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DOI: 10.1055/s-0029-1225747
© Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York
Intraoperative Beatmung – Welches Tidalvolumen sollte bei lungengesunden Patienten angewandt werden? Eine qualitativ–systematische Übersichtsarbeit
Which Perioperative Tidal Volume for Patients with Healthy Lungs undergoing Elective Surgery? A Qualitative Systematic Review of Current EvidencePublication History
Publication Date:
12 June 2009 (online)
Zusammenfassung
Die Anwendung einer lungenprotektiven Beatmungsstrategie mit reduziertem Tidalvolumen bei Patienten mit akutem Lungenversagen (ALI/ARDS) gilt heute als Methode der Wahl. Dadurch konnte sowohl die Mortalität als auch die pulmonale Entzündungsreaktion verringert werden.
Aber wie sollte der lungengesunde Patient beatmet werden, der sich einer elektiven Operation unterzieht? Wir durchsuchten die gängigen Literaturdatenbanken hinsichtlich relevanter Publikationen zur perioperativen Beatmungsstrategie. Insgesamt fanden und analysierten wir zehn Studien zu diesem Thema. Dabei handelte es sich hauptsächlich um Studien, die an Patienten mit großen Allgemein–, Thorax–, oder Kardiochirurgischen Eingriffen durchgeführt wurden.
Insgesamt existieren nur wenige Studien, die die perioperative Beatmungsstrategie an Patienten, die zu Studienbeginn nicht kritisch krank sind, untersuchen. Die Ergebnisse dieser Studien sind jedoch sehr heterogen und unterstützen nicht alle ein lungenprotektives Beatmungsregime. Jedoch gibt es, abgesehen von experimentellen Daten, auch klinisch Hinweise darauf, dass die Anwendung einer lungenprotektiven Beatmung bei Patienten, die sich großen Eingriffen unterziehen müssen, vorteilhaft sein kann, auch wenn zu Beginn der Operation noch kein ALI oder ARDS vorliegt.
Abstract
Background: Lung–protective ventilation strategies for patients suffering from acute lung injury (ALI/ARDS) are well– accepted measures to improve outcome including mortality.
But what tidal volume is the best for the patient with non–injured lungs undergoing elective surgery? Methods: We searched the literature for studies that analysed perioperative tidal volume in patients not suffering from ALI/ARDS. Results: 10 studies were detected that matched our query. Mostly on patients undergoing major or cardiac surgery.
Conclusion: Only a few studies exist which examine the effect of protective ventilation settings on healthy lungs of patients not being critical–ill. The reported results are very heterogeneous and do not strongly support a lung– protective ventilation strategy. However, apart from reasoning based on pre–clinical experimental data, there is some clinical evidence, that suggests using lower tidal volumes in patients undergoing major or cardic surgery, even if the patient does not present with an ALI/ARDS and is not critically ill at the time when the surgical procedure is performed.
Schlüsselwörter
lungenprotektive Beatmung - ARDS - ALI - perioperatives Tidalvolumen - lungengesund
Key Words
lungprotective ventilation - ARDS - ALI - perioperative tidal volume - healthy lung
Kernaussagen
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Eine lungenprotektive Beatmung mit niedrigen Tidalvolumina von 6 ml/kg idealisiertem Körpergewicht und geringen Spitzendrücken von < 30 cm H2O ist nach heutigem Wissen bei akutem Lungenversagen (ALI/ARDS) das Standardbeatmungsverfahren im multimodalen Behandlungsansatz.
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Die Frage nach dem optimalen perioperativen Tidalvolumen in der Beatmung des nicht kritisch kranken Patienten (ASA I–III) ist hingegen noch nicht endgültig beantwortet.
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Sicher ist: Jede Allgemeinanästhesie beeinträchtigt die Oxygenierung.
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Ursächlich für die VALI im Tierexperiment ist die Beatmung mit hohen VT und hohem end–inspiratorischem Volumen – weniger die Ventilation mit hohem Spitzendruck.
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Hohe VT schädigen die Lunge – bei Beatmung mit niedrigem VT kommt es zu Veränderungen der Compliance und Störungen im Gasaustausch, aber nicht zu schwerwiegenden Lungenschäden [14] [16] [17].
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Insgesamt sprechen die Daten für die konsequente Anwendung einer lungenprotektiven Beatmungsstrategie mit reduziertem Tidalvolumen unter Berücksichtigung des idealisierten Körpergewichtes.
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Dies gilt umso mehr, als die Patienten diversen Risiken (Massivtransfusion, ventilatorassoziierte Pneumonie, Immobilisation etc.) ausgesetzt sind, während des Krankenhausaufenthalts ein Lungenversagen zu entwickeln.
