Luft rein, Luft raus Driving Pressure ein neues Konzept

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1 Luft rein, Luft raus Driving Pressure ein neues Konzept W. Oczenski Abteilung für Anästhesie und Intensivmedizin Krankenhaus der Stadt Wien Sozialmedizinisches Zentrum Floridsdorf

2 Prävention, Diagnose, Therapie und Nachsorge der Sepsis S2-Leitlinie der DSG und DIVI Evidenzgrad I / Empfehlungsgrad A Intensive Care Med 2013;39:

3 Beatmungsstrategien beim ARDS FRAGE:? Ist Low tidal ventilation (VT von 6 ml/kg KG) auch lung protective ventilation? Schutz vor Volutrauma? Schutz vor Atelektatrauma?

4 Amato et al NEJM 1998;338: ; ARDSnet NEJM 2000;342: Ware L. N Engl J Med 2000; 342: ; Meade et al. JAMA 2008;299: Lungenprotektive Beatmung Volumen (ml) Druck-Volumen-Diagramm High Volume Injury Volu-/Barotrauma Low Volume Injury Atelektatrauma Sicherheitsfenster Trigger for Inflammation LIP P VT P VT UIP VT = 6 ml/kg KG VT = 6 ml/kg KG VT = 6 ml/kg KG 0 PEEP Druck (mbar)

5 Goal directed mechanical ventilation: Are we aiming at the right goals? Zielparameter VT versus Pinsp (Pplat)? Geeignete Parameter für stress and strain?? Cortes, Marini. Critical Care 2013;17:219 Soroksky A, Esquinas A. Crit Care Research and Prac 2012; ID Chiumello et al. Am J Resp Crit Care 2008;178:

6 Lung stress and strain during mechanical ventilation Stress = Druck auf die Alveolen Strain = Dehnung der Lungenstrukturen Stress = k x Strain LUNGE Ptp = E L x VT/FRC Gattinoni et al. Critical Care 2004;8: Gattinoni et al. Crit Care Med 2010;38 [Suppl.]:S539-S548 Chiumello et al. Am J Resp Crit Care 2008;178:

7 Tidal hyperinflation Tidal Hyperinflation during Low Tidal Volume Ventilation in ARDS 6 ml/kgkg überbläht normal belüftet wenig belüftet nicht belüftet P Plat (cm H2O) Terragni P. et al. Am J Respir Crit Care Med 2007;175:

8 Lungenprotektive Beatmung beim ARDS Begrenzung des inspiratorischen Plateaudrucks mbar? Gibt es EINEN sicheren Plateaudruck?? Hager et al. Am J Respir Crit Care 2005;172:

9 Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) Gasaustauschfläche FRC of a baby Strain = VT / FRC Patient A: 75 KGpbw VT / FRC Patient B: 75 KGpbw VT / FRC VT VT FRC FRC Alveoläre Dehnung ( Strain ) hängt primär von der FRC (EELV) ab, nicht vom idealen KG! Bei der Applikation eines bestimmten Tidalvolumens ist das Ausmaß des endexspiratorisch belüfteten Lungenvolumens (= FRC) zu berücksichtigen Normierung des VT auf die aktuelle FRC!

10 Lungenprotektive Beatmung Tidalvolumen: 6 ml/kgkg Inspirationsdruck: < 30 mbar

11 Goal directed mechanical ventilation Are we aiming at the right goals? Role of Driving Pressure? Amato et al. N Engl J Med 2015

12 Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) Driving Pressure ( Druckamplitude ) Pinsp P = Pinsp - PEEP PEEP P P = VT / CRS [ CRS = V / P ] Amato et al. N Engl J Med 2015;372:

13 Driving Pressure and Survival in ARDS Ziel: Beatmung mit möglichst kleiner Druckamplitude! Amato et al. N Engl J Med 2015;372:

