Bewertung des endexspiratorischen Lungenvolumens bei gesunden Probanden unter Verwendung von High-Flow-Sauerstoff (Vapotherm®)

Die High-Flow-Nasenkanülen-Sauerstofftherapie (HFNC) ist eine Methode zur Sauerstoffzufuhr, die heute häufig bei Patienten mit anhaltender Hypoxie angewendet wird, die auf herkömmliche Arten der Sauerstoffergänzung (d. h. Nasenkanüle, Gesichtsmaske, Nicht-Rebreather-Gesichtsmaske). Ursprünglich bei Neugeborenen eingesetzt, erfreut es sich heute zunehmender Beliebtheit bei der erwachsenen Bevölkerung. Während die Forscher wissen, wie HFNC eine Sauerstoffergänzung bereitstellt, ist der physiologische Mechanismus der Korrektur von Hypoxämie noch unklar. Es gibt fünf Mechanismen der Hypoxämie, von denen vier durch eine Sauerstoffergänzung korrigiert werden – verringerter Anteil des eingeatmeten Sauerstoffs (FiO2), Hyperventilation, Fehlanpassung zwischen Ventilation und Perfusion (V/Q) und Diffusionsdefekt; und eine, die nicht - Shunt. Die Hypoxämie, die auf zusätzlichen Sauerstoff refraktär ist, deutet auf das Vorhandensein eines physiologischen Shunts hin. Die herkömmliche nicht-invasive Therapie zur Reduzierung der Shunt-Fraktion erfordert die Erhöhung des endexspiratorischen Lungenvolumens durch Erhöhung des endexspiratorischen Atemwegsdrucks unter Anwendung von kontinuierlichem positivem Atemwegsdruck (CPAP) oder bilevel positivem Atemwegsdruck (BiPAP). Das Produkt Vapotherm® (Vapotherm®, Stevensville, Maryland) der High-Flow-Sauerstofftherapie (Precision Flow®) wird häufig von Forschern auf Intensivstationen des University of Maryland Medical Center eingesetzt. Es erzeugt keine auslaufsichere Abdichtung in der Nase, wie sie bei CPAP und BiPAP zu sehen ist. Die Überdruckerzeugung wurde in einem anderen High-Flow-Sauerstoffsystem namens Optiflow™ (Fisher & Paykel Healthcare, Ltd., Auckland, Neuseeland) untersucht. Dieses Gerät unterscheidet sich jedoch von Vapotherm® dadurch, dass seine Nasenbohrungen groß sind und eine Abdichtung in jeder Nasenöffnung erzeugen, wodurch sowohl die Beatmung als auch die Erzeugung des positiven endexspiratorischen Drucks (PEEP) beeinflusst werden. Darüber hinaus maßen diese Studien positive exspiratorische Lungendrücke, nicht das Volumen. Ein positiver endexspiratorischer alveolärer Druck und eine Erhöhung des exspiratorischen Lungenvolumens bei Erwachsenen wurden mit Precision Flow® noch nicht nachgewiesen.

HFNC ist faszinierend, weil Studien und klinische Daten gezeigt haben, dass es sich um eine relativ nicht-invasive Methode der Sauerstoffzufuhr handelt, die Hypoxämie besser zu korrigieren scheint als andere nicht-invasive Methoden. Es ist komfortabler als ein CPAP-Gerät und wird daher von Patienten besser vertragen, insbesondere von schwerkranken und möglicherweise veränderten Patienten. Während es bei Neugeborenen seit einiger Zeit angewendet wird, ist seine Anwendung bei Erwachsenen neu und bedarf weiterer Forschung.

Die Hypothese der Forscher ist, dass HFNC eine anhaltende Hypoxämie korrigiert, indem es erhöhte endexspiratorische Lungenvolumina erzeugt und so die Alveolen während des gesamten Atemzyklus offen hält, was andere Sauerstoffzusätze nicht können. Unter Verwendung gesunder Freiwilliger werden die Ermittler die endexspiratorischen Lungenvolumina auf HFNC messen und sie mit denen vergleichen, die mit CPAP bei abgestuften Drücken erhalten wurden.