Verwendung der elektrischen Impedanztomographie zur Untersuchung des Zusammenhangs zwischen der Luftstromrate während der High-Flow-Sauerstofftherapie und dem Druck bei Patienten mit Herzinsuffizienz im Vergleich zur nicht-invasiven Beatmung

Nicht-invasive Beatmung (NIV) wird bei Patienten mit Herzinsuffizienz häufig eingesetzt und es liegen entsprechende Belege vor. Allerdings schränken die mit der NIV verbundenen Nachteile und Kontraindikationen ihre Anwendbarkeit bei bestimmten Patienten ein. In jüngster Zeit hat die High-Flow-Sauerstofftherapie (HFOT) insbesondere im Zusammenhang mit der COVID-19-Pandemie aufgrund ihrer dokumentierten Vorteile, des verbesserten Patientenkomforts und der geringeren Kontraindikationen an Popularität gewonnen. Studien deuten darauf hin, dass HFOT ähnlich wie NIV einen positiven endexspiratorischen Druck (PEEP) erzeugen und dadurch das endexspiratorische Lungenvolumen erhöhen kann. Die spezifischen Auswirkungen von PEEP bleiben jedoch unbekannt, da frühere Untersuchungen nur den Druck der oberen Atemwege überwachten. Daher zielt diese Studie darauf ab, die Fluss-Druck-Beziehung zwischen HFOT und NIV bei Patienten mit Herzinsuffizienz mithilfe der elektrischen Impedanztomographie (EIT) zu untersuchen.

Diese prospektive randomisierte klinische Crossover-Studie wird in einem einzigen medizinischen Zentrum mit mehreren Intensivstationen durchgeführt. Die Teilnehmer werden mithilfe eines computergestützten Randomisierungsprozesses nach dem Zufallsprinzip den Gruppen A und B zugeordnet. Jede Gruppe durchläuft 5–10 Minuten pro Phase spezifische Protokolle, bei denen Parameter wie Atemfrequenz, Herzfrequenz, Blutdruck, periphere Sauerstoffsättigung und Sauerstoffkonzentration aufgezeichnet werden. Die NIV wird im CPAP-Modus (Continuous Positive Airway Pressure) verabreicht. Zusätzliche Parameter wie Atemzugvolumen, Atemfrequenz, Atemminutenvolumen, Leckfluss und maximaler Inspirationsdruck werden für NIV aufgezeichnet.

Die Studienprotokolle für Gruppe A folgen der Reihenfolge Sauerstoffmaske, HFOT 40L, HFOT 50L, HFOT 60L, Sauerstoffmaske, CPAP 4cmH2O, CPAP 5cmH2O und CPAP 6cmH2O. Gruppe B folgt der Reihenfolge Sauerstoffmaske, CPAP 4 cmH2O, CPAP 5 cmH2O, CPAP 6 cmH2O, Sauerstoffmaske, HFOT 40L, HFOT 50L und HFOT 60L. Das bedeutet, dass jeder Eingriff in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt wird, wobei ein Eingriff abgeschlossen wird, bevor mit dem nächsten fortgefahren wird.

Die Teilnehmer werden in einer halbliegenden Position im 45-Grad-Winkel positioniert und der EIT-Gürtel wird zur Überwachung um den fünften (oder sechsten) Interkostalraum gelegt. Die EIT-Signale werden mit einer Grenzfrequenz gefiltert, die 10 Schläge unter der aktuellen Herzfrequenz liegt. Der gesamte Vorgang wird schätzungsweise etwa 1–1,5 Stunden dauern und eine Neukalibrierung wird nur im Falle erheblicher Signalanomalien durchgeführt. Alle Daten werden zur Offline-Analyse gespeichert.

Das primäre Ergebnis wird den Unterschied der globalen endexspiratorischen Lungenimpedanz (ΔEELI) zwischen HFOT mit einer Flussrate von 40 l/min und NIV mit CPAP 4 cmH2O vergleichen. Die Sekundärstudie zielt darauf ab, die entsprechenden PEEP-Werte bei NIV mit CPAP bei unterschiedlichen Luftstromraten während der HFOT zu bewerten.