key: cord-1029870-3s9mjcf7
authors: Wrigge, H.; Glien, C.
title: Spezifische Therapie des akuten Lungenversagens
date: 2020-09-23
journal: Anaesthesist
DOI: 10.1007/s00101-020-00844-0
sha: a710107f339a994911267fbc00938b3a6fd4c2ae
doc_id: 1029870
cord_uid: 3s9mjcf7

Due to a high heterogeneity and dynamic changes in the course of acute respiratory distress syndrome (ARDS), intensive care physicians are faced with extraordinary challenges. While the current definition, pathophysiology and differential diagnoses were previously addressed in this journal, this article focuses on some specific and individualized treatment options. Ventilation treatment with limitation of tidal volumes and pressure amplitudes has been shown to be advantageous with respect to mortality. Nevertheless, because of the multifactorial etiology of ARDS in the context of individual circumstances, this strategy needs to be adjusted to each patient’s needs. In recent years it has become increasingly evident that prone positioning, early spontaneous breathing and early mobilization improve the course of the disease. Therefore, an individualized treatment should consider these issues and take the characteristics of the patient and the specific disease progression into account.

Dieser CME-Beitrag knüpft an einen Beitrag zu Pathophysiologie und Definition des "acute respiratory distress syndrome" (ARDS) von Dembinski [1] , die S3-Leitlinie zur invasiven Beatmung [2] und die S2-Leitlinie zur Lagerungstherapie [3] an. Der Fokus liegt auf der Individualisierung des "positive endexpiratory pressure" (PEEP), der Indikation und Durchführung von Rekrutierungsmanövern und der Anwendung von Bauchlagerung bei der Therapie des ARDS. Aus aktuellem Anlass wird in übersichtlicher Form auf die bisher bekannten Spezifika bei der Therapie der "coronavirus disease 2019" (COVID-19) eingegangen.

Die allgemeine Empfehlung, dass Atemzugvolumen (Tidalvolumen, VT) auf einen Wert von 6 ml/kg des idealen Körpergewichts zu normieren, gilt grundsätzlich. Allerdings muss beachtet werden, dass es sich nur um eine grobe Annäherung an das vermeintliche Lungenvolumen des Patienten handelt. Dabei ist die Idee, dass abhängig von Körpergröße und Geschlecht über das ideale Körpergewicht ( Infobox 1) eine Abschätzung des endexspiratorischen Lungenvolumens (EELV) oder der funktionellen Residualkapazität ermöglicht wird. Insbesondere für die Faktoren Übergewichtigkeit (Adipositas) und schwere Lungenerkrankung ist es möglich, dass sich bei gleicher Körpergröße und gleichem Geschlecht, also vergleichbarem idealen Körpergewicht, die Lungenvolumina von 2 Patienten unterscheiden (Abb. 1). Es erscheint also aus physiologischer Sicht sinnvoll, weitere Parameter als nur Körperlänge und Geschlecht zu betrachten. Letztendlich stehen die Begrenzung der Dehnung der einzelnen belüfteten Lungenareale und die Vermeidung der Überdehnung dieser Lungenareale bei der Einstellung einer protektiven Beatmung im Vordergrund des Bestrebens. Die spezifische Dehnung einer Alveole hängt vom Volumen der Alveole und der spezifischen Ventilation dieses Lungenareals, also dem anteiligen VT, ab. Bei gleichem VT entscheidet die Anzahl der Alveolen, die an der Ventilation teilnehmen, damit das EELV, über die spezifische Dehnung der einzelnen Alveole. Schematisch zeigt Abb. 1 das EELV von 2 hypothetischen Patienten, abhängig vom BMI. Beide Patienten sind männlich und gleich groß, sodass sich rechnerisch dasselbe Idealgewicht von 75 kg ergibt (Infobox 1, der BMI für das Idealgewicht ist 23 kg/m 2 ). Der klinisch empfohlene Bezug des VT auf das Idealgewicht (VT/kg Idealgewicht) ist eine erste pragmatische Näherung, um das geschlechtsund größenabhängige Lungenvolumen bei der Auswahl des VT zu berücksichtigen. Das Beispiel zeigt, dass diese einfache Abschätzung in der klinischen Praxis durchaus zu Unterschieden in der wirklichen mechanischen Belastung des Lungenparenchyms führen kann. Wenn, wie in diesem Fall, eine Reduktion des EELV durch Adipositas vorliegt, erhöht sich die mechanische Dehnung des geringeren Lungenvolumens, dass dasselbe VT aufnehmen muss. Dies ist in der unteren Reihe der Abb. 1zu sehen; dort ist die inspiratorische Ausdehnung des Lungenvolumens in dunkelblau dargestellt.

