Erhaltene Spontanatmung bei Patienten mit akutem Lungenversagen

Auch heute noch wird im akuten respiratorischen Versagen zunächst eine kontrollierte maschinelle Beatmung angewendet, um die alveoläre Ventilation und Atemarbeit des Patienten komplett zu übernehmen bis die zugrunde liegende respiratorische Funktionsstörung beseitigt oder gebessert ist. Die Kriterien für die Beendigung der maschinellen Beatmung basieren vorwiegen auf der klinischen und oft auch subjektiven Beurteilung durch den behandelnden Intensivmediziner oder auf den immer öfter propagierten standardisierten Entwöhnungsprotokollen. Die Entwöhnung von der maschinellen Beatmung selbst erfolgt entweder über Spontanatemversuche mittels T-Stück respektive Continuous Positive Airway Pressure (CPAP) oder über einer graduellen Reduktion der maschinellen Ventilation durch Einsatz von assistierenden Beatmungsverfahren wenn Patienten eine unassistierte Spontanatmung nicht oder nicht ausreichend lange tolerierten. Obgleich die eine Spontanatmung unterstützenden Beatmungsverfahren initial entwickelt wurden, um die Entwöhnung von der maschinellen Beatmung zu beschleunigen, werden diese nun immer mehr als primäre Beatmungsverfahren selbst bei Patienten in der akuten Phase der pulmonalen Dysfunktion eingesetzt.

Bedeutung der erhaltenen Spontanatmung für die regionale Ventilation

Schon Froese und Bryan zeigten anhand radiologischer Untersuchungen während reiner Spontanatmung und kontrollierter maschineller Beatmung eine unterschiedliche Verteilung der Ventilation (Anesthesiology 1974; 41:242). Ist das Zwerchfell relaxiert so wird es, bedingt durch das Gewicht des abdominellen Kompartments, nach kranial verlagert und das maschinelle Tidalvolumen bevorzugt in die anterioren Lungenregionen, die eine geringere Perfusion aufweisen, verteilt. Dies führt selbst bei lungengesunden Patienten unter maschineller Beatmung im Vergleich zur Spontanatmung zu minderbelüfteten respektiven atelektatischen Lungenarealen in den dorsalen, zwerchfellnahen Lungenregionen verbunden mit einer Zunahme der venösen Beimischung, des Ventilations-Perfusions (VA/Q) Missverhältnisses und einer Abnahme der arteriellen Oxygenierung. Daher sollte eine Spontanatmung unter maschineller Beatmung minder- oder nicht belüfteten Lungenarealen in den posterioren Lungenarealen und der daraus resultierenden Gasaustauschstörung entgegenwirken (Putensen; Curr Opin Crit Care 2002; 8 51).

Computertomographien bei Patienten mit akutem Lungenversagen (Acute Respiratory Distress Syndrome; ARDS) zeigen eine Zunahme der radiologischen Dichte primär in den abhängigen Lungenarealen, die kollabierten Alveolen entsprechen, während nicht abhängige Lungenareale gut belüftet imponieren. Der intrapulmonale Shunt korreliert mit der Masse der nicht belüfteten Lungenareale und erklärt die schwere arterielle Hypoxämie. Ursachen für den Alveolarkollaps in den abhängigen Lungenarealen sind eine Zunahme des Gewichtes der Lunge durch das interstitielle Ödem, der Herzgröße und des Herzgewichtes, eine gestörte Surfactantfunktion und eine Verschiebung des Zwerchfells infolge eines erhöhten abdominellen Druckes nach kranial bevorzugt in den abhängigen Lungenarealen. Diese Verlagerung des Zwerchfells ist insbesondere bei Patienten mit extrapulmonal induziertem ARDS, die hohe intraabdominelle Drücke aufweisen können, ausgeprägt. Eine erhaltene Spontanatmung sollte durch die Zwerchfellkontraktion dem Alveolarkollaps entgegenwirken und dadurch die Ventilation der abhängigen Lungenareale und das VA/Q Verhältnis verbessern (Putensen; Am J Resp Crit Care Med 1999; 159:1241). Diese Annahme wird durch computertomographische Befunde bei anästhesierten Patienten gestützt, die eine Verbesserung der Ventilation von gut perfundierten Lungenarealen durch Stimulation des Nervus phrenicus zeigen.