Lungenprotektive Beatmung: Beginn schon im OP? Rolf Rossaint. RWTH Aachen University

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1 Lungenprotektive Beatmung: Beginn schon im OP? Rolf Rossaint RWTH Aachen University

2 Gestörter Gasaustausch während Allgemeinanästhesie und der Einfluss hoher Vt Dramatischer Abfall des PaO 2 während CMV mit kleinem V t Bendixen et al. N Engl J Med

3 Tokics et al. JAP 1996;81: Atelektasenausbildung während Allgemeinanästhesie wach Anästhesie

4 Gestörter Gasaustausch während Allgemeinanästhesie und der Einfluss hoher Vt Fazit: Kontinuierliche hohe V t oder periodische Blähmanöver verhindern Atelektasenausbildung Während CMV kann eine Überblähung durch hohe V t erreicht werden Bendixen et al. N Engl J Med

5 Protektive MV mit niedrigem V t und PEEP erhöht die Überlebensrate bei ALI/ARDS The ARDS Network; NEJM 342: (2000) 5

6 Hohes V T und hoher Druck verursachen einen Lungenschaden innerhalb von 20 min 5 min. insp. Spitzendruck 45 cmh 2 O 20 min. insp. Spitzendruck 45 cmh 2 O Dreyfuss D et al., AJRCCM 1998;157:294 6

7 Hohes V T und hoher Druck führen beim ARDS zu einer Freisetzung von proinflammatorischen Mediatoren innerhalb von Stunden pg/ml * * IL-10 IL-6 TNF IL-1ra L-1ß Lung protective low PEEP high V T Lung protective PEEP 15 / V T 6 PEEP 5 / V T 12 PEEP 15 / V T 6 Stübner et al; ICM 28: , hrs

8 Pressure and Volume Limited Ventilation for the Ventilatory Management of Patients with ALI A Systematic Review and Meta-Analysis Forest Plot of Hospital Mortality Burns et al PLoS 6(1): e doi: ;

9

10 Normale Physiologie während maximaler Anstrengung Ventilation steigt auf bis zu >100 L /min V T steigt auf bis zu 2L AF steigt auf bis zu 50/min D Mc Ardle et al Essentials of Exercise Physiology 2006 Gallagher et al JAP

11 Lung Volume (Liter) Welches V T ist physiologisch? Während eines Marathons: V T > 15 ml/kg für 3h 35 min Body weight (kg)

12 RCT s zur intraoperativen lungenprotektiven Beatmung RCTs zeigen keinen Benefit intraoperativer lungenprotektiver Beatmung David et al, Anaesthesist

13 Lungenprotektive Beatmung und Zytokinfreisetzung während Anästhesie Wrigge H. et al. Anesthesiology. (2000) 93:

14 Effekt von V t auf Zytokinfreisetzung während Anästhesie Methode Prospektiv randomisiert 28 gesunde Patienten zum Kniegelenksersatz MV mit PEEP 5 cmh 2 O, Fio 2 = 0.5, AF nach Normokapnie 6 ml/kg V t oder 10 ml/kg V t IBW Ausatemgas und Blutanalysen für Nitrit, Nitrat, TNF-α, IL-1β, -6, -8, -10, -11, Neutrophil Elastase, Clara Cell protein 16 bei Beginn der Beatmung und 60 min später Fernandez-Bustamante A et al: Anesthesiology121:469-81;

15 Effekt von V t auf Zytokinfreisetzung während Anästhesie Fazit: Keine proinflammatorische Antwort! Fernandez-Bustamante A et al: Anesthesiology121:469-81;

16 Schadet denn kurzfristige Beatmung mit hohem V t im OP? 16

17 Serpa Neto et al., JAMA 2012, 308: Lungenprotektive Beatmung mit niedrigem V t bei Patienten ohne ARDS: Eine Metaanalyse Methode: The median time of per-protocol MV was 6.90 hs for protective and 6.56 hours for conservative strategy. In 15 studies, the reason for intubation was scheduled surgery, and in 5, the reason was mixed (medical or surgery).