Das heißt konkret, wenn nur wenige Alveolen belüftet sind und an der Ventilation teilnehmen können, ist bei gleichem VT die Abstract Specific treatment of acute lung failure Due to a high heterogeneity and dynamic changes in the course of acute respiratory distress syndrome (ARDS), intensive care physicians are faced with extraordinary challenges. While the current definition, pathophysiology and differential diagnoses were previously addressed in this journal, this article focuses on some specific and individualized treatment options. Ventilation treatment with limitation of tidal volumes and pressure amplitudes has been shown to be advantageous with respect to mortality. Nevertheless, because of the multifactorial etiology of ARDS in the context of individual circumstances, this strategy needs to be adjusted to each patient's needs. In recent years it has become increasingly evident that prone positioning, early spontaneous breathing and early mobilization improve the course of the disease. Therefore, an individualized treatment should consider these issues and take the characteristics of the patient and the specific disease progression into account.

Acute respiratory distress syndrome · PEEP titration · Lung recruitment maneuver · Prone position · COVID-19 spezifische Dehnung dieser Alveolen größer. Da die Compliance des respiratorischen Systems (CRS) indirekt vom EELV abhängt und einfacher zu bestimmen ist als das Lungenvolumen, erscheint die Einbeziehung von CRS neben der allgemeinen Abschätzung des idealen Körpergewichts als sinnvoll. Hier hat sich in letzter Zeit der Parameter des "Δ-pressure" oder des "driving pressure" (Δp) bewährt. Das Δp beschreibt die Druckamplitude, die zur Ventilation oder zur Applikation des VT erforderlich ist. Rechnerisch ergibt sich Δp aus der Differenz von pplat und PEEP oder dem Quotienten aus VT und CRS: Idee bei der Anwendung eines PEEP, den Alveolarkollaps in der Exspiration zu verhindern und das EELV möglichst ausreichend groß zu halten. Somit gibt es Ansätze, Δp zur PEEP-Titration zu nutzen, in dem bei einer absteigenden "PEEP-Treppe" während volumenkontrollierter Beatmung das PEEP-Niveau gesucht wird, auf dem das konstante VT im niedrigsten Δp resultiert, also die CRS am größten ist. Die PEEP-Titration durch Minimierung des Δp während volumenkontrollierter Beatmung ist in Abb. 2 gezeigt. Der PEEP wird von einem maximal tolerablen Wert (exemplarisch 24 cm H2O) schrittweise gesenkt, und nach Erreichen stabiler Bedingungen (hier idealerweise 30 min, in praxi sollte aber mindestens 2 min gewartet werden) wird jeweils auf dem aktuellen PEEP-Niveau die Druckamplitude Δp gemessen, die für die Applikation des konstanten VT erforderlich ist. Die PEEP-Stufe mit dem geringsten Δp (Abb. 2 grüne Kurve mit rot markiertem Minimum) repräsentiert bei konstantem VT die beste CRS und das PEEP-Niveau mit der günstigsten Atemmechanik. Zur Sicherheit kann die nächsthöhere PEEP-Stufe gewählt werden, um einen zeitabhängigen Kollaps des Lungengewebes zu berücksichtigen.

