Masterarbeit

Vergleich der therapeutischen Wirksamkeit unterschiedlicher PAP-Systeme in der postoperativen

Atemtherapie bei chirurgischen Intensivpatienten und Intensivpatientinnen.

Eingereicht von

Christine Pichler

zur Erlangung des akademischen Grades

Master of Science

in Kardiorespiratorischer Physiotherapie

an der

Medizinischen Universität Graz

ausgeführt im Rahmen des

Universitätslehrganges Master of Science in

Kardiorespiratorischer Physiotherapie

Unter Anleitung von Prim. Univ.-Doz. Dr. Wolfgang Oczenski

Graz, Jänner, 2018

II

Eidesstattliche Erklärung

Ich erkläre ehrenwörtlich, dass ich die vorliegende Arbeit selbstständig und ohne

fremde Hilfe verfasst habe, andere als die angegebenen Quellen nicht verwendet

habe und die den benutzten Quellen wörtlich oder inhaltlich entnommenen Stellen

als solche kenntlich gemacht habe.

Wien, 02. Jänner 2018 Christine Pichler

III

Inhaltsverzeichnis

Eidesstattliche Erklärung .................................................................................................... II

Inhaltsverzeichnis ............................................................................................................... III

Abkürzungsverzeichnis ....................................................................................................... V

Abbildungsverzeichnis ....................................................................................................... VI

Tabellenverzeichnis ........................................................................................................... VII

Zusammenfassung ........................................................................................................... VIII

Abstract ................................................................................................................................ X

1. Einleitung ...................................................................................................................... 1

1.1 Pathophysiologischer Hintergrund ......................................................................... 2

1.1.1 Respiratorische Insuffizienz ........................................................................ 3

1.1.2 Pathomechanismen der postoperativen pulmonalen Funktionseinschrän-

kungen ....................................................................................................... 5

1.2 Atemtherapie ......................................................................................................... 8

1.2.1 Konservative Atemtherapie ......................................................................... 9

1.2.2 Apparative Atemtherapie .......................................................................... 10

1.3 Positiver Atemwegsdruck (PAP) .......................................................................... 11

1.3.1 Positive Endexpiratory Pressure (PEEP) .................................................. 11

1.3.2 Expiratory Positive Airway Pressure (EPAP) ............................................ 11

1.3.3 Continuous Positive Airway Pressure (CPAP) .......................................... 12

1.4 Neue Formen der apparativen Atemtherapie mit positivem exspiratorischem

Atemwegsdruck (EPAP)....................................................................................... 16

1.4.1 High-Flow-Oxygen-Therapy (HFOT) ......................................................... 16

1.4.2 EzPAP® .................................................................................................... 20

1.5 Zusammenfassung .............................................................................................. 23

2. Material und Methoden ............................................................................................... 24

2.1 Ein- und Ausschlusskriterien ................................................................................ 24

2.2 Studienauswahl ................................................................................................... 25

2.3 Ziele der deskriptiven Untersuchung .................................................................... 26

2.4 Auswertungsmethodik .......................................................................................... 27

3. Ergebnisse .................................................................................................................. 28

3.1 Ergebnis der Literaturrecherche ........................................................................... 28

3.2 Ergebnisse zu den Forschungszielen................................................................... 28

3.2.1 Forschungsziel 1 ...................................................................................... 28

3.2.2 Forschungsziel 2 ...................................................................................... 29

IV

3.3 Darstellung der Ergebnisse zu Forschungsziel 2 ................................................. 40

4. Diskussion ................................................................................................................... 45

5. Literaturverzeichnis .................................................................................................... 53

V

Abkürzungsverzeichnis

BiPAP Bilevel Positive Airway Pressure

BMI Body Mass Index

COPD Chronic Obstructive Pulmonary Disease

CPAP Continuous Positive Airway Pressure

EF Ejection Fraction

EPAP Endexpiratory Positive Airway Pressure

EzPAP® Easy Positive Airway Pressure

FiO2 Fraction of Inspired Oxygen

FRC Functional Residual Capacity

HFFM High-Flow-Face-Mask

HFOT High-Flow-Oxygen-Therapy

IMCU Intermediate Care Unit

IPPB Intermittent Positive Pressure Breathing

IR-PEP Inspiratory Resistance-Positive Expiratory Pressure

nCPAP Nasal Continuous Positive Airway Pressure

NIPSV Noninvasive Pressure Support Ventilation

NIV Noninvasive Ventilation

PaCO2 Partial Pressure of Carbon Dioxide in Arterial Blood

PaO2 Partial Pressure of Oxygen in Arterial Blood

PAP Positive Airway Pressure

PEEP Positive Endexpiratory Pressure

PEP Positive Expiratory Pressure

PPK Postoperative Pulmonale Komplikationen

SaO2 Arterial Oxygen Saturation

SpO2 Peripheral Oxygen Saturation

VI

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Continuous-Flow-CPAP-System...................................................................... 13

Abbildung 2: Spezifische Nasenkanülen (Prongs), Optiflow™, Fisher & Paykel .................... 17

Abbildung 3: POINT – MaxVenturi™ 120, Armstrong Medical ............................................... 18

Abbildung 4: Airvo™ 2, Fisher & Paykel ................................................................................ 18

Abbildung 5: EzPAP® Positive Airway Pressure System, Portex®, Smiths Medical .............. 22

VII

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Übersicht über die postoperativen pulmonalen Komplikationen ............................. 3

Tabelle 2: Klinische Symptome der respiratorischen Insuffizienz ........................................... 4

Tabelle 3: Pulmonale Risikofaktoren ...................................................................................... 6

Tabelle 4: Konservative atemtherapeutische Verfahren ......................................................... 9

Tabelle 5: Methoden der apparativen Atemtherapie ............................................................. 10

Tabelle 6: Indikationen für die HFOT ................................................................................... 20

Tabelle 7: Indikationen für die EzPAP®-Therapie ................................................................. 22

Tabelle 8: Ein- und Ausschlusskriterien ............................................................................... 25

Tabelle 9: Reintubationsrate bei der HFOT .......................................................................... 41

Tabelle 10: Reintubationsrate bei der CPAP-Therapie ......................................................... 42

Tabelle 11: Verweildauer auf der Intensivstation bei der HFOT ........................................... 43

Tabelle 12: Verweildauer auf der Intensivstation bei der CPAP-Therapie ............................ 44

VIII

Zusammenfassung

Nach großen bauchchirurgischen und thorakalen Eingriffen stellen postoperative

pulmonale Funktionseinschränkungen ein erhebliches Risiko dar, die auch eine

Intensivtherapie erforderlich machen können. Um die Patienten und Patientinnen

bestmöglich betreuen zu können, wurden neue apparative Atemhilfen entwickelt.

Der gemeinsame therapeutische Wirkmechanismus dieser Atemtherapiegeräte

basiert auf einem positiven Atemwegsdruck.

Der vorliegende Literaturreview untersucht mittels vergleichender deskriptiver Me-

thodik die therapeutische Wirksamkeit der High-Flow-Oxygen-Therapy (HFOT)

sowie der EzPAP®-Therapie bei chirurgischen Intensivpatienten und Intensivpati-

entinnen im Vergleich zu konventionellen Continuous Positive Airway Pressure

(CPAP)-Systemen. Als Zielparameter hierfür werden die Intubationsrate bzw.

Reintubationsrate und die Verweildauer herangezogen.

Das wesentliche Ergebnis des vorliegenden Literaturreviews ist, dass sowohl die

HFOT als auch die EzPAP®-Therapie eine hohe therapeutische Wirksamkeit auf-

weisen und hinsichtlich der Reintubationsrate einer konventionellen Sauerstoffthe-

rapie signifikant überlegen sind. Auch zeigen die Studienergebnisse, dass die

neuen apparativen Atemhilfen im Vergleich zu einer konventionellen CPAP-

Therapie als zumindest gleichwertig anzusehen sind. Trotz Verminderung der In-

tubations- bzw. Reintubationsrate konnte keine Verkürzung der Verweildauer auf

der Intensivstation gezeigt werden.

Obwohl alle untersuchten Atemtherapiegeräte auf dem gemeinsamen therapeuti-

schen Wirkmechanismus des positiven Atemwegsdruckes basieren, sprechen vie-

le Vorteile für einen breiten Einsatz der neuen apparativen Atemhilfen. Sowohl die

HFOT als auch die EzPAP®-Therapie führen zu einer Verbesserung des Gasaus-

tausches durch alveoläre Rekrutierung und Schienung der kleinen Atemwege mit

konsekutiver Reduktion der Atemarbeit. Darüber hinaus führt die HFOT zu einer

Auswaschung des Kohlendioxidgehaltes im anatomischen Totraum und in der

Folge zu einer Abnahme des arteriellen Kohlendioxidgehaltes. Die Aufrechterhal-

tung der physiologischen Atemgaskonditionierung verbessert die mukoziliäre

Clearance. Die nasale Applikation der HFOT ermöglicht das Sprechen, Essen und

Trinken während der Atemtherapie. Diese Effekte bleiben bei gleichem Therapie-

erfolg wichtige Kriterien dafür, die neuen Atemtherapiegeräte zu bevorzugen.

IX

Durch die erhöhte Akzeptanz der HFOT und der EzPAP®-Therapie im Vergleich

zu konventionellen CPAP-Systemen, kann die Atemtherapie auch über einen län-

geren Zeitraum kontinuierlich angewendet werden, wodurch die therapeutische

Wirksamkeit erhöht wird.

Vor dem Hintergrund der derzeit verfügbaren Literatur stellen beide Methoden ei-

ne wichtige Ergänzung in einem ganzheitlichen Atemtherapiekonzept dar, indem

sie sowohl als Alternative als auch in Kombination mit den herkömmlichen Verfah-

ren eingesetzt werden können. Sowohl die HFOT als auch die EzPAP®-Therapie

leisten einen wichtigen klinischen Beitrag zum Therapieerfolg unserer Patienten

und Patientinnen auf der Intensivstation.

X

Abstract

After major abdominal and cardiothoracic surgery postoperative pulmonary com-

plications contain a considerable risk requiring intensive care therapy in many

cases. In the last years new respiratory devices were developed to treat patients

under the best possible conditions. The therapeutic mechanism of these devices is

based on a positive airway pressure.

The present review investigates the therapeutic effectiveness of the high-flow-

oxygen-therapy (HFOT) and the EzPAP®-therapy compared to conventional con-

tinuous positive airway pressure (CPAP)-systems in surgical intensive care pa-

tients. Using a comparative descriptive method the intubation rate, respectively the

reintubation rate and the length of intensive care unit stay are used as outcome

parameters.

The main finding of the present review is that HFOT and EzPAP®-therapy exhibit a

high therapeutic effectiveness and are at least comparable to the conventional

CPAP-therapy. Regarding to reintubation rates both devices are superior to con-

ventional oxygen therapy. Despite of lower reintubation rates, no difference in the

length of stay at the intensive care unit could be detected.

Although all examined devices are based on the same therapeutic mechanism, the

new devices have crucial advantages enabling an expanded time of application.

Both respiratory devices improve the gas exchange by alveolar recruitment and

keeping the small airways open with subsequent reduction of the work of breath-

ing. Furthermore, HFOT washes out the carbon dioxide of the anatomical dead-

space and consequently leading to a reduction of the arterial carbon dioxide ten-

sion. The physiological respiratory gas conditioning improves the mucociliary

clearance. The nasal application of HFOT allows the patients to speak, eat and

drink during the respiratory therapy. These effects represent important criteria to

favor the new devices. By increased acceptance of HFOT and EzPAP®-therapy

compared to conventional CPAP-systems, the new respiratory devices can be

continuously applied for a longer period of time so that the therapeutic effective-

ness increases.

In the light of the recent available literature the new respiratory devices are a

meaningful addition in a holistic therapeutic respiratory concept. Both HFOT as

well as EzPAP®-therapy can be used as an alternative or in combination with the

XI

conventional respiratory techniques and provide an important contribution to the

therapeutic success of our surgical intensive care patients.

1

1. Einleitung

Große bauchchirurgische und thorakale Operationen führen zu ausgeprägten pa-

thophysiologischen Veränderungen der Lungenfunktion. Diese postoperativen

pulmonalen Funktionseinschränkungen sind die Ursache, weshalb der Patient o-

der die Patientin nach der Operation nicht im OP extubiert und über den Aufwach-

raum auf die Normalstation transferiert werden kann, sondern auf der Intensivsta-

tion einer weiterführenden Behandlung bedarf. Ziel der intensivmedizinischen Be-

handlung ist die rasche postoperative Stabilisierung der Vitalparameter mit Ver-

besserung der pulmonalen Funktion. Das Bestreben der Intensivmedizin ist die

rasche Entwöhnung vom Beatmungsgerät mit Extubation zum frühest möglichen

Zeitpunkt, eine adäquate Schmerztherapie sowie die frühzeitige Mobilisierung des

Patienten oder der Patientin. Diese Behandlungsmaßnahmen sind Teil des multi-

modalen Fast-Track-Konzeptes, welches maßgebend zu einer möglichst kurzen

Verweildauer der Patienten und Patientinnen auf der Intensivstation beiträgt.

Zur Behandlung der postoperativen pulmonalen Funktionseinschränkungen kom-

men mehrere atemtherapeutische Verfahren zum Einsatz. Zusätzlich zu den etab-

lierten konventionellen Continuous Positive Airway Pressure (CPAP)-Systemen

haben neue Methoden der apparativen Atemtherapie wie High-Flow-Oxygen-

Therapy (HFOT) und EzPAP®-Therapie Einzug in die Intensivmedizin gehalten.

Um chirurgische Intensivpatienten und Intensivpatientinnen bestmöglich betreuen

zu können ist es wichtig, die Funktionsprinzipien und die therapeutische Wirksam-

keit dieser einzelnen Atemtherapiegeräte zu kennen.

Es gibt evidenzbasiertes Wissen, dass ein frühzeitiger Einsatz von CPAP nach

großen bauchchirurgischen Operationen zu einer Verringerung der Inzidenz von

postoperativen pulmonalen Komplikationen (PPK) führt (Squadrone et al. 2005).

Zu den neuen Verfahren der apparativen Atemtherapie wie HFOT und EzPAP®-

Therapie gibt es Studienergebnisse, auf die im Rahmen der vorliegenden Arbeit

ausführlich eingegangen wird. Obwohl mehrere Studien die Wirksamkeit der neu-

en Verfahren der apparativen Atemtherapie belegen, bleibt die Frage offen, ob die

HFOT und die EzPAP®-Therapie eine gleichwertige oder vielleicht sogar bessere

Alternative zu den bereits etablierten konventionellen CPAP-Systemen darstellen.

Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die Effektivität der neuen technischen Verfah-

2

ren der apparativen Atemtherapie aufzuzeigen und deren Ergebnisse zu diskutie-

ren.

Die Forschungsfrage lautet daher „Sind HFOT und EzPAP®-Therapie eine klini-

sche Alternative zu den konventionellen CPAP-Systemen bei chirurgischen Inten-

sivpatienten und Intensivpatientinnen?“. Der wissenschaftliche Neuwert liegt in der

Gegenüberstellung der therapeutischen Wirksamkeit der neuen apparativen

Atemhilfen im Vergleich zu den konventionellen Verfahren bei Intensivpatienten

und Intensivpatientinnen nach großen operativen Eingriffen. Ziel ist es die thera-

peutische Wirksamkeit von HFOT und EzPAP® mit den konventionellen CPAP-

Systemen zu vergleichen und zu erfassen, welches Verfahren der apparativen

Atemtherapie die geeignetste Methode für postoperative Intensivpatienten und

Intensivpatientinnen darstellt. In dem vorliegenden systematischen Review werden

mittels vergleichender Methode aktuelle Studien zu den neuen technischen Ent-

wicklungen der apparativen Atemtherapie deskriptiv erörtert und die Ergebnisse im

Hinblick auf eine evidenzbasierte Atemtherapie diskutiert.

Große abdominelle und thorakale operative Eingriffe führen zu weitreichenden

pathophysiologischen und klinischen Veränderungen. Diese pulmonalen Funkti-

onseinschränkungen machen bei vielen Intensivpatienten und Intensivpatientinnen

den Einsatz einer apparativen Atemtherapie nach der Extubation notwendig. Im

folgenden Kapitel wird der pathophysiologische Hintergrund der postoperativen

pulmonalen Funktionseinschränkungen beschrieben.

