträgt. Konkret soll die Problematik kurz am Beispiel der Studie von

Tacone et al. [78]. erläutert werden. Die 28-Tages-Überlebensraten betrugen in dieser

Studie bei Patienten mit ARDS und schwerer Hypoxämie nach Anwendung von

Bauchlage 37,8% und bei alleiniger Rückenlage 46,1%. Dabei wurden zwei

Patientengruppen von jeweils n=75 Patienten miteinander verglichen und der

Unterschied war nicht signifikant. Die Studie besaß jedoch keine ausreichende

statistische Power, sodass der Unterschied möglicherweise fälschlich nicht signifikant

erkannt wurde. Wie eine theoretische Berechnung zeigt, benötigt man beispielsweise

Stellenwert der 180°-Bauchlage bei der Behandlung des akuten Lungenversagens Sylvia Köppen

Seite 26

n=302 Fälle pro Vergleichsgruppe, um einen Unterschied in der Letalitätsrate zwischen

30% und 40% mit einer statistischen Power von 80% nachweisen zu können [79 ], also

wesentlich mehr als von Taccone et al. [78] untersucht wurden.

Um den Einfluss einer zu geringen Stichprobengröße auf die Aussagekraft von Studien

zur gleichen Fragestellung zu vermindern kann man diese in einer Meta- Analyse

zusammenfassen. Entsprechend wurden die aktuellen Studienergebnisse zur

Anwendung der Bauchlage von Sud et al. zusammengeführt, wobei Daten von

insgesamt n=555 ARDS-Patienten mit schwerer Hypoxämie zusammengefasst werden

konnten (Bauchlage: n=295; Rückenlage: n=260) [80]. In dieser Meta- Analyse

reduzierte die Bauchlage signifikant die Letalitätsrate bei Patienten mit ARDS und

einem PaO2/FiO2 <100 mmHg (Abb. 11). Damit ist erstmals der Nachweis der

Wirksamkeit der Bauchlage auf das Überleben von ARDS-Patienten mit schwerster

Gasaustauschstörung gelungen.

Abb. 11: Signifikanter Vorteil der Bauchlage hinsichtlich der Überlebensrate von ARDS Patienten mit

schwerster Hypoxämie als Ergebnis der Metaanalyse von Sud et al. [80]; n/N: Überlebende/ Gesamt.

5. Modifikationen der Bauchlagerung

Eine Modifikation der Bauchlagerung besteht in der inkompletten Bauchlagerung oder

überdrehten Seitenlage. Die komplette Bauchlagerung ist mit einer niedrigeren

Inzidenz von Komplikationen verknüpft und ist bei entsprechender Routine und

Erfahrung kein aufwändiges Verfahren [64, 81]. Viele Pflegekräfte und Ärzte

bevorzugen die modifizierte, 135°-Bauchlage unter der Vorstellung, mögliche

Nebenwirkungen zu vermeiden. Die einfachere Durchführung, die möglicherweise

geringere Belastung für den Patienten und die daraus resultierenden Möglichkeit zur

Reduktion der Sedierungstiefe sowie der bessere Zugang zu Endotrachealtubus/

Trachealkanüle und Gesicht des Patienten werden als Gründe angegeben [82].

Stellenwert der 180°-Bauchlage bei der Behandlung des akuten Lungenversagens Sylvia Köppen

Seite 27

5.1. Definition der 135°- Bauchlagerung

Inkomplette Bauchlage bedeutet die Umlagerung eines Patienten um 135° von der

Rückenlage. Die Durchführung erfolgt wie bei der vollständigen Bauchlage, jedoch wird

die entsprechende Seite rechts oder links unterpolstert und das Bein rechts oder links

angewinkelt, unterpolstert und auf Hüfthöhe gelagert. Die 135°- Bauchlagerung kann

mit abwechselnden Seitenwechsel erfolgen, wobei der Patient jeweils für 6-8 Stunden

rechts oder links gelagert wird (Abb. 12).

Abb. 12: Lagerung eines Patienten mit ARDS in 135° - Bauchlage. Die rechte Seite

wurde durch Kissenunterlage erhöht gelagert. Der Kopf ist ebenfalls seitlich nach

rechts gelagert [82].

5.2. Studien

Die Studien zur Anwendung der 135°-Bauchlagerung bei der Behandlung des

schweren Lungenversagens sind zahlenmäßig gering.