Einige Faktoren können Abweichungen von der Beatmungseinstellung nach Idealgewicht und PEEP-Tabellen bedingen. Die Konstitution des Patienten spielt eine Rolle; insbesondere Patienten mit Adipositas benötigen aufgrund des hohen Gewebsdrucks, der auf den Alveolen lastet, auch unter gesunden Bedingungen, einen relativ hohen PEEP [6] . Ähnlich wie Adipositas wirkt sich beispielsweise ein erhöhter intraabdomineller Druck etwa im Rahmen eines septischen Schocks aus, in dem sich Teile davon über das Zwerchfell auf die Pleura übertragen und zu einer Kompression, insbesondere der dorsalen abhängigen Lungenareale, führen. Bei einem höheren Druck außerhalb der Alveole im Verhältnis zum Inneren kann es zu Kompressionsatelektasen kommen. Die genannten Faktoren bedingen eine Einschränkung der Thoraxwand-Compliance ("chestwall compliance", CCW), die summiert mit der Lungen-Compliance (CL) die CRS bildet. Die Frage, ob bei einer eingeschränkten CRS eine erniedrigte CL oder (auch) eine erniedrigte CCW vorliegt, kann oft nicht einfach beantwortet werden. Die beiden Komponenten von CRS lassen sich unter Berücksichtigung des Pleuradrucks trennen, der über die Messung des Ösophagusdrucks (pES) abgeschätzt werden kann. Hinweise auf einen erhöhten Pleuradruck oder pES können klinische Aspekte wie Adipositas, aber auch ein erkrankungsbedingt erhöhter abdomineller Druck sein, der sich teilweise auf den Pleuradruck überträgt. Weiterhin ist es sinnvoll, sich den Mechanismus der Lungenschädigung klarzumachen und abzuschätzen, ob das Lungengewebe mit dem vorliegenden Schädigungsmechanismus rekrutierbar ist. Das heißt, die Anwendung von höheren Beatmungsdrücken führt zur Wiedereröffnung von Lungengewebe, und dieses kann im Anschluss durch einen entsprechenden PEEP auch offen gehalten werden. Dies kann z. B. der Fall sein, wenn sich im Rahmen der systemischen Inflammation eines extrapulmonalen septischen Geschehens ein sekundärer Lungenschaden mit einem interstitiellen Ödem entwickelt und die konsekutive Erhöhung des spezifischen Lungengewichts einen nachfolgenden Alveolarkollaps bedingt. Die in dieser Form geschädigte Lunge ist häufig, insbesondere in der Frühphase, noch rekrutierbar und kann durch Anwendung höherer Beatmungsdrücke wiedereröffnet und mit einem adäquaten PEEP offen gehalten werden. Anders kann es sich beispielsweise darstellen, wenn im Fall einer Pneumonie das Lungengewebe infiltriert und mit putridem Sekret gefüllt ist, das sich auch durch Anwendung höherer Beatmungsdrücke nicht aus den Alveolen verdrängen lässt. Damit ist eine Rekrutierung durch höhere Beatmungsdrücke nur in geringem oder nichtausreichendem Maß möglich. In diesen Fällen kann die Anwendung eines hohen PEEP sogar dazu führen, dass die bereits rekrutierten und belüfteten Lungenareale in der Inspiration zusätzlich überdehnt und überbläht werden. Wichtig bei der Wahl des PEEP ist die Abschätzung oder Testung, ob rekrutierbares Lungengewebe vorhanden ist oder nicht. Zur Beurteilung der Rekrutierbarkeit kann beispielsweise eine Thorax-CT herangezogen werden, da diese Aufschluss über Art und Verteilung der Infiltrationen und Konsolidierungen im Lungenbereich gibt. Eine relativ pragmatische Methode zur Individualisierung des PEEP wurde vom amerikanischen ARDS-Netzwerk vorgeschlagen [7] , bei der der PEEP nach Tabellen an- Wie auch die S3-Leitlinie zur Beatmung feststellt, gibt es momentan keinen konsentierten Weg zur Einstellung des PEEP [2] . Die Ergebnisse der weltweit durchgeführten LUNG-SAFE-Studie [5] zeigen allerdings, dass in der praktischen Anwendung selten ein PEEP höher als 10 cm H2O auch bei Patienten mit schwerem ARDS angewendet wird, was aus Sicht des Autors auf größere Defizite im Bereich der individualisierten Beatmungseinstellung hinweisen kann. -Eine Thorax-CT kann zur Abschätzung der rekrutierbaren Lungenabschnitte herangezogen werden.

