MEDIZIN. Beteiligte Fachgesellschaften und Experten

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1 KLINISCHE LEITLINIE Nicht invasive Beatmung bei akuter respiratorischer Insuffizienz Bernd Schönhofer, Ralf Kuhlen, Peter Neumann, Michael Westhoff, Christian Berndt, Helmut Sitter ZUSAMMENFASSUNG Einleitung: Die nicht invasive Beatmung (NIV) wird seit circa 20 Jahren als Therapieverfahren bei akuter respiratorischer Insuffizienz (ARI) eingesetzt. Die hier präsentierte S3-Leitlinie beantwortet nach evidenzbasierten Kriterien die Frage nach den gesicherten Indikationen, wie auch den Grenzen der NIV als Therapie der ARI. Methoden: Die Projektgruppe mit Experten aus zwölf medizinischen Fachgesellschaften analysierte circa Veröffentlichungen. Entsprechend den Vorgaben zur Erstellung von S3-Leitlinien und basierend auf Relevanz- und Evidenzbewertung der Literatur wurden in zwei interdisziplinären Konsensuskonferenzen die Empfehlungen und Algorithmen der Leitlinie verabschiedet. Ergebnisse: NIV sollte, wenn möglich, der Intubation vorgezogen werden, um Komplikationen der invasiven Beatmung zu vermeiden, wie zum Beispiel die Tubus-assoziierte Pneumonie (Empfehlungsgrad A). Insbesondere bei der hyperkapnischen ARI senkt NIV die nosokomiale Pneumonierate, die Aufenthaltsdauer und Letalität auf der Intensivstation beziehungsweise im Krankenhaus (Empfehlungsgrad A). Weitere gesicherte Indikationen für NIV (beziehungsweise konstanten positiven Atemwegsdruck [CPAP]) sind das kardiale Lungenödem (Empfehlungsgrad A), die Therapie der ARI bei immunsupprimierten Patienten (Empfehlungsgrad A), die Postextubationsphase und Entwöhnung (Weaning) von invasiver Langzeitbeatmung bei hyperkapnischer ARI (Empfehlungsgrad A) sowie die palliative Linderung der Dyspnoe (Empfehlungsgrad C). Bei Patienten mit hypoxämischer ARI ist NIV aufgrund einer Versagerquote von 30 % bis über 50 % derzeit nicht generell zu empfehlen. Diskussion: Trotz günstiger evidenzbasierter Datenlage ist die Anwendung der NIV in die Akutmedizin häufig noch unzureichend. Ziel der Leitlinie ist die breitere Etablierung dieser Therapieform auf dem Boden der wissenschaftlichen Evidenz. Dtsch Arztebl 2008; 105(24): DOI: /arztebl Schlüsselwörter: nicht invasive Positivdruckbeatmung, Beatmung, evidenzbasierte Medizin, Therapiekonzept, ARDS, respiratorische Insuffizienz Krankenhaus Oststadt-Heidehaus, Abteilung Pneumologie und internistische Intensivmedizin, Klinikum Region Hannover: Prof. Dr. med. Schönhofer, Dipl.-Ing. Berndt Klinik für Intensivmedizin, Helios Klinikum, Berlin Buch: Prof. Dr. med. Kuhlen Abteilung für Klinische Anästhesiologie und Operative Intensivmedizin, Evangelisches Krankenhaus Göttingen-Weende: Prof. Dr. med. Neumann Lungenklinik Hemer: Dr. med. Westhoff Institut für theoretische Chirurgie, Phillips-Universität, Marburg: PD Dr. rer. physiol. Sitter B ei atmungsinsuffizienten Patienten in der Akutversorgung stellt sich regelmäßig die Frage nach dem individuell angemessenen, das heißt wirksamen und gleichwohl risikoarmen Beatmungsregime. Während der vergangenen Jahrzehnte waren die Beatmungsverfahren mit invasivem Zugang über den Trachealtubus beziehungsweise das Tracheostoma als lebensrettendes Konzept bei der Behandlung der akuten respiratorischen Insuffizienz (ARI) etabliert. Gestützt auf Ergebnisse der breiten klinischen Forschung hat jedoch in den letzten 20 Jahren auch die nicht invasive Beatmung (NIV) als Therapie der ARI einen hohen Stellenwert erlangt (Tabelle 1). In der Akutversorgung ist die NIV jedoch noch nicht überall fest etabliert. Von beatmeten Patienten auf Intensivstationen wurden in einer internationalen Studie 4,9 % mit NIV behandelt (1). Die NIV-Rate betrug nur 16,9 % bei beatmeten Patienten mit exazerbierter chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD), obwohl diese Indikation seit mehreren Jahren evidenzbasiert ist (2). Der Nutzen der NIV wird, abhängig von der Indikationsstellung, noch immer heterogen bewertet (2, 3). Vor diesem Hintergrund formulierten unter dem Dach der Arbeitsgemeinschaft der Wissenschaftlichen Medizinischen Fachgesellschaften e.v. (AWMF) unter Federführung der Deutschen Gesellschaft für Pneumologie und Beatmungsmedizin (DGP) zwölf medizinische Fachgesellschaften die Leitlinie zum Einsatz der NIV als Therapie der ARI. Mit der Entwicklungsstufe S3 basiert diese Leitlinie auf einer systematischen Literaturanalyse und auf einem interdisziplinären Konsensusprozess (e1). Die Leitlinie beinhaltet gesicherte Indikationen, Kontraindikationen, Verlaufs- und Abbruchkriterien der NIV sowie die Vor- und Nachteile der NIV im Vergleich zur invasiven Beatmung. Wesentliches Ziel der Leitlinie ist die breitere Etablierung dieser Therapieform in der Akutmedizin auf dem Boden der wissenschaftlichen Evidenz. Nach einer Übersicht zur Methodik der Leitlinienentwicklung werden im Folgenden die Kernempfehlungen dargestellt. Die Leitlinie ist in voller Länge bei der Arbeitsgemeinschaft der Wissenschaftlichen Medizinischen Fachgesellschaften abrufbar ( Außerdem wird sie in der Zeitschrift Pneumologie ebenfalls in vollem Umfang veröffentlicht. 424 Deutsches Ärzteblatt Jg. 105 Heft Juni 2008

