Vergleich verschiedener Methoden zur Messung des Rapid Shallow Breathing Index durch Beatmungsgeräte mit herkömmlichen Methoden zur Vorhersage einer erfolgreichen Extubation

Auf der Intensivstation (ICU) kann es bei etwa 25 % der mechanisch beatmeten Patienten zu Schwierigkeiten bei der Entwöhnung vom Beatmungsgerät kommen. Dies kann zu einer verzögerten Extubation, einer längeren mechanischen Beatmung, einer längeren Aufenthaltsdauer im Krankenhaus oder auf der Intensivstation und höheren Gesundheitskosten führen. Andererseits kann eine vorzeitige Extubation zu sekundären Komplikationen führen und die Morbiditäts- und Mortalitätsraten auf der Intensivstation erhöhen. Etwa 15 % der Patienten, die die mechanische Beatmung stoppen, müssen innerhalb von 48 Stunden erneut intubiert werden. Daher ist es für Intensivmediziner von entscheidender Bedeutung, den geeigneten Zeitpunkt für die Entwöhnung von der mechanischen Beatmung und eine erfolgreiche Extubation zu bestimmen.

Eine Studie von Yang und Tobin aus dem Jahr 1991 ergab, dass das Verhältnis von Atemfrequenz zu Atemzugvolumen (f/VT), bekannt als Rapid Shallow Breathing Index (RSBI), als Prädiktor für eine erfolgreiche Entwöhnung von der mechanischen Beatmung dienen kann. Ein RSBI-Wert von <105 gilt als Hinweis auf eine höhere Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Extubation, während ein RSBI-Wert von >105 auf eine größere Wahrscheinlichkeit eines Entwöhnungsversagens hindeutet. Das Wright-Spirometer wird in der klinischen Praxis häufig zur Messung des RSBI verwendet. In der Praxis wird das Spirometer an den künstlichen Atemweg angeschlossen und das Beatmungsgerät für eine 60-sekündige Atemmessung abgeschaltet, ohne dass zusätzliche komplexe Geräte erforderlich sind.

Aufgrund der Fortschritte in der Medizintechnik können Beatmungsparameter jedoch auch zur Berechnung des RSBI bei Spontanatmungsversuchen (SBT) verwendet werden. Durch die Verwendung des Beatmungsgeräts zur Beurteilung des RSBI werden Beatmungsunterbrechungen vermieden und Messrisiken verringert. Untersuchungen haben gezeigt, dass der vom Beatmungsgerät berechnete RSBI für den klinischen Einsatz geeignet und für die Vorhersage von Entwöhnungsergebnissen geeignet ist. Dennoch können Unterschiede in den Beatmungsgerätmodellen, wie z. B. Unterschiede im Basisfluss, der Art des Beatmungsgeräts, der Druckkompensation, dem positiven endexspiratorischen Druck (PEEP) und dem Bias-Flow, die Genauigkeit der vom Beatmungsgerät erhaltenen RSBI-Messungen beeinträchtigen.

Ziel dieser Studie ist es, weiter zu untersuchen, ob verschiedene Messmethoden die Genauigkeit von RSBI beeinflussen. Allerdings sollten Entwöhnungsprofile umfassend anhand zusätzlicher Parameter über den RSBI hinaus evaluiert werden, insbesondere bei Patienten, die einen Atemwegsschutz, eine erhöhte Sekretion oder eine schwache Hustenstärke benötigen. Faktoren wie Hustenstärke und Sekretmenge sollten berücksichtigt werden. Eine Studie an Patienten mit chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) ergab, dass frühe RSBI-Messungen den Erfolg bei SBT nicht genau vorhersagen konnten; Daher werden in dieser Studie auch verschiedene Krankheitsdiagnosen analysiert, um Referenzen für die klinische Beurteilung zu liefern.

Das endexspiratorische Lungenvolumen (EELV) ist das Lungenvolumen am Ende der Exspiration. Es stellt den Gleichgewichtspunkt zwischen dem elastischen Rückstoß der Brustwand und der Tendenz zum Lungenkollaps dar und ist ein wichtiger Faktor bei der Bestimmung der Sauerstoffversorgungskapazität der Lunge. Veränderungen des EELV sind klinisch signifikant, wobei Studien darauf hinweisen, dass eine Abnahme der dorsalen EELV-Steigung ein starker Prädiktor für einen Lungenkollaps ist. Darüber hinaus können Veränderungen des EELV während der SBT mit der Fähigkeit des Patienten zusammenhängen, sich erfolgreich von der mechanischen Beatmung zu entwöhnen. Die elektrische Impedanztomographie (EIT) misst Veränderungen der Lungenimpedanz basierend auf Variationen in der Gewebe- und Luftverteilung und liefert Querschnittsbilder. Der EELV kann anhand der endexspiratorischen Lungenimpedanz (EELI) geschätzt werden, die neben verschiedenen RSBI-Messmethoden als Analyseparameter einbezogen wird.

Hypothese: Es gibt keinen signifikanten Unterschied zwischen den RSBI-Werten, die aus Beatmungsmessungen ermittelt wurden, und denen, die mithilfe der herkömmlichen Handspirometrie bei der Vorhersage einer erfolgreichen Extubation ermittelt wurden.

Klinische Vorteile: Bei der herkömmlichen Handspirometrie muss das Beatmungsgerät vorübergehend ausgeschaltet werden, wodurch das Personal aerosolisierten Tröpfchen ausgesetzt wird und bei Patienten, die auf Sauerstoffunterstützung angewiesen sind, möglicherweise zu Hypoxämie führt, was zu abnormalen physiologischen Parametern und einem erhöhten Patientenrisiko führen kann. Während der COVID-19-Pandemie war die herkömmliche Spirometrie aufgrund der Anforderungen zur Kontrolle von Infektionen in der Luft nicht geeignet und es gab erhebliche Bedenken hinsichtlich einer Kreuzinfektion zwischen Patienten mit wiederverwendbaren Wright-Spirometern. Die Verwendung des Beatmungsgeräts zur Messung des RSBI ist eine praktikable Alternative. Derzeit wird SBT häufig zur Beurteilung des Extubationserfolgs bei kritisch kranken Patienten eingesetzt. Die Verwendung des Beatmungsgeräts für RSBI-Messungen während der SBT erleichtert die Datenerfassung und reduziert die Umweltkontamination zwischen dem Beatmungsgerät und dem Patienten.

Es gibt immer noch Debatten über den Standardwert für RSBI-Messungen von Beatmungsgeräten im Vergleich zu herkömmlichen Methoden. Einige Studien deuten auf ähnliche Ergebnisse zwischen traditioneller Spirometrie und beatmungsgemessenem RSBI hin, während andere deutlich höhere RSBI-Werte mit traditioneller Spirometrie zeigen. In dieser Studie werden drei verschiedene Beatmungsmessmethoden mit herkömmlichen Standardmessungen verglichen, um Unterschiede bei der Vorhersage des Extubationserfolgs zu untersuchen. Darüber hinaus werden Änderungen des EELI über die vier RSBI-Messmethoden hinweg verglichen.