1.1 Pathophysiologischer Hintergrund

In Abhängigkeit der Größe, Lokalisation und Dauer eines operativen Eingriffes

kommt es zum Auftreten von pulmonalen Funktionseinschränkungen bzw. Kompli-

kationen, die auch eine postoperative Intensivtherapie erfordern (Böhm & Bangert

2000). Eine Übersicht über postoperative pulmonale Komplikationen wird in Tabel-

le 1 gegeben.

3

Tabelle 1: Übersicht über die postoperativen pulmonalen Komplikationen (In Anlehnung an Pappert & Thomaschewski 2008)

Postoperative pulmonale Komplikationen

- Respiratorische Insuffizienz

- Hypoxämie/Hyperkapnie

- Dystelektasen/Atelektasen

- Sekretretention (Mukostase)

- Pleuraerguss

- Lungenödem

- Bronchospasmus

- Bronchopneumonie

- Exazerbation einer chronisch obstruktiven Atemwegserkrankung (COPD)

- Pneumothorax

1.1.1 Respiratorische Insuffizienz

Eine respiratorische Insuffizienz liegt vor, wenn der Patient oder die Patientin die

für einen adäquaten Gasaustausch notwendige Atemarbeit nicht mehr leisten

kann und die Lunge das arterielle Blut nicht ausreichend mit Sauerstoff anreichern

kann, bzw. das Kohlendioxid nur mehr ungenügend abgeatmet wird. Klinisches

Leitsymptom der akuten respiratorischen Insuffizienz ist eine erhöhte Atemfre-

quenz von > 35/min (= Tachypnoe). Die klinischen Symptome der respiratorischen

Insuffizienz sind in Tabelle 2 zusammengefasst.

4

Tabelle 2: Klinische Symptome der respiratorischen Insuffizienz (In Anlehnung an Oczenski 2012, S. 191)

Klinische Symptome der respiratorischen Insuffizienz

Zeichen der respiratorischen Insuffizienz sind:

- Tachypnoe (Leitsymptom)

- Abnahme des Atemzugvolumens

- Paradoxe Atmung (Schaukelatmung mit inspiratorischen abdominellen

Einziehungen)

- Einsatz der Atemhilfsmuskulatur

- Dyspnoe (fakultativ)

- Zyanose (fakultativ)

- Erhöhter Sympathikotonus

Psychomotorische Unruhe

Schwitzen

Tachykardie

Hypertonie

Anhand der Blutgasanalyse kann eine Aussage über Ausmaß und Art der Atemin-

suffizienz gemacht werden. Von einer respiratorischen Partialinsuffizienz spricht

man bei einem Abfall des arteriellen Sauerstoffpartialdruckes (PaO2) auf < 65

mmHg (= Hypoxämie) bei normalem oder erniedrigtem arteriellen Kohlendi-

oxidpartialdruck (PaCO2) von 35-45 mmHg oder < 35 mmHg. Die Hypoxämie führt

zu einer kompensatorischen Hyperventilation (= Bedarfshyperventilation). Kann

der PaO2 unter kompensatorischer Hyperventilation, das heißt bei einem erniedrig-

ten PaCO2, normalisiert werden, spricht man von einer latenten Hypoxämie. Von

einer respiratorischen Globalinsuffizienz spricht man bei einem Abfall des PaO2

auf < 65 mmHg bei einem erhöhten PaCO2 von > 45 mmHg (= Hyperkapnie). Die

Hyperkapnie ist Ausdruck einer erschöpften Atemmuskulatur (Oczenski 2012,

S.191-192).

5

Formen der respiratorischen Insuffizienz

Die respiratorische Insuffizienz lässt sich in ein

- Oxygenationsversagen (= Lungenparenchymversagen) und in ein

- Ventilationsversagen (= pulmonales Pumpversagen)

unterteilen. Beim Oxygenationsversagen kommt es zu einem Verlust von funktio-

nellem Lungengewebe, sodass in der Folge die Sauerstoffversorgung der Organe

nicht mehr ausreichend gewährleistet ist. Als häufigste Ursachen für ein Lungen-

parenchymversagen sind ausgedehnte Atelektasen, pneumonische Infiltrate oder

ein Lungenödem zu nennen.

Ein Ventilationsversagen liegt vor, wenn Kohlendioxid nicht adäquat abgeatmet

werden kann, wodurch eine Hyperkapnie entsteht. Als häufigste Ursachen für eine

Hypoventilation sind obstruktive und restriktive Ventilationsstörungen (z.B. COPD,

Lungenfibrose), Störungen des zentralen Atemantriebes (z.B. Intoxikation) sowie

neuromuskuläre Erkrankungen (z.B. degenerative Muskelerkrankungen, Polyneu-

ritiden) zu nennen.

Für das Ausmaß und den Schweregrad von postoperativen pulmonalen Funkti-

onseinschränkungen ist das Vorhandensein präoperativer pulmonaler Risikofakto-

ren von wesentlicher klinischer Bedeutung. Auf die verschiedenen Pathomecha-

nismen, die zu postoperativen Lungenfunktionsstörungen führen, wird im folgen-

den Kapitel näher eingegangen.

1.1.2 Pathomechanismen der postoperativen pulmonalen Funkti-

onseinschränkungen

Durch operative Eingriffe kommt es zu einer Beeinträchtigung der Atemmechanik

und zu einer Verschlechterung des pulmonalen Gasaustausches. Durch diese

postoperativ auftretenden Lungenveränderungen kommt es zu einer Verminde-

rung der Lungenvolumina sowie zu einer Erniedrigung des Sauerstoffpartialdru-

ckes (Pappert & Thomaschewski 2008). Die wichtigsten Risikofaktoren für das

Auftreten von postoperativen pulmonalen Komplikationen sind in Tabelle 3 zu-

sammengefasst. Die COPD stellt einen besonders bedeutsamen Risikofaktor dar,

da diese Krankheit zu den häufigsten Ursachen für ein postoperatives Ventilati-

onsversagen zählt.

6

Tabelle 3: Pulmonale Risikofaktoren (In Anlehnung an Pappert & Thomaschewski 2008)

Pulmonale Risikofaktoren

Die wichtigsten Risikofaktoren sind:

- Nikotinabusus

- COPD

- Alter > 70 Jahre

- Mangelernährung (Kachexie)

- Adipositas permagna

- Zwerchfellnahe Eingriffe

- Operationsdauer > 4 Stunden

Nach Einleitung einer Allgemeinanästhesie kommt es durch die fehlende Spon-

tanatmung zu einer Abnahme der funktionellen Residualkapazität (FRC) um etwa

20–30%. Diese Veränderungen sind durch die Ausbildung von vor allem dorsoba-

sal lokalisierten Atelektasen bedingt und bereits wenige Minuten nach Narkoseein-

leitung auch computertomografisch nachweisbar (Westhoff 2007). Die Abnahme

der FRC ist Ursache für die Verschlechterung des pulmonalen Gasaustausches.

Aus diesem Grund ist es von klinischer Wichtigkeit, die FRC über dem Ver-

schlussvolumen (= Closing Volume) zu halten, sodass die gasaustauschende

Oberfläche erhalten bleibt. Die Verminderung der FRC ist vor allem durch den in

Rückenlage zunehmenden intraabdominellen Druck der Baucheingeweide mit

Verlagerung des Zwerchfells nach kranial zurückzuführen. Der im Wachzustand

auch endexspiratorisch bestehende Tonus der Atemmuskulatur verhindert eine

Verlagerung der intraabdominellen Organe nach kranial (Hedenstierna et al.

1985). Die Einschränkung der FRC ist bei Adipositas, nach abdominalchirurgi-

schen und thoraxchirurgischen Eingriffen sowie im höheren Lebensalter beson-

ders ausgeprägt (Böhm & Bangert 2000). Postoperative Schmerzen und Immobili-

sation verhindern zusätzlich eine ausreichend tiefe Atmung, welche für eine Öff-

nung von Dystelektasen/Atelektasen und für die Wiederherstellung einer normalen

FRC notwendig wäre.

Die Veränderungen der Lungenfunktion sind weitgehend unabhängig von der

Auswahl der gewählten Narkotika bzw. der Narkoseform (Inhalationsanästhesie

oder intravenöse Anästhesie) (Strandberg et al. 1986). Durch die Verminderung

7

der FRC nimmt vor allem im höheren Lebensalter die Kollapsneigung der periphe-

ren Atemwege zu. Auch intraoperative Sekretretention trägt zur Verlegung und

zum Verschluss der kleinen Atemwege bei. In den nachgeschalteten Alveolen

führt dies zum Einschluss von Atemgas (= Air trapping) mit konsekutiver Ausbil-

dung von weiteren Atelektasen. Die Reduktion der FRC nach Narkoseeinleitung

geht mit einer Abnahme der respiratorischen Compliance einher, da die Retrakti-

onskräfte des Thorax vermindert sind (Hachenberg & Pfeiffer 1999). Die Herab-

setzung des basalen Zwerchfelltonus durch Anästhetika und Muskelrelaxantien

begünstigt die Kompression dorsobasaler Lungenkompartimente. Das Ausmaß

der Atelektasen korreliert mit der Höhe des intrapulmonalen Rechts-Links-Shunts

(Böhm & Bangert 2000). Der Schweregrad der Hypoxämie hängt von der Höhe

des intrapulmonalen Rechts-Links-Shunts ab, der seinerseits von der Effektivität

der hypoxischen Vasokonstriktion (= Euler-Liljestrand-Mechanismus) maßgebend

beeinflusst wird. Die hypoxische pulmonale Vasokonstriktion ist eine physiologi-

sche Reaktion zur Verbesserung des Ventilations-/Perfusionsverhältnisses in min-

derbelüfteten Lungenarealen. Durch die reflektorische Vasokonstriktion in schlecht

ventilierten Lungenkompartimenten kommt es zu einer Blutumverteilung in besser

belüftete Lungenareale. Die Folge ist eine Abnahme des intrapulmonalen Rechts-

Links-Shunts mit konsekutivem Anstieg des PaO2 (Max & Dembinski 2000).

Insbesondere nach Oberbauchlaparotomien und Thorakotomien kommt es zu ei-

ner klinisch bedeutsamen Herabsetzung der Lungenfunktion, die sich am besten

als „akute Restriktion aller Lungenvolumina“ beschreiben lässt. Die Herabsetzung

der Lungenvolumina ist bedingt durch:

- Operationsbedingte, vor allem dorsobasale Atelektasen

- Wundschmerzen mit konsekutiver „Schonatmung“

- Schmerzbedingte Verminderung des Hustenstoßes

- Erhöhter intraabdomineller Druck unterschiedlicher Genese

- Nachwirkung von Narkotika und Muskelrelaxantien

Der Patient oder die Patientin atmet oberflächlich und kann schmerzbedingt nicht

suffizient abhusten. Sekretretentionen begünstigen die Ausbildung von Atelekta-

sen und erhöhen die Gefahr einer postoperativen Pneumonie. Die Lokalisation

des chirurgischen Eingriffs wirkt sich maßgebend auf die Häufigkeit von postope-

rativen pulmonalen Komplikationen aus. Das höchste Risiko bergen offene Ober-

8

baucheingriffe, Thorakotomien und Zwei-Höhlen-Eingriffe. Darüber hinaus erhöht

eine Operationsdauer von länger als 4 Stunden die Häufigkeit von postoperativen

pulmonalen Komplikationen (Jackson 1988; Kroenke et al. 1992). Auch ein erhöh-

ter intraoperativer Blutverlust, der eine Massivtransfusion notwendig macht, be-

günstigt das Auftreten einer transfusionsassoziierten akuten respiratorischen In-

suffizienz. Die postoperativen Einschränkungen der Lungenfunktion normalisieren

sich erst nach 1-3 Wochen in Abhängigkeit von der Größe des operativen Ein-

griffs.

Prophylaxe perioperativer pulmonaler Funktionsstörungen

Durch eine präoperative Atemtherapie kann die Lungenfunktion verbessert werden

und in der Folge die Inzidenz sowie das Ausmaß an postoperativen pulmonalen

Funktionseinschränkungen reduziert werden. Etablierte therapeutische Maßnah-

men zur Minimierung von postoperativen pulmonalen Komplikationen sind die

Atemtherapie nach Extubation, das Schmerzmanagement und die Frühmobilisati-

on. Diese Therapieverfahren sind wesentliche Komponenten des multimodalen

Fast-Track-Konzeptes, welches maßgebend zur Verbesserung postoperativer Or-

ganfunktionsstörungen beiträgt. Eine suffiziente Schmerztherapie ermöglicht die

frühzeitige Mobilisierung. Die Atemtherapie in Verbindung mit einer frühen posto-

perativen Mobilisation dient einer möglichst raschen Wiederherstellung einer nor-

malen Lungenfunktion (Pappert & Thomaschewski 2008).

Der pathophysiologische Hintergrund erklärt die Mechanismen für das Auftreten

von pulmonalen Funktionsstörungen nach abdominalchirurgischen und thoraxchi-

rurgischen Eingriffen sowie deren Auswirkungen auf die Atemmechanik und den

pulmonalen Gasaustausch. Zur Vorbeugung und Behandlung postoperativer pul-

monaler Funktionsstörungen stehen verschiedene Formen der Atemtherapie zur

Verfügung.

1.2 Atemtherapie

Die Atemtherapie spielt auf der Intensivstation bei Patienten und Patientinnen

nach großen bauchchirurgischen und thorakalen Eingriffen eine bedeutsame Rolle

und dient der Behandlung und Prophylaxe von postoperativen pulmonalen Funkti-

onseinschränkungen.

9

Als Ziele der postoperativen Atemtherapie sind zu nennen:

- Verbesserung des pulmonalen Gasaustausches

- Verbesserung des Ventilations-/Perfusionsverhältnisses

infolge von:

- Öffnung von Atelektasen und Atelektasenprophylaxe

- Verbesserung der Atemmuskelkraft

- Verbesserung der mukoziliären und tussiven Clearance

( Sekretmobilisation und Sekretelimination)

- Abnahme der Atemarbeit durch Ökonomisierung der Atmung

- Pneumonieprophylaxe

- Vermeidung einer Reintubation bei erneut auftretender drohender respirato-

rischer Erschöpfung

Die Atemtherapie gliedert sich in konservative und in apparative Verfahren.

1.2.1 Konservative Atemtherapie

Eine Übersicht über die verschiedenen Formen der konservativen Atemtherapie

wird in Tabelle 4 gegeben.

Tabelle 4: Konservative atemtherapeutische Verfahren

Konservative atemtherapeutische Verfahren

- Lagerungsmaßnahmen (z.B. Dehnlagerungen)

- Manuelle Techniken am Brustkorb

- Atemtechniken zur Verbesserung der mukoziliären Clearance (z.B. Active

Cycle of Breathing Technique, Autogene Drainage)

- Manuelle Hustenassistenz

- Allgemeine Mobilisierung

Da die einzelnen konservativen atemtherapeutischen Maßnahmen nicht Thema

der vorliegenden Masterarbeit sind, wird der Begriff nur aus didaktischen Gründen

erwähnt. Bezüglich einer genauen Beschreibung und Art der Durchführung der

einzelnen atemtherapeutischen Methoden sei auf die allgemeine physiotherapeu-

tische Literatur verwiesen.

10

1.2.2 Apparative Atemtherapie

Im Rahmen der apparativen Atemtherapie kommen folgende Verfahren zur An-

wendung (Tabelle 5):

Tabelle 5: Methoden der apparativen Atemtherapie

Methoden der apparativen Atemtherapie

- Incentive Spirometer

- Oszillierende PEP-Geräte

- Aerosoltherapie/Inhalationstherapie mit und ohne intermittierender Druck-

unterstützung – Intermittent Positive Pressure Breathing (IPPB)

- Apparatives Atemmuskeltraining

- Cough Assist

- Continuous Positive Airway Pressure (CPAP)-Therapie

- High-Flow-Oxygen-Therapy (HFOT)

- EzPAP®-Therapie

Der Incentive Spirometer dient der Inspirationsvertiefung und kann fluss- und/oder

volumenkontrolliert angewendet werden. Der Patient oder die Patientin wird zu

einer tiefen Inspiration mit kurzer endinspiratorischen Pause angeleitet. Dies führt

zu einer guten Belüftung der Lunge und einer Wiedereröffnung atelektatischer Be-

reiche. Die Exspiration soll lange und entspannt ausgeführt werden und nicht in

das Gerät erfolgen.