2 TABELLE 1 Empfehlungsstärke und Indikationen für den Einsatz der nicht invasiven Beatmung (NIV) zur Therapie von Krankheitsbildern mit akuter respiratorischer Insuffizienz (ARI) Empfehlungsstärke für den Einsatz von NIV Hoch (mehrere kontrollierte Studien) Mittel (wenige kontrollierte Studien/viele Fallserien) Schwach bis nicht zu empfehlen Indikation für NIV bei ARI COPD-Exazerbationen akutes kardiogenes Lungenödem ARI bei immunsupprimierten Patienten Entwöhnung vom Respirator bei Patienten mit COPD postoperatives respiratorisches Versagen Vermeidung des Extubationsversagens Anweisung nicht zu intubieren ARDS ( acute respiratory distress syndrome ) Trauma zystische Fibrose KASTEN 1 Beteiligte Fachgesellschaften und Experten (1) Deutsche Gesellschaft für Pneumologie und Beatmungsmedizin e.v. (federführend) (2) Arbeitsgemeinschaft Heimbeatmung und Respiratorentwöhnung e.v. (3) Deutsche Gesellschaft für Anästhesiologie und Intensivmedizin e.v. (4) Deutsche Gesellschaft für Chirurgie e.v. (5) Deutsche Gesellschaft für Fachkrankenpflege und Funktionsdienste e.v. (6) Deutsche Gesellschaft für Geriatrie e.v. (7) Deutsche Gesellschaft für Internistische Intensivmedizin e.v. (8) Deutsche Gesellschaft für Kardiologie e.v. (9) Deutsche Gesellschaft für Neonatologie und pädiatrische Intensivmedizin e.v. (10) Deutsche Gesellschaft für Neurologie e.v. und Deutsche Gesellschaft für Neurologische Intensiv- und Notfallmedizin e.v. (11) Deutsche Gesellschaft für Palliativmedizin e.v. (12) Industrieverband Spectaris Die Zahlen in Klammern beziehen sich auf die Zugehörigkeiten zu den Fachgesellschaften Dr. med. Thomas Barchfeld, Fachkrankenhaus Kloster Grafschaft (1,2) Prof. Dr. med. Heinrich F. Becker, Asklepios Klinik Barmbek, Abt. Pneumologie (1) Dr. med. Martina Bögel* 1, Weinmann GmbH, Hamburg (12) Andreas Bosch*, Heinen & Löwenstein GmbH, Bad Ems, 1. Konsensus-Konferenz (12) (Dr. Ulrich Brandenburg, Heinen & Löwenstein GmbH, Bad Ems (12), 2. Konsensus-Konferenz) Prof. Dr. med. Carl Criée, Ev. Krankenhaus Göttingen-Weende, Abt. Pneumologie (1, 2) Rolf Dubb, Katharinenhospital, Klinikum Stuttgart (5) Dr. med. Hans Fuchs, Universitätskinderklinik, Ulm (9) Dr. med. Holger Hein* 2, Reinbek, ehem. Krankenhaus Großhansdorf (1, 2) Dr. med. H. J. Heppner, Klinikum Nürnberg Nord, Abt. Geriatrie (6) Prof. Dr. med. Uwe Janssens, St. Antonius Hospital, Eschweiler, Abt. Kardiologie (8) Dr. med. Thomas Jehser, Gemeinschaftskrankenhaus Havelhöhe Abt. Palliativmedizin (11) Dr. med. Ortrud Karg, Asklepios Fachkliniken, Gauting, Abt. Pneumologie (1, 2) PD Dr. med. Erich Kilger, Herzklinik der Ludwig-Maximilians-Universität, München (3) Prof. Dr. med. Hermann H. Klein* 2, Klinikum Idar-Oberstein GmbH, Abt. Kardiologie (8) Prof. Dr. med. Dieter Köhler, Fachkrankenhaus Kloster Grafschaft (1, 2) Dr. med. Thomas Köhnlein, Medizinische Hochschule Hannover, Abt. Pneumologie (1, 2) Prof. Dr. med. Ralf Kuhlen, Helios Klinikum, Berlin Buch, Klinik für Intensivmedizin (3) Prof. Dr. med. Martin Max, Centre Hospitalier de Luxembourg (3) Dr. med. Michael Metze, Universitätsklinik Leipzig, Zentrum für Chirurgie (4) PD Dr. med. F. Joachim Meyer, Ruprecht-Karls-Universität, Heidelberg, Med. Klinik III (1, 2) PD Dr. med. Wolfgang Müllges, Neurologische Universitätsklinik, Würzburg (9) Prof. Dr. med. Peter Neumann, Ev. Krankenhaus Göttingen-Weende, Abt. Anästhesie (3) Prof. Dr. med. Christian Putensen, Rheinische Friedrich-Wilhelms- Universität, Bonn (3) Prof. Dr. med. Bernd Schönhofer, Klinikum Region Hannover, Abt. Pneumologie (1, 2) Dr. med. Dierk Schreiter, Universitätsklinik Leipzig, Zentrum für Chirurgie (4) Dr. med. Jan Storre, Albert-Ludwigs-Universität, Freiburg, Abt. Pneumologie (1, 2) Prof. Dr. med. Tobias Welte, Medizinische Hochschule Hannover, Abt. Pneumologie (1, 7) Dr. med. Michael Westhoff, Lungenklinik Hemer (1, 2) PD Dr. med. Wolfram Windisch, Albert-Ludwigs-Universität, Freiburg, Abt. Pneumologie (1, 2) Dr. med. Holger Woehrle* 2, Martinsried, ehem. Universität Ulm (1, 2) * 1 ohne Stimmrecht in den Konsensuskonferenzen * 2 vor Projektende ausgeschieden Deutsches Ärzteblatt Jg. 105 Heft Juni