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Obsolet sollten „lungenschädigende” Beatmungsregimes mit Tidalvolumina > 10 ml/kg KG sein: Sie entsprechen auch keineswegs den physiologischen Tidalvolumina unter Spontanatmung.
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Die gegenwärtige Datenlage lässt keine Definition einer „idealen” perioperativen Beatmung zu.
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Ergänzendes Material
- Supporting Information_Literature
Literaturliste
- 1 The Acute Respiratory Distress Syndrom Network. . Ventilation with lower tidal volumes as compared with traditional tidal volumes for acute lung injury and the acute respiratory distress syndrome. The Acute Respiratory Distress Syndrome Network. N Engl J Med. 2000; 342 1301-1308
- 2 Petrucci N, Iacovelli W.. Lung protective ventilation strategy for the acute respiratory distress syndrome. Cochrane Database Syst Rev 2007
- 3 Ranieri VM, Giunta F, Suter PM, Slutsky AS.. Mechanical ventilation as a mediator of multisystem organ failure in acute respiratory distress syndrome. JAMA. 2000; 284 43-44
- 4 Slutsky AS.. Lung injury caused by mechanical ventilation. Chest. 1999; 116
- 5 Uhlig S, Frerichs I.. Lung protective ventilation – pathophysiology and diagnostics. Anasthesiol Intensivmed Notfallmed Schmerzther. 2008; 43 438-445
- 6 Bendixen HH, Hedley–Whyte J, Laver MB.. Impaired oxygenation in surgical patients during general anesthesia with controlled ventilation. A concept of atelectasis. N Engl J Med. 1963; 269 991-996
- 7 Hedenstierna G.. Airway closure, atelectasis and gas exchange during anaesthesia. Minerva Anestesiol. 2002; 68 332-336
- 8 Hedenstierna G, Edmark L.. The effects of anesthesia and muscle paralysis on the respiratory system. Intensive Care Med. 2005; 31 1327-1335
- 9 Wahba RW.. Perioperative functional residual capacity. Can J Anaesth. 1991; 38 384-400
- 10 Roewer N, Thiel H.. Taschenatlas der Anästhesie. 2. Auflage. Thieme: Stuttgart 2004
- 11 Dreyfuss D, Basset G, Soler P, Saumon G.. Intermittent positive–pressure hyperventilation with high inflation pressures produces pulmonary microvascular injury in rats. Am Rev Respir Dis. 1985; 132 880-884
- 12 Dreyfuss D, Soler P, Basset G, Saumon G.. High inflation pressure pulmonary edema. Respective effects of high airway pressure, high tidal volume, and positive end–expiratory pressure. Am Rev Respir Dis. 1988; 137 1159-1164
- 13 Ricard JD, Dreyfuss D, Saumon G.. Ventilator–induced lung injury. Eur Respir J Suppl. 2003; 42
- 14 Bregeon F, Roch A, Delpierre S. et al. . Conventional mechanical ventilation of healthy lungs induced pro–inflammatory cytokine gene transcription. Respir Physiol Neurobiol. 2002; 132 191-203
- 15 Lopez–Aguilar J, Villagra A, Bernabe F. et al. . Massive brain injury enhances lung damage in an isolated lung model of ventilator–induced lung injury. Crit Care Med. 2005; 33 1077-1083
- 16 Dreyfuss D, Saumon G.. Ventilator–induced lung injury: lessons from experimental studies. Am J Respir Crit Care Med. 1998; 157 294-323
- 17 Ricard JD, Dreyfuss D, Saumon G.. Ventilator–induced lung injury. Eur Respir J Suppl. 2003; 42
- 18 Wrigge H, Zinserling J, Stuber F. et al. . Effects of mechanical ventilation on release of cytokines into systemic circulation in patients with normal pulmonary function. Anesthesiology. 2000; 93 1413-1417
- 19 Wrigge H, Uhlig U, Zinserling J. et al. . The effects of different ventilatory settings on pulmonary and systemic inflammatory responses during major surgery. Anesth Analg. 2004; 98
- 20 Michelet P, D'Journo XB, Roch A. et al. . Protective ventilation influences systemic inflammation after esophagectomy: a randomized controlled study. Anesthesiology. 2006; 105 911-919
- 21 Choi G, Wolthuis EK, Bresser P. et al. . Mechanical ventilation with lower tidal volumes and positive end–expiratory pressure prevents alveolar coagulation in patients without lung injury. Anesthesiology. 2006; 105 689-695
- 22 Wolthuis EK, Choi G, Dessing MC. et al. . Mechanical ventilation with lower tidal volumes and positive end–expiratory pressure prevents pulmonary inflammation in patients without preexisting lung injury. Anesthesiology. 2008; 108 46-54