Oszillierende Positive Expiratory Pressure (PEP)-Geräte erzeugen einen Ausa-

temwiderstand, welcher einem exspiratorischen Kollaps der kleinen Atemwege

und Alveolen entgegenwirkt. Instabile Atemwege werden offengehalten und die

Ventilation der Lunge wird homogenisiert, wodurch die Sekretmobilisation erleich-

tert wird. Durch den Staudruck werden die Atemwege offengehalten, gleichzeitig

kommt es durch die Vibrationen der Luftwege zu einer Veränderung der Sekretei-

genschaften und zu einer Erleichterung der Sekretmobilisation. Als Beispiele für

oszillierende PEP-Geräte sind das Acapella® Choice und der Vario-Resistance-

Pressure (VRP) 1 Flutter® zu nennen.

Voraussetzung für ein Atemmuskeltraining ist das Messen der aktuellen Leis-

tungsfähigkeit der Atemmuskulatur mit Hilfe eines Manometers. Abhängig vom

maximalen inspiratorischen bzw. exspiratorischen Druck ergibt sich die Indikation

11

zum Atemmuskeltraining. Dieses wird in Form von Krafttraining und/oder Ausdau-

ertraining durchgeführt. Geräte für das Atemmuskeltraining sind z.B. das Respifit

S®, das Threshold IMT® oder das PEP/RMT™-System.

Der Cough Assist ist eine apparative mechanische Unterstützung zur Sekretmobi-

lisation und Sekretelimination. Das Gerät erzeugt einen Überdruck, wodurch die

Lunge mit Luft gefüllt wird und danach wird mittels Unterdruck das Sekret aus der

Lunge entfernt.

CPAP, HFOT und EzPAP® sind Geräte zur apparativen Atemtherapie mit positi-

vem exspiratorischem Atemwegsdruck, auf die im Rahmen der vorliegenden Ar-

beit ausführlich eingegangen wird.

1.3 Positiver Atemwegsdruck (PAP)

In diesem Kapitel werden verschiedene Begriffe des positiven Atemwegsdruckes

definiert und deren technische Realisierung vorgestellt. Da in der intensivmedizini-

schen Fachliteratur und in der täglichen Praxis die englischen Begriffe und Abkür-

zungen gebräuchlich sind, wird der Eindeutigkeit halber innerhalb der vorliegen-

den Arbeit auch die englischsprachige Terminologie beibehalten.

1.3.1 Positive Endexpiratory Pressure (PEEP)

Unter einem positiven endexspiratorischen Druck (PEEP) versteht man einen in

Bezug auf den atmosphärischen Druck positiven Druck in den Alveolen und in den

Atemwegen am Ende der Exspiration. Der Begriff PEEP wird in Zusammenhang

mit positiver Druckbeatmung verwendet. Der Patient oder die Patientin atmet nicht

mehr bis zum Druckausgleich aus, sondern es wird mittels eines PEEP-Ventils ein

positiver endexspiratorischer Druck in der Lunge aufrechterhalten.

1.3.2 Expiratory Positive Airway Pressure (EPAP)

Der Expiratory Positive Airway Pressure (EPAP) ist ein positiver exspiratorischer

Atemwegsdruck, der entsteht, wenn unter Spontanatmung die Exspiration gegen

einen Ausatemwiderstand erfolgt. Dieser Widerstand wird durch ein Exspirations-

ventil mit kleiner Öffnung erzeugt. Der Druck, der beim EPAP in den Atemwegen

12

entsteht, ist vom Strömungswiderstand abhängig, welcher der Atemluft beim Aus-

atmen entgegengebracht wird. Je kleiner die Öffnung des Ausatemventils ist, des-

to höher ist der Druck der in den Atemwegen bei der Exspiration entsteht.

1.3.3 Continuous Positive Airway Pressure (CPAP)

Die nicht druckunterstützte Spontanatmung mit kontinuierlichem positivem Atem-

wegsdruck wird als Continuous Positive Airway Pressure (CPAP) bezeichnet. Der

Patient oder die Patientin atmet spontan auf einem in Bezug auf den atmosphäri-

schen Druck positivem Atemwegsdruckniveau. Voraussetzung für eine CPAP-

Atmung ist ein ausreichender zentraler Atemantrieb sowie eine suffiziente Funkti-

on der Atemmuskulatur. CPAP kann über den Endotrachealtubus bzw. über eine

Trachealkanüle (= Tuben-CPAP), über eine dichtsitzende Gesichtsmaske (= Mas-

ken-CPAP) oder über eine nasale CPAP-Brille (= Nasen-CPAP) appliziert werden.

Darüber hinaus kommen auch CPAP-Helme zum Einsatz (z.B. CASTAR®, Star-

med). Voraussetzung für Masken- oder Helm-CPAP ist, dass der Patient oder die

Patientin wach und kooperativ ist.

Der positive Atemwegsdruck bewirkt einerseits eine Wiedereröffnung von atelekta-

tischen Lungenkompartimenten, andererseits wird der endexspiratorische Alveo-

larkollaps vermindert (= alveoläre Rekrutierung). Der positive Atemwegsdruck

wirkt als intrapulmonale Gerüstfunktion. Diese pneumatische Schienung hält Alve-

olen und kleine knorpelfreie Atemwege offen. Die Folge ist eine Zunahme bzw.

Normalisierung der FRC. Die Vergrößerung der endexspiratorischen Gasaus-

tauschfläche führt zu einer Abnahme des intrapulmonalen Rechts-Links-Shunts

und in der Folge zu einer Verbesserung des Gasaustausches sowie zu einer Ver-

minderung der Atemarbeit.

CPAP-Systeme werden unterteilt in (Oczenski 2012, S. 314-320):

- Continuous-Flow-CPAP-Systeme,

- Demand-Flow-CPAP-Systeme,

- Kombinations-CPAP-Systeme.

13

Continuous-Flow-CPAP-System

Diese Geräte bestehen aus einer Frischgasversorgung (Sauerstoff/Druckluft), ei-

nem inspiratorischen und exspiratorischen Beatmungsschlauch, einem elastischen

Atemgasreservoir und einem PEEP-Ventil (Abbildung 1). Als „Interface“ kommen

Singleport- oder Doppelport-CPAP-Masken zum Einsatz.

Abbildung 1: Continuous-Flow-CPAP-System (aus Oczenski, Thieme 2012, S. 314)

Für die Dosierung des Atemgasflusses und der inspiratorischen Sauerstoffkon-

zentration (FiO2) wird entweder ein Sauerstoffblender oder ein elektronischer

Frischgasmischer verwendet. Das Atemgas strömt kontinuierlich über den Inspira-

tionsschlauch zum Patienten oder zur Patientin. Im Inspirationsschenkel befindet

sich ein Rückschlagventil, welches bei zu geringem Frischgasfluss die Rückat-

mung in das Atemgasreservoir verhindert. Wenn der Atemwegsdruck über 30

mbar ansteigt, öffnet sich ein Überdruck-Sicherheitsventil. Um den eingestellten

Atemwegsdruck am PEEP-Ventil annähernd konstant zu halten, ist während der

Inspiration das Verhältnis zwischen dem vom Patienten oder von der Patientin

generierten inspiratorischen Atemgasfluss und dem am CPAP-Gerät eingestellten

Frischgasfluss von Bedeutung. Bei CPAP-Atmung sind die atemphysiologisch be-

dingten Druckschwankungen (= Pressure swings) physiologisch. Zur Aufrechter-

haltung eines kontinuierlichen positiven Atemwegsdruckes muss der kontinuierli-

che Flow des CPAP-Systems stets größer sein als der vom Patienten oder der

Patientin generierte inspiratorische Atemgasfluss. Solange der inspiratorische

Flow des Patienten oder der Patientin kleiner oder gleich dem eingestellten

14

Frischgasfluss ist, sinkt der Atemwegsdruck nur wenig ab. Ist der vom Patienten

oder der Patientin generierte inspiratorische Flow aber größer als der Frischgas-

fluss, dann muss der Patient oder die Patientin zusätzlich Atemgas aus dem Re-

servoir einatmen, um den inspiratorischen Spitzenfluss abdecken zu können.

Durch die elastischen Eigenschaften des Reservoirbeutels werden auch mit einem

niedrigen Frischgasfluss von 30-40 l/min größere Druckschwankungen weitge-

hend vermieden. Damit jedoch die physiologischen atemsynchronen Druck-

schwankungen möglichst gering sind, muss der Frischgasfluss je nach Gerätetyp

mindestens das 3-4-fache des Atemminutenvolumens betragen.

Am Exspirationsschlauch wird ein federbelastetes PEEP-Ventil aufgesteckt,

wodurch ein atemflussabhängiger PEEP generiert wird. Als Alternative kann eine

Doppelportmaske mit aufsetzbarem PEEP-Ventil verwendet werden, bei welchem

der PEEP atemflussunabhängig ist. Am „oberen Port“ wird über einen Adapter das

CPAP-Schlauchsystem angeschlossen, über welches der Patient oder die Patien-

tin kontinuierlich mit Atemgas versorgt wird. Am „unteren Port“ wird das PEEP-

Ventil angesteckt. Diese PEEP-Ventile sind flowunabhängig und haben einen fest

eingestellten PEEP. Diese PEEP-Ventile sind kommerziell in den Größen von 2,5

mbar bis 20 mbar erhältlich. Der Vorteil der Doppelport-Masken besteht darin,

dass der Patient oder die Patientin nicht gegen den kontinuierlichen Atemgasfluss

ausatmen muss, da das Atemgas während der Exspiration durch die Maske

strömt.

Als Grundeinstellung eines Continuous-Flow-CPAP-Systems wird ein PEEP von

5-8 mbar, ein Flow von 40 l/min und eine FiO2 von 50% eingestellt. Die weitere

Einstellung erfolgt nach Blutgasanalyse in Abhängigkeit des PaO2.

Demand-Flow-CPAP-System

Dieses CPAP-System ist in Intensivrespiratoren ohne Byflow-Technologie inte-

griert. Vom Respirator wird der Druck im Atemsystem gemessen. Sinkt dieser

Druck unter das eingestellte CPAP-Niveau, so öffnet sich ein Demand-Ventil und

dosiert einen Frischgasfluss in der Höhe, die erforderlich ist, um das eingestellte

CPAP-Niveau zu halten. Unter einem Demand-Ventil versteht man einen Regler,

dessen Funktion es ist, gerade so viel Atemgas zu liefern, dass der Druck im Be-

atmungssystem konstant bleibt. Ist das gewünschte Druckniveau erreicht, so wird

kein Atemgas mehr geliefert. Es wird somit nur so viel Atemgas verbraucht, wie

15

der Patient oder die Patientin tatsächlich atmet. Während der Exspiration bleibt

das Demand-Ventil geschlossen, weil der Atemwegsdruck das eingestellte Druck-

niveau übersteigt. Der Vorteil eines Demand-Flow-CPAP-Systems ist der geringe-

re Atemgasverbrauch. Ein Nachteil ist, dass die Triggerung des Inspirationsflusses

mit Verzögerungen verbunden ist und der Patient oder die Patientin zum Öffnen

des Demand-Ventils zusätzliche Atemarbeit aufbringen muss.

Kombinationsflow-CPAP-System

Bei diesem modifizierten Demand-Flow-CPAP-System fließt zusätzlich während

des gesamten Atemzyklus ein einstellbarer Basisflow (= Byflow). Dieser Basisflow

wirkt als inspiratorische Frischgasreserve, erlaubt schnelle Ventilschaltzeiten und

ermöglicht eine annähernde Druckkonstanz sowie eine weitere Abnahme der in-

und exspiratorischen Atemarbeit. Das Steuerprinzip beruht auf der vergleichenden

Messung von inspiratorischen und exspiratorischen Flowdifferenzen. Mittels Flow-

sensoren erfolgt eine kontinuierliche Flowmessung im Inspirations- und im Exspi-

rationsschenkel. Jede Einatembemühung des Patienten oder der Patientin führt zu

einer Abnahme des Frischgasflusses im Exspirationsschenkel mit konsekutiver

Zunahme der Flowdifferenz zwischen Inspirations- und Exspirationsschenkel. Die-

se Flowdifferenz wird vom Flowtrigger registriert und bewirkt, dass der Respirator

vom Basisflow auf einen zusätzlichen Demandflow zur Aufrechterhaltung des

CPAP-Niveaus schaltet. Der zusätzliche Frischgasfluss wird unterbrochen, wenn

der exspiratorische Flowsensor einen höheren Atemgasfluss misst als der inspira-

torische Flowsensor. Mit Beginn der Exspiration wird der Basisflow auf ein Mini-

mum von 5 l/min reduziert, um den dynamischen Ausatemwiderstand zu verrin-

gern und in der Folge die exspiratorische Atemarbeit möglichst gering zu halten.

Am Ende der Exspiration wird der Basisflow wieder auf den eingestellten Wert an-

gehoben.

In den letzten Jahren wurden neuere Atemtherapiegeräte mit einem breiten klini-

schen Einsatzgebiet entwickelt. Diese werden im folgenden Kapitel näher erläu-

tert.

16

1.4 Neue Formen der apparativen Atemtherapie mit posi-

tivem exspiratorischem Atemwegsdruck (EPAP)

Zu den neueren Formen der apparativen Atemtherapie gehören die High-Flow-

Oxygen-Therapy (HFOT) und die EzPAP®-Therapie. Voraussetzung für diese

Atemhilfen mit positivem exspiratorischem Atemwegsdruck ist die Spontanatmung

mit einem ausreichend hohen zentralen Atemantrieb.

1.4.1 High-Flow-Oxygen-Therapy (HFOT)

Synonyma

Nasal High Flow (NHF)

High-Flow Nasal Oxygen (HFNO)

High-Flow Nasal Cannula Oxygenation (HFNCO)

Definition

Bei der HFOT wird dem Patienten oder der Patientin ein Luft-Sauerstoffgemisch

mit einer FiO2 von 21% bis 100% mit einem Flow zwischen 50-80 l/min verab-

reicht. Mit Hilfe eines aktiven Befeuchtungssystems wird das Luft-

Sauerstoffgemisch auf 37°C erwärmt und mit einer relativen Feuchtigkeit von

100% gesättigt. Das entspricht einer absoluten Feuchtigkeit von 44 mg/l, wie sie

dem physiologischen Milieu in der Lunge entspricht. Die Applikation erfolgt über

spezielle Nasenkanülen (= Prongs) (Abbildung 2) oder über eine Gesichtsmaske.

Über die Prongs ist der Flow auf 80 l/min auf Grund des Durchmessers der Na-

senkanülen limitiert. Für höhere Flowraten bis zu 120 l/min muss die HFOT über

eine Gesichtsmaske erfolgen.

Aufbau

Ein HFOT-System besteht aus folgenden Komponenten:

- Sauerstoffblender (Frischgasmischer) oder Flowgenerator

- Aktives Befeuchtungssystem

- Spezifische Nasenkanülen (= Prongs)

17

Alternativ kann die HFOT auch mit Intensivrespiratoren durchgeführt werden. Für

die HFOT mit Sauerstoffblender benötigt man einen Sauerstoff- oder Druckluft-

Anschluss, über welchen das Frischgas in den Sauerstoffblender eingespeist wird

(Abbildung 3). Am Sauerstoffblender wird die Höhe des Flows und die FiO2 einge-

stellt. Über das Schlauchsystem wird das Frischgas zum aktiven Befeuchtungs-

system geleitet, wo das Atemgas erwärmt und befeuchtet wird. Danach strömt das

Atemgas über ein beheiztes Schlauchsystem zum Patienten oder zur Patientin

und wird entweder über Nasenkanülen oder eine Gesichtsmaske appliziert. Die

Nasenkanülen sind aus weichem Silikon ergonomisch geformt und bieten einen

hohen Tragekomfort.

Ein HFOT-Gerät mit Flowgenerator (Airvo™) hat den Atemgasbefeuchter integriert.