3 KASTEN 2 Suchwortliste Die Suchbegriffe wurden als Schnittmengen mit dem AND-Operator aus der gemeinsamen Suchwortliste und je einer für die Arbeitsgruppe spezifischen Suchwortliste gebildet. Gemeinsame Suchwortliste für alle Arbeitsgruppen: NIV, NPPV, NIPPV, non invasive ventilation, non-invasive ventilation, non invasive ventilation, noninvasive ventilation, noninvasive positive pressure, noninvasive positive-pressure, noninvasive mechanical ventilation, mask ventilation, nasal ventilation Spezifische Suchwortlisten der Arbeitsgruppen: Arbeitsgruppe 1 Hyperkapnische ARI: hypercapnia, hypercapnic respiratory failure, hypercapnic exacerbation, arterial hypercarbia, acute respiratory failure, acute respiratory insufficiency, acute exacerbation, exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease, COPD Arbeitsgruppe 2 hypoxämische ARI: non hypercapnic respiratory failure, acute hypoxemic respiratory failure, respiratory failure, acute cardiogenic pulmonary oedema, acute cardiac failure, pulmonary edema, decompensated heart failure, pneumonia, ARDS, ALI, non-copd Arbeitsgruppe 3 Wechsel des Beatmungszugangs: acute respiratory failure, weaning from respirator, weaning from mechanical ventilation, extubation failure, NIV failure, invasive mechanical ventilation, reintubation, ventilator-associated pneumonia, VAP Arbeitsgruppe 4 NIV in der perioperativen Phase: acute respiratory failure, extubation failure", postoperative hypoxemia", postoperative, surgery, surgical patients, early extubation" Arbeitsgruppe 5 Technik, Logistik und Ort der Beatmung: ventilators, mode, setting, interfaces, mask, helmet, pressure support, location, intensive care unit, ICU, intermediate care unit", normal ward", respiratory ward", hospital ward", education Arbeitsgruppe 6 Palliative Anwendung der NIV: palliation, cancer, malignancy, end stage disease", do not intubate, DNI GRAFIK 1 Darstellung der Literaturrecherche Methodik Die Entwicklung der Leitlinie dauerte von Anfang 2005 bis Ende Insgesamt 28 Experten aus zwölf medizinischen Fachgesellschaften (Kasten 1) bildeten sechs indikationsbezogene Arbeitsgruppen. Eine zentrale Koordinierungsstelle führte die Literaturrecherchen durch und leistete bei der Literaturbewertung logistische Hilfestellung. Eine Recherche mit den im Kasten 2 genannten Suchwörtern in den Datenbanken Medline und Cochrane im September 2005 ergab Treffer. Dieser Katalog wurde durch mehrere Aktualisierungen bis Juni 2007 um 476 weitere Fundstellen auf dann circa Referenzen ergänzt (Grafik 1). Weitere, nicht quantifizierte Fundstellen ergaben sich aus Literaturverzeichnissen von Übersichtsarbeiten, aus persönlichen Archiven der beteiligten Experten und durch informelle Hinweise auf Arbeiten, die kurz vor der Veröffentlichung standen. Auf die einzelnen Arbeitsgruppen entfielen zwischen 350 und Veröffentlichungen. Mithilfe elektronischer Bewertungstabellen waren über 90 % der Abstracts durch Hyperlinks über Medline zugänglich. Auf diese Weise konnten individuelle Recherchen und Papierarbeit reduziert werden. Weitere Unterstützung durch die Koordinierungsstelle beinhaltete das Verwalten und Verteilen von Metainformationen zur Literatursuche und allgemeine Hinweise zur Evidenzbewertung. Per Newsletter wurden alle Beteiligten 16-mal über den aktuellen Projektstand informiert. Relevanzbewertung und qualitative Evidenzanalyse Ziel des ersten Auswahlverfahrens war die Identifikation der für den weiteren Leitlinienprozess relevanten Publikationen aus den anfänglich Fundstellen. In diesem Arbeitsgang wurden sämtliche Fundstellen nach Kriterien der klinischen Relevanz beurteilt. Dabei wurden Arbeiten ausgeschlossen, bei denen nicht Patienten mit ARI behandelt wurden (häufig zum Beispiel Studien zur Heimbeatmung) 426 Deutsches Ärzteblatt Jg. 105 Heft Juni 2008

4 TABELLE 2 Schema des Centre for Evidence-Based Medicine für Evidenzstärken (Zusammenfassung) Empfehlungsgrad Evidenzniveau Studiendesign Ia Metaanalyse über randomisierte kontrollierte Studien (RCT) A Ib Eine RCT (mit engem Konfidenzintervall) Ic IIa IIb Alle-oder-Keiner-Prinzip B IIc Outcome-Studien IIIa IIIb Metaanalyse gut geplanter Kohortenstudien Eine gut geplante Kohortenstudie oder ein RCT minderer Qualität Metaanalyse über Fall-Kontrollstudien Eine Fall-Kontroll-Studie C IV Fallserien oder Kohorten-/Fall-Kontroll-Studien minderer Qualität D V Expertenmeinung ohne explizite Bewertung der Evidenz oder basierend auf physiologischen Modellen/Laborforschung die Therapie mit NIV nicht der eigentliche Untersuchungsgegenstand war oder die offenkundig zu schwach evidenzbasiert waren. Auf diesen Aspekt wird im Folgenden noch eingegangen. Im Wesentlichen wurden Arbeiten in englischer oder deutscher Sprache berücksichtigt. Jede Arbeit wurde durch zwei Experten bewertet. Divergenzen bezüglich Ein- oder Ausschluss wurden innerhalb der Arbeitsgruppen gelöst. Je nach Indikation hat man schließlich zwischen 15 % und 25 % der Publikationen zur Evidenzbeurteilung identifiziert. Bereits in dieser Phase war zu berücksichtigen, dass je nach Indikation unterschiedliche Evidenzniveaus vorherrschen. Für einige Indikationen