In einer Studie von Bein et al. wurden n=59 Patienten eingeschlossen [83], die

folgende Kriterien zu erfüllen hatten: ein akut bestehendes Lungenversagen mit einem

PaO2/FiO2-Quotienten <200 mmHg, sowie das Vorhandensein von beidseitigen

Infiltraten im Röntgen-Thorax-Bild [82]. Alle Patienten waren sediert (Ramsay-Score 3 -

4) und wurden im druckkontrollierten Modus mit einem positiv-endexspiratorischen

Druck (PEEP) zwischen 6 cmH2O und 12 cmH2O beatmet. Der inspiratorische

Spitzendruck und das Tidalvolumen richteten sich nach den Vorgaben der

lungenprotektiven Beatmung (VT: 6ml/kg; Spitzendruck <30 cm H2O).

Die Patienten wurden nach Randomisierung in eine der beiden folgenden Gruppen

eingeteilt: Patienten der Gruppe A wurden zunächst für 6 Stunden in die 135°-

Bauchlage verbracht und dann unmittelbar in die 180° Bauchlage für weitere 6

Stellenwert der 180°-Bauchlage bei der Behandlung des akuten Lungenversagens Sylvia Köppen

Seite 28

Stunden. Bei Patienten der Gruppe B wurde gegensätzlich verfahren: Diese Patienten

wurden zuerst für 6 Stunden in 180° Bauchlage gelagert, um anschließend für weitere

6 Stunden eine 135° Bauchlage einzunehmen. („Cross-over design“) Aus Gründen der

Vereinheitlichung wurde für die 135° Bauchlagerung überwiegend die rechte Seite

gewählt.

Primäre Zielgröße war die Steigerung der Oxygenierung innerhalb von sechs Stunden

nach Beginn der ersten Lagerung. Als sekundäre Endpunkte galten die weitere

Verbesserung des Gasaustauschs bis zum Ende des Untersuchungszeitraums sowie

die Inzidenz unerwünschter Nebeneffekte. Die arterielle Blutgase, der hämo-

dynamische Status und die statische Lungencompliance wurden nach festem Protokoll

erfasst. Protokollverstöße waren selten, n=7 Patienten (n=5 Patienten aus Gruppe A,

n=2 Patienten aus Gruppe B) mussten wegen akuter Komplikationen ausgeschlossen

werden (hämodynamische Instabilität, akute neurologische Verschlechterung,

Blutungen).

Die Lagerung der n=52 Patienten (n=27 Gruppe A, n=25 Gruppe B) führte zu einer

signifikanten Steigerung der Oxygenierung. Dieser Effekt war stärker ausgeprägt in der

180° Bauchlage Gruppe B (Abb. 13). Sechs Stunden nach Beginn der Lagerung

fanden Bein et al. einen signifikanten Unterschied zwischen den Patienten der Gruppe

A (paO2/FiO2 206±75 mmHg) und Gruppe B (paO2/FiO2 253±107 mmHg). Zwei

Stunden nach Rücklagerung auf den Rücken wurde eine fortbestehende, signifikante

Verbesserung der Oxygenierung in der Gruppe B im Vergleich zum Status vor

Studienbeginn beobachtet [83].

Abb. 13: Oxygenierungsverlauf in der Studie von T. Bein et al. [83]. In

der Gruppe der Patienten, die zunächst inkomplett (A) und dann komplett auf den Bauch gelagert wurden, verbesserten sich über die Hälfte der Patienten nach dem Weiterdrehen in die komplette Bauchlagerung nochmals gegenüber ihren Ausgangswerten nach sechs Stunden inkompletter Bauchlage, **: p< 0,05 vs. Zeitpunkt vor Lagerung; §: p < zwischen den Gruppen A und B.

Stellenwert der 180°-Bauchlage bei der Behandlung des akuten Lungenversagens Sylvia Köppen

Seite 29

Eine Verbesserung der statischen Lungencompliance war nur während der 180°-

Bauchlage zu beobachten. Die mögliche Ursache könnte eine eingeschränkte

Kapazität für das Recruitment atelektatischer Lungenareale durch 135°-Bauchlage

gegenüber der 180°-Bauchlage sein [83]. Bei der Analyse der Subgruppe von

Patienten mit schwerem ARDS zeigte sich das nur 57% der Patienten mit einer

Steigerung der Oxygenierung während der 135°-Bauchlage reagierten, im Vergleich

dazu zeigten 92% der Patienten in 180°-Bauchlage eine Verbesserung des

Gasaustausches (Abb. 14). Daher sollte bei Patienten mit schwerem ARDS die

„klassische“ 180°- Bauchlage bevorzugt werden.