Der wesentliche Vorteil des Flowgenerators besteht darin, dass kein Druckluftan-

schluss notwendig ist, sondern die Druckluft über die im Gerät integrierte Turbine

zugeführt wird. Das Atemgas wird durch ein Befeuchtungssystem auf physiologi-

sche Werte erwärmt und mit Feuchtigkeit angereichert (Abbildung 4). Zusätzlicher

Sauerstoff wird aus der zentralen Sauerstoffversorgung zugeführt.

Abbildung 2: Spezifische Nasenkanülen (Prongs), Optiflow™, Fisher & Paykel (Foto: Christine Pichler 2017)

18

Abbildung 3: POINT – MaxVenturi™ 120, Armstrong Medical (Foto: Christine Pichler 2017)

Abbildung 4: Airvo™ 2, Fisher & Paykel (Foto: Christine Pichler 2017)

19

Funktionsprinzip

Die nasale HFOT ermöglicht die Zufuhr von bis zu 100% Sauerstoff über die Na-

senkanülen unter der Voraussetzung, dass der Patient oder die Patientin durch die

Nase atmet. Der hohe Sauerstofffluss von 50-80 l/min führt zu einer Durchspülung

des Nasopharynx mit Sauerstoff und Auswaschung von Kohlendioxid aus dem

anatomischen Totraum (= Wash out Effect). Auf diese Weise wird der nasale

Totraum reduziert und es wird vermehrt Frischgas zur Verfügung gestellt, wodurch

die alveoläre Sauerstoffkonzentration erhöht und die alveoläre Kohlendioxidkon-

zentration erniedrigt wird. Mit jeder Inspiration gelangt sauerstoffreiches Atemgas

in die Alveolen. Durch die hohen Flussraten wird ein positiver Atemwegsdruck ge-

neriert. Pro 10 l/min an inspiratorischen Flow wird ein positiver Atemwegsdruck

von 0,5 bis 1 mbar generiert. Der positive Atemwegsdruck entsteht, weil der Pati-

ent oder die Patientin bei der Exspiration gegen den durch die Maschine erzeug-

ten Flow ausatmen muss. Durch diesen Widerstand wird ein positiver Atemwegs-

druck in der Höhe von 2 bis 7 mbar generiert (Bräunlich & Nilius 2016). Die spezi-

fischen Nasenkanülen engen die nasalen Atemwege ein, wodurch der Widerstand

für die Exspiration zusätzlich erhöht wird. Da sich der Atemwegsdruck abhängig

vom Atemmuster und vom zugeführten Flow ändert, spricht man von einem dy-

namischen PEEP. Dieser Effekt beruht im Wesentlichen auf zwei Mechanismen

und ist überwiegend in der Exspiration zu beobachten:

- Einengung der nasalen Atemwege durch die nasalen Kanülen.

- Gegensinnige Strömungsrichtungen der ausgeatmeten Luft und des Atem-

gasstromes der HFOT.

Klinische Effekte und Indikationen

Durch den hohen Flow wird die Inspiration erleichtert und die Atemarbeit wird

vermindert. Gleichzeitig bewirkt der positive Atemwegsdruck eine pneumatische

Schienung der Atemwege, wodurch dem Kollaps der kleinen knorpelfreien Atem-

wege und der Alveolen entgegengewirkt und in der Folge die Ausbildung von At-

elektasen reduziert wird. Diese pneumatische Schienung bewirkt bei Patienten

und Patientinnen mit COPD eine Abnahme der exspiratorischen Flusslimitierung

und in der Folge eine Verringerung des intrinsischen PEEP. Der hohe Flow von

50-80 l/min führt zu einer Durchspülung des Nasopharynx mit Sauerstoff und

durch die Auswaschung von Kohlendioxid aus dem anatomischen Totraum wird

20

die Rückatmung von Kohlendioxid vermindert und die Oxygenierung verbessert.

Die Atemgaskonditionierung auf physiologische Werte steigert die mukoziliäre

Clearance und die Sekretmobilisation wird verbessert. Die nasale Applikation der

HFOT ermöglicht das Sprechen, Essen und Trinken während der Atemtherapie,

wodurch das Wohlbefinden wesentlich gesteigert wird. Die Indikationen für die

HFOT sind in Tabelle 6 zusammengefasst.

Tabelle 6: Indikationen für die HFOT

Indikationen für die HFOT

- Postoperative respiratorische Insuffizienz

- Atelektasen- und Pneumonieprophylaxe

- COPD

- Sekretretention

- Weaning

- Alternative zur klassischen CPAP-Therapie

1.4.2 EzPAP®

Definition

EzPAP® steht für Easy Positive Airway Pressure und ist eine neue Form der appa-

rativen Atemtherapie. Mit diesem Gerät wird ein positiver Atemwegsdruck ohne

maschinelle Unterstützung erzeugt.

Aufbau

Das EzPAP®-Gerät besteht aus einer Kunststoffrohrkammer mit einer Öffnung für

den Einlass der Umgebungsluft, einem Frischgasanschluss und einem Anschluss

für die Drucküberwachung. Zur Drucküberwachung wird ein mechanisches oder

ein elektronisches Manometer verwendet. Von einem Frischgasanschluss (Sauer-

stoff/Druckluft) wird über einen Sauerstoffschlauch Frischgas in der Höhe von 5-15

l/min in das EzPAP®-Gerät geleitet (Abbildung 5).

Funktionsprinzip

Das Funktionsprinzip des EzPAP® basiert auf dem „Coanda-Effekt“, welcher nach

dem Physiker Henri Marie Coanda (1886-1972) benannt ist. Ein Frischgasfluss in

21

der Höhe von 5 bis 15 l/min strömt in die EzPAP®-Rohrkammer, in der sich eine

gewölbte glatte Oberfläche befindet. Auf Grund des Coanda-Effektes wird ein po-

sitiver Atemwegsdruck erzeugt, der in der Exspiration höher ist als in der Inspirati-

on. Der Coanda-Effekt beschreibt die Eigenschaft eines Gases (z.B. Luft) an einer

gewölbten glatten Oberfläche zu haften bzw. beim Vorbeiströmen deren Krüm-

mung zu folgen, wodurch eine Verstärkung des Gasflusses erzeugt wird. Die Luft-

strömung an der Oberseite wird nach unten gesogen, sodass über der gekrümm-

ten Oberfläche ein Unterdruck und an der Unterseite ein Überdruck (= Auftrieb)

entsteht. Durch den Coanda-Effekt wird ein Unterdruck erzeugt, der Umgebungs-

luft durch die nach hinten geöffnete Rohrkammer ansaugt (= Air Entrainment), so-

dass am mundwärts gerichteten Rohraustritt ein etwa vierfach höherer Flow ent-

steht als der eingespeiste Frischgasfluss. Der durch den Coanda-Effekt hohe

Frischgasfluss erzeugt in der Exspiration einen dynamischen PEEP, dessen Höhe

abhängig von der Höhe des Frischgasflusses ist. Die EzPAP®-Rohrkammer erfüllt

demnach die Funktion eines PEEP-Ventils (Neubauer 2012; Rieg et al. 2012).

Während bei der klassischen CPAP-Atmung der positive Atemwegsdruck während

des gesamten Atemzyklus annähernd konstant ist, ist bei der EzPAP®-Therapie

der Atemwegsdruck während der Inspiration deutlich niedriger als während der

Exspiration. Je nach Atemanstrengung variiert die Höhe des positiven Atemwegs-

druckes, der über die Höhe des Frischgasflusses angepasst wird. Bei heftiger Ein-

atemanstrengung kann der Atemwegsdruck auch negativ werden.

Die EzPAP®-Therapie kann über ein Mundstück, eine Gesichtsmaske oder über

eine Trachealkanüle mittels eines Beatmungsfilters und eines Winkeladapters an-

gewendet werden. Kommt die EzPAP®-Therapie über eine Gesichtsmaske zur

Anwendung, ist auf die Dichtigkeit der Maske besonders zu achten, da auf Grund

des niedrigen Frischgasflusses keine Leckagekompensation erfolgt. Im Vergleich

zur klassischen CPAP-Therapie wird die EzPAP®-Therapie von vielen Patienten

und Patientinnen besser toleriert bzw. als angenehmer empfunden. Als mögliche

Erklärung kann angeführt werden, dass der im Vergleich zur CPAP-Atmung wäh-

rend der Inspiration niedrigere Atemwegsdruck die Einatmung erleichtert, sodass

die Patienten und Patientinnen weniger das subjektive Gefühl des „Aufgebläht-

seins“ empfinden (Neubauer 2012; Rieg et al. 2012).

22

Abbildung 5: EzPAP® Positive Airway Pressure System, Portex®, Smiths Medical (Foto: Christine Pichler 2017)

Klinische Effekte und Indikationen

Die EzPAP®-Therapie führt zu einer Verbesserung der Oxygenierung und Ventila-

tion, wodurch die Atemarbeit abnimmt. Durch den erhöhten exspiratorischen

Atemwegsdruck wird ein Kollaps der kleinen knorpelfreien Atemwege und der Al-

veolen vermieden. Atelektatische Lungenareale werden geöffnet und offengehal-

ten, wodurch eine Erhöhung der FRC resultiert (= alveoläre Rekrutierung). Auf

Grund der vertieften Inspiration und die durch den positiven Atemwegsdruck

pneumatisch geschienten Atemwege wird Sekret mobilisiert und das Abhusten

erleichtert. Indikationen für die EzPAP®-Therapie sind in Tabelle 7 zusammenge-

fasst.

Tabelle 7: Indikationen für die EzPAP®-Therapie

Indikationen für die EzPAP®-Therapie

- Postoperative respiratorische Insuffizienz unterschiedlicher Genese

- Atelektasen- und Pneumonieprophylaxe

- Sekretretention

- Weaningphase (Spontanatmungsversuch)

- Alternative zur klassischen CPAP-Therapie

23

1.5 Zusammenfassung

Große abdominelle und thorakale Operationen führen zu postoperativen pulmona-

len Funktionseinschränkungen, welche bei Patienten und Patientinnen auf der In-

tensivstation eine apparative Atemtherapie notwendig machen. Mehrere techni-

sche Verfahren stehen hierfür zur Verfügung. Ziele der vorliegenden Arbeit sind

die Untersuchung der Effektivität von neuen Formen der apparativen Atemtherapie

und die Evaluierung der therapeutischen Wirksamkeit von HFOT und EzPAP® im

Vergleich zu den konventionellen CPAP-Systemen bei chirurgischen Intensivpati-

enten und Intensivpatientinnen.

Zur Beantwortung der Forschungsfrage „Sind HFOT und EzPAP®-Therapie eine

klinische Alternative zu den konventionellen CPAP-Systemen bei chirurgischen

Intensivpatienten und Intensivpatientinnen?“, wird ein systematischer Review mit

vergleichender Methode durchgeführt. Auf Material und Methodik wird im folgen-

den Kapitel näher eingegangen.

24

2. Material und Methoden

Wie in der Einleitung dargestellt, ist die Prävention und Behandlung postoperativer

pulmonaler Funktionsstörungen für Patienten und Patientinnen auf der Intensivsta-

tion von hoher klinischer Wichtigkeit. Da es in den letzten Jahren im Bereich der

apparativen Atemgeräte mit positivem exspiratorischem Atemwegsdruck zu be-

deutsamen technischen Neuerungen gekommen ist, stehen HFOT, EzPAP® und

die konventionellen CPAP-Systeme im Mittelpunkt des vorliegenden systemati-

schen Reviews.

2.1 Ein- und Ausschlusskriterien

Die Ein- und Ausschlusskriterien orientieren sich an der Forschungsfrage „Sind

HFOT und EzPAP®-Therapie eine klinische Alternative zu den konventionellen

CPAP-Systemen bei chirurgischen Intensivpatienten und Intensivpatientinnen?“.

Auf Grund der Relevanz für postoperative pulmonale Funktionseinschränkungen

werden klinische Studien nach abdominellen und thorakalen Eingriffen in den Re-

view eingeschlossen.

Einschlusskriterium sind das Alter der Patienten und Patientinnen zwischen 18

und 85 Jahren und deren postoperative Betreuung auf der Intensivstation, die aku-

te respiratorische Insuffizienz, das akute hypoxämische und hyperkapnische Lun-

genversagen sowie Patienten und Patientinnen mit COPD als Co-Morbidität. Aus-

schlusskriterien sind ein Alter unter 18 und über 85 Jahren, Patienten und Patien-

tinnen mit neuromuskulären Erkrankungen, kardiogenem Lungenödem, Herzinsuf-

fizienz mit einer Ejektionsfraktion (EF) < 35%, Pulmonalembolie, Lungenfibrose

und maligne Erkrankungen des Atemsystems.

Tabelle 8 gibt einen zusammenfassenden Überblick über die Ein- und Aus-

schlusskriterien.

25

Tabelle 8: Ein- und Ausschlusskriterien

Einschlusskriterien Ausschlusskriterien

Alter > 18 und < 85 Jahre Alter < 18 und > 85 Jahre

Abdominelle und thorakale Eingriffe Neuromuskuläre Erkrankungen

Postoperativer Intensivaufenthalt Kardiogenes Lungenödem

Postoperative respiratorische Insuffizi-

enz

Herzinsuffizienz mit Ejektionsfraktion

(EF) von < 35%

Postoperatives hypoxämisches Lun-

genversagen

Pulmonalembolie

Postoperatives hyperkapnisches Lun-

genversagen

Lungenfibrose

COPD als Co-Morbidität Maligne Erkrankungen des Atemsys-

tems

2.2 Studienauswahl

Über den PubMed-Zugang der Medizinischen Universität Graz wird nach deut-

schen und englischen Publikationen zu den Begriffen `EzPAP AND humans´,

`continuous positive airway pressure OR CPAP AND intensive AND humans´ und

`high AND flow AND oxygen AND therapy AND humans´ gesucht. AND und OR

werden bei der Suche in der elektronischen Datenbank als logische Operatoren

eingesetzt, um bestimmte Verknüpfungen zu suchen und die Suche einzugrenzen.

Das Studienscreening für einen potentiellen Revieweinschluss findet auf Basis von

Titel und Abstract und in weiterer Folge durch Lesen des Gesamttextes statt

(Brunton et al. 2017, Kap. 5).

Bei Studien, die in die Untersuchung eingeschlossen werden, wird das Literatur-

verzeichnis nach weiteren Publikationen durchsucht, welche nach den gleichen

Ein- und Ausschlusskriterien gescreent werden. Diese Publikationen werden ge-

zielt in PubMed, E-Journals und Google Scholar gesucht. Zusätzlich wird in Fach-

zeitschriften mit den definierten Kriterien nach geeigneten Studien recherchiert.

Studien die vor dem Jahr 2000 publiziert wurden, werden in der vorliegenden Ar-

beit nicht berücksichtigt.

26

Mit den eingeschlossenen Studien wird ein systematischer Review mit deskriptiver

Beschreibung der Studienergebnisse im Hinblick auf die Forschungsziele durchge-

führt.

2.3 Ziele der deskriptiven Untersuchung

Da es sich bei der HFOT und der EzPAP®-Therapie um neue Atemhilfen handelt,

ist das Ziel des vorliegenden systematischen Reviews, die Effektivität und die the-

rapeutische Wirksamkeit dieser Geräte zu evaluieren.

Bezugnehmend auf die Forschungsziele wird als Hypothese postuliert, dass die

HFOT und die EzPAP®-Therapie der konventionellen CPAP-Therapie überlegen

oder zumindest gleichwertig sind.

Ziel 1: Untersuchung der Effektivität der HFOT und der EzPAP®-Therapie.

Ziel 2: Vergleich der therapeutischen Wirksamkeit von HFOT, EzPAP® und den

konventionellen CPAP-Systemen bei chirurgischen Intensivpatienten und Inten-

sivpatientinnen.

Die therapeutische Wirksamkeit definiert sich über die folgenden Unterziele.

Ziel 2.1: Vergleich von verschiedenen apparativen Atemhilfen bezogen auf die

Intubationsrate bzw. Reintubationsrate.

Es wird untersucht, ob die Art der apparativen Atemtherapie durchgeführt mittels

konventioneller CPAP-Therapie im Vergleich zur HFOT oder EzPAP®-Therapie

einen Einfluss auf die Vermeidung der Intubation bzw. Reintubation bei drohender

oder manifester respiratorischer Insuffizienz hat.

Ziel 2.2: Vergleich der Verweildauer auf der Intensivstation.