ist die Anwendung der NIV durch randomisierte Studien und hohe Fallzahlen belegt, sodass Beobachtungsstudien und Arbeiten mit ähnlichen Ergebnissen vom weiteren Evaluierungsprozess ausgeschlossen wurden. Systematische Übersichtsarbeiten, also mit einer dokumentierten Recherche und einer Metaanalyse der Originalarbeiten, wurden bei homogener Datenlage akzeptiert. Ausschließliche Übersichtsarbeiten wurden dagegen als Expertenmeinungen klassifiziert und die zitierten Originalarbeiten analysiert. Evidenzbewertung Bei der quantitativen Evidenzevaluation beurteilten ebenfalls je zwei Experten den Evidenzgrad jeder Studie nach den Empfehlungen des Oxford Centre of Evidence-Based Medicine (CEBM) (4). Das grundlegende Schema ist in der Tabelle 2 skizziert. Kriterien zur Einstufung waren hierbei das Studiendesign und die Qualität der Durchführung. Einheitliche Maßstäbe wurden durch Verwendung standardisierter Checklisten (je eine für Originalarbeiten und systematische Übersichtsarbeiten) hergestellt. Schließlich wurden 243 Arbeiten in der Leitlinie zitiert (Grafik 1). Zwei interdisziplinäre Konsensuskonferenzen fanden im Juli 2006 und April 2007 unter der Moderation der AWMF statt. Daran nahmen auch Vertreter der Pflegeberufe und der Beatmungsgeräte-Hersteller, letztere ohne Stimmrecht, teil. Die erste Konferenz behandelte zentrale Aussagen im Leitlinientext und Algorithmen. In der zweiten Konferenz wurden die Empfehlungen in ihrer endgültigen Formulierung und die Empfehlungsstärken auf der Basis der Evidenzlage verabschiedet. Ergebnisse Invasive und nicht invasive Beatmung Ohne Zweifel ist die invasive Beatmung als lebensrettende Intervention oft unverzichtbar. Sie geht jedoch einher mit dem Risiko der Tubus- oder Ventilator-assoziierten Pneumonie mit der Folge hoher Sterblichkeit sowie deutlicher Mehrkosten (e2). Zur Vermeidung dieser schwerwiegenden Komplikation sollte, wo es möglich ist, auf die invasive Beatmung verzichtet und alternativ NIV eingesetzt beziehungsweise frühzeitig extubiert werden (Empfehlungsgrad A) (e3). In diesem Zusammenhang ergeben sich die wesentlichen Vorteile der NIV insbesondere unter atemmechanischen und infektiologischen Aspekten (Tabelle 3). Ein Vorteil der invasiven Beatmung ist beim Lungenversagen und insbesondere beim acute respiratory distress syndrome (ARDS) die bessere Druckkonstanz, weil die Lunge schon bei sehr kurzer Unterbrechung des positiven Atemwegdrucks kollabiert (e4, 5). NIV sollte daher nicht eingesetzt werden, wenn wichtige Gründe für einen invasiven Beatmungszugang sprechen (Empfehlungsgrad B). Absolute Kontraindikationen (Empfehlungsgrad D) der NIV sind fehlende Spontanatmung, Schnappatmung fixierte oder funktionelle Verlegung der Atemwege gastrointestinale Blutung oder Ileus (6). Bei Vorliegen einer relativen Kontraindikation (Kasten 3) kann im Einzelfall ein NIV-Versuch unter Intubationsbereitschaft bei engmaschiger Beobachtung erwogen werden. Deutsches Ärzteblatt Jg. 105 Heft Juni

5 TABELLE 3 Charakteristika der invasiven/nicht invasiven Beatmung Komplikationen und klinische Aspekte Invasive Beatmung Nicht invasive Beatmung Ventilator- (Tubus-) assoziierte Pneumonie Anstieg des Risikos ab dem 3. bis 4. Tag der selten Beatmung Tubusbedingte zusätzliche Atemarbeit ja (während Spontanatmung und im Fall nein unzureichender Tubuskompensation) Tracheale Früh- und Spätschäden ja nein Sedierung häufig notwendig selten erforderlich Intermittierende Applikation selten möglich häufig möglich Effektives Husten möglich nein ja Essen und Trinken möglich erschwert bei Tracheostoma bzw. nein bei ja Intubation Kommunikation möglich erschwert ja Aufrechte Körperposition nur begrenzt realisierbar häufig möglich Schwierige Entwöhnung vom Respirator 10 bis 20 % selten Zugang zu den Atemwegen direkt erschwert Druckstellen im Gesichtsbereich nein gelegentlich CO 2 -Rückatmung nein selten Leckage kaum mehr oder weniger stark meistens vorhanden Aerophagie kaum gelegentlich Technik der nicht invasiven Beatmung Negativ- und Positivdruckbeatmung Die bevorzugte Beatmungsform zur Behandlung der ARI ist die Positivdruckbeatmung mit inspiratorischer Druckunterstützung (assistierender Modus). Diese wird oft mit einem positiven Atemwegsdruck in der Exspirationsphase ( positive end-expiratory pressure, PEEP) kombiniert. Hinzu kommt eine zwingend erforderliche Sicherheitsfrequenz zum Apnoe-Schutz sowie eine bedarfsweise Gabe von Sauerstoff zur Sicherstellung einer Sättigung von 85 bis 90 % (Empfehlungsgrad D) (2). Die inspiratorische Druckunterstützung über eine Maske oder einen Helm (e5) reduziert die Atemarbeit für den Patienten. Zudem führt die Applikation von positivem Druck zur Erhöhung des transpulmonalen Drucks und damit zu einer Vergrößerung des endexspiratorischen Lungenvolumens. Dieser Effekt vermeidet die Entstehung