Rekrutierungsmanöver sollen dazu dienen, den kritischen Öffnungsdruck von rekrutierbaren Alveolen zu überschreiten, um nachfolgend mit einem PEEP oberhalb des kritischen Verschlussdrucks diese Lungenareale offen zu halten. Physikalisch beruht dies auf dem Laplace-Gesetz, wonach ein Hohlkörper einen höheren Druck zur Öffnung braucht als zum Offenhalten. Der klinische Stellenwert von Rekrutierungsmanövern ist hoch umstritten, und die aktuelle S3-Leitlinie zur invasiven Beatmung kann Rekrutierungsmanöver beim ARDS nicht generell empfehlen. In einer Metaanalyse untersuchten Suzumura et al. [8] die zu dem Zeitpunkt vorliegenden randomisierten kontrollierten Studien und kamen zu dem Ergebnis, dass sich zwar formal ein Vorteil für Rekrutierungsmanöver hinsichtlich der Krankenhausletalität finden ließ, dass aber die Heterogenität der eingeschlossenen Studien zu hoch war, um einen endgültigen Schluss zu ziehen. In einer späteren randomisierten kontrollierten Studie [9] wurden Patienten entweder einer Gruppe mit PEEP-Einstellung nach höherer PEEP-Tabelle des ARDS-Netzwerks [7] oder einer Gruppe, die ein Rekrutierungsmanöver mit nachfolgender PEEP-Titration gemäß der besten CRS erhielt, zugeführt. Das initial nach Protokoll durchgeführte Rekrutierungsmanöver sah einen PEEP von 45 cm H2O und einen pplat von 15 cm oberhalb des PEEP, also 60 cm H2O, vor [9] . Da es im Laufe der Studie zu Todesfällen im Rahmen dieses Rekrutierungsmanövers kam, wurde das Protokoll geändert, und es erfolgte ein abgeschwächtes Rekrutierungsmanöver mit einem PEEP von 35 cm H2O und einem pplat von 50 cm H2O [9] . Während der Studie haben etwa 40 % der Teilnehmenden die beiden jeweiligen Manöver erhalten; in den restlichen Fällen musste das Manöver wegen hämodynamischer Instabilität bei niedrigeren PEEP-Werten abgebrochen werden. Die primäre Outcome-Variable der Studie war die 28- Tage [14] . Bei dieser Patientengruppe überwiegen die Vorteile der Frühmobilisation mit geringerer Analgosedierung und früher Spontanatmung, auch wenn es hierfür bisher wenige große Studien gibt [15] . Gemäß S2-Leitlinie ist für die Praxis wichtig, dass 1) die Indikation für die Bauchlage das schwere ARDS mit einem paO2/FIO2-Verhältnis <150 mm Hg ist, dass 2) die Bauchlage möglichst für einen Zeitraum von mindestens 16 h durchgeführt werden sollte, 3) die kontinuierliche laterale Rotationstherapie (KLRT) oder die inkomplette Bauchlage (135°) beim schweren ARDS nicht gleichwertig wirksam sind, da keine Vorteile für das Überleben der Patienten gezeigt werden konnten [16] . Diese Verfahren sind für Ausnahmefälle wie z. B. Vorhandensein eines Fixateurs externe oder Ähnliches vorgesehen. Weiterhin kann beachtet werden, dass eine augmen-tierte Spontanatmung auch während der Bauchlage möglich ist, obwohl sich die Atemmechanik in Bauchlage häufig verschlechtert und der Anteil der Unterstützung oft erhöht werden muss [17] . Nach Empfehlung der Leitlinie soll die Bauchlage bzw. die intermittierende Bauchlage beendet werden, wenn es zur anhaltenden Verbesserung der Oxygenierung in Rückenlage kommt, oder wenn die Patienten auch in Bauchlage mit 16-h-Intervallen nicht zur Respondergruppe, d. h. zur Gruppe mit verbesserter Oxygenierung, gehören. Ansonsten gelten auch während der Bauchlage die Kriterien der protektiven Beatmung.