Es wird untersucht, ob die Art der apparativen Atemtherapie durchgeführt mittels

konventioneller CPAP-Therapie im Vergleich zur HFOT oder EzPAP®-Therapie

einen Einfluss auf die postoperative Verweildauer auf der Intensivstation hat.

27

2.4 Auswertungsmethodik

Mittels deskriptiver Beschreibung der Studienergebnisse der ausgewählten Publi-

kationen werden die Resultate dargestellt und ein Bezug zwischen HFOT, Ez-

PAP® und den konventionellen CPAP-Systemen hergestellt.

Hinsichtlich der Auswertung der Studien werden der probability (p)-Wert und/oder

die Odds-Ratio (OR) verwendet.

Der p-Wert wird als Irrtumswahrscheinlichkeit für eine Hypothese angegeben.

Liegt dieser Wert ≤ 5% bzw. ≤ 0,05, dann wird das Ergebnis als statistisch signifi-

kant bezeichnet. Dies bedeutet, dass der gemessene Zusammenhang einer

Stichprobe mit einer Wahrscheinlichkeit von 95% auch für die Grundgesamtheit

gilt. Trotzdem besteht eine Möglichkeit von 5%, dass der geprüfte Zusammenhang

durch Zufall entstanden ist (Hedderich & Sachs 2015, S. 430-433).

Die Odds-Ratio (OR), auch Kreuzproduktverhältnis oder Chancenverhältnis ge-

nannt, sagt etwas über die Stärke eines Zusammenhangs von zwei Merkmalen

aus. Mit Hilfe der Odds werden in der Statistik Wahrscheinlichkeiten dargestellt.

Für die Berechnung der OR gibt es mathematische Formeln, bei denen die Be-

rechnungsgruppen zueinander in Beziehung gesetzt werden. Wenn sich ein Er-

gebnis von genau 1 ergibt, bedeutet dies, dass es keinen Unterschied im Verhält-

nis der Berechnungsgruppen gibt. Ist das Ergebnis > 1, dann sind die Odds der

ersten Berechnungsgruppe größer. Bei < 1 sind die Odds der ersten Berech-

nungsgruppe kleiner (Hedderich & Sachs 2015, S. 656-658).

Die kategorialen Daten werden als Häufigkeit (n) und Prozentsatz (%) angegeben.

Fehlende Prozentangaben werden nach den üblichen Rechenvorgaben für die

betreffenden Studien berechnet. Ordinale Daten werden mittels Median (MD) und

Interquartilsabstand (IQR) dargestellt und für intervallskalierte Daten werden der

Mittelwert (AM) und die Standardabweichung (SD) verwendet.

28

3. Ergebnisse

Die relevanten Erkenntnisse der Literaturrecherche, welche im vorliegenden Re-

view zur Beantwortung der Forschungsfragen verwendet werden, sind im folgen-

den Kapitel strukturiert dargestellt.

3.1 Ergebnis der Literaturrecherche

Die Literaturrecherche fand im Zeitraum zwischen dem 01. März 2017 und dem

31. Juli 2017 statt. Die Studiensuche erfolgte über den PubMed-Zugang der Medi-

zinischen Universität Graz, über die Literaturverzeichnisse von Publikationen, über

E-Journals und über Google Scholar und wurde bezugnehmend auf die Ein- und

Ausschlusskriterien auf folgende Veröffentlichungen eingegrenzt: 8 Studien zur

HFOT und 7 Publikationen zu den konventionellen CPAP-Systemen. Zur EzPAP®-

Therapie wurden 2 Artikel gefunden, welche den Einschlusskriterien großteils ent-

sprechen.

3.2 Ergebnisse zu den Forschungszielen

In der Folge werden in diesem Abschnitt die Ergebnisse zu den Forschungszielen

erörtert. Die gefundenen Studien sind entweder im Zusammenhang mit einem

postoperativen hypoxämischen Lungenversagen oder in Verbindung mit der

Postextubationsphase durchgeführt worden. In der Darstellung der Ergebnisse

wird diesbezüglich entsprechend differenziert.

3.2.1 Forschungsziel 1

Untersuchung der Effektivität der HFOT und der EzPAP®-Therapie

Der Nachweis des Nutzens einer HFOT bzw. einer EzPAP®-Therapie, welcher

durch eine methodisch systematische Sammlung von Daten erbracht wurde, soll

durch Darstellung und nachfolgende Diskussion aller für den Review relevanten

Studien erfolgen.

29

3.2.2 Forschungsziel 2

Vergleich der therapeutischen Wirksamkeit von HFOT, EzPAP®

und den konventionellen CPAP-Systemen bei chirurgischen In-

tensivpatienten und Intensivpatientinnen

Das Unterziel 2.1 „Vergleich von verschiedenen apparativen Atemhilfen bezogen

auf die Intubationsrate bzw. Reintubationsrate“ und das Unterziel 2.2 „Vergleich

der Verweildauer auf der Intensivstation“ sind Grundlage für die therapeutische

Wirksamkeit (Forschungsziel 2).

High-Flow-Oxygen-Therapy (HFOT) beim postoperativen hypo-

xämischen Lungenversagen:

High-Flow Nasal Oxygen vs Noninvasive Positive Airway Pressure in Hypoxemic

Patients After Cardiothoracic Surgery (Stéphan et al. 2015)

Stéphan et al. untersuchten in einer randomisierten klinischen Multicenter-Studie

die Effektivität der HFOT im Vergleich zu einer Bilevel Positive Airway Pressure

(BiPAP)-Therapie, einer Form der nichtinvasiven Atemtherapie auf zwei Druckni-

veaus, hinsichtlich der Vorbeugung eines akuten Lungenversagens. 830 Patienten

und Patientinnen nach herz-/thoraxchirurgischen Eingriffen wurden in diese Studie

eingeschlossen. Die Patienten und Patientinnen erhielten entweder eine HFOT

über Nasenkanülen mit einem Flow von 50 l/min und einer FiO2 von 50% (n = 414)

oder eine BiPAP-Therapie über eine Gesichtsmaske mit einer Druckunterstützung

von 8 cmH2O und einem PEEP von 4 cmH2O bei einer FiO2 von 50% (n = 416) für

mindestens 4 Stunden täglich. Zwischen den BiPAP-Phasen wurde den Patienten

und Patientinnen Sauerstoff über Standard-Nasenkanülen oder über eine Ge-

sichtsmaske verabreicht mit dem Ziel, die arterielle Sauerstoffsättigung (SaO2) auf

≥ 92% zu halten.

Die Reintubationsraten waren praktisch ident. In der HFOT-Gruppe wurden 58 von

414 Patienten und Patientinnen reintubiert (14,0%), in der BiPAP-Gruppe 57 von

416 (13,7%). Auch die mittlere Verweildauer auf der Intensivstation war mit 6 Ta-

gen in beiden Studiengruppen gleich.

30

A Preliminary Randomized Controlled Trial to Assess Effectiveness of Nasal High-

Flow Oxygen in Intensive Care Patients (Parke, McGuinness & Eccleston 2011)

In dieser prospektiven randomisierten Studie wurde bei 56 Patienten und Patien-

tinnen mit mildem bis moderatem hypoxämischem Lungenversagen nach thorax-

chirurgischen Eingriffen die HFOT mittels Nasenkanülen (n = 29) mit der High-

Flow-Face-Mask (HFFM) (n = 27) verglichen. Bei der nasalen HFOT wurde mit

einem initialen Flow von 35 l/min begonnen. Flow und FiO2 wurden so titriert, dass

die pulsoxymetrisch gemessene Sauerstoffsättigung (SpO2) Werte von ≥ 95% er-

reichte. In der HFFM-Gruppe wurde Sauerstoff auf 31°C erwärmt und mit 32

mgH2O/l befeuchtet. Die FiO2 wurde so eingestellt, dass eine SpO2 ≥ 95% erzielte

wurde.

Keiner der Patienten und keine der Patientinnen musste reintubiert werden. Aller-

dings wurde bei einer Verschlechterung der respiratorischen Situation sowohl un-

ter der HFOT-Therapie wie auch der HFFM-Therapie auf nicht invasive Beatmung

(NIV) gewechselt. Auch fand sich kein statistisch signifikanter Unterschied vom

Beginn der Studienteilnahme bis zur Transferierung aus der Intensivstation.

High-Flow-Oxygen-Therapy (HFOT) in der Postextubationsphase:

Effect of early postextubation high-flow nasal cannula vs conventional oxygen

therapy on hypoxaemia in patients after major abdominal surgery: a French multi-

centre randomised controlled trial (OPERA) (Futier et al. 2016)

In dieser randomisierten kontrollierten Multicenter-Studie wurden 220 Patienten

und Patientinnen mit einem moderaten bis hohen Risiko für postoperative pulmo-

nale Komplikationen nach großen abdominalchirurgischen Eingriffen untersucht.

Nach der Extubation wurden die Patienten und Patientinnen entweder mit HFOT

(n = 108), oder mit einer Standard-Sauerstofftherapie (n = 112) über Nasenkanü-

len oder über eine Gesichtsmaske behandelt. Die HFOT wurde mit einem Flow

von 50-60 l/min durchgeführt und die FiO2 so titriert, dass eine SpO2 von ≥ 95%

resultierte. Studienbeginn war in beiden Gruppen direkt nach der Extubation.

Wenn die SpO2 nach Behandlungsende < 93% war, bekamen die Patienten und

Patientinnen eine Sauerstofftherapie. Als primärer Studienendpunkt wurde das

Auftreten einer Hypoxämie mit einem PaO2/FiO2 von ≤ 300 mmHg 1 Stunde nach

der Extubation definiert und die weiteren Outcomeparameter, wie z.B. die Not-

31

wendigkeit zur Reintubation oder die Anwendung von NIV infolge der respiratori-

schen Insuffizienz, wurden täglich innerhalb der ersten 7 Tage nach dem operati-

ven Eingriff dokumentiert.

Die gewonnenen Daten beziehen sich auf die Reintubation oder auf einen Wech-

sel auf nicht invasive Beatmung. In der HFOT-Gruppe mussten 20 von 108 Patien-

ten und Patientinnen (19%) entweder auf die NIV umsteigen oder reintubiert wer-

den, in der Sauerstofftherapie-Gruppe 14 von 112 (13%). Der p-Wert wurde mit

0,22 angegeben. In dieser Studie wurde die Verweildauer auf der Intensivstation in

der HFOT-Gruppe im Median mit 6 (IQR 4-16) Tagen angeführt, in der Sauer-

stofftherapie-Gruppe mit 5 (IQR 3-13) Tagen, entsprechend einem p-Wert von

0,53.

Direct extubation onto high-flow nasal cannulae post-cardiac surgery versus

standard treatment in patients with a BMI ≥ 30: a randomised controlled trial (Cor-

ley et al. 2015)

In dieser kontrollierten randomisierten Studie an 155 kardiochirurgischen Patien-

ten und Patientinnen mit einem Body Mass Index (BMI) von ≥ 30 kg/m2 wurde die

HFOT mit der Standard-Sauerstofftherapie verglichen. Direkt nach der Extubation

wurden 81 Patienten und Patientinnen mit einer HFOT und 74 mit einer Standard-

Sauerstofftherapie behandelt. Die HFOT wurde mit einem Flow von 35 l/min be-

gonnen, welcher bei Bedarf auf 50 l/min gesteigert wurde. Die FiO2 wurde so

titriert, dass eine SpO2 von ≥ 95% resultierte. Die HFOT wurde über mindestens 8

Stunden verabreicht. Die Standard-Sauerstofftherapie erfolgte entweder mit 2-4

l/min über Nasenkanülen, oder mit 6 l/min über eine Gesichtsmaske, um eine

SpO2 von ≥ 95% aufrechtzuerhalten.

Corley et al. nahmen in ihrer Studie auf den Wechsel zu einer anderen Atemthe-

rapie innerhalb der ersten 24 Stunden nach Therapiebeginn Stellung, wobei dies

auch eine Umstellung auf NIV oder eine Reintubation einschloss. In der HFOT-

Gruppe fand ein Wechsel bei 3 von 81 Patienten und Patientinnen (3,7%) statt. In

der Sauerstofftherapie-Gruppe benötigten 5 von 74 Patienten und Patientinnen

(6,8%) einen Therapiewechsel. Die OR wurde mit 0,53 angegeben. Kein statis-

tisch signifikanter Unterschied fand sich in der Reintubationsrate. So musste kei-

ner bzw. keine der 81 Patienten und Patientinnen (0%) der HFOT-Gruppe reintu-

biert werden, in der Sauerstofftherapie-Gruppe 2 von 74 (2,7%). Auch die Verweil-

32

dauer auf der Intensivstation war in beiden Studienkollektiven mit 38,7 versus 38,6

Stunden praktisch ident.

Open-label, phase II study of routine high-flow nasal oxygen therapy in cardiac

surgical patients (Parke et al. 2013)

Diese randomisierte kontrollierte Studie an 340 Patienten und Patientinnen unter-

suchte, ob eine routinemäßige Anwendung der HFOT nach der Extubation zu ei-

ner Verbesserung der pulmonalen Funktion nach einem kardiochirurgischen Ein-

griff führt. Die Patienten und Patientinnen erhielten in den ersten 48 Stunden nach

der Extubation entweder eine HFOT (n = 169) oder eine Standard-Sauerstoff-

therapie (n = 171). Die HFOT wurde mit einer Flussrate von 45 l/min verabreicht.

Die Standard-Sauerstofftherapie wurde mit 2-4 l/min über eine Gesichtsmaske

oder Nasenkanülen appliziert. In beiden Studiengruppen wurde die FiO2 so einge-

stellt, dass eine SpO2 von > 93% resultierte.

In dieser Studie wurde die Reintubation gemeinsam mit einem Wechsel der

Atemtherapie angeführt. Diese Änderung inkludierte einen Wechsel zur NIV sowie

eine Reintubation. In der HFOT-Gruppe benötigten mit 47 von 169 Patienten und

Patientinnen (27,8%) signifikant weniger eine NIV oder eine Reintubation als in

der Sauerstofftherapie-Gruppe, in der ein derartiger Therapiewechsel bei 77 von

171 Patienten und Patientinnen (45,0%) erfolgte, entsprechend einem p-Wert von

0,001. Die OR wurde mit 0,47 errechnet. Die Verweildauer auf der Intensivstation

betrug in der HFOT-Gruppe im Mittel 33,4 Stunden versus 28,9 Stunden in der

Sauerstofftherapie-Gruppe (p-Wert = 0,08).

Extubation to high-flow nasal cannula in critically ill surgical patients (Dhillon et al.

2017)

Dieser retrospektive Review untersuchte die Daten von 184 Patienten und Patien-

tinnen auf einer chirurgischen Intensivstation nach der Extubation, von denen 46

mittels HFOT und 138 mittels Sauerstofftherapie behandelt wurden. Ziel der Stu-

die war, die Wirksamkeit und den Outcome der HFOT mit jenem der Sauer-

stofftherapie zu vergleichen.

Es fand sich ein statistisch hochsignifikanter Vorteil für die HFOT-Gruppe, in der

nur 3 von 46 Patienten und Patientinnen (6,5%) reintubiert werden mussten, dem-

gegenüber in der Sauerstofftherapie-Gruppe 19 von 138 (13,8%), entsprechend

33

einem p-Wert von 0,02. Die Verweildauer auf der Intensivstation betrug in der

HFOT-Gruppe 13,6 Tage, in der Sauerstofftherapie-Gruppe 8,3 Tage (p-Wert <

0,01).

Effect of Postextubation High-Flow Nasal Cannula vs Conventional Oxygen Ther-

apy on Reintubation in Low-Risk Patients (Hernández et al. 2016a)

In dieser randomisierten klinischen Multicenter-Studie wurde bei Patienten und

Patientinnen mit niedrigem Risiko für eine Reintubation evaluiert, ob die HFOT zur

Vermeidung einer Reintubation besser geeignet ist als eine konventionelle Stan-

dard-Sauerstofftherapie. In den ersten 24 Stunden nach der Extubation erhielten

527 Patienten und Patientinnen entweder eine HFOT (n = 264) oder eine konven-

tionelle Sauerstofftherapie (n = 263). Bei der HFOT wurde mit einem Flow von 10

l/min begonnen und um je 5 l/min erhöht, bis die Patienten und Patientinnen den

Atemgasfluss als unangenehm empfanden. Die FiO2 wurde so reguliert, dass die

SpO2 über 92% lag. Nach 24 Stunden beendete man die HFOT. Bei Abfall der

SpO2 auf Werte von < 92%, erhielten die Patienten und Patientinnen eine konven-

tionelle Sauerstofftherapie. Die Standard-Sauerstofftherapie wurde kontinuierlich

über Nasenkanülen oder über eine Atemmaske verabreicht. Die Notwendigkeit für

eine Reintubation wurde innerhalb der ersten 72 Stunden nach der Extubation

evaluiert.

