Ein neues Ultraschall-Tool zur Beurteilung der regionalen Lungenbelastung

Mechanische Beatmung wird häufig im Operationssaal und auf der Intensivstation eingesetzt. Obwohl in vielen Fällen unerlässlich, kann die mechanische Beatmung für eine beatmungsinduzierte Lungenschädigung (VILI) verantwortlich sein. Die Beziehung zwischen mechanischer Beatmung und VILI wurde bei Tieren eindeutig nachgewiesen und wird beim Menschen stark vermutet. Der mutmaßliche Mechanismus, der für VILI verantwortlich ist, ist übermäßige Lungenbelastung oder Überdehnung. Häufig bei beatmeten Patienten beobachtet, kann das Vorliegen einer schweren vorbestehenden Lungenerkrankung das Risiko einer Überdehnung erhöhen. Die Entwicklung eines Instruments, das die Früherkennung einer pulmonalen Überdehnung ermöglicht, würde einen großen Vorteil bei der Prävention von VILI darstellen, indem es eine sicherere Anpassung der mechanischen Beatmungsparameter ermöglicht. Die Ultraschallbildgebung ist eine strahlungslose, nicht-invasive Technik, die bereits auf der Intensivstation verfügbar ist. Die Ultraschalluntersuchung wird bereits für Herzbelastungsmessungen eingesetzt und ist ein vielversprechender Weg zur Beurteilung der Lungenbelastung.

Diese Pilotstudie zielt darauf ab, die Machbarkeit der Messung der lokalen Pleurabelastung in 4 vorbestimmten Lungenbereichen mittels Ultraschallbildgebung zu bewerten.

Nach Einleitung der Vollnarkose und Intubation des Patienten werden 4 verschiedene Tidalvolumina von 6 ml/kg, 8 ml/kg, 10 ml/kg und 12 ml/kg untersucht. Für jedes Volumen werden Bilder der Pleura an 4 vorbestimmten Bereichen gemacht. Die zu untersuchenden Stellen sind: der 4. Interkostalraum an der Mittelklavikularlinie (linke und rechte Seite), der 7. Interkostalraum an der hinteren Axillarlinie (linke und rechte Seite). Für jedes Atemzugvolumen werden 3 aufeinanderfolgende Atemzyklen an jeder Stelle zur anschließenden Analyse aufgezeichnet.

Um die Intra- und Inter-Observer-Variabilität zu beurteilen, wird die Untersuchung nur für das Atemzugvolumen von 10 ml/kg sofort von einem zweiten Beobachter an den 4 vorbestimmten Stellen wiederholt. Der erste Beobachter wird auch zurückkehren, um die Untersuchung an denselben Orten zu wiederholen.

Die mechanischen Beatmungsparameter werden während der gesamten Studie wie folgt standardisiert: volumenkontrollierte Beatmung, Atemfrequenz bei 12 Atemzügen pro Minute, angepasst, um ausgeatmetes Kohlendioxid (CO2) zwischen 30 und 40 mm Hg zu erhalten, initialer eingeatmeter Sauerstoffanteil von 40 %, angepasst zwischen 40 % und 80 %, um eine Sauerstoffsättigung ≥ 92 % und einen positiven endexspiratorischen Druck bei 6 cm H2O zu erreichen. Im Falle einer Entsättigung (Sättigung unter 90 %) trotz eines Anstiegs des eingeatmeten Sauerstoffanteils wird die Studie abgebrochen und die Anpassung der mechanischen Beatmungsparameter bleibt dem Ermessen des behandelnden Anästhesisten überlassen.

Die Lungensonographie wird vom Hauptforscher und einem Co-Forscher unter Verwendung eines Terason-Geräts (Teratech Corporation, Burlington, MA) und einer linearen 12L5-Ultraschallsonde durchgeführt. Für jedes Bild wird die Sonde senkrecht zu den Rippen und der Pleura ausgerichtet, wobei der Zeiger auf den Kopf des Teilnehmers zeigt. Die Tiefe wird angepasst, um die Pleuralinie in der Mitte des Bildschirms zu haben. Die Fokuszone des Strahls wird auf Höhe der Pleuralinie positioniert. Es wird eine Frequenz von 12 Megahertz (MHz) verwendet.

Anhand eines Referenz-Ultraschallbildes segmentiert ein erfahrener Lungenultraschall das Pleura. Aus diesem Bild definiert ein Algorithmus einen interessierenden Bereich, der in den restlichen Bildern der Videosequenz verfolgt wird. Danach berechnet der Algorithmus die verschiedenen Komponenten der Lungenbelastung im Verhältnis zum Atemzugvolumen. Ein erfahrener Techniker validiert das Speckle-Tracking visuell.