Bildgebende Biomarker zur Stratifizierung des Barotraumarisikos bei ARDS (FRAIL ARDS)

Die Entwicklung eines Barotraumas, das von asymptomatischem Luftleck innerhalb des Lungenparenchyms bis zu lebensbedrohlichen Zuständen wie Spannungspneumothorax reicht, ist beim akuten Atemnotsyndrom (ARDS) häufig, mit einer schwierigen, nicht standardisierten Behandlung, was zu hohen Sterblichkeitsraten (mehr als 60 % bei Coronavirus-Krankheit 2019 [COVID-19] ARDS-Patienten, etwa 46 % bei Nicht-COVID-19-ARDS-Patienten). Zu beachten ist, dass Barotrauma auch bei spontan atmenden Patienten mit COVID-19 ARDS auftritt. Die Gebrechlichkeit des Lungenparenchyms ist in der Tat ein Hauptproblem bei ARDS. Darüber hinaus kann die mechanische Beatmung bei Hochrisikopatienten Lungenschäden verschlimmern (beatmungsinduzierte Lungenverletzung) und trotz Einsatz einer schützenden mechanischen Beatmung möglicherweise ein Barotrauma induzieren. Eine frühzeitige Beurteilung der Lungenschwäche könnte daher eine frühzeitige Risikostratifizierung in Bezug auf die Anfälligkeit für Barotrauma bei ARDS-Patienten ermöglichen und eine Begründung für den Einsatz von Managementstrategien zum Schutz der Lunge bei Patienten mit hohem Risiko für Barotrauma liefern. Der Macklin-Effekt, der zunächst dazu dienen sollte, eine korrekte Unterscheidung zwischen respiratorischen und anderen Ursachen von Luftlecks im Mediastinum (wie tracheobronchiale/ösophageale Verletzungen) zu ermöglichen, wurde kürzlich von unserer Gruppe als konsistenter, sehr genauer radiologischer Prädiktor für die Entwicklung eines Barotraumas bei COVID bewiesen -19 ARDS-Patienten (Sensitivität: 89,2 %; Spezifität: 95,6 %), die das Auftreten eines klinisch offenkundigen Barotraumas um 12 Tage erwarteten. Diese Ergebnisse wurden durch multizentrische Befunde bestätigt und sogar verbessert, die bei einer großen Kohorte von COVID-19-Patienten (fast 700) eine beeindruckende, nahezu perfekte Gesamtgenauigkeit (99,8 %) des Macklin-Effekts bei der Vorhersage der Entwicklung eines Barotraumas berichten. Darüber hinaus deuten Daten unserer Gruppe darauf hin, dass eine frühzeitige Anwendung der venösen/venösen extrakorporalen Membranoxygenierung (ECMO) im Wachzustand ohne invasive mechanische Beatmung bei COVID-19-Patienten mit schwerem ARDS und hohem Risiko für Barotrauma (Patienten mit Macklin-Effekt bei der Thorax-CT-Bildgebung) machbar ist und kann zu keinen Barotrauma-Ereignissen und einer niedrigen Intubationsrate führen. In dieser Hinsicht könnten die Bestätigung der Rolle des Macklin-Effekts und die Identifizierung weiterer, neuartiger quantitativer bildgebender Biomarker die biologischen Grundlagen der Lungenschwäche im Verlauf von ARDS aufdecken und Instrumente für eine frühe Risikostratifizierung vor dem Auftreten eines Barotraumas bereitstellen.

Unsere Gruppe implementierte auch originelle interne Einrichtungen, die aus Densitometrie, maschinellem Lernen und auf künstlicher Intelligenz basierenden Ansätzen bestehen, um die Lungenzusammensetzung bei COVID-19-Patienten während eines vollständig automatisierten Arbeitsablaufs zu bewerten; Kürzlich hoben die Forscher die herausragende klinische Bedeutung dieses methodischen Ansatzes für die Prognose der Patientenprognose sowie seine hervorragende Reproduzierbarkeit hervor. Vorläufige, noch unveröffentlichte Ergebnisse deuten darauf hin, dass Lungenschwäche eine spezifische densitometrische Signatur aufweist, die ein möglicher Marker für hyperprotektive Behandlungsstrategien ist; wenige, sehr robuste radiomische Merkmale scheinen dasselbe Ergebnis zu bestätigen.

Dementsprechend lauten die treibenden Hypothesen dieser retrospektiven/prospektiven Studie, dass unabhängig vom COVID-19-Status bei ARDS-Patienten i) Lungenschwäche ein spezifisches Muster von bildgebenden Biomarkern aufweist und dass ii) eine genauere Auswahl von Patienten dies einschränken könnte Problem des Barotraumas im Zusammenhang mit mechanischer Beatmung.