135°-BL Anzahl (%)

180°-BL Anzahl (%)

Signifikanz

Oxygenierungsresponder

Alle Patienten 19/27 (70, 3%) 21/25 (80 %) P < 0,05

Moderates ARDS (LIS ≤ 2,5)

11/13 (84, 6%) 10/13 (76, 7%) P = 0,33

Schweres ARDS (LIS > 2,5)

8/14 (57, 1%) 11/12 (91, 6%) P < 0,05

paCO2 Responder

Alle Patienten 8/27 (29, 6%) 11/25 (44%) P = 0,08

Schweres ARDS (LIS > 2,5)

7/14 (50%) 6/12 (50%) P = 0,317

Abb. 14: Anteil der Responderraten 6 Stunden nach Lagerung in 135° oder 180° Bauchlage in der Studie

von T. Bein et al. [83] Responder Patienten die auf die Lagerung mit einem Anstieg der PaO2 /FiO2 –

Quotient von 20% oder mehr bzw. mit einem Abfall des PaCO2 von 1 mmHg oder mehr im Vergleich zum

Ausgangswert reagierten. LIS: „lung injury score“

Die Inzidenz von lagerungsbedingten Druckstellen oder Ausprägung von

Komplikationen war niedrig und nicht unterschiedlich zwischen den Lagerungsgruppen.

Die möglichen Vorteile sind bei korrekter Durchführung demnach nur bedingt von

Bedeutung. Gesichtsödeme waren jedoch signifikant häufiger in der 180°-Bauchlage

Gruppe (Abb. 15). Der akzidentelle Verlust von Kathetern oder Tuben trat in keinem

Fall auf. Ein Problem dieser Studie ist der niedrige Stichprobenumfang [83].

Stellenwert der 180°-Bauchlage bei der Behandlung des akuten Lungenversagens Sylvia Köppen

Seite 30

Alle Patienten (n= 52)

135° - BL (n =27)

180° - BL (n =25)

Signifikanz

Druckstellen Grad I (gerötete Areale, Haut intakt)

4/52 (7,7 %)

1/27 (3 7 %)

3/25 (12 %)

P = 0,266

Druckstellen Grad II (oberflächliche Abschürfungen, Blasen, oberflächlicher Krater)

3/52 (5,8 %)

1/27 (3,7 %)

2/25 (8 %)

P = 0,157

Gesichtsödem 36/52 (69,2% %)

16/27 (59,2 %)

20/25 (80 %)

P < 0,05

Abb. 15: Inzidenz und Schweregrad von Druckstellen und Gesichtsödemen während 135° - Bauchlage

und 180° - Bauchlage in der Studie von T. Bein et al. [83].

6. Kontinuierliche laterale Rotationstherapie (KLRT)

Als Alternative zur Bauchlagerung wird der kontinuierliche axiale Lagerungswechsel

beschrieben. Nach bisherigen Untersuchungen besteht der Effekt des kontinuierlichen

Lagerungswechsel in der Mobilisierung von Lungensekret, in der Reduktion extra-

vasaler Lungenflüssigkeit durch Stimulation der Drainageleistung des pulmonalem

lymphatischen Systems sowie in der mäßigen Beeinflussung des Ventilations–

Perfusions–Missverhältnisses [84].

6.1. Definition der kontinuierlichen lateralen Rotationstherapie (KLRT)

KLRT bedeutet die kontinuierliche Drehung des Patienten um seine Längsachse in

einem motorgetriebenen Bettsystem. Je nach System kann die Drehung bis zu einem

Winkel von 62° zu jeder Seite erfolgen. Unterschieden werden können Systeme, die

den gesamten Patienten drehen (Abb. 16) von solchen, die nur den Oberkörper

rotieren lassen. Anbieterspezifisch wird auch der Begriff „kinetische Therapie“

verwendet. Im Folgenden wird die Bezeichnung „Kontinuierliche laterale

Rotationstherapie“ als Überbegriff der Rotationstherapie verwendet.