beziehungsweise begünstigt die Wiedereröffnung verschlossener Alveolarbezirke (Atelektasen). Die Negativdruckbeatmung (zum Beispiel in Form des Tanks ) wird nur noch selten eingesetzt (e6). Beatmungszugang ( interface ) Es gibt ein breites Spektrum von Beatmungszugängen im Gesichtsbereich, wie zum Beispiel Nasenmasken, Mund-Nasen- Masken sowie Ganzgesichtsmasken (Abbildung a c). Mund-Nasen-Masken werden vor allem in der Initialphase der Therapie bevorzugt (e7). Der Beatmungshelm, der den gesamten Kopf umschließt (Abbildung d), wird vorwiegend bei Patienten mit hypoxämischer ARI eingesetzt (e8). Vor- und Nachteile der unterschiedlichen Beatmungszugänge werden in Tabelle 4 aufgeführt. Beatmungsgeräte und Beatmungsmodi Das Spektrum der Beatmungsgeräte reicht von portablen Geräten mit geringerem technischem Aufwand bis zu technisch anspruchsvollen Intensivrespiratoren (e9). Da Patienten KASTEN 3 Kontraindikationen Absolute Kontraindikationen fehlende Spontanatmung, Schnappatmung fixierte oder funktionelle Verlegung der Atemwege gastrointestinale Blutung oder Ileus Relative Kontraindikationen Koma massive Agitation massiver Sekretverhalt trotz Bronchoskopie schwergradige Hypoxämie oder Azidose (ph < 7,1) hämodynamische Instabilität (kardiogener Schock, Myokardinfarkt) anatomische und/oder subjektive Schwierigkeiten hinsichtlich des Beatmungszugangs Zustand nach oberer gastrointestinaler Operation 428 Deutsches Ärzteblatt Jg. 105 Heft Juni 2008

6 mit ARI häufig stark agitiert sind und einen hohen Atemantrieb aufweisen, werden hier im Gegensatz zur elektiven häuslichen Beatmung bei chronisch ventilatorischer Insuffizienz nur selten kontrollierte, das heißt nicht durch die Atmung getriggerte, sondern zeitgesteuerte, Beatmungsverfahren verwandt (e9). Wichtige Aspekte zur praktischen Applikation von NIV Im Wesentlichen unabhängig von der jeweiligen Indikation ist in Grafik 2 die prinzipielle Vorgehensweise bei der Anwendung von NIV zur Therapie der ARI dargestellt. Besonders während der ersten 1 bis 2 h der NIV muss eine ausreichende Ventilation sichergestellt werden und sich der Effekt der Beatmung zeigen. Die Erfolgskriterien sind in Tabelle 5 aufgeführt. Auf niedrigem Niveau stabile ph-werte und ein stabil erhöhter Pa- CO 2 (arterieller Kohlendioxidpartialdruck) können während der NIV-Adaptation auch länger als 2 h toleriert werden, wenn sich der klinische Zustand des Patienten und andere in Tabelle 5 aufgeführte Erfolgskriterien bessern (Empfehlungsgrad C) (e10). Die wichtigsten Verlaufsparameter während der Adaptationsphase sind die arteriellen Blutgase, die Atemfrequenz, die Beurteilung der Dyspnoeempfindung sowie das Vigilanzniveau des Patienten (Empfehlungsgrad C) (2, e11 e13). Bei NIV-Versagen sollte die NIV umgehend beendet und unverzögert intubiert werden (Empfehlungsgrad C). Der Personalbedarf bei NIV ist in der Initialphase der Therapie der ARI mit einem Patient-Therapeut-Verhältnis von 1 : 1 relativ hoch. Im weiteren Verlauf der Therapie lässt sich durch NIV Arbeitszeit und -aufwand einsparen (e14 e17). NIV zur Behandlung der ARI wird bevorzugt auf der Intensivstation durchgeführt (Empfehlungsgrad D). Bei isolierter Atmungsinsuffizienz (Einorganversagen) kann NIV auch auf der Intermediärstation erfolgen. Abhängig von den örtlichen Gegebenheiten und Ressourcen kann NIV im Einzelfall auch auf einer spezialisierten Normalstation angewendet werden (e18 e22). Abbildung: Darstellung verschiedener Beatmungszugänge: Nasenmaske, Nasen-Mund-Maske, Ganzgesichtsmaske und Beatmungshelm Spektrum der Indikationen Die Leitlinie gibt Empfehlungen für die folgenden Indikationsgruppen: hyperkapnische ARI hypoxämische ARI kardiales Lungenödem TABELLE 4 Vor- und Nachteile gebräuchlicher Interfaces Aspekt Nasenmaske Nasen-Mundmaske Helm Mundleckage + + Volumen-Monitoring + Initiales Ansprechen der Blutgase o + o Sprechen + o Expektoration + Aspirationsrisiko + o + Aerophagie + o o Klaustrophobie + o o Totraum (kompressibles Volumen) + o Lärm und Irritation des Gehörs + + +, Vorteil; o, neutral;, Nachteil. Deutsches Ärzteblatt Jg. 105 Heft Juni