14 Driving Pressure and Survival in ARDS Amato et al. N Engl J Med 2015;372:

15 Driving Pressure and ARDS Editorial B. Lachmann Open up the lung and keep the lung open Intensive Care Med. 1992;18: Maintain optimal gas exchange at the smallest possible pressure amplitude

16 Druck-Volumen-Diagramm Volumen VT < 6ml/kg Best of Compliance-Strategy Pplat < 30 mbar P < 15 mbar LIP shunt in time VD/VT UIP C = VT / p C p const VT p = VT / C best PEEP = PEEP > LIP möglichst groß möglichst klein Druck Putensen et al. Anästhesiol Intensivmed Notfallmed Schmerzther 2008;11-12:770

17 Driving Pressure and Survival in ARDS Fixer Cut-Off-Level: Datenanalyse: Airway Driving Pressure = transpulmonary Driving Pressure Thoraxcompliance Keine Berücksichtigung von transpulmonalen Druckgradient (Ptp) intraabdomineller Druck (IAP) Amato et al. N Engl J Med 2015;372:

18 Goal directed mechanical ventilation Are we aiming at the right goals? Role of transpulmonary pressure? Soroksky A, Esquinas A. Crit Care Research and Prac 2012; Richard J, Marini J. Intensive Care Med 2012

19 Transpulmonaler Druckgradient (Ptp) Definition Druckdifferenz zwischen Alveolardruck (Palv) und Intrapleuraldruck (Ppl) Ptp = Palv - Ppl Ptp = Paw - Pes Atmen-Atemhilfen, Thieme 2012 Entscheidende Druck zum Öffnen und Offenhalten von Alveolarkompartimenten

20 Transpulmonale Druckmessung Ösophagus-Drucksonde Endinspiratorischer Pös Endinspiratorischer Pös 1 mmhg = 1,33 mbar Intragastraler Druck (= Surrogat für den IAP)

21 PEEP-Optimierung nach transpulmonalem Druck PEEP = 14 mbar Atelektase Atelektase Ptp negativ Ppl 17 mbar Ptp = -3 mbar Ppl 17mbar IAP Modifiziert nach Soroksky A, Esquinas A. Crit Care Research and Prac 2012;ID

22 PEEP-Optimierung nach transpulmonalem Druck Ptp = Paw - Pös Ptpexp = PEEP - Pösexp PEEP solange erhöhen bis Ptpexp positiv wird Modifiziert nach Soroksky A, Esquinas A. Crit Care Research and Prac 2012;2012:597932

23 Mechanical Ventilation Guided by Esophageal Pressure in Acute Lung Injury PEEP: 17 vs. 10 mbar VT: 7 ml/kgkg (both groups) Conclusion: A ventilatory strategy monitoring transpulmonary pressure significantly improves oxygenation and compliance! 28-Tages-Mortalität 17% vs. 39%* Talmor et al. N Engl J Med 2008;359: (n = 60) *p = 0.055

24 Beatmungseinstellung nach transpulmonalem Druck Pinsp = 32 mbar 6 ml/kgkg Ptp = Pplat - Pes Pinsp = 32 mbar Überdehnung P tp < P Öffnung Palv 33 mbar Ppl 5mbar Ptp = 27 mbar Palv 33 mbar Ppl 5mbar Atelektase Ppl 20mbar Ptp = 12 mbar Atelektase Ppl 20mbar IAP Cortes, Marini. Critical Care 2013;17:219 IAP Pinsp = Pplat

25 Transpulmonale Druckmessung Fallbeispiel: Pat. mit Peritonitis; IAP 14 mmhg Beatmung: BIPAP: 28/14 mbar Pös mit Insp-Hold = Pös endinsp Ptp = Paw - Pös 12 x 1,33 = 16 mbar Pös mit Exp-Hold = Pös exp 9 x 1,33 = 12 mbar Ptpinsp = = 12 mbar Ptpexp = = 2 mbar