In der HFOT-Gruppe mussten nur 13 von 264 Patienten und Patientinnen (4,9%)

reintubiert werden, hingegen in der Sauerstofftherapie-Gruppe 32 von 263 Patien-

ten und Patientinnen (12,2%). Dieses Studienergebnis war mit einem p-Wert von

0,004 statistisch hochsignifikant. Demgegenüber fand sich kein Unterschied in der

Verweildauer auf der Intensivstation mit im Mittel 6 Tagen in beiden Studienpopu-

lationen.

Effect of Postextuabtion High-Flow Nasal Cannula vs Noninvasive Ventilation on

Reintubation and Postextubation Respiratory Failure in High-Risk Patients (Her-

nández et al. 2016b)

Diese randomisierte klinische Multicenter-Studie hatte zum Ziel festzustellen, ob

bei Patienten und Patientinnen mit hohem Risiko für eine Reintubation die HFOT

bei der Vorbeugung einer Reintubation der NIV unterlegen ist. Zu diesem Zweck

wurden 604 Patienten und Patientinnen untersucht, die in den ersten 24 Stunden

34

nach der Extubation entweder mittels HFOT (n = 290) oder mittels NIV (n = 314)

behandelt wurden. Die HFOT wurde über Nasenkanülen appliziert. Der initiale

Flow betrug 10 l/min, welcher um je 5 l/min so lange erhöht wurde, bis die Patien-

ten oder die Patientinnen diesen als unangenehm empfanden. Die FiO2 wurde

regelmäßig adaptiert, um eine SpO2 von ≥ 92% zu erreichen. Nach 24 Stunden

wurde die HFOT gestoppt und bei klinischer Notwendigkeit durch eine Standard-

Sauerstofftherapie ersetzt. Die NIV-Therapie wurde nach der Extubation über eine

Vollgesichtsmaske über einen Zeitraum von 24 Stunden durchgeführt. Danach

wurde die NIV durch eine Sauerstofftherapie über eine Venturi-Maske ersetzt. Die

inspiratorische Druckunterstützung wurde so titriert, dass die Atemfrequenz bei ≤

25/min lag. Der PEEP und die FiO2 wurden so reguliert, dass eine SpO2 von >

92% resultierte. Die Untersuchung der Reintubationsrate erfolgte innerhalb der

ersten 72 Stunden nach Extubation.

Es fand sich kein statistisch signifikanter Unterschied in den beiden Studienpopu-

lationen. In der HFOT-Gruppe mussten 66 von 290 Patienten und Patientinnen

(22,8%), in der NIV-Gruppe 60 von 314 (19,1%) reintubiert werden. Hinsichtlich

der Verweildauer fand sich mit im Mittel von 3 Tagen in der HFOT-Gruppe und 4

Tagen in der NIV-Gruppe nur ein klinischer Trend zugunsten der HFOT, welcher

jedoch mit einem p-Wert von 0,48 nicht statistisch signifikant war.

Continuous positive airway pressure (CPAP)-Therapie beim post-

operativen hypoxämischen Lungenversagen:

Continuous Positive Airway Pressure for Treatment of Postoperative Hypoxemia

(Squadrone et al. 2005)

In dieser kontrollierten randomisierten Studie an 209 Patienten und Patientinnen

nach abdominalchirurgischen Eingriffen wurde die Effektivität einer CPAP-

Therapie im Vergleich zu einer Standard-Sauerstofftherapie hinsichtlich der Ver-

meidung einer Reintubation bei erneut auftretender akuter respiratorischer Insuffi-

zienz untersucht. Die Studiengruppen erhielten für 6 Stunden entweder eine

Sauerstofftherapie über eine Venturi-Maske mit einer FiO2 von 50% (n = 104) oder

CPAP-Therapie mit einem PEEP von 7,5 cmH2O und einer FiO2 von 50% (n =

105).

35

Es fand sich ein statistisch hochsignifikanter Vorteil für die CPAP-Gruppe (p-Wert

= 0,005). In der CPAP-Gruppe wurde 1 von 105 Patienten und Patientinnen (1%)

reintubiert. Demgegenüber mussten in der Sauerstofftherapie-Gruppe 10 von 104

Patienten und Patientinnen (10%) reintubiert werden. Die Verweildauer auf der

Intensivstation wurde für die CPAP-Gruppe im Mittel mit 1,4 Tagen angegeben. In

der Sauerstofftherapie-Gruppe betrug der Mittelwert 2,6 Tage. Der p-Wert wurde

mit 0,09 errechnet.

Continuous positive airway pressure (CPAP)-Therapie in der

Postextubationsphase:

Prophylactic Use of Helmet CPAP After Pulmonary Lobectomy: A Prospective

Randomized Controlled Study (Barbagallo et al. 2012)

In dieser prospektiv randomisierten kontrollierten Studie an 50 Patienten und Pati-

entinnen wurde die postoperative Verwendung eines CPAP-Helms nach pulmona-

ler Lobektomie zur Prävention eines akuten Lungenversagens untersucht. Je 25

Patienten und Patientinnen wurden entweder kontinuierlich mittels konventioneller

Sauerstofftherapie über eine Venturi-Maske mit einer FiO2 von 40% oder zusätz-

lich zu einer 4-stündigen Sauerstofftherapie mit einem CPAP-Helm in 2 Zyklen für

je 2 Stunden mit einer FiO2 von 40%, einem PEEP von 8 cmH2O und einem Flow

von 45 l/min behandelt.

In keiner der beiden Studiengruppen war eine Reintubation notwendig. Auch hin-

sichtlich der Verweildauer auf der Intensivstation konnte kein Unterschied evaluiert

werden.

Prophylactic Nasal Continuous Positive Airway Pressure Following Cardiac Sur-

gery Protects From Postoperative Pulmonary Complications (Zarbock et al. 2009)

In dieser prospektiven randomisierten kontrollierten Studie an 468 Patienten und

Patientinnen nach kardiochirurgischen Eingriffen wurde die Effizienz einer prophy-

laktischen nasalen CPAP-Therapie (nCPAP-Therapie) im Vergleich zur Stan-

dardtherapie untersucht. Endpunkte der Studie waren pulmonale Komplikationen

wie Hypoxämie (PaO2/FiO2 < 100), Pneumonie und die Reintubation. Nach der

Extubation wurde den Patienten und Patientinnen entweder prophylaktisch nCPAP

(n = 232) mit einem Atemwegsdruck von 10 cmH2O für mindestens 6 Stunden

36

verabreicht, oder sie wurden der Standardtherapie (n = 236) zugeteilt. Die Stan-

dardtherapie umfasste Sauerstofftherapie, Physiotherapie und intermittierende

nCPAP-Therapie mit 10 cmH2O alle 4 Stunden für 10 Minuten.

In der prophylaktischen nCPAP-Gruppe traten mit 12 von 232 Patienten und Pati-

entinnen (5,2%) signifikant weniger pulmonale Komplikationen auf als in der Stan-

dardtherapie-Gruppe mit 25 von 236 Patienten und Patientinnen (10,6%), entspre-

chend einem p-Wert von 0,03. In der Standardtherapie-Gruppe mussten mit 6 von

236 (2,5%) doppelt so viele Patienten und Patientinnen als in der nCPAP-Gruppe

mit 3 von 232 (1,3%) reintubiert werden. Kein statistisch signifikanter Unterschied

fand sich in der Verweildauer auf der Intensivstation in beiden Studiengruppen

(27±1,6 Stunden in der nCPAP-Gruppe versus 28±1,7 Stunden in der Stan-

dardtherapie-Gruppe).

Prophylactic nasal continuous positive airway pressure after major vascular sur-

gery: results of a prospective randomized trial (Böhner et al. 2002)

In dieser prospektiv randomisierten Studie wurde die Effizienz von nCPAP zur

Vorbeugung von kardiopulmonalen Komplikationen nach großen vaskulären Ein-

griffen untersucht. Von 204 Patienten und Patientinnen wurden 105 mit einer

Sauerstofftherapie und 99 mit prophylaktischem nCPAP behandelt. Der nCPAP

wurde für mindestens 12 Stunden mit einem kontinuierlichen positiven Atemwegs-

druck von 10 cmH2O und einer FiO2 von 40% appliziert. Diese Einstellungen wur-

den abhängig von der Blutgasanalyse so angepasst, dass die SpO2 > 95% er-

reichte. Der Kontrollgruppe wurde Sauerstoff über eine Mund- und Nasenmaske

oder über Nasenkanülen verabreicht, mit dem Ziel die SpO2 auf > 95% zu halten.

In der Studiengruppe mit dem prophylaktischen nCPAP wurde 1 von 99 Patienten

und Patientinnen reintubiert (1,0%). In der Sauerstoff-Gruppe betrug die Reintuba-

tionsrate 5 von 105 Patienten und Patientinnen (4,8%). Der p-Wert wurde mit 0,2

berechnet. Die Verweildauer auf der Intensivstation betrug im Mittel für die Patien-

ten und Patientinnen mit prophylaktischem nCPAP 1,9±1,6 Tage, für die Sauer-

stofftherapie-Gruppe 2,8±7,1 Tage (p-Wert = 0,2).

37

Continuous Positive Airway Pressure Versus Noninvasive Pressure Support Venti-

lation to Treat Atelectasis After Cardiac Surgery (Pasquina et al. 2004)

Diese randomisierte Studie untersuchte 150 Patienten und Patientinnen nach kar-

diochirurgischen Eingriffen. Es wurde die Effektivität einer CPAP-Therapie im Ver-

gleich zur nichtinvasiven druckunterstützten Spontanatmung (noninvasive pres-

sure support ventilation [NIPSV]) untersucht. Die Patienten und Patientinnen wur-

den nach der Extubation entweder mit CPAP (n = 75) oder mit NIPSV (n = 75) 4-

mal täglich für je 30 Minuten behandelt. Die CPAP-Therapie erfolgte mit einem

kontinuierlichem Flow von 30 l/min und einem PEEP von 5 cmH2O. Die FiO2 wur-

de so reguliert, dass eine SpO2 von > 90% erreicht wurde. Bei der NIPSV wurde

die Druckunterstützung so eingestellt, damit ein Tidalvolumen von 8-10 ml/kg ge-

neriert wurde. Der maximale Beatmungsdruck wurde mit 30 cmH2O begrenzt. Der

PEEP betrug ebenfalls 5 cmH2O und die FiO2 wurde so eingestellt, dass eine

SpO2 von > 90% resultierte.

Es fand sich weder hinsichtlich der Reintubationsrate (1 von 75 in der CPAP-

Gruppe versus 0 von 75 in der NIPSV-Gruppe) noch bei der Verweildauer (im Mit-

tel 65 Stunden in der CPAP-Gruppe versus 60 Stunden in der NIPSV-Gruppe) ein

statistisch signifikanter Unterschied.

Nasal-Continuous Positive Airway Pressure Reduces Pulmonary Morbidity and

Length of Hospital Stay Following Thoracoabdominal Aortic Surgery (Kindgen-

Milles et al. 2005)

In dieser prospektiven randomisierten klinischen Studie wurde untersucht, ob bei

Patienten und Patientinnen nach einer thorakoabdominellen Aorten-Operation ei-

ne prophylaktische nCPAP-Therapie nach der Extubation die pulmonale Morbidität

reduziert und die Aufenthaltsdauer auf der Intensivstation verkürzt. Von 50 Patien-

ten und Patientinnen wurden 25 der nCPAP-Gruppe zugewiesen. Der nasale

CPAP wurde zwischen 12 bis 24 Stunden lang mit einem Atemwegsdruck von 10

cmH2O verabreicht. Der Flow wurde konstant auf 65 l/min eingestellt und der

PEEP betrug 10 cmH2O. In der Kontrollgruppe waren ebenfalls 25 Patienten und

Patientinnen, welche eine Standardtherapie bekamen. Diese umfasste eine

Sauerstofftherapie über eine Gesichtsmaske und zusätzlich intermittierende

CPAP-Atmung über eine Vollgesichtsmaske. Die Sauerstofftherapie wurde mit

einem Flow von 25 l/min appliziert. Die FiO2 wurde so titriert, dass die SpO2 > 95%

38

erreichte. Die intermittierende CPAP-Therapie wurde mit einem Atemwegsdruck

von 10 cmH2O alle 4 Stunden 10 Minuten lang verabreicht. Als pulmonale Kompli-

kationen wurden das Auftreten postoperativer Atelektasen, einer Pneumonie, so-

wie eine akute respiratorische Insuffizienz mit der Notwendigkeit der Reintubation

definiert.

In der nCPAP-Gruppe traten mit 28% signifikant weniger postoperative pulmonale

Komplikationen als in der Sauerstofftherapie-Gruppe mit 96% auf (p-Wert = 0,02).

Als Einzelwert für die Reintubation mussten in der nCPAP-Gruppe 1 von 25 Pati-

enten und Patientinnen (4%) und in der Kontrollgruppe 4 von 25 Patienten und

Patientinnen (16%) reintubiert werden. Ein zumindest klinisch bedeutsamer Unter-

schied fand sich auch in der Verweildauer auf der Intensivstation. Diese betrug für

die nCPAP-Gruppe im Mittel 8±1 Tage, für die Kontrollgruppe 12±2 Tage.

Randomized clinical study of the prevention of pulmonary complications after

thoracoabdominal resection by two different breathing techniques (Fagevik Olsén

et al. 2002)

Diese randomisierte kontrollierte Studie an 70 Patienten und Patientinnen nach

thorakoabdominellen Eingriffen verglich die Effektivität einer CPAP-Therapie (n =

34) mit einer IR-PEP-Therapie (n = 36) in den ersten drei postoperativen Tagen.

Unter IR-PEP (= inspiratory resistance-positive expiratory pressure) versteht man

eine Form der Atemtherapie mit einer Kombination aus Einatmungs- und Ausat-

mungswiderstand, indem über eine PEP-Maske tiefe Atemzüge gegen einen Wi-

derstand während des gesamten Atemzyklus durchgeführt werden. Dieser Wider-

stand wurde mittels Stenosen erzeugt, wodurch ein inspiratorischer Druck von -5

cmH2O und ein exspiratorischer Druck von +10 cmH2O generiert wurde. Die IR-

PEP-Therapie wurde in einem zweistündigen Intervall verabreicht. Die CPAP-

Therapie wurde mit einem kontinuierlichen positiven Atemwegsdruck zwischen

5,0-10,0 cmH2O, individuell eingestellt für jeden Patienten und jede Patientin, an-

gewendet. Die CPAP-Therapie wurde alle 2 Stunden für 30 Minuten durchgeführt.

Die Reintubationsrate war in der CPAP-Gruppe mit 1 von 34 Patienten und Patien-

tinnen (2,9%) signifikant niedriger als in der IR-PEP-Gruppe mit 7 von 36 Patien-

ten und Patientinnen (19,4%), entsprechend einem p-Wert von < 0,05. Hinsichtlich

der Verweildauer auf der Intensivstation fand sich allerdings kein Unterschied zwi-

39

schen den beiden Studiengruppen (5,2 Tage in der CPAP-Gruppe versus 5,8 Ta-

ge in der IR-PEP-Gruppe).

Studien zur EzPAP®-Therapie:

Zur EzPAP®-Therapie wurden 2 Studien gefunden, welche den Einschlusskriterien

großteils entsprechen, allerdings in einem postoperativen Aufwachraum durchge-

führt wurden. Da die EzPAP®-Therapie zu den neuen Verfahren der apparativen

Atemtherapie zählt und die Studienlage noch gering ist, sollen diese beiden 2 Stu-

dien vorgestellt und diskutiert werden.