Beim Konzept der Frühmobilisation wird eine Mobilisation innerhalb von 72 h nach Aufnahme auf die Intensivstation (ITS) angestrebt. Hierbei wird die passive Mobilisation (Durchbewegen, passives Bettradfahren, Kipptisch, Stehbrett, Rehabilitationsstuhl) unterschieden von der assistierten aktiven Mobilisation mit Bewegungsübungen in Rückenlage, selbstständiger Mobilisation im Bett, Balancetraining, assistiertem Bettfahrradfahren und der aktiven Mobilisation (Sitzen auf der Bettkante, Stehen, Gehen oder aktives Bettfahrradüben; [16] ). Abhängig von der Erfahrung des durchführenden Teams sind diese Maßnahmen auch bei beatmeten Patienten und auch unter Katecholamintherapie oder anderen Organersatzverfahren grundsätzlich möglich. In frühen Studien konnten Schweickert et al. [18] zeigen, dass die Frühmobilisation zu einer früheren Selbstständigkeit des Patienten führt, weil sie mit einer verringerten Analgosedierung, mit weniger Delir und anderen Vorteilen einhergeht. Retrospektive Analysen von Balzer et al. konnten feststellen [19] , dass sich die Überlebensrate nach 2 Jahren nachhaltig unterscheidet, mit Vorteil für die nicht so tief sedierten Patienten. Spezielle Aspekte der Beatmung und Therapie von COVID-19-bedingtem Acute respiratory distress syndrome Eine abschließende Bewertung der Therapieprinzipien für dieses Patientenkollektiv ist zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Beitrags noch zu früh, auch weil die Evidenzlage noch gering ist. Grundsätzlich gelten ähnliche Prinzipien wie bei der Behandlung der bisher bekannten ARDS-Formen [20] . Es scheint sich aber herauszukristallisieren, dass es verschiedenste Verlaufsformen der Erkrankung gibt, wie z. B. von Gattinoni et al. zusammengefasst [21] . Dabei wird, bezogen auf die Merkmale "elastance", Ventilation-Perfusion-Verhältnis, Lungengewicht und Rekrutierbarkeit, ein L-Typ ("low") von einem H-Typ ("high") unterschieden; bei den beiden Typen sind die genannten Merkmale entsprechend verändert. Pathophysiologisch scheint die Lungenarterienthrombose mit Intimaschäden durch das Virus selbst eine Rolle zu spielen, sodass ein Teil der Patienten (L-Typ) mit einer O2-Inhalation oder High-flow-Sauerstofftherapie CME behandelt werden kann. Sowohl nichtbeatmete wie auch invasiv beatmete Patienten scheinen häufig von einer Bauchlage zu profitieren. Insbesondere bei leichten und mittelschweren Oxygenierungsstörungen scheint der Effekt der Bauchlage weniger auf der Rekrutierung von Lungengewebe als auf einer Verbesserung eines Missverhältnisses von Ventilation und Perfusion zu beruhen, was durch Vasoregulationsstörungen und thrombotische Areale aufgrund der endothelialen Schädigung durch das Virus bedingt sein kann. Das klassische ARDS mit schwersten Konsolidierungen und einem großen Verlust von Lungengewebe ist bei moderaten Verläufen (L-Typ) von ARDS durch COVID-19 weniger stark ausgeprägt. Dies erklärt auch die erfolgreiche Beatmung mit z. T. moderaten PEEP-Werten. Allerdings gibt es auch schwere Verlaufsformen mit schwerem interstitiellem Lungenödem sowie nachfolgender Konsolidierung größerer Lungenareale und einem erhöhten Lungengewicht (H-Typ). Auch wenn es erste therapeutische Ansätze zur Senkung der Sterblichkeit von beatmeten Patienten mit COVID-19 gibt [22] , muss das Ziel der Beatmungstherapie, wenn sie denn nötig ist, sein, den Patienten intensivmedizinisch möglichst schonend und ohne weitere zusätzliche Komplikationen durch den Erkrankungsverlauf zu führen. Dabei sind aus Sicht der Autoren, wenn irgend möglich, die Konzepte der Frühmobilisation und der frühen Spontanatmung bei so geringer Analgosedierung wie möglich anzuwenden, um nicht noch iatrogene Komplikationen und eine Verlängerung der Beatmungszeit mit nachfolgenden Sekundärpneumonien zu riskieren. Nach schweren Verläufen auftretende "Critical-illness"-Myopathie und "Critical-illness"-Polyneuropathie können das Weaning von der Beatmung bei COVID-19-Patienten in besonderer Weise erschweren. In einzelnen Fällen hat sich die "neurally adjusted ventilatory assist" (NAVA) als Verfahren erwiesen, das auch bei extremen Atemfrequenzen und extremer Muskelschwäche eine adäquate und zeitgerechte Unterstützung der Spontanatmung liefern kann. 