26 From protective ventilation to ultra-protective ventilation Just do it??? bzw. mit möglichst kleinem Driving Pressure zu beatmen Intensive Care Med 2013;39: Intensive Care Med 2013;39:963, Minerva Anesthesiol 2012;78:

27 Permissive Hyperkapnie (PHC) Absolute Kontraindikationen erhöhter intrakranieller Druck akute Rechtsherzinsuffizienz Spezifische Beatmungsstrategien erforderlich!! Extrakorporale Decarboxylierung und ultraprotektive Beatmung

28 Extrakorporale Decarboxylierung Nicht Pumpenbetrieben Pumpenbetrieben ILA-Membranventilator ILA activve Prismaflex Gambro Arterio-venös Voraussetzung: Normales HZV!! Venö-venös Bei herabgesetztem HZV und PAVK anwendbar.

29 Beatmungsstrategien beim ARDS Low Tidal Volume Ventilation FRAGE: Tidalvolumen von 6 ml/kgkg (= protektiv) oder < 6 ml/kgkg (= ultraprotektiv)? Schutz vor Volutrauma?

30 Tidal volume lower than 6 ml/kg enhances lung protection Extrakorporale CO2-Elimination Normokapnische Ventilation Studiendesign 6,2 PHC CO2-removal 4,2 28,8 P: 18,8 vs 12,6 cm H2O 25,6 PHC CO2-removal Protektives versus ultraprotektives Beatmungsmuster unter normokapnischer Ventilation mittels extrakorporaler Decarboxylierung Terragni P. et al. Anesthesiology 2009;111:

31 Tidal volume lower than 6 ml/kg enhances lung protection Reduction of pulmonary cytokines concentrations Terragni P. et al. Anesthesiology 2009;111: p < 0.01

32 Low tidal volume strategy (3 ml/kg) combined with extracorporeal CO2-removal versus conventional protective ventilation (6 ml/kg) in severe ARDS All patients avecco2-r Control p Ventilator-free-days-28 10,0+8 9,3+9 0,78 Ventilator-free-days-60 33, ,2+21 0,47 Length of ICU-stay (days) 31, ,9+11 0,14 In-hospital mortality 17,7% 15,5% 1,0 Bein et al. Intensive Care Med 2013;39:

33 Low tidal volume strategy (3 ml/kg) combined with extracorporeal CO2-removal versus conventional protective ventilation (6 ml/kg) in severe ARDS Airway Driving Pressure: in beiden Gruppen: < 15 cm H2O Bein et al. Intensive Care Med 2013;39:

34 ECMO for influenza A (H1N1)-induced ARDS Pham et al. AJRCCM 2013;187: Survivors Non Survivers P Value (n=79) (n=44) Pre-ECMO Pplat (cmh2o) ns PEEP (cmh2o) ns P (cmh2o) ns VT (ml/pbw) 6,4 6,7 ns First day - ECMO Pplat (cmh2o) ,01 PEEP (cmh2o) ns P (cmh2o) VT (ml/pbw) 3,6 4,1 ns

35 Zusammenfassung Key Messages Das Druck-Volumen-Diagramm stellt die pathophysiologische Basis für das Verständnis der Beatmung von ARDS-Patienten dar. Die Beatmungsparameter sollen nach atemmechanischen Kriterien eingestellt werden ( Best of Compliance-Strategy). Der Airway Driving Pressure ( P) ist ein Surrogatparameter für Stress and Strain stellt einen valider Outcomeparameter dar. Der transpulmonale Druckgradient (Driving Pressure) ist die entscheidende Druckgröße für Stress der Lunge und somit für die beatmungsassoziierte Lungenschädigung. Die einzelnen Beatmungsparameter (VT, Drücke, Crs) dürfen nicht isoliert betrachtet werden, sondern als Komponenten einer gemeinsamen lungenprotektiven Beatmungsstrategie.

36 Danke für Ihre Aufmerksamkeit