EzPAP® zur Therapie der postoperativen Hypoxämie:

EzPAP® zur Therapie der postoperativen Hypoxämie im Aufwachraum: Erfahrun-

gen mit dem neuen Kompaktsystem zum „endexpiratory positive airway pressure“

(Rieg et al. 2012)

In dieser Observationsstudie an 210 postoperativen Patienten und Patientinnen

wurde die Effektivität der EzPAP®-Therapie mit einer Standard-Sauerstofftherapie

verglichen. Als Endpunkte der Studie wurden die Sauerstoffpflichtigkeit, die Inzi-

denz an pulmonalen Komplikationen (Pneumonie, Infektion, Sepsis) sowie die

Verweildauer im Aufwachraum untersucht. Bei Auftreten einer postoperativen Hy-

poxämie, definiert als Abfall der Sauerstoffsättigung auf < 93%, erhielten 105 se-

quentielle Patienten und Patientinnen für einen Monat eine konventionelle Sauer-

stofftherapie über eine Gesichtsmaske (n = 105) mit einem Flow von 6 l/min, im

darauffolgenden Monat eine EzPAP®-Therapie (n = 105). Bei der EzPAP®-

Therapie wurde bei Normalgewichtigen (BMI < 30 kg/m2) ein PEEP von 4-7

cmH2O und bei Übergewichtigen (BMI > 30 kg/m2) ein PEEP von 8-12 cmH2O an-

gestrebt. Um den entsprechenden PEEP zu erreichen wurde der Flow von initial 3

l/min solange um je 1 l/min erhöht bis der Ziel-PEEP am Manometer angezeigt

wurde. Nach 1 Stunde erfolgte ein 30-minütiger Auslassversuch. Bei erneutem

Abfall der SpO2 auf < 93% über eine Dauer von > 5 Minuten, wurde Sauerstoff

über eine Gesichtsmaske verabreicht.

In beiden Studiengruppen konnte kein Unterschied in den SpO2-Werten im Verlauf

(Messzeitpunkte 1 Minute bis 60 Minuten nach Sauerstoffgabe) gemessen wer-

den. Allerdings wurden die Patienten und Patientinnen in der EzPAP®-Gruppe

40

während des Auslassversuches signifikant seltener sauerstoffpflichtig (25 versus

41 Patienten und Patientinnen; p-Wert = 0,03) und hatten auch eine signifikant

geringere Inzidenz an postoperativen Komplikationen (13 versus 25; p-Wert =

0,02) wie Pneumonien (0 versus 4) oder Wundinfektionen (2 versus 3). Kein signi-

fikanter Unterschied konnte hinsichtlich der Verweildauer im Aufwachraum und im

Krankenhaus beobachtet werden (p-Wert = 0,2 bzw. 0,7).

EzPAP® in the Postoperative Period: A Pilot Study (Talley et al. 2012)

Das Ziel dieser Pilotstudie war es zu evaluieren, ob bei übergewichtigen Patienten

und Patientinnen nach einem laparoskopischen Eingriff in der unmittelbaren post-

operativen Phase die Verwendung von EzPAP® effektiver ist als eine Standard-

Sauerstofftherapie. 19 Patienten und Patientinnen mit einem BMI von ≥ 35 kg/m2

wurden untersucht. Die EzPAP®-Therapie erfolgte mit einem positiven Atemwegs-

druck von 10-12 cmH2O. Die Therapiedauer betrug 60 Minuten, danach wurde auf

eine Sauerstofftherapie über Nasenkanülen gewechselt. Die Kontrollgruppe be-

kam eine Sauerstofftherapie über Nasenkanülen.

Eine Stunde postoperativ zeigte sich zwar in der EzPAP®-Gruppe ein klinischer

Trend zu einer besseren SpO2 (98,1% versus 96,3%), 2 Stunden postoperativ wa-

ren die gemessenen SpO2-Werte allerdings praktisch ident.

3.3 Darstellung der Ergebnisse zu Forschungsziel 2

Darstellung der Reintubationsrate bei der HFOT in Tabelle 9 sowie der CPAP-

Therapie in Tabelle 10.

41

Tabelle 9: Reintubationsrate bei der HFOT

Reintubationsrate

HFOT beim postoperativen hypoxämischen Lungenversagen:

Stéphan et al. 2015 HFOT BiPAP p-Wert

Personenzahl n = 414 n = 416

Reintubationshäufigkeit (%) n = 58 (14%) n = 57 (13,7%) 0,99

Parke, McGuinness &

Eccleston 2011

HFOT HFFM p-Wert

Personenzahl n = 29 n = 27

Reintubationshäufigkeit (%) n = 0 (0%) n = 0 (0%) Keine Angabe

HFOT in der Postextubationsphase:

Futier et al. 2016 HFOT O2 p-Wert

Personenzahl n = 108 n = 112

Reintubationshäufigkeit bzw.

Wechsel auf NIV (%)

n = 20 (19%) n = 14 (13%) 0,22

Corley et al. 2015 HFOT O2 p-Wert

Personenzahl n = 81 n = 74

Reintubationshäufigkeit bzw.

Wechsel der Therapie (%)

n = 3 (3,7%) n = 5 (6,8%) 0,40

Reintubationshäufigkeit (%) n = 0 (0%) n = 2 (2,7%) Keine Angabe

Parke et al. 2013 HFOT O2 p-Wert

Personenzahl n = 169 n = 171

Reintubationshäufigkeit bzw.

Wechsel der Therapie (%)

n = 47 (27,8%) n = 77 (45,0%) 0,001

Dhillon et al. 2017 HFOT O2 p-Wert

Personenzahl n = 46 n = 138

Reintubationshäufigkeit (%) n = 3 (6,5%) n = 19 (13,8%) 0.02

Hernández et al. 2016a HFOT O2 p-Wert

Personenzahl n = 264 n = 263

Reintubationshäufigkeit (%) n = 13 (4,9%) n = 32 (12,2%) 0,004

42

Hernández et al. 2016b HFOT NIV p-Wert

Personenzahl n = 290 n = 314

Reintubationshäufigkeit (%) n = 66 (22,8%) n = 60 (19,1%) Keine Angabe

Tabelle 10: Reintubationsrate bei der CPAP-Therapie

Reintubationsrate

CPAP-Therapie beim postoperativen hypoxämischen Lungenversagen:

Squadrone et al. 2005 CPAP O2 p-Wert

Personenzahl n = 105 n = 104

Reintubationshäufigkeit (%) n = 1 (1%) n = 10 (10%) 0,005

CPAP-Therapie in der Postextubationsphase:

Barbagallo et al. 2012 CPAP O2 p-Wert

Personenzahl n = 25 n = 25

Reintubationshäufigkeit (%) n = 0 (0%) n = 0 (0%) Keine Angabe

Zarbock et al. 2009 CPAP Kontrollgruppe p-Wert

Personenzahl n = 232 n = 236

Pulmonale Komplikationen

inkl. Reintubation (%)

n = 12 (5,2%) n = 25 (10,6%) 0,03

Reintubationshäufigkeit (%) n = 3 (1,3%) n = 6 (2,5%) Keine Angabe

Böhner et al. 2002 CPAP O2 p-Wert

Personenzahl n = 99 n = 105

Reintubationshäufigkeit (%) n = 1 (1,0%) n = 5 (4,8%) 0,213

Pasquina et al. 2004 CPAP NIPSV p-Wert

Personenzahl n = 75 n = 75

Reintubationshäufigkeit (%) n = 1 (1,3%) n = 0 (0%) Nicht signifikant

Kindgen-Milles et al. 2005 nCPAP O2 und CPAP p-Wert

Personenzahl n = 25 n = 25

Pulmonale Komplikationen

inkl. Reintubation (%)

n = 7 (28%) n = 24 (96%) 0,019

Reintubationshäufigkeit (%) n = 1 (4%) n = 4 (16%) Keine Angabe

Fagevik Olsén et al. 2002 CPAP IR-PEP p-Wert

Personenzahl n = 34 n = 36

Reintubationshäufigkeit (%) n = 1 (2,9%) n = 7 (19,4%) < 0,05

43

Die Verweildauer auf der Intensivstation ist für die HFOT in Tabelle 11 und für die

CPAP-Therapie in Tabelle 12 dargestellt.

Tabelle 11: Verweildauer auf der Intensivstation bei der HFOT

Verweildauer auf der Intensivstation

HFOT beim postoperativen hypoxämischen Lungenversagen:

Stéphan et al. 2015 HFOT BiPAP p-Wert

Personenzahl n = 414 n = 416

Median (IQR), Tage 6 (4-10) 6 (4-10) 0,77

Parke, McGuinness &

Eccleston 2011

HFOT HFFM p-Wert

Personenzahl n = 29 n = 27

Numerischer Wert Keine Angabe Keine Angabe Nicht signifikant

HFOT in der Postextubationsphase:

Futier et al. 2016 HFOT O2 p-Wert

Personenzahl n = 108 n = 112

Median (IQR), Tage 6 (4-16) 5 (3-13) 0,53

Corley et al. 2015 HFOT O2 p-Wert

Personenzahl n = 81 n = 74

Mittelwert (SD), Stunden 38,7 (35,2) 38,6 (23,9) 0,99

Parke et al. 2013 HFOT O2 p-Wert

Personenzahl n = 169 n = 171

Mittelwert (SD), Stunden 33,4 (22,8) 28,9 (24,0) 0,08

Dhillon et al. 2017 HFOT O2 p-Wert

Personenzahl n = 46 n = 138

Mittelwert±SD, Tage 13,6±11,7 8,3±9,9 < 0,01

Hernández et al. 2016a HFOT O2 p-Wert

Personenzahl n = 264 n = 263

Median (IQR), Tage 6 (2-8) 6 (2-9) 0,29

Hernández et al. 2016b HFOT NIV p-Wert

Personenzahl n = 290 n = 314

Median (IQR), Tage 3 (2-7) 4 (2-9) 0,48

44

Tabelle 12: Verweildauer auf der Intensivstation bei der CPAP-Therapie

Verweildauer auf der Intensivstation

CPAP-Therapie beim postoperativen hypoxämischen Lungenversagen:

Squadrone et al. 2005 CPAP O2 p-Wert

Personenzahl n = 105 n = 104

Mittelwert (SD), Tage 1,4 (1,6) 2,6 (4,2) 0,09

CPAP-Therapie in der Postextubationsphase:

Barbagallo et al. 2012 CPAP O2 p-Wert

Personenzahl n = 25 n = 25

Stunden 18-24 18-24 Keine Angabe

Zarbock et al. 2009 CPAP Standardgruppe p-Wert

Personenzahl n = 232 n = 236

Mittelwert±SD, Stunden 27±1,6 28±1,7 Nicht signifikant

Böhner et al. 2002 CPAP O2 p-Wert

Personenzahl n = 99 n = 105

Mittelwert±SD, Tage 1,9±1,6 2,8±7,1 0,199

Pasquina et al. 2004 CPAP NIPSV p-Wert

Personenzahl n = 75 n = 75

Median (IQR), Stunden 65 (47-74) 60 (47-74) Nicht signifikant

Kindgen-Milles et al.

2005

nCPAP O2 und CPAP p-Wert

Personenzahl n = 25 n = 25

Mittelwert±SD, Tage 8±1 12±2 Nicht signifikant

Fagevik Olsén et al. 2002 CPAP IR-PEP p-Wert

Personenzahl n = 34 n = 36

Mittelwert (SD), Tage 5,2 (2,7) 5,8 (5,0) Nicht signifikant

45

4. Diskussion

Als wesentlichste Erkenntnis des vorliegenden Literaturreviews kann angeführt

werden, dass die HFOT der konventionellen Sauerstofftherapie hinsichtlich der

therapeutischen Wirksamkeit signifikant überlegen ist. Die Hypothese, dass die

neuen apparativen Atemhilfen auch der konventionellen CPAP-Therapie überle-

gen wären, konnte allerdings nicht bestätigt werden. Die Studienergebnisse zei-

gen allerdings, dass bei postoperativen chirurgischen Intensivpatienten und Inten-

sivpatientinnen sowohl die HFOT als auch die EzPAP®-Therapie als zumindest

gleichwertig zur konventionellen CPAP-Therapie zu bewerten sind und als ein

wichtiges Bindeglied zur nicht invasiven Beatmung anzusehen sind.

Der gemeinsame therapeutische Ansatz der untersuchten apparativen Atemhilfen

liegt in der Erzeugung eines positiven Atemwegsdruckes. Unabhängig davon, ob

ein PEEP mittels HFOT, EzPAP® oder einem konventionellen CPAP-System ge-

neriert wird, wirkt sich der positive Atemwegsdruck vorteilhaft auf die Lungenfunk-

tion aus. Die pneumatische Schienung der kleinen Atemwege bewirkt eine ver-

minderte dynamische Kompression der knorpelfreien Bronchiolen und wirkt der

Ausbildung von Dystelektasen/Atelektasen entgegen. Auf diese Weise wird posto-

perativen pulmonalen Komplikationen vorgebeugt und in der Folge die Intubations-

bzw. Reintubationsrate reduziert.

High-Flow-Oxygen-Therapy (HFOT)

Die HFOT nimmt einen immer bedeutenderen Stellenwert in der Atemtherapie auf

der Intensivstation ein. Die im vorliegenden Review eingeschlossenen Studien

zeigen die hohe therapeutische Wirksamkeit der HFOT, welche als eine wichtige

klinische Ergänzung im Spektrum der apparativen Atemtherapie anzusehen ist.

Wie in Kapitel „Ergebnisse“ ausführlich erörtert, konnte in mehreren Studien eine

signifikante Verminderung der Reintubationsrate im Vergleich zur konventionellen

Sauerstofftherapie nachgewiesen werden (Dhillon et al. 2017; Hernández et al.

2016a; Parke et al. 2013). Auch wenn in der Studie von Corley et al. (2015) hin-

sichtlich der Reintubationsrate kein statistisch signifikantes Ergebnis erzielt wer-

den konnte, zeigt diese Untersuchung dennoch einen klinischen Trend zugunsten

der HFOT (0% versus 2,7%).

46

Darüber hinaus konnten Stéphan et al. (2015) nachweisen, dass die HFOT auch

im Vergleich zur nicht invasiven Beatmung hinsichtlich der Vermeidung von Rein-

tubationen als gleichwertig anzusehen ist und zu praktisch identen Ergebnissen

führt. So betrug in dieser Studie die Inzidenz an Reintubationen unter HFOT 14%

und unter NIV 13,7%. Der PaCO2 konnte suffizient gesenkt werden, die Atemfre-

quenz vermindert und in der Folge die Atemarbeit reduziert werden. Basierend auf

diesen Ergebnissen empfehlen die Autoren und Autorinnen die HFOT als

Atemtherapieverfahren der ersten Wahl bei Patienten und Patientinnen mit einem

erhöhten Risiko für das Auftreten einer akuten respiratorischen Insuffizienz anzu-

wenden. Die Prognose für Patienten und Patientinnen ist zwar gleich wie bei der

NIV, die Vorteile der leichteren Anwendbarkeit und der verminderte Arbeitsauf-

wand für das Pflegepersonal sprechen jedoch für die HFOT. In diesem Zusam-

menhang ist es pathophysiologisch zielführend, die HFOT auch in den Pausen

zwischen den Masken-CPAP-Phasen bzw. NIV-Phasen einzusetzen, um die klini-

schen Effekte des positiven Atemwegsdruckes möglichst lange aufrechtzuerhal-

ten. Diese Strategie wird auch im eigenen Arbeitsbereich auf der Intensivstation

erfolgreich angewendet.

Frat et al. (2015) konnten erstmals bei Intensivpatienten und Intensivpatientinnen

mit einer akuten hypoxämischen respiratorischen Insuffizienz (PaO2/FiO2 ≤ 300

mmHg) einen Überlebensvorteil für die HFOT im Vergleich zu einer Standard-

Sauerstofftherapie, aber auch im Vergleich zur NIV-Therapie nachweisen. Zeigte

sich hinsichtlich der Reintubationsrate ein zumindest klinisch eindeutiger signifi-

kanter Trend zugunsten der HFOT im Vergleich zu den Kontrollgruppen (HFOT-

Gruppe 38% versus Standard-Sauerstofftherapie-Gruppe 47% und NIV-Gruppe

50%; p-Wert 0,18), konnte die 90-Tages-Mortalität mittels HFOT signifikant redu-

ziert werden. So starben in der HFOT-Gruppe in diesem Zeitraum nur 12% der

Patienten und Patientinnen, jedoch in der Standard-Sauerstofftherapie-Gruppe

23% und in der NIV-Gruppe 28% (p-Wert = 0,02).