Ist es wirklich ein akutes Lungenversagen?: Aktuelle Definitionen

Clinical practice guideline: Mechanical ventilation and extracorporeal membrane oxygenation in acute respiratory insufficiency

S2e guideline: positioning and early mobilisation in prophylaxis or therapy of pulmonary disorders

Driving pressure and survival in the acute respiratory distress syndrome

Epidemiology, patterns of care, and mortality for patients with acute respiratory distress syndrome in intensive care units in 50 countries

Individualized positive end-expiratory pressure in obese patients during general anaesthesia: a randomized controlled clinical trial using electrical impedance tomography

Higher versus lower positive end-expiratory pressures in patients with the acute respiratory distress syndrome

Effects of alveolar recruitment maneuvers on clinical outcomes in patients with acute respiratory distress syndrome: a systematic review and meta-analysis

Effect of lung recruitment and titrated positive end-expiratory pressure (PEEP) vs low PEEP on mortality in patients with acute respiratory distress syndrome: a randomized clinical trial

Transient hemodynamic effects of recruitment maneuvers in three experimental models of acute lung injury

Neuromuscular blockers in early acute respiratory distress syndrome

Early neuromuscular blockade in the acute respiratory distress syndrome

Potentially modifiable factors contributing to outcome from acute respiratory distress syndrome: the LUNG SAFE study

Prone position for acute respiratory distress syndrome. A systematic review and meta-analysis

Early application of airway pressure release ventilation may reduce the duration of mechanical ventilation in acute respiratory distress syndrome

Kurzversion S2e-Leitlinie -"Lagerungstherapie und Frühmobilisation zur Prophylaxe oder Therapie von pulmonalen Funktionsstörungen

Combinedeffectsofprone positioning and airway pressure release ventilation on gas exchange in patients with acute lung injury

Early physical and occupational therapy in mechanically ventilated, critically ill patients: a randomised controlled trial

Early deep sedation is associated with decreased in-hospital and two-year follow-up survival

German recommendations for critically ill patients with COVID-19

COVID-19 pneumonia: different respiratory treatments for different phenotypes?

Dexamethasone in hospitalized patients with Covid-19-preliminary report

Zu den Kursen dieser Zeitschrift: Scannen Sie den QR-Code oder gehen Sie auf www.springermedizin.de/kurse-der-anaesthesist Spezifische Therapie des akuten Lungenversagens ? Sie behandeln einen 64-jährigen Patienten (Körperlänge 180 cm, Körpergewicht 90 kg) mit einem schweren sekundären "acute respiratory distress syndrome" (ARDS; P/F-Ratio <100 mm Hg) aufgrund einer Verbrennung. Im CT zeigt sich ein interstitielles Ödem, aber keine größeren Atelektasen. Zur Aufrechterhaltung eines ausreichenden mittleren arteriellen Drucks ist ein mäßiger Katecholamin-Support erforderlich. Aktuell erfolgt eine druckkontrollierte Beatmung ("peak inspiratory pressure" [