Die Rolle der elastischen Kraft bei der Vorhersage des Schweregrads und der Mortalität bei erwachsenen Patienten mit ARDS aufgrund einer Lungenentzündung

Das Akute Atemnotsyndrom (ARDS) ist eine akute entzündliche Lungenerkrankung aufgrund einer akuten Schädigung der Alveolen und stellt die häufigste akute und kritische Erkrankung in der Intensivmedizin dar.

Die internationale epidemiologische LUNGSAFE-Studie zeigt, dass die Inzidenz von ARDS auf der Intensivstation etwa 10 % beträgt und die Sterblichkeitsrate immer noch bei 30–50 % liegt, was ein großes medizinisches Problem darstellt, mit dem die Gesellschaft derzeit konfrontiert ist.

Die Berliner Kriterien haben sich im Jahr 2012 deutlich verbessert und die Schwere der Erkrankung wird anhand des Oxygenierungsindex im Vergleich zur vorherigen Definition der ARDS American-European Consensus Conference (AECC) eingestuft.

Allerdings hat die weitere ARDS-Forschung in den letzten zehn Jahren gezeigt, dass der Berliner Standard auch einige Einschränkungen aufweist.

Erstens ergaben Untersuchungen, dass der frühe Oxygenierungsindex (PaO2/FiO2-Verhältnis) aufgrund der unterschiedlichen Phasen der ARDS-Progression und der unterschiedlichen Reaktionen auf die Oxygenierungsstrategie im erkrankten Lungengewebe möglicherweise nicht vollständig die Schwere der Lungenerkrankung bei ARDS-Patienten widerspiegelt.

Tatsächlich ist die Krankheitsstratifizierung anhand des frühen PaO2/FiO2-Verhältnisses nicht wirksam bei der Vorhersage der Prognose von Patienten.

Bei der lungenprotektiven Beatmung bei ARDS sind verschiedene Atemmechanismen wie Atemzugvolumen, Antriebsdruck, Lungencompliance, Flussrate, positiver endexspiratorischer Druck (PEEP) und Atemfrequenz beteiligt.

Jeder mechanische Parameter allein ist jedoch zu einseitig, um die pathogenen Faktoren einer beatmungsinduzierten Lungenschädigung (beatmungsinduzierte Lungenschädigung) widerzuspiegeln und den Schweregrad des ARDS zu beurteilen. So führte Gattinoni 2016 das Konzept der mechanischen Leistung (MP) ein, als die Leistung, die das Beatmungsgerät bei mechanischer Beatmung in einer Minute auf das gesamte Atmungssystem ausübt.

Daher ist MP ein neues Konzept der mechanischen Beatmung, das im Bereich der Intensivmedizin zunehmend anerkannt und untersucht wird. MP besteht aus drei Teilen: der Energie, die nur einmal abgegeben wird, wenn PEEP angewendet wird, der Energie, die zur Überwindung des Atemwegswiderstands eingesetzt wird, und schließlich der elastischen Energie, die bei jedem Atemzug abgegeben wird.

Dennoch bestehen auch Mängel bei der Beurteilung und Quantifizierung der beatmungsinduzierten Lungenschädigung (VILI) und des Ausmaßes der Lungenschädigung durch MP. Beispielsweise lässt sich die vom Luftstrom zur Überwindung des Atemwegswiderstands verbrauchte Energie nur schwer mit der Alveolarschädigung in Verbindung bringen, und die vom Luftstrom selbst getragene Energie führt nicht unbedingt zu einer beatmungsinduzierten Lungenschädigung (VILI). Atemwegswiderstand und maximaler Atemwegsdruck sind nicht signifikant mit VILI verbunden, wie klassische Lungenschutzbeatmungsstrategien zeigen.

Die kombinierte Wirkung von Plateaudruck, Antriebsdruck, Atemzugvolumen und Veränderungen der Lungencompliance sind die Parameter für die Prävention von VILI. Unter den Komponenten von MP könnte die elastische Kraft (d. h. die Kraft, den elastischen Widerstand des Atmungssystems zu überwinden) am engsten mit der ARDS-Lungenschädigung zusammenhängen. Unter elastischer Energie versteht man die Energie, die das Beatmungsgerät aufwendet, um den elastischen Widerstand des Atmungssystems mit einer einzigen Beatmung zu überwinden, und elastische Kraft (EP) ist die Kraft, die das Beatmungsgerät aufwendet, um den elastischen Widerstand des Atmungssystems in einer Minute zu überwinden. Der EP besteht aus zwei Elementen: der Energie, die erforderlich ist, um die Grunddehnung der Fasern zu überwinden, und der Energie, die erforderlich ist, um die Elastizität des Atmungssystems bei jeder Abgabe von Atemzugvolumen zu überwinden.