Stellenwert der 180°-Bauchlage bei der Behandlung des akuten Lungenversagens Sylvia Köppen

Seite 31

Abb. 16: Spezialbett Roto -Rest zur kontinuierlichen lateralen Rotationstherapie (KCI,

Medizinprodukte GmbH, Wiesebaden)

6.2. Studien

Es existieren zwei klinische Arbeiten, die einen ausgeprägten prophylaktischen Effekt

einer Rotation über 124° bei Traumapatienten zeigen. In diesen Arbeiten konnte die

Entwicklung eines akuten Lungenversagens unter kontinuierlicher lateraler

Rotationstherapie bei allen Patienten verhindert werden [85, 86]. Kontinuierliche

laterale Rotationstherapie über 124° kann bei Patienten mit akuter respiratorischer

Insuffizienz zu einer Verbesserung der Oxygenierung führen. In zwei methodisch

akzeptablen klinischen Studien konnte dieser Effekt sowohl bei traumatologischen

Patienten [87] als auch bei internistischen Patienten [88] mit schweren

Lungenversagen nachgewiesen werden. Dies ging jeweils mit einer Abnahme des

intrapulmonalen Rechts-Links-Shunts einher. Gentilello et al. berichteten eine Senkung

der Atelektasen- und Pneumonierate sowie eine schnellere Reduktion des positiven

endexspiratorischen Drucks (PEEP) und eine Verkürzung der Beatmungdauer unter

der kontinuierlichen lateralen Rotationstherapie gegenüber konventionell gelagerten

und beatmeten Patienten [89]. Dieser Effekt beruhte wahrscheinlich auf der

sekretmobilisierenden Wirkung der Gravitation [89].

In den Arbeiten von Bein et al. zeigte sich eine Verbesserung der Oxygenierung

zusammen mit einer Optimierung des Ventilations-/Perfusionsverhältnisses sowie eine

Abnahme des extravaskulären Lungenwassers [87, 88]. Bei allen klinischen Studien

zur kontinuierlichen lateralen Rotationtherapie zeigen sich ausgeprägte Effekte dieser

Stellenwert der 180°-Bauchlage bei der Behandlung des akuten Lungenversagens Sylvia Köppen

Seite 32

Therapieform frühestens mit einer Verzögerung von 48-72 Stunden. So ergab sich in

einer Vergleichsstudie zur Bauchlage bei internistischen Patienten mit ARDS, dass die

Bauchlagerung schneller und ausgeprägter die Oxygenierung verbessert. Die Effekte

der kontinuierlichen lateralen Rotationstherapie erst nach 72 Stunden mit denen der

Bauchlagerung vergleichbar waren [90].

Goldhill et al. haben 2007 eine Metaanalyse vorgelegt, in der untersucht wurde, ob

Rotationsbetten respiratorische Komplikationen verhindern oder erfolgreich therapieren

können [91]. Für einen Zeitraum von 17 Jahren wurden insgesamt 16 randomisierte

kontrollierte Studien identifiziert, die den Effekt der Rotationstherapie im Vergleich zu

einer manuellen Lagerungstherapie untersucht haben. Die Metaanalyse ergab, dass

die kontinuierliche laterale Rotationstherapie die Inzidenz der Pneumonie senkt, aber

die Dauer einer maschinellen Beatmung und die Liegedauer auf der Intensivstation

nicht beeinflusst [91]. Die Autoren stellten in ihrer Studie fest, dass es nur wenige

Hinweise gibt, welche Parameter einen Erfolg der Rotationstherapie wahrscheinlich

machen. Dabei scheinen die Einstellung der Rotationsparameter wie Winkel,

Frequenz, Dauer, Pause oder zusätzliche Bedingungen wie Vibration, Perkussion oder

Pulsation eine Rolle zu spielen. Möglicherweise hatten die Art der Erkrankung sowie

Körpergröße und -gewicht ebenfalls einen Einfluss, wenngleich es bisher dazu keine

Daten gibt. Hauptprobleme der meisten Studien sind die geringen Fallzahlen und die

teilweise nicht eindeutig formulierte Zielparameter.

Nur wenige Publikationen, zumeist Fallberichte oder Fallserien berichteten

Komplikationen, der kontinuierlichen lateralen Rotationstherapie. Dabei wurden

Druckulzera, Ödeme, (Tab. 4). „Nicht-Toleranz“ (Husten, Pressen, Beatmungs-

probleme), hämodynamische Instabilität, Kinetose, Katheterdislokation und

Nervenschäden festgestellt. Potenziell lebensbedrohliche Komplikationen, die auf die

Rotationstherapie zurückgeführt werden können, wurden nicht beschrieben.

Ödeme Druckulzerationen

Hinterkopf /Nacken Hinterkopf /Nacken

Tibiaköpfchen (durch seitliche Fixierungsstützen)

Steißbein

Tab. 4: Prädilektionsstellen für Ödembildung und Lagerungsschäden bei der kontinuierlichen lateralen

Rotationstherapie[54].