- 23 Determann RM, Wolthuis EK, Choi G. et al. . Lung epithelial injury markers are not influenced by use of lower tidal volumes during elective surgery in patients without preexisting lung injury. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2008; 294
- 24 Chaney MA, Nikolov MP, Blakeman BP, Bakhos M.. Protective ventilation attenuates postoperative pulmonary dysfunction in patients undergoing cardiopulmonary bypass. J Cardiothorac Vasc Anesth. 2000; 14 514-518
- 25 Koner O, Celebi S, Balci H. et al. . Effects of protective and conventional mechanical ventilation on pulmonary function and systemic cytokine release after cardiopulmonary bypass. Intensive Care Med. 2004; 30 620-626
- 26 Zupancich E, Paparella D, Turani F. et al. . Mechanical ventilation affects inflammatory mediators in patients undergoing cardiopulmonary bypass for cardiac surgery: a randomized clinical trial. J Thorac Cardiovasc Surg. 2005; 130 378-383
- 27 Reis MD, Gommers D, Struijs A. et al. . Ventilation according to the open lung concept attenuates pulmonary inflammatory response in cardiac surgery. Eur J Cardiothorac Surg. 2005; 28 889-895
- 28 Plotz FB, van Vught AJ.. Lung damage due to mechanical ventilation. Ned Tijdschr Geneeskd. 1999; 143 133-136
- 29 Sandur S, Stoller JK.. Pulmonary complications of mechanical ventilation. Clin Chest Med. 1999; 20 223-247
- 30 Franke A, Lante W, Fackeldey V. et al. . Pro–inflammatory cytokines after different kinds of cardio–thoracic surgical procedures: is what we see what we know?. Eur J Cardiothorac Surg. 2005; 28 569-575
- 31 Maruna P, Gurlich R, Frasko R. et al. . Cytokines and soluble cytokine receptors in the perioperative period. Sb Lek. 2002; 103 273-282
- 32 Pape HC, Schmidt RE, Rice J. et al. . Biochemical changes after trauma and skeletal surgery of the lower extremity: quantification of the operative burden. Crit Care Med. 2000; 28 3441-3448
- 33 Pasnik J.. Role of interleukin 10 in inflammatory response after cardiovascular surgery with cardiopulmonary bypass. Postepy Hig Med Dosw (Online ). 2006; 60 8-14
- 34 Callister ME, Evans TW.. Pulmonary versus extrapulmonary acute respiratory distress syndrome: different diseases or just a useful concept?. Curr Opin Crit Care. 2002; 8 21-25
- 35 Gajic O, Moore SB.. Transfusion–related acute lung injury. Mayo Clin Proc. 2005; 80 766-770
- 36 Katsuta T, Saito T, Shigemitsu Y. et al. . Relation between tumour necrosis factor alpha and interleukin 1beta producing capacity of peripheral monocytes and pulmonary complications following oesophagectomy. Br J Surg. 1998; 85 548-553
- 37 Lin E, Calvano SE, Lowry SF.. Inflammatory cytokines and cell response in surgery. Surgery. 2000; 127 117-126
- 38 Paparella D, Yau TM, Young E.. Cardiopulmonary bypass induced inflammation: pathophysiology and treatment. An update. Eur J Cardiothorac Surg. 2002; 21 232-244
- 39 Rana R, Fernandez–Perez ER, Khan SA. et al. . Transfusion–related acute lung injury and pulmonary edema in critically ill patients: a retrospective study. Transfusion. 2006; 46 1478-1483
- 40 Yamada T, Hisanaga M, Nakajima Y. et al. . Serum interleukin–6, interleukin–8, hepatocyte growth factor, and nitric oxide changes during thoracic surgery. World J Surg. 1998; 22 783-790
- 41 Gajic O, Dara SI, Mendez JL. et al. . Ventilator–associated lung injury in patients without acute lung injury at the onset of mechanical ventilation. Crit Care Med. 2004; 32 1817-1824
- 42 Lee PC, Helsmoortel CM, Cohn SM, Fink MP.. Are low tidal volumes safe?. Chest. 1990; 97 430-434
- 43 Yilmaz M, Keegan MT, Iscimen R. et al. . Toward the prevention of acute lung injury: protocol–guided limitation of large tidal volume ventilation and inappropriate transfusion. Crit Care Med. 2007; 35 1660-1666
Julian Kuestermann
PD Dr. med. Peter Kranke
PD Dr. med. Jörg Brederlau
Prof. Dr. med. Norbert Roewer
Dr. med. Ralf Michael Muellenbach
Email: kuesterman_j@klinik.uni-wuerzburg.de
Email: peter.kranke@mail.uni-wuerzburg.de
Email: anaesthesie@klinikum-hanau.de
Email: muellenbac_r@klinik.uni-wuerzburg.de
- Literaturverzeichnis