Einfluss von Spontanatmung auf die regionale Verteilung von Belüftung und Ventilation bei experimentellem Lungenschaden

Abstract

Als „airway pressure release ventilation“ (APRV) bezeichnet man eine zeitgesteuerte, druckregulierte Beatmungsform mit zyklischem Wechsel zweier unterschiedlicher CPAP (continuous positiv airway pressure) Niveaus. Dabei ist eine zusätzliche Spontanatmung des Patienten zu jedem Zeitpunkt und auf jedem Druckniveau uneingeschränkt möglich. Untersuchungen an Patienten mit akuter Lungenschädigung (ALS) haben gezeigt, dass das Zulassen von Spontanatmung während APRV im Vergleich zu kontrollierter mechanischer Beatmung den systemischen Blutfluss und die arterielle Oxygenierung verbessert. Der Mechanismus hierfür war bislang ungeklärt. Wir stellten die Hypothese auf, dass Spontanatmung während APRV eine Umverteilung der Ventilation in abhängige, gut perfundierte Lungenareale fördert, und somit zur Verbesserung der Oxygenierung beiträgt.<br /> Diese Hypothese wurde an 30 Schweinen mit Ölsäure-induziertem Lungenschaden überprüft. Hierzu wurden während APRV mit überlagerter Spontanatmung dynamische, computertomographische Aufnahmen des Lungengewebes ohne Unterbrechung der laufenden maschineller Beatmung angefertigt. Erstmalig wurde der Einfluss von Spontanatmung während APRV auf die regionale Verteilung von Gasvolumen, Atelektasen, Ventilation und Rekrutierung mittels dynamischen CT Aufnahmen untersucht.<br /> Zusammenfassend lassen die Ergebnisse der dynamischen CT-Analysen der regionalen Verteilung von Gasvolumen, Atelektasen, Ventilation und Rekrutierung folgende Schlussfolgerungen zu: Spontanatmung während APRV bewirkt durch dauerhafte Rekrutierung von zuvor nicht belüftetem Lungengewebe, durch Umverteilung der pulmonalen Belüftung und Ventilation in gut perfundierte, dorsobasal gelegen Lungenareale und eine damit verbundene Optimierung des Ventilations-Perfusions-Verhältnisses eine Verbesserung der arteriellen Oxygenierung und des Sauerstoffangebotes sowie eine Abnahme der intrapulmonalen Shuntdurchblutung. Darüber hinaus vermindert Spontanatmung während APRV durch Reduktion des zyklischen Alveolarkollapses Risikofaktoren einer beatmungsassoziierten lokalen Lungen- und systemischen Organschädigung. Die regionale Änderung der transpulmonalen Druckverhältnisse durch den erhaltenen Zwerchfelltonus und die inspiratorische Zwerchfellkontraktion ist möglicherweise ein zugrunde liegender Mechanismus.