Die HFOT basiert auf mehreren Wirkmechanismen. Die vorgestellten Studien be-

legen, dass durch den positiven Atemwegsdruck eine Verbesserung des Gasaus-

tausches erzielt wird, die FRC erhöht und die Atemarbeit reduziert wird. Neben der

Verbesserung der Oxygenierung hat die HFOT auch klinisch bedeutsame Auswir-

kungen auf die Lungenventilation und damit auf den Kohlendioxidpartialdruck im

Blut. Die HFOT führt zu einer Auswaschung des Kohlendioxids aus dem extratho-

47

rakalen anatomischen Totraum. Durch den hohen konstanten Gasfluss im

Nasopharynx wird die Rückatmung von Kohlendioxid erheblich reduziert. Basie-

rend auf diesen pathophysiologischen Effekt nimmt die HFOT einen hohen Stel-

lenwert im Management von Patienten und Patientinnen mit hyperkapnischer

Ateminsuffizienz ein (Hernández et al. 2016b; Parke et al. 2013; Parke, McGuin-

ness & Eccleston 2011; Stéphan et al. 2015). So konnte bei COPD-Patienten und

-Patientinnen durch die HFOT eine signifikante Verbesserung der Ventilation mit

Abnahme des arteriellen Kohlendioxidpartialdruckes erzielt werden (Bräunlich,

Köhler & Wirtz 2016).

Auf Grund dieser positiven Effekte auf den pulmonalen Gasaustausch und der

Lungenventilation ermöglicht die HFOT eine Verminderung der Reintubationsrate

bei Auftreten einer erneuten drohenden oder manifesten respiratorischen Insuffizi-

enz nach Extubation. Gleichzeitig wird durch die Abnahme der Atemarbeit einer

erneuten Erschöpfung der Atemmuskulatur nach der Extubation vorgebeugt.

Die physiologische Atemgaskonditionierung während der HFOT spielt eine wichti-

ge Rolle im Sekretmanagement. So führt der erwärmte und befeuchtete Sauerstoff

zu einer Verbesserung der mukoziliären und tussiven Clearance. Hernández et al.

(2016a; 2016b) postulierten, dass die Verbesserung der Sekretmobilisation in ei-

nem direkten Zusammenhang mit der Anwendungsdauer der HFOT steht. Sie

konnten in ihren Untersuchungen nachweisen, dass eine adäquate Atemgaskondi-

tionierung mit einer Reduktion von Obstruktionen in den oberen Atemwegen ein-

hergeht.

Ein weiterer wesentlicher Aspekt im Zusammenhang mit der HFOT ist der erhöhte

Patienten- und Patientinnenkomfort. Die erhöhte Akzeptanz der HFOT im Ver-

gleich zu konventionellen CPAP-Systemen ermöglicht einerseits, dass die HFOT

über einen längeren Zeitraum kontinuierlich angewendet werden kann, anderer-

seits können die Patienten und Patientinnen auf Grund der nasalen Applikation

der HFOT während der Atemtherapie sprechen, essen und trinken. Die höhere

Toleranz dieser apparativen Atemhilfe im Vergleich zur konventionellen Masken-

CPAP-Therapie stellt bei vergleichbarer therapeutischer Wirksamkeit ein wichtiges

Entscheidungskriterium dar, die HFOT zu bevorzugen. In diesem Zusammenhang

muss betont werden, dass das erhöhte Wohlbefinden während der Atemtherapie

auch mit einer Zunahme der von den Patienten und Patientinnen tolerierten An-

wendungsdauer assoziiert ist. Sind bei Maskenintoleranz im Rahmen einer kon-

48

ventionellen CPAP-Therapie oder einer nicht invasiven Beatmung bereits mehrere

„Interfaces“ erfolglos ausprobiert worden, kann die HFOT eine effektive alternative

Therapieoption sein.

Als weiterer klinisch bedeutsamer Vorteil der HFOT im Vergleich zum Masken-

CPAP ist anzuführen, dass durch die Verwendung von spezifischen Nasenkanülen

(= Prongs) weniger druckbedingte Hautschäden entstehen. Damit verringert sich

auch der benötigte Pflege- und Therapieaufwand. Auch muss weniger Zeit aufge-

wendet werden, um dislozierte Nasenkanülen zu repositionieren.

Der auf 37°C erwärmte und befeuchtete Sauerstoff bildet einen klinisch bedeut-

samen Faktor für die hohe Akzeptanz der HFOT, da hohe inspiratorische Flussra-

ten besser toleriert werden und der Austrocknung der Atemwege entgegengewirkt

wird. In diesem Zusammenhang haben Hernández et al. (2016b) gezeigt, dass die

Höhe des inspiratorischen Atemgasflusses, welcher von den Patienten und Pati-

entinnen toleriert wird, auch vom Schweregrad der Erkrankung abhängt. So haben

Hochrisiko-Patienten und -Patientinnen im Schnitt einen Atemgasfluss von 50

l/min gut toleriert, während die Toleranzgrenze bei Patienten und Patientinnen mit

niedrigem Risiko bei einem Flow von nur 30 l/min lag. Daraus lässt sich ableiten,

dass Patienten und Patientinnen, welche an einer respiratorischen Insuffizienz

leiden, die HFOT mit hohen Flussraten besser und länger tolerieren, als jene Pati-

enten und Patientinnen, bei denen die HFOT prophylaktisch nach der Extubation

zum Einsatz kommt.

In den Studien von Corley et al. (2015) und Futier et al. (2016) hat die prophylakti-

sche Anwendung der HFOT nach Extubation zu keinem signifikanten Ergebnis im

Vergleich zur Standard-Sauerstofftherapie geführt. Als mögliche Ursache wird an-

geführt, dass bei der Anwendung der nasalen HFOT nicht ausreichend darauf ge-

achtet wurde, ob der Patient oder die Patientin während der Atemtherapie mit of-

fenem oder geschlossenem Mund geatmet hat. Parke, Eccleston und McGuinness

(2011) konnten in ihrer Studie zeigen, dass die Höhe des durch die HFOT gene-

rierten positiven Atemwegsdruckes maßgebend davon abhängt, ob der Patient

oder die Patientin mit offenem oder geschlossenem Mund atmet. Bei einem Flow

von 50 l/min wurde bei geschlossenem Mund im Mittel ein positiver Atemwegs-

druck von 3,3±1,1 cmH2O und bei geöffnetem Mund von nur 1,7±0,8 cmH2O ge-

messen (p-Wert < 0,001). Diese Messergebnisse haben pathophysiologisch zur

Folge, dass bei geöffnetem Mund nur die Hälfte des positiven Atemwegsdruckes

49

wie mit geschlossenem Mund generiert wird. Um den Erfolg der HFOT zu optimie-

ren, ist eine entsprechende Compliance des Patienten oder der Patientin erforder-

lich sowie der wichtige Hinweis, dass mit geschlossenem Mund über die Nase ge-

atmet werden soll. Bei mangelnder Mitarbeit des Patienten oder der Patientin

muss auf eine alternative Atemtherapie, welche über eine Gesichtsmaske appli-

ziert wird, gewechselt werden. Darüber hinaus war in der Studie von Corley et al.

(2015) die Applikationsdauer der HFOT auf 8 Stunden limitiert und in der Studie

von Futier et al. (2016) sogar nur auf 1 Stunde beschränkt. Diese kurze Anwen-

dungsdauer der HFOT kann mit hoher Wahrscheinlichkeit als Ursache angesehen

werden, warum in beiden Studien kein signifikantes Ergebnis hinsichtlich Verbes-

serung der Oxygenierung zwischen HFOT und Standard-Sauerstofftherapie beo-

bachtet werden konnte. Demgegenüber konnte in der Studie von Hernández et al.

(2016a) nach einer 24-stündigen Anwendung der HFOT ein signifikant besseres

Ergebnis unter HFOT als unter einer Standard-Sauerstofftherapie hinsichtlich des

pulmonalen Gasaustausches und in der Folge der Reintubationsrate nachgewie-

sen werden. So mussten in der HFOT-Gruppe nur 4,9% der Patienten und Patien-

tinnen im Gegensatz zu 12,2% in der Kontrollgruppe reintubiert werden (p-Wert =

0,004). Aus diesen Studienergebnissen kann gefolgert werden, dass die Anwen-

dungsdauer der HFOT einen wesentlichen pathophysiologischen Faktor für die

Inzidenz an Reintubationen darstellt.

In der Post-Weaning-Phase stellt der prophylaktische Einsatz der HFOT bei Pati-

enten und Patientinnen mit postoperativen Sekretretentionen infolge eines opera-

tionsbedingten und/oder schmerzbedingten schwachen Hustenstoßes eine klare

Indikation für die Anwendung dieses Atemtherapieverfahrens dar. In Abhängigkeit

der Applikationsdauer führt die HFOT zu einer Verbesserung der mukoziliären und

tussiven Clearance und in der Folge zu einer Abnahme der Atemarbeit.

Bei der Anwendung der HFOT sollte auch ein Protokoll geführt werden, in wel-

chem die Anwendungsdauer vorgegeben und dokumentiert wird. Vor dem Hinter-

grund der derzeit verfügbaren Literatur kann allerdings keine Aussage über die

„optimale“ Anwendungsdauer der HFOT gemacht werden, zumal diese für jeden

Patienten bzw. jede Patientin individuell in Abhängigkeit der Art und dem Schwe-

regrad der pulmonalen Funktionseinschränkung ermittelt werden muss. Aus der

vorliegenden Literatur und der klinischen Erfahrung kann jedoch gesagt werden,

50

dass die Effizienz der apparativen Atemtherapie direkt proportional der Anwen-

dungsdauer ist.

Die Ergebnisse beider Hernández-Studien (2016a; 2016b) geben genügend wis-

senschaftliche Evidenz für die Empfehlung, dass praktisch jeder Intensivpatient

und jede Intensivpatientin nach der Extubation von einer HFOT profitiert. Basie-

rend auf diesen Literaturdaten ist die HFOT bei Patienten und Patientinnen, die

länger als 12 Stunden beatmet wurden, der Standard-Sauerstofftherapie (Patien-

ten und Patientinnen ohne Risikofaktoren) eindeutig als überlegen und der nicht

invasiven Maskenbeatmung (Patienten und Patientinnen mit Risikofaktoren), bei

gleichzeitig besserer Toleranz, als zumindest gleichwertig anzusehen.

Verweildauer auf der Intensivstation

Obwohl der Schluss nahe liegt, dass sich bei niedrigeren Reintubationsraten auch

die Verweildauer auf der Intensivstation verkürzt, konnte in den untersuchten Stu-

dien diesbezüglich kein signifikantes Ergebnis nachgewiesen werden.

Der Grund, dass die Verminderung der Reintubationsrate nicht gleichzeitig auch

die Aufenthaltsdauer auf der Intensivstation verkürzt, liegt möglicherweise an den

vielen verschiedenen pathophysiologischen Faktoren, welche dazu beitragen,

dass ein Patient oder eine Patientin hinsichtlich des klinischen Allgemeinzustan-

des und der Organfunktionen noch nicht stabil genug für die Transferierung auf die

Normalstation ist. In diesem Zusammenhang muss auch die jeweilige Infrastruktur

des Krankenhauses in Betracht gezogen werden. So hängt die Verweildauer auf

der Intensivstation auch davon ab, ob der Patient oder die Patientin auf eine Nor-

malstation verlegt wird oder auf eine sogenannte „Step-down-Unit“, z.B. eine „In-

termediate Care Station“ (IMCU) mit erweiterten Therapie- und Monitoringmög-

lichkeiten. Diesbezüglich gibt es allerdings bis dato keine Literaturdaten.

Darüber hinaus muss betont werden, dass bei postoperativen Patienten und Pati-

entinnen neben pulmonalen auch nicht pulmonale Faktoren eine Intubation bzw.

eine Reintubation erforderlich machen können. Als Beispiele für extrapulmonale

Ursachen sind chirurgische Revisionen, kardiovaskuläre oder neurologische Funk-

tionseinschränkungen bzw. Begleiterkrankungen zu nennen, die zu einem Extuba-

tionsversagen führen können. In vielen Fällen sind es die Co-Morbiditäten, die zu

51

einer Verlängerung des Intensivaufenthaltes unabhängig des pulmonalen Funkti-

onszustandes führen.

EzPAP®-Therapie

Die Studien zum Einsatz der EzPAP®-Therapie zeigen ebenfalls eine hohe thera-

peutische Wirksamkeit. So konnten Rieg et al. (2012) in ihrer Untersuchung nach-

weisen, dass die EzPAP®-Therapie den pulmonalen Gasaustausch langfristig ver-

bessert. Der therapeutische Effekt der EzPAP®-Therapie lässt sich, in Analogie

zur HFOT und den konventionellen CPAP-Systemen, auf den Wirkmechanismus

des positiven Atemwegsdruckes zurückführen. Durch den generierten PEEP kann

eine Stabilisierung der pulmonalen Funktion erreicht werden, wodurch einem Kol-

laps von bereits wiedereröffneten Atelektasen entgegengewirkt wird. Die frühe

Anwendung in der postoperativen Phase führt zu einer nachhaltigen Zunahme der

FRC mit Verbesserung der Oxygenierung. Diese Effekte führen zu einer Vermin-

derung der Atemarbeit. Aus pathophysiologischer Sicht profitieren von der Ez-

PAP®-Therapie demnach Patienten und Patientinnen mit COPD, Nikotinabusus

oder Adipöse mit einem BMI > 40 kg/m2. Die EzPAP®-Therapie stellt eine effektive

Maßnahme zur Senkung der postoperativen Hypoxämie dar und ist auf Grund des

PEEP-Effektes einer konventionellen Sauerstofftherapie überlegen.

Die EzPAP®-Therapie wird von den Patienten und Patientinnen gut toleriert, was

unter anderem auch daran liegt, dass die Atmung mit dem EzPAP®-System der

physiologischen Atmung näher kommt als die konventionelle CPAP-Atmung, da

der Inspirationsdruck in einen leicht negativen Bereich sinkt. Dies vermindert für

die Patienten und die Patientinnen während der Einatmung das Gefühl des „Auf-

geblähtseins“. Die EzPAP®-Therapie kann problemlos während und nach dem

Weaning eingesetzt werden und trägt maßgebend zum Extubationserfolg bei.

Durch die Vertiefung der Inspiration wird Pneumonien vorgebeugt und Sekret mo-

bilisiert. Somit stellt die EzPAP®-Therapie eine effektive Art der Atelektasen- und

Pneumonieprophylaxe dar (Neubauer 2012). Als weiterer Vorteil ist anzuführen,

dass die EzPAP®-Therapie nicht nur auf Intensivstationen beschränkt ist, sondern

auf Grund der einfachen Handhabung auch auf Überwachungsstationen (IMCU)

fortgeführt werden kann. Ob die EzPAP®-Therapie zu einer Verkürzung der Kran-

52

kenhausverweildauer führt, kann zum momentanen Zeitpunkt nicht beantwortet

werden und muss in klinischen Studien evaluiert werden.

Limitation des vorliegenden Literaturreviews

Als Limitation des vorliegenden Literaturreviews kann angeführt werden, dass

Studien bei denen nur der Abstract aber nicht der Volltext erhältlich war, nicht in

die Masterarbeit miteingeschlossen wurden.

Schlussfolgerung:

Bei chirurgischen Intensivpatienten und Intensivpatientinnen können die HFOT

und die EzPAP®-Therapie im Vergleich zu einer konventionellen CPAP-Therapie

als gleichwertig betrachtet werden. Vorteile, wie die bessere Toleranz, adäquate

Atemgaskonditionierung und die einfachere Anwendbarkeit sprechen allerdings für

einen bevorzugten Einsatz der neuen apparativen Atemhilfen. Diese neuen Me-

thoden der apparativen Atemtherapie stellen eine wichtige Ergänzung in einem

ganzheitlichen Atemtherapiekonzept dar, indem sie sowohl als Alternative als

auch in Kombination mit den herkömmlichen Verfahren eingesetzt werden können.

Beide innovative Verfahren zur Atemunterstützung leisten somit einen wichtigen

klinischen Beitrag zum Therapieerfolg unserer Patienten und Patientinnen auf der

Intensivstation.

53

5. Literaturverzeichnis

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