Stellenwert der 180°-Bauchlage bei der Behandlung des akuten Lungenversagens Sylvia Köppen

Seite 33

7. Zusammenfassung

Bei Patienten mit akutem Lungenversagen ist die intermittierende Bauchlagerung eine

auf vielen Intensivstationen etablierte Methode zur Verbesserung des pulmonalen

Gasaustausches. In mehreren Studien wurde durch diese Therapiemaßnahme in etwa

60-80% der Patienten mit akutem Lungenversagen eine klinisch relevante

Verbesserung der Oxygenierung erreicht, welche in Folge einer Reduktion der

inspiratorischen Sauerstoffkonzentration (FIO2) und der Beatmungsdrücke ermöglichte

[44, 45, 56, 59, 66].Trotzdem konnten vier multizentrische prospektiv randomisierte

Studien [64, 65, 66, 78] keinen Überlebensvorteil durch die systematische Anwendung

der Bauchlage bei Patienten aufzeigen. Dies lag wahrscheinlich an dem geringen

Stichprobenumfang der jeweiligen Untersuchungen. Daher konnten Sud et al. durch

Zusammenführen der aktuell verfügbaren Daten in einer Metaanalyse erstmalig

nachweisen, dass die Bauchlage tatsächlich die Überlebensrate bei Patienten mit

einem PaO2/FiO2 <100 mmHg signifikant verbessert [80]. Dieses Ergebnis unterstreicht

den hohen Stellenwert der Bauchlage bei der Behandlung des akuten

Lungenversagens.

Die Technik der Bauchlage ist bei sorgfältiger Durchführung, Vorbereitung sowie einer

guten Abstimmung zwischen pflegenden und ärztlichen Personal mit einer niedrigen

Inzidenz von schwerwiegenden Komplikationen verknüpft. Bei entsprechender Routine

ist die Bauchlagerung nicht als ein extrem aufwändiges Verfahren anzusehen.

Die physiologischen Effekte der Bauchlagerung sind mittlerweile gut untersucht [53].

Bauchlagerung bewirkt eine Reduktion des Pleuradruckgradienten, eine Verbesserung

der respiratorischen Mechanik und der Atemgasverteilung sowie eine

Homogenisierung des bestehenden Ventilations-Perfusions-Missverhältnisses.

Trotz der beschriebenen Effekte scheint laut einer Umfrage auf deutschen

Intensivstationen die 135°-Bauchlagerung die bevorzugte Lagerungsform zu sein, als

deren Vorteile wohl der größere Komfort und die erleichterte Pflege angesehen werden

[92]. In der prospektiven Studie von Bein et al. wurde gezeigt, dass die 135°-

Bauchlagerung einen schwächeren Effekt auf die Steigerung der Oxygenierung ausübt

und auch bei dieser Lagerungsmethode eine „Non-Responder-Rate“ vorhanden ist.

Darüber hinaus wurde nur bei der kompletten Bauchlagerung eine Steigerung der

statischen Lungencompliance beobachtet. Eine mögliche Erklärung dafür ist, das die

Veränderung hydrostatischer Kräfte, die das kollabierte Lungenparachym zur

Wiedereröffnung veranlassen während der 135°- Lagerung nicht ausreichend ist [83].

Bei der Analyse der Subgruppe von Patienten mit schweren Lungenversagen wurde

der Unterschied beider Lagerungsmanöver in der Steigerung der Oxygenierung

Stellenwert der 180°-Bauchlage bei der Behandlung des akuten Lungenversagens Sylvia Köppen

Seite 34

besonders deutlich (135°-Bauchlage 57,1% vs. 180°-Bauchlage 91,6%). Daher sollte

bei Patienten mit schwerem Lungenversagen die 180°-Bauchlage bevorzugt werden.

Die 135° -Bauchlagerung ist zum prophylaktischen Einsatz, zur Sekretmobilisierung,

sowie zur Vermeidung nosokomialer Pneumonien und zur Atelektasenprävention bei

moderater Einschränkung der Lungenfunktion vorzuziehen.

Die kontinuierliche laterale Rotationstherapie hat ihren Einsatzschwerpunkt in der

Prävention von pulmonalen Komplikationen und Oxygenierungsstörungen bei

immobilisierten beatmeten Patienten, die aufgrund ihres Schädigungsmusters (z. B.