7 Algorithmus zur Anwendung der nicht invasiven Beatmung, * 1 Gründe für den Misserfolg können fehlende Kooperationsfähigkeit, funktioneller Glottisverschluss, mechanische Verlegung oder Schwellung im Glottisbereich sein, NIV, nicht invasive Beatmung GRAFIK 2 TABELLE 5 Erfolgskriterien der nicht invasiven Beatmung Kriterium Erfolg Dyspnoe Abnahme Vigilanz Zunehmende Verbesserung Atemfrequenz Abnahme Ventilation PaCO 2 -Abnahme ph-wert Anstieg Oxygenierung Zunahme von SaO 2 85 % Herzfrequenz Abnahme perioperative Phase frühzeitige Entwöhnung und Postextubationsphase NIV in der Pädiatrie und palliative Anwendung. Hyperkapnische ARI Häufigste Ursache der hyperkapnischen ARI, definiert als ph < 7,35 und PaCO 2 > 45 mm Hg, ist die akut exazerbierte COPD (AE-COPD). Als Folge des erhöhten Atemwegswiderstandes, der dynamischen Lungenüberblähung und der konsekutiven Abflachung des Zwerchfells wird die Atemmuskulatur überlastet und droht zu erschöpfen (e23, e24). Bei der Indikation leicht- bis mittelgradige AE-COPD mit einem ph von 7,30 bis 7,35 sollte NIV frühzeitig eingesetzt werden (Empfehlungsgrad A) (8). NIV senkt in Kombination mit der Standardtherapie bereits in der ersten Behandlungsstunde den PaCO 2, bessert den ph und senkt die Atemfrequenz. NIV reduziert die Intubationsfrequenz und vermindert die Krankenhausaufenthaltsdauer und die Letalität (9, 10, e25). Auch für den weiteren ph-bereich zwischen 7,2 und 7,35 ist die Effektivität der NIV nachgewiesen (8, e26). Den klinischen Algorithmus zur Anwendung der NIV bei der hyperkapnischen ARI zeigt Grafik 3. Hypoxämische ARI Die Datenlage zum Stellenwert der NIV bei der hypoxämischen ARI ist im Gegensatz zur hyperkapnischen ARI weniger klar. Ein erfahrenes Team hatte gezeigt, dass NIV bei Patienten mit rein hypoxämischer ARI gegenüber der Standardtherapie zu einer signifikanten Senkung des Intubationsrisikos, der Rate an septischem Schockgeschehen sowie der 90-Tage-Letalität führt (11). Insbesondere bei gemischt hypoxämisch-hyperkapnischer ARI, zum Beispiel infolge Pneumonien bei Patienten mit COPD, wurde NIV erfolgreich eingesetzt (e16, e27 e29). Empfohlen wird der Einsatz von CPAP ( continuous positive airway pressure, konstanter positiver Atemwegsdruck) beziehungsweise NIV bei (hämato-)onkologischen, immunsupprimierten Patienten und bei Patienten mit Aids und Pneumocystis-Pneumonie (Empfehlungsgrad A) (12, 13, e30). Allenfalls unter engmaschigem Monitoring und in spezialisierten Zentren sollte NIV bei ARDS eingesetzt werden (Empfehlungsgrad D). Die NIV-Versagerquote für ein heterogenes Patientenkollektiv mit hypoxämischer ARI lag mit 30 % bei ambulant erworbener Pneumonie und mehr als 50 % bei ARDS besonders hoch (9, 14). Ursächlich hierfür ist im Wesentlichen die komplexe Pathophysiologie der hypoxämischen Formen des ARI und die unzureichende Druckkonstanz vor allem in der Exspirationsphase während NIV. Kardiales Lungenödem Der Stellenwert von NIV und CPAP beim kardial bedingten Lungenödem ist neben der medikamentösen Standardtherapie inzwischen klar belegt (15, e31). Bei Patienten mit hypoxämischer ARI bei kardiogenem Lungenödem sollte nach initialer nasaler Sauerstoffgabe primär eine CPAP-Therapie erfolgen (Empfehlungsgrad A). Die indizierte Pharmakotherapie sowie notwendige kardiologische Interventionen, wie zum Beispiel Herzkatheter, dürfen jedoch nicht verzögert werden (Empfehlungsgrad D) (e32 e34). CPAP bewirkt hier das Absenken der kardialen Vor- und Nachlast, die Reduktion der Atemarbeit, eine Verbesserung der Koronarperfusion und normalisiert das Ventilations-Perfusions-Verhältnis. Geht das kardial bedingte Lungenödem neben der Hypoxämie mit einer Hyperkapnie einher, sollte CPAP in Kombination mit inspiratorischer Druckunterstützung, das heißt als NIV, durchgeführt werden (e35, e36, e37, e38, e39). ARI in der perioperativen Phase Der Abfall der funktionellen Residualkapazität unter maschineller Beatmung (e40) führt zum endexspiratorischen Verschluss kleiner Atemwege mit Ausbildung von Atelektasen (Grafik 4). Diese bleiben in den ersten postoperativen Tagen bestehen. 430 Deutsches Ärzteblatt Jg. 105 Heft Juni 2008

8 GRAFIK 3 Algorithmus für nicht invasive Beatmung (NIV) als Therapie der hyperkapnischen, akuten respiratorischen Insuffizienz (ARI) Der Schweregrad der postoperativen Lungenfunktionseinschränkung ist unter anderem von präoperativen Risikofaktoren wie Rauchen, COPD, hoher ASA-Status (ASA, American Society of Anesthesiologists) und Alter sowie der Art und der Dauer des operativen Eingriffs determiniert (e41). Die Inzidenz der Reintubation nach großen chirurgischen Eingriffen beträgt bis zu 20 % (e42, e43). Bei Patienten mit erhöhtem Risiko für eine postoperative hypoxämische ARI können durch die frühzeitige Anwendung von CPAP beziehungsweise NIV unmittelbar nach der Extubation die Reintubationsrate und weitere Komplikationen signifikant gesenkt werden (Empfehlungsgrad B). In einigen Studien wird neben der Verbesserung des Gasaustauschs und der Hämodynamik auch über eine Reduktion der Intubationsrate, der Komplikationen und letztlich der Letalität bei Anwendung der NIV zur Therapie der postoperativen ARI in der Herz- und Thoraxchirurgie berichtet (16, e44 e46). NIV kann während der Bronchoskopie zur Besserung der Ventilation beziehungsweise Oxygenierung eingesetzt werden (Empfehlungsgrad C) (e47 e50). Eine generelle Empfehlung zur NIV in der präoperativen Vorbereitung ist mangels klinischer Daten nicht gerechtfertigt. Entwöhnung vom Respirator und Postextubationsphase Wenn immer