FCV vs. PCV bei mittelschwerem bis schwerem ARDS

Begründung: Bei der kontrollierten mechanischen Beatmung (CMV) wird nur die Inspiration entweder durch einen eingestellten Antriebsdruck (Pressure Controlled Ventilation, PCV) oder ein Atemzugvolumen (Volume Controlled Ventilation, VCV) gesteuert. Die Exspiration hängt vom passiven elastischen Rückstoß des Atmungssystems ab, kann nicht kontrolliert werden und dauert an, bis der Atemwegsdruck dem positiven endexspiratorischen Druck (PEEP) entspricht. Der exponentielle Abfall des Atemwegsdrucks während der Ausatmung kann zu einem Alveolarkollaps und Hypoxämie führen. Die flusskontrollierte Beatmung (FCV) ist eine mechanische Beatmungsmethode, die sowohl während der Inspiration als auch der Exspiration einen konstanten Fluss verwendet. FCV führt zu einem allmählichen Abfall des Atemwegsdrucks während der Ausatmung, da der Fluss kontrolliert wird. Sowohl in tierexperimentellen als auch in prospektiven Crossover-Studien führte die kontrollierte Ausatmung zu höheren mittleren Atemwegsdrücken mit verringertem Alveolarkollaps. Darüber hinaus führte FCV zu einer höheren Beatmungseffizienz, gemessen an einer Verringerung des Minutenvolumens bei stabilen arteriellen Kohlendioxidpartialdrücken (PaCO2). Während eine Verringerung des Alveolarkollapses zu einem geringeren Atelektrauma führen kann, kann eine höhere Beatmungseffizienz zu einer geringeren mechanischen Leistung (MP) führen, also der Energiemenge (Joule), die jede Minute vom mechanischen Beatmungsgerät an das Atmungssystem übertragen wird. Beides sind wichtige Determinanten einer beatmungsinduzierten Lungenschädigung (VILI). Dies macht FCV zu einem sehr interessanten Beatmungsmodus bei Patienten mit akutem Atemnotsyndrom (ARDS), bei denen VILI immer noch einen wesentlichen Beitrag zur Gesamtmorbidität und -mortalität leistet. Zwei frühere prospektive Cross-Over-Studien wurden an (COVID-19) ARDS-Patienten durchgeführt, die bei FCV im Vergleich zu PCV oder VCV ein geringeres Minutenvolumen zeigten. Allerdings berücksichtigten diese Studien nicht die Beurteilung des MP oder des endexspiratorischen Lungenvolumens (EELV), das ein Maß für die Lungenbelüftung ist.

Die Forscher gehen davon aus, dass FCV bei Patienten mit mittelschwerem bis schwerem ARDS zu einem niedrigeren MP und einem erhöhten EELV im Vergleich zu Standard-CMV-Modi (PCV oder VCV) führt.

Ziele: Untersuchung der Wirkung von FCV auf MP und EELV im Vergleich zu PCV.

Studiendesign: Randomisierte physiologische Crossover-Pilotstudie zum Vergleich von FCV und PCV.

Studienpopulation: Patienten mit mittelschwerem bis schwerem ARDS ≥ 18 Jahre, die CMV erhalten.

Intervention: Die Patienten werden zu Studienbeginn mechanisch im PCV-Modus beatmet. Bei der Aufnahme werden der EIT-Gürtel und ein Ösophagusballon platziert, um den EELV bzw. den transpulmonalen Druck zu bestimmen. Außerdem werden die Teilnehmer nach dem Zufallsprinzip zwischen der Reihenfolge der Beatmungsmodi ausgewählt, nämlich 90 Minuten PCV gefolgt von 90 Minuten FCV oder 90 Minuten FCV gefolgt von 90 Minuten PCV. Beim Umschalten von PCV auf FCV werden die gleichen mechanischen Beatmungseinstellungen wie im PCV-Modus verwendet. Nach einer halben Stunde unter FCV werden PEEP, Antriebsdruck und Fluss des FCV auf der Grundlage höchster Compliance und niedrigster Flussanpassung bei einem stabilen PaCO2 optimiert, wodurch die Lungenschutzbeatmungsgrenzen nicht überschritten werden (transpulmonaler Antriebsdruck ≤ 12 cmH2O und Atemzugvolumina ≤ 8 ml/ kg ideales Körpergewicht (IBW)). PCV wird immer entsprechend dem Pflegestandard festgelegt. Die Gesamtzeit der Messungen/Studienzeit beträgt 180 Minuten.

Hauptparameter/Endpunkte der Studie: Primärer Endpunkt ist der Unterschied der MP nach 90 Minuten unter FCV im Vergleich zu nach 90 Minuten unter PCV. Ein wichtiger sekundärer Endpunkt ist der Unterschied im EELV nach 30 Minuten unter FCV im Vergleich zu nach 30 Minuten unter PCV.

Art und Ausmaß der mit der Teilnahme verbundenen Belastungen und Risiken, Nutzen und Gruppenzugehörigkeit: Alle Teilnehmer sind sediert und erhalten CMV, daher entstehen für den Patienten keine Beschwerden. FCV wurde erfolgreich während der Operation und auf der Intensivstation eingesetzt und der Patient wird kontinuierlich überwacht, damit das klinische Team im Falle eines unerwünschten Ereignisses direkt reagieren kann. Das Lungenvolumen wird mit EIT gemessen, einem nicht-invasiven, strahlungsfreien Überwachungsinstrument. Der transpulmonale Druck wird mit einem Ösophagusballon gemessen, der ähnlich wie eine Magensonde platziert wird. Bei der FCV-Optimierung werden keine lungenprotektiven Beatmungsgrenzwerte überschritten. Daher sind die Risiken dieser Studie insgesamt begrenzt.