18 Serpa Neto et al., JAMA 2012, 308: Lungenprotektive Beatmung mit niedrigem V t bei Patienten ohne ARDS: Eine Metaanalyse Injury Mortality Infection Atelectasis

19 Was sind Konditionen, unter denen eine nicht-protektive Beatmung Schaden verursacht? Lange OP-Dauer Two-Hit-Theorie 19

20 Die two-hit Theorie 1. First hit: Nicht-protektive MV 2. Second hit: Infektion Inflammation Ischaemie Futier E., Marret E., Jaber S. Anesthesiology 2014; 121:400 8

21 Protektive Beatmung bei allen Patienten, die einem Second-Hit ausgesetzt sind! Vorbestehend z.b. Trauma Sepsis Organversagen Intraoperativ auftretend z.b. Ischämie Inflammation 21

22 Most patients receiving elective surgery do not have a proinflammatory state! Schwarzes Schaf in einer Herde 22

23 Was meint eigentlich der Begriff lungenprotektive Beatmung? 23

24 Was bedeutet lungenprotektive Beatmung? Beatmung mit PEEP Beatmung mit niedrigem V T Niedriger Driving Pressure Recruitment-Manöver???? 24

25 Was bedeutet lungenprotektive Beatmung? Beatmung mit PEEP Beatmung mit niedrigem V T Niedriger Driving Pressure Recruitment-Manöver???? 25

26 Protektive MV für offene Abdominalchirurgie verbessert die postoperative pulmonale Funktion Methode Monozentrisch, 56 Patienten 9ml /kg V t ohne PEEP vs. 7ml/kg V t mit 10 cmh 2 O PEEP + RM RM wurde durch schrittweise Erhöhung des V t (4ml/kg Stufen) durchgeführt bis 30 cmh 2 O Spitzendruck erreicht wurde. Intraoperative Parameter Severgnini P et al Anesthesiology 2013; 118:

27 Protektive MV für offene Abdominalchirurgie verbessert die postoperative pulmonale Funktion Severgnini P et al Anesthesiology 2013; 118:

28 Protektive MV für offene Abdominalchirurgie verbessert die postoperative pulmonale Funktion Schlussfolgerung: Eine protektive Beatmungsstrategie während offener abdomineller Eingriffe reduziert postoperative pulmonale Komplikationen, nicht jedoch die Krhs-Liegedauer. Severgnini P et al Anesthesiology 2013; 118:

29 A Trial of Intraoperative Low-Tidal-Volume Ventilation in Abdominal Surgery V t =10-12 ml/kg ZEEP no recruitment Futier et al: NEJM 2013;369: V t =6-8 ml/kg 6-8 cm H 2 O PEEP recruitment every 30 min 29

30 A Trial of Intraoperative Low-Tidal-Volume Ventilation in Abdominal Surgery Probability of the composite primary outcome of major pulmonary or extrapulmonary complications Major pulmonary complications: pneumonia ARF treated with MV or NIV Major extrapulmonary complications: sepsis, severe sepsis, septic shock, death. Futier et al: NEJM 2013;369:

31 Low V T und PEEP während Ein-Lungen-Beatmung reduziert postoperative Lungendysfunktion Konventionelle Beatmungsgruppe (CV), n=50: F I O 2 1.0, V T 10 ml/kg, ZEEP, Volumen-kontrollierte Ventilation Protektive Beatmung (PV), n=50: F I O 2 0.5, V T 6 ml/kg, PEEP 5 cmh 2 O, und Druck-kontrollierte Beatmung Yang M et al., CHEST 2011; 139(3):

32 Wie klein darf V t und wie hoch darf der PEEP sein? 32

33 Low intraoperative V t with minimal PEEP is associated with increased mortality Methode Retrospektive Monocenterstudie Daten von operativen Patienten mit MV ( ) 30-Tage Letalität V t : PEEP: 8.6 ml/kg 4 cmh 2 O PIP: 21 cmh 2 O Levin MA et al BJA 113: ;

34 Low intraoperative V t with minimal PEEP is associated with increased mortality Results of propensity score matching Levin MA et al BJA 113: ;

35 Low intraoperative V t with minimal PEEP is associated with increased mortality The effect of intraoperative V t on 30-day mortality. Conclusions: Use of low intraoperative TV with minimal PEEP is associated with an increased risk of 30-day mortality. Levin MA et al BJA 113: ;

36 Was bedeutet lungenprotektive Beatmung? Beatmung mit PEEP Beatmung mit niedrigem V T Niedriger Driving Pressure Recruitment-Manöver?? 36