realisierbar, sollten invasiv beat- GRAFIK 4 KASTEN 4 Ursachen für postoperative Atelektasenbildung, FRC, funktionelle Residualkapazität; CC, closure capacity (Verschlusskapazität) Klinische Kernaussagen Wenn möglich soll die nicht invasive der invasiven Beatmung vorgezogen werden. Die größten Vorteile hat die nicht invasive Beatmung (NIV) beim hyperkapnischen Atmungsversagen. Die wichtigsten Verlaufsparameter (arterieller Kohlendioxidpartialdruck) PaCO 2, ph, Atemfrequenz, Dyspnoe und Vigilanz müssen während der ersten 2 h der NIV eine Besserungstendenz zeigen. NIV-Versagen kann sowohl frühzeitig als auch nach einigen Tagen auftreten. Es muss rechtzeitig erkannt und eine Intubation ohne Verzögerung eingeleitet werden. Die hypoxämische ARI sollte nur bei ausgewählten Patienten und unter streng kontrollierten Bedingungen mit NIV therapiert werden. Deutsches Ärzteblatt Jg. 105 Heft Juni

9 mete Patienten mit COPD möglichst frühzeitig extubiert und auf NIV umgestellt werden (Empfehlungsgrad A). Bei diesen Patienten wurde durch Extubation mit nachfolgender NIV verglichen mit der invasiv beatmeten Kontrollgruppe die Erfolgsrate der Respiratorentwöhnung ( weaning ) signifikant gebessert. Des Weiteren ließen sich die Letalitäts-, Reintubations-, Tracheotomie- und Komplikationsrate senken. Im Gegensatz zur hyperkapnischen Atmungsinsuffizienz bleibt der Stellenwert der NIV bei schwieriger Respiratorentwöhnung infolge hypoxämischer Atmungsinsuffizienz strittig. Vor allem bei Risikopatienten mit COPD, hohem Alter, Herzinsuffizienz und Hypersekretion, die nach Extubation eine hyperkapnische ARI entwickeln, vermindert der frühzeitige Einsatz von NIV die Reintubationsund Letalitätsrate (e51, e52, 17, 18). Gegen den Einsatz von NIV bei Patienten mit hypoxämischer ARI in der Postextubationsphase sprechen Ergebnisse randomisierter und kontrollierter Studien (3, e53). Positive Ergebnisse zum Einsatz von NIV bei schwieriger Respiratorentwöhnung infolge hypoxämischer Atmungsinsuffizienz beruhen bislang auf kleinen, monozentrischen Studien (e54). NIV in der Pädiatrie Randomisierte Studien, die einen Vorteil der NIV gegenüber invasiver Beatmung belegen, gibt es bei Kindern und Jugendlichen außerhalb der Neugeborenenperiode nicht. Folglich beruhen die Empfehlungen hierzu auf Beobachtungsstudien. Die ARI kann bei Kindern und Jugendlichen effektiv durch NIV behandelt werden (Empfehlungsgrad C). Bei einer ARI aufgrund zystischer Fibrose sollte ein Therapieversuch mit NIV der invasiven Beatmung vorgezogen werden, falls dies nicht kontraindiziert ist (Empfehlungsgrad C). Gleiches gilt für Kinder mit neuromuskulären Erkrankungen (Empfehlungsgrad C) und bei immunsupprimierten Patienten (Empfehlungsgrad C). NIV als Therapie der ARI sollte bei Kindern immer auf der Intensivstation erfolgen (Empfehlungsgrad C). NIV als Palliativmaßnahme NIV kann als palliative Maßnahme die Dyspnoe lindern und die Lebensqualität bessern (Empfehlungsgrad C) (e55, e56, 19). Auch wenn sich in einer Patientenverfügung gegen eine Intubation entschieden wird, aber nicht prinzipiell gegen eine Beatmung, kann nach ausführlicher Aufklärung eine NIV initiiert werden (Empfehlungsgrad B) (e55, 19, e57, e58, e59, 20, e60). Eine aktuelle Erhebung ergab, dass circa 30 % der Patienten, die sich am Lebensende auf einer Intermediärstation befanden, mit NIV behandelt wurden (19). Während der Intervention mit NIV blieb den Patienten eine gewisse Autonomie erhalten. Es ist aber streng darauf zu achten, dass NIV bei dieser Indikation nicht zur Verlängerung des Leidensweges beziehungsweise des Sterbevorgangs führt (e61). Diskussion Aufgrund der evidenzbasierten Datenlage ist NIV als Therapie der hyperkapnischen ARI (Kasten 4), des kardial bedingten Lungenödems und der hypoxämischen ARI immunsupprimierter Patienten der invasiven Beatmung deutlich überlegen. Weitere Indikationen sind die postoperative Prophylaxe der Reintubation und die schwierige Entwöhnung nach Langzeitbeatmung beim hyperkapnischen Atmungsversagen. Die hohe NIV- Versagerquote von 30 % bis über 50 % bei Patienten mit hypoxämischer ARI steht einer breiten Anwendung der NIV bei dieser Indikation entgegen. Trotz der guten evidenzbasierten Datenlage für die genannten Indikationsbereiche ist die NIV im intensivmedizinischen Alltag noch unzureichend repräsentiert. Die nun vorliegende Leitlinie soll zu einer weiteren Etablierung der NIV beitragen. Limitationen, Schwächen der Leitlinie Die Empfehlungen der evidenzbasierten Medizin gehen meistens auf Studien zurück, die unter kontrollierten Bedingungen an ausgewählten Patientengruppen, oft monozentrisch in Teams mit großer Erfahrung durchgeführt wurden. Daher ist die einfache Übertragung der Ergebnisse in den klinischen Alltag nicht ohne weiteres möglich. Zudem stehen der erfolgreichen Anwendung von