Extrakorporale CO2-Entfernung zur akuten COPD-Dekompensation (ORION)

Die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) ist weltweit die dritthäufigste Todesursache und führt zu erheblichen und zunehmenden sozialen und wirtschaftlichen Belastungen. Exazerbationen beeinträchtigen die Prognose und Lebensqualität von Patienten mit COPD. Die Krankenhausmortalität von Patienten, die wegen einer hyperkapnischen Exazerbation der COPD aufgenommen wurden, liegt bei etwa 10 %, und das Langzeitergebnis ist schlecht. Darüber hinaus hat eine hyperkapnische Exazerbation der COPD schwerwiegende negative Auswirkungen auf die Lebensqualität, die Lungenfunktion und die Kosten der Patienten. Daher kann eine sofortige Behandlung von Exazerbationen das klinische Fortschreiten der COPD beeinflussen, indem sie die Lebensqualität und Prognose verbessert.

Zu den pathophysiologischen Merkmalen von COPD-Patienten gehören die Einschränkung des Exspirationsflusses und der Verschluss der kleinen Atemwege. Unter diesen Umständen ist eine verlängerte Exspirationszeit der Kompensationsmechanismus, den Patienten anwenden, um eine stabile Atempause aufrechtzuerhalten. COPD-Exazerbationen führen zu höheren Atemfrequenzen und verkürzter Exspirationszeit, was zu dynamischer Hyperinflation, erhöhten intrathorakalen Drücken und übermäßiger Atemarbeit führt. Eine Veränderung des Gleichgewichts zwischen (a) der verringerten Kapazität der Atemmuskulatur, Druck zu erzeugen, und (b) der erhöhten mechanischen Atmungsbelastung aufgrund der Begrenzung des Ausatemflusses und des Verschlusses kleiner Atemwege führt zu einer CO2-Retention. Die damit einhergehende Reduktion der alveolären Ventilation führt zu einer weiteren Verschlechterung der CO2-Retention und erhöhter Atemarbeit. Dieser Teufelskreis ist der zugrunde liegende Mechanismus, der für akute Ateminsuffizienz verantwortlich ist, die eine Aufnahme auf der Intensivstation (ICU) zur Beatmungsunterstützung erfordert.

Standardbehandlung für Patienten mit COPD-Exazerbation, die zur Behandlung von akuter hyperkapnischer respiratorischer Insuffizienz und schwerer respiratorischer Azidose auf die Intensivstation aufgenommen werden müssen, ist die nicht-invasive Beatmung (NIV). Wenn NIV fehlschlägt (arterieller pH-Wert bleibt < 7,30), wird eine invasive Beatmung durch endotracheale Intubation eingeleitet, um einen angemessenen Gasaustausch wiederherzustellen.

Extrakorporale Kreisläufe zur Entfernung von CO2 (ECCO2R) wurden bei Patienten mit akuter hyperkapnischer Ateminsuffizienz verwendet, da ECCO2R die Wirksamkeit von NIV zur Entfernung von CO2 verbessern und die Verschlechterung einer respiratorischen Azidose verhindern kann. Obwohl die verfügbaren Studien auf Fallserien beschränkt sind, wurden mehrere ECCO2R-Geräte entwickelt und für den klinischen Einsatz bei Patienten mit COPD vorgeschlagen. Diese Systeme stellen oft Modifikationen von Nierenersatztherapiekreisläufen dar und sind gekennzeichnet durch:

1. veno-venöse Bypass-Systeme
2. extrakorporaler Blutfluss von 0,3–0,5 Liter/min
3. 13 Fr Bohrungskatheter oder ein einzelner Koaxialkatheter
4. sehr niedrige Dosen oder kein Heparin
5. minimale Volumina zum „Priming“

Diese technologische Implementierung von ECCO2-R ist daher näher an einem Gerät für die Nierenersatztherapie als an einer vollständigen ECMO. CO2 wird durch einen doppellumigen Katheter entfernt und durch eine nicht-okklusive Rotationspumpe konstant durch eine künstliche Membranlunge (ein Filter, der Sauerstoff hinzufügt und Kohlendioxid entfernt), die an eine Quelle mit 100 % O2 angeschlossen ist (Durchfluss 6-8 Liter). /Mindest). Diese Systeme sind in der Lage, PaCO2 um 20-25 % zu reduzieren.

Eine kürzlich durchgeführte abgestimmte Kohortenstudie mit historischer Kontrolle verglich „NIV-plus-ECCO2R“ und „NIV-only“ bei Patienten mit dem Risiko eines NIV-Versagens und zeigte, dass (a) das Risiko einer Intubation bei Patienten, die mit behandelt wurden, dreimal höher war „NIV-only“ als bei Patienten, die mit „NIV-plus-ECCO2R“ behandelt werden; (b) die Krankenhaussterblichkeit war bei „NIV plus ECCO2R“ signifikant niedriger als bei „nur NIV“ [8 % (95 % KI 1,0–26,0 %) vs. 33 % (95 % KI 18,0–57,5 %), beziehungsweise]. ECCO2R-bedingte Komplikationen wurden jedoch bei fast der Hälfte der Patienten beobachtet. Eine kürzlich durchgeführte systematische Übersichtsarbeit bewertete die Wirksamkeit und Sicherheit von ECCO2R bei Patienten mit hyperkapnischer respiratorischer Insuffizienz in 12 Studien und zeigte, dass die Mehrheit der Patienten entweder erfolgreich von der mechanischen Beatmung entwöhnt oder mit NIV fortgeführt wurde, wobei eine Intubation vermieden wurde. Diese hohen Erfolgsraten waren jedoch mit einer hohen Häufigkeit potenziell schwerwiegender Komplikationen verbunden.

Die Konsistenz der oben diskutierten Daten und die Beobachtung der kontinuierlichen Zunahme der Anwendung von ECCO2R trotz des Fehlens solider Beweise bestätigen, dass die Ausgewogenheit bezüglich der Anwendung von ECCO2R eine randomisierte klinische Studie rechtfertigen kann, um zu bewerten, ob Patienten mit refraktärer respiratorischer Azidose auf NIV behandelt werden sollten intubiert werden und die Risiken eingehen, die mit einer invasiven mechanischen Beatmung verbunden sind, oder an ECCO2R angeschlossen werden, um eine Intubation zu vermeiden, wobei jedoch das Risiko einer potenziell schwerwiegenden ECCO2R-bedingten Komplikation besteht

Ziele:

Das Hauptziel dieser randomisierten, multizentrischen klinischen Studie ist es, die Hypothese zu testen, dass die Anwendung von ECCO2R bei Patienten mit akuter lebensbedrohlicher Exazerbation von COPD das ereignisfreie Überleben im Vergleich zur Standardbehandlung verlängern könnte. Ereignisfreies Überleben ist definiert als Überleben an Tag 28 frei von einem der Folgenden: (a) Entwicklung einer Sepsis; (b) Auftreten einer zweiten Episode einer COPD-Exazerbation, die eine mechanische Beatmung erfordert oder nicht; (c) Auftreten einer schweren Hypoxämie; (d) längere mechanische Beatmung (e) Tod.