Verwendung der Beatmung zur Druckentlastung der Atemwege bei krankhaft fettleibigen Patienten, die sich einer Operation am offenen Herzen unterziehen

Adipositas ist ein anhaltendes weltweites Problem, und daher treten insbesondere auf der Intensivstation (ICU) gewichtsbezogene Probleme auf. Krankhafte Fettleibigkeit beeinträchtigt die Physiologie; Eingeschränkte Thoraxbewegung und erhöhter intraabdominaler Druck führen zu reduziertem Lungenvolumen und Compliance, was häufig zu Atelektase, Ventilations-Perfusions-Missverhältnis führt.

Herzchirurgische Patienten sind besonders gefährdet für PPCs. Die Verwendung eines kardiopulmonalen Bypasses (CPB) ist für eine systemische Entzündungsreaktion und oxidativen Stress verantwortlich, was zu einer pulmonalen Ischämie-Reperfusionsschädigung führt. Die mechanische Beatmung wird während der CPB häufig unterbrochen, wodurch eine Atelektase induziert wird. Einige vorgeschlagene Mechanismen sind Leukozytenaktivierung, Flüssigkeitsansammlung in der Lunge und Atelektase.

Atelektase ist eine weit verbreitete pulmonale Komplikation bei Patienten, die sich einer Herzoperation mit kardiopulmonalem Bypass (CPB) unterziehen, und eine wichtige Ursache für postoperative Hypoxämie. Der Lungenkollaps tritt früh nach Einleitung der Anästhesie auf und hält mehrere Tage postoperativ an. Studien, die auf der Thorax-Computertomographie (CT) basieren, haben gezeigt, dass der Lungenkollaps hauptsächlich auf die abhängigen Regionen in der Nähe des Zwerchfells verteilt ist und bis zu 35% des gesamten Lungenparenchyms umfassen kann, was für eine Pneumonie prädisponiert.

Diese Beeinträchtigung der Lungenfunktion, insbesondere der Sauerstoffversorgung des Blutes, ist eine häufige und möglicherweise schwerwiegende Komplikation nach Herzoperationen. Es wurde gezeigt, dass es bis zu einer Woche nach der Operation anhält.

Bei adipösen Patienten sind die funktionelle Residualkapazität (FRC) und die Lungencompliance reduziert und damit die elastische Atemarbeit (WOB) erhöht. Durch Anlegen eines kontinuierlichen positiven Atemwegsdrucks (CPAP) wird der FRC wiederhergestellt und die Inspiration beginnt mit einem günstigeren Druck-Volumen-Verhältnis, was die Spontanatmung erleichtert und die Oxygenierung verbessert.

APRV wurde ursprünglich als ein Modus zur Behandlung akuter Lungenverletzungen bei Patienten beschrieben und versuchte, das Niveau des Atemwegsdrucks aufrechtzuerhalten, ohne die Herzfunktion zu beeinträchtigen, mechanische Atemzüge ohne übermäßigen Atemwegsdruck zu liefern und eine uneingeschränkte Spontanatmung zu ermöglichen. 6 APRV ist im Wesentlichen ein CPAP-Modus (Continuous Positive Airway Pressure) auf hohem Niveau, der für einen sehr kurzen Zeitraum beendet wird. Es ist diese kurze Freisetzungsdauer, die es ermöglicht, Kohlendioxid zu entfernen. Die lange Zeit, während der CPAP auf hohem Niveau vorhanden ist, führt zu einer erheblichen Rekrutierung von Alveolen mit deutlich unterschiedlichen regionalen Zeitkonstanten bei ziemlich niedrigen Gasflussraten und niedrigeren Atemwegsdrücken. Die Etablierung eines intrinsischen PEEP durch die kurze Freisetzungszeit verbessert die Oxygenierung. Die Kohlendioxid-Clearance wird durch Rekrutierung der Lunge des Patienten bei nahezu vollständiger Lungenkapazität unterstützt; Der elastische Rückstoß erzeugt während der Auslösezeit einen großvolumigen Gasstrom.

Jüngste Fortschritte im Verständnis der atemphysiologischen Veränderungen bei adipösen Patienten legen nahe, dass „offene Lungen“-Beatmungsansätze wie APRV Lungenalveolarvolumina rekrutieren, ohne Lungenschäden zu verschlimmern und einen akzeptablen Gasaustausch aufrechtzuerhalten. In Anbetracht der spontanen Art des Beatmungsmodus wird die Hypothese aufgestellt, dass bei Patienten, die auf diesen Beatmungsmodus umgestellt werden, keine Dauerinfusionen von neuromuskulären Blockern erforderlich sein sollten.

Dies kann zu einer kürzeren Aufenthaltsdauer auf der Intensivstation (ICU) führen. Da Patienten möglicherweise mit niedrigeren Atemwegsdrücken beatmet werden, als bei zyklischer Beatmung erforderlich sind, kann außerdem ein geringerer Bedarf an pressorischer Unterstützung der Hämodynamik bestehen, um eine Sauerstoffzufuhr sicherzustellen, was bei herzchirurgischen Patienten günstig ist.

Daher stellen die Forscher die Hypothese auf, dass APRV ein bevorzugter Beatmungsmodus bei krankhaft fettleibigen Patienten nach einer Herzoperation sein könnte.