Kopfverletzungen, orthopädische Verletzungen oder Wirbelsäulenverletzungen) keine

übliche Lagerungstherapie erfahren können. Beim Einsatz in der Therapie ist der

Aspekt des langsamen Wirkungseintritts gegenüber der 180°- Bauchlagerung zu

beachten. Ein vergleichbarer Effekt zeigt sich mit deutlicher Verzögerung erst nach

einer Dauer von etwa 72 Stunden [90]. Wie die 135°-Bauchlagerung kann die

kontinuierliche laterale Rotationstherapie dazu beitragen die Inzidenz nosokomialer

Pneumonien bei Intensivpatienten zu vermindern [91].

7.1. Fazit für die Praxis

Beim schweren akuten Lungenversagen mit lebensbedrohlicher Hypoxämie

(PaO2/FiO2 <100 mmHg) ist die Bauchlagerung eine geeignete Therapieoption zur

Verbesserung des Gasaustausches und zur Erhöhung der Überlebensrate.

Bei nicht lebensbedrohlicher Hypoxämie kann die Bauchlagerung zur Verbesserung

der arteriellen Oxygenierung und zur Lungenprotektion eingesetzt werden. Zur

Pneumonieprophylaxe eignen sich vor allem die 135°-Bauchlage und die

kontinuierliche laterale Rotationstherapie. Bei Kontraindikationen zur Bauchlage

(Instabilität der Wirbelsäule, erhöhter intrakranieller Druck) kann die kontinuierliche

laterale Rotationstherapie hilfreich sein. Bei unilateraler Lungenschädigung ist die

135°-Bauchlagerung zur Verbesserung der Oxygenierung angezeigt.

8. Bauchlagerung

8.1. Praktische Durchführung am Universitätsklinikum Leipzig

Die Lagerung wird in Abhängigkeit vom Körpergewicht des Patienten sowie von der

Invasivität der Therapie (Drainagen, Katheter, Extensionen) von 2-4 Pflegenden und

einem Arzt durchgeführt.

• Festlegung des Vorgehens und des optimalen Zeitpunktes im Rahmen des

Routineablaufs des Tages. Empfehlenswert ist die Wahl eines „stressarmen“

Zeitfensters.

Stellenwert der 180°-Bauchlage bei der Behandlung des akuten Lungenversagens Sylvia Köppen

Seite 35

• Bereitstellen der Lagerungshilfsmittel (Kopf, Thorax, Becken).

• Katheter, Drainagen, auf denen der Patient eventuell liegen wird, polstern,

sichern und eventuell verlängern.

• Bei oral intubierten Patienten den Tubus gut sichern.

• Bei tracheotomierten Patienten auf die richtige Platzierung der Kanüle achten

• Augen des Patienten müssen vor Austrocknung und Beschädigung geschützt

werden (Okklusionsverband).

• Für das Drehmanöver ist eine vertiefte Analgosedierung (RASS- Score ≥ -3)

erforderlich, um Husten, Pressen oder Regurgitation zu vermeiden. Nach dem

Lagerungsmanöver kann die Analgosedierung wieder reduziert werden.

• Die Anlage einer Magensonde ist obligat.

• Die Beatmung sollte druckkontrolliert erfolgen, wobei die inspiratorische

fraktionelle Sauerstoffkonzentration (FiO2) zum Lagerungszeitpunkt 1,0

betragen sollte.

• EKG Kabel und nicht lebensnotwenige Infusionsleitungen werden für den

Drehvorgang entfernt.

• Während des Drehmanövers ist eine Überwachung mittels Pulsoxymetrie

erforderlich.

• Zur Durchführung des Drehmanövers sind verschiedene Techniken

beschrieben. Es ist ratsam sich auf die Lagerungstechnik, die allen Beteiligten

vertraut ist, zu beschränken.

• Nach dem Drehmanöver erfolgen spezielle Maßnahmen zur Druckentlastung im

Kopfbereich, im Bereich des Beckens, der Knie und Fußrücken.

• Kontrolle des Tubus/ Trachealkanüle.

• Das Monitoring komplettieren.

• Nach vollzogenem Lagerungsmanöver und anschließender Stabilisierungs-

phase ist die Wirksamkeit durch eine Blutgasanalyse zu kontrollieren und zu

prüfen, ob die Beatmungseinstellungen modifiziert werden können (Rücknahme

von FiO2 und Spitzendruck).

• Kopf und Arme sollten während der Bauchlage in kürzeren Intervallen

umgelagert werden (Mikrolagerung).

Stellenwert der 180°-Bauchlage bei der Behandlung des akuten Lungenversagens Sylvia Köppen

Seite 36

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