NIV häufig geringe Erfahrung sowie unzureichende technische und personelle Ausstattung entgegen (e62). Dies gilt insbesondere für die weniger klar evidenzbasierten Indikationen. Schließlich stellt die Leitlinie nur eine Momentaufnahme des aktuellen Wissensstands dar. Die Gültigkeit endet daher drei Jahre ab Veröffentlichung; spätestens dann ist eine Aktualisierung erforderlich. Danksagung Die Autoren danken der DGP für die Finanzierung einer wissenschaftlichen Mitarbeiterstelle und der Konsensus-Konferenzen sowie der AG Pneumologischer Kliniken, der AG Heimbeatmung und Respiratorentwöhnung und der Deutschen Gesellschaft für Anästhesiologie und Intensivmedizin für die Mitfinanzierung der wissenschaftlichen Mitarbeiterstelle. Interessenkonflikt Prof. Schönhofer hat Vortragshonorare der Firmen ResMed und Heinen und Löwenstein erhalten. Prof. Kuhlen hat Vortragshonorare der Firmen ResMed,Dräger, Tyco, Viasys und Maquet erhalten. Prof. Neumann hat Vortragshonorare der Hersteller Dräger und B+P Beatmungsprodukte GmbH entgegengenommen. Dr. Westhoff, Dipl.-Ing. Berndt und PD Sitter erklären, dass kein Interessenkonflikt im Sinne der Richtlinien des International Committee of Medical Journal Editors besteht. Manuskriptdaten eingereicht: , revidierte Fassung angenommen: LITERATUR 1. 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Bernd Schönhofer Abteilung für Pneumologie und internistische Intensivmedizin Krankenhaus Oststadt Heidehaus Klinikum Region Hannover GmbH Podbielskistraße Hannover Bernd.Schoenhofer@t-online.de SUMMARY Clinical Practice Guideline: Non-Invasive Mechanical Ventilation as Treatment of Acute Respiratory Failure Introduction: Non-invasive mechanical ventilation (NIV) has been used to treat acute respiratory failure (ARF) for approximately 20 years. This guideline addresses the indications for, and limitations of, NIV as treatment for ARF according to evidence-based criteria. Methods: A panel of experts from 12 scientific medical societies reviewed circa 2,900 publications. The panel judged the clinical relevance of these studies and assessed the evidence presented in each, then held two interdisciplinary consensus conferences to formulate guideline recommendations and algorithms. Results: Whenever possible, NIV should be preferred to invasive mechanical ventilation, in order to avoid the risk of ventilator and tubeassociated complications such as nosocomial pneumonia (grade of recommendation A). Particularly in patients with hypercapnic ARF, NIV reduces the rate of hospital-acquired pneumonia, the length of hospital stay and mortality in the intensive care unit and in the hospital (grade of recommendation A). NIV (or continuous positive airway pressure) is also recommended in cardiogenic pulmonary edema (grade of recommendation A), as treatment for ARF in immunocompromised patients (grade of recommendation A), to prevent postextubation failure, to facilitate weaning in patients with hypercapnic ARF (grade of recommendation A), and to improve dyspnea in palliative care (grade of recommendation C). NIV is not generally recommended in patients with hypoxic ARF because of its high failure rate of 30% to over 50% in such patients. Discussion: Although evidence indicates that NIV can be used as the treatment of first choice for several indications, it is still underutilized in the acute setting. These guidelines provide evidence-based information about the indications for, and limitations of, NIV in the treatment of ARF. Dtsch Arztebl 2008; 105(24): DOI: /arztebl Key words: non invasive positive pressure ventilation, evidence-based medicine, therapy, acute respiratory distress syndrome, respiratory The English version of this article is available online: eliteratur: Deutsches Ärzteblatt Jg. 105 Heft Juni

11 KLINISCHE LEITLINIE Nicht invasive Beatmung bei akuter respiratorischer Insuffizienz Bernd Schönhofer, Ralf Kuhlen, Peter Neumann, Michael Westhoff, Christian Berndt, Helmut Sitter eliteratur e1. Kopp IB, Lorenz W, Müller W et al.: Methodische Empfehlungen zur Leitlinienerstellung e2. Rello J, Ollendorf DA, Oster G et al.: Epidemiology and outcomes of ventilator-associated pneumonia in a large US database. Chest 2002; 122: e3. Kollef MH: Prevention of hospital-associated pneumonia and ventilator-associated pneumonia. Crit Care Med 2004; 32: e4. Neumann P, Berglund JE, Mondejar EF et al.: Effect of different pressure levels on the dynamics of lung collapse and recruitment in oleicacid-induced lung injury. Am J Respir Crit Care Med 1998; 158: e5. Moerer O, Fischer S, Hartelt M et al.: Influence of two different interfaces for noninvasive ventilation compared to invasive ventilation on the mechanical properties and performance of a respiratory system: a lung model study. 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