37 Präoperative und intraoperative Prädiktoren für ein postoperatives ARDS Methode: Analyse aller chirurgischen Maßnahmen bei Erwachsenen zwischen 2004 and 2009 Blum et al, Anesthesiology

38 Präoperative und intraoperative Prädiktoren für ein postoperatives ARDS Blum et al, Anesthesiology

39 Driving pressure (Pplat PEEP) < 13 cmh 2 O!

40 Was bedeutet lungenprotektive Beatmung? Beatmung mit PEEP Beatmung mit niedrigem V T Niedriger Driving Pressure Recruitment-Manöver? 40

41 Hypothese: MV mit niedrigem V T und hohem PEEP plus RMs schützt bei offenen abdominellen Eingriffen vor postoperativen pulmonalen Komplikationen bei Risikopatienten Methode: RCT multinational mit 28 Zentren; Eingriffsdauer 195 min Volumenkontrolliert mit V T 8 ml/kg PBW und I:E = 1:2 RR FE CO mmhg FiO SpO 2 92% PEEP 2 cmh 2 O vs 12 cmh 2 O RM nach Narkoseeinleitung, bei jeder Diskonnektion und vor Ausleitung mit ansteigendem V T The Lancet 2014, Aug 9;384(9942):

42 Ergebnisse: The Lancet 2014, Aug 9;384(9942):

43 Schlussfolgerung der Autoren: MV mit hohem PEEP und RM schützt bei offener Abdominalchirurgie nicht gegen postoperative Komplikationen. Die intraoperative Beatmungsstrategie sollte niedriges V t und niedrigen PEEP ohne RM beinhalten. The Lancet 2014, Aug 9;384(9942):

44 Lungenprotektive Beatmung mit PEEP und RM bei Adipositas: Impact auf intraoperativen Gasaustausch -Eine Metaanalyse - PEEP plus RM vs PEEP alone: (A) Impact on intraoperative PaO2 /FIO2. (B) Impact on intraoperative respiratory compliance Aldenkortt M et al BJA

45 Intraoperative Recruitmentmanöver beeinflussen nicht den postoperativen Gasaustausch nach laparoskopischer Magenbypassoperation bei extremer Adipositas Method RCT bei 50 Patienten Laparoskopische Magenbypass-OP Volumen-kontrollierte MV mit V t 6 ml/kg IBW 10 cm H2O PEEP vs. 10 cmh 2 O PEEP und RM RM nach Anlegen des Pneumoperitoneum und nach Exsufflation Defresne AA et al: BJA 113: 501 7;

46 Intraoperative Recruitmentmanöver beeinflussen nicht den postoperativen Gasaustausch nach laparoskopischer Magenbypassoperation bei extremer Adipositas Differences between pre- and postoperative spirometric parameters. Data are presented as mean (SD). Oxygenation and obstructive apnoea during the first postoperative night. Data are median (IQR). AHI, apnoea hypopnoea index; Fazit: Unter der Bedingung von 6ml/kg V t und 10 cmh 2 O PEEP zeigen zwei RMs bei laparoskoischer Magenbypassoperation keinen Benefit. Defresne AA et al: BJA 113: 501 7;

47 Was bedeutet lungenprotektive Beatmung? Beatmung mit PEEP Beatmung mit niedrigem V T Niedriger Driving Pressure Recruitment-Manöver Ø 47

48 Aktuelle RCTs zur intraoperativen Beatmung PROBESE trial (obese patients): high vs. low PEEP, during lower V T ventilation PROTHOR trial (OLV): high vs. low PEEP, during lower V T ventilation

49 Take Home Messages Eine intraoperative konventionelle MV (V t = 10 ml/kg, ZEEP) für kleine Eingriffe führt zu keinem nachgewiesenen Schaden bei Gesunden Intraoperative lungenprotektive Beatmung sollte bei Vorliegen oder Auftreten eines 2nd Hit oder bei sehr langer OP-Dauer genutzt werden Intraoperative lungenprotektive MV kann durch ml/kgv T, cmh 2 O PEEP, - low driving pressure 13 cmh 2 O, - evtl. Rekruitment und erreicht werden. Es fehlen prospektive RCT s 49