Ulrike Eujen

• Beim akuten Lungenversagen (ARDS) handelt es sich um eine akute, schwere pulmonale Insuffizienz mit Gasaustauschstörung als typische Reaktion der Lunge auf unterschiedliche Noxen und Traumata. Durch die Einführung einer lungenprotektiven Beatmungsstrategie mit reduziertem Tidalvolumen konnte sowohl die Mortalität als auch die systemische und pulmonale Entzündungsreaktion bei ARDS-Patienten gesenkt werden. Neuere Untersuchungen zeigen jedoch, dass selbst bei Anwendung niedriger Tidalvolumina die lokale Überblähung gesunder Lungenareale eineBeim akuten Lungenversagen (ARDS) handelt es sich um eine akute, schwere pulmonale Insuffizienz mit Gasaustauschstörung als typische Reaktion der Lunge auf unterschiedliche Noxen und Traumata. Durch die Einführung einer lungenprotektiven Beatmungsstrategie mit reduziertem Tidalvolumen konnte sowohl die Mortalität als auch die systemische und pulmonale Entzündungsreaktion bei ARDS-Patienten gesenkt werden. Neuere Untersuchungen zeigen jedoch, dass selbst bei Anwendung niedriger Tidalvolumina die lokale Überblähung gesunder Lungenareale eine weitere Lungenschädigung zur Folge hat. Eine weitere Reduktion des Vt im Sinne einer erhöhten Lungenprotektion wäre daher wünschenswert. Die Hochfrequenz-Oszillations-Ventilation ist durch die Applikation kleiner Tidalvolumina und durch die Verwendung hoher mittlerer Atemwegsdrücke gekennzeichnet. Diese Charakteristika zeichnen die HFOV als ideale lungenprotektive Beatmungsform beim ARDS aus, da der hohe mPaw die zyklische Derekrutierung der Lunge (Atelektrauma) vermindert und die kleinen Tidalvolumina eine alveoläre Überdehnung (Volutrauma) limitieren. In der vorliegenden ARDS-Großtier-Studie wurden zwei lungenprotektive Hochfrequenz-Oszillations-Beatmungsformen einander gegenübergestellt, indem eine HFOV mit einer konventionellen Beatmungsfrequenz von 6 Hz mit einer HFOV mit 12-15 Hz verglichen wurde. Die Anwendung solch hoher Oszillationsfrequenzen von 12-15 Hz bedeutet eine erhebliche Verminderung des Tidalvolumens. Das Ziel dieser Studie war es, zu untersuchen, ob mit dieser Beatmungsform eine suffiziente Oxygenierung und Ventilation zu erreichen ist und ob diese Strategie die Lungenschädigung in der Histopathologie zu reduzieren vermag. Hierzu wurde bei jeweils 8 Pietrain-Schweinen pro Untersuchungsgruppe mittels repetitiven salinen Lavagen ein akutes Lungenversagen induziert. Danach wurde eine Druck-Volumen-Kurve erstellt und der mPaw für den gesamten weiteren Versuchszeitraum auf 3 cmH2O über dem unteren Inflektionspunkt festgesetzt. Es folgte ein Rekrutierungsmanöver, wonach die Tiere, randomisiert den beiden Gruppen zugeordnet, über einen Zeitraum von 24 Stunden mit der jeweiligen HFOV-Strategie beatmet wurden. Während des Experiments wurden regelmäßig verschiedene Parameter betreffend Beatmung, Gasaustausch und Hämodynamik dokumentiert. Nach Versuchsende wurde das Ausmaß der Lungenschädigung bei den Tieren histopathologisch beurteilt. Die Daten zeigen, dass beide Formen der HFOV, besonders durch die Kombination mit der Anwendung von Rekrutierungsmanövern und durch die Applikation eines suffizient hohen mPaw, eine anhaltende Verbesserung des pulmonalen Gasaustauschs bewirken. Dies ließ sich unter anderem an einem signifikant verminderten Oxygenierungsindex, einem erhöhten PaO2/FiO2-Verhältnis und einer reduzierten Shunt-Fraktion erkennen. Mit unseren histopathologischen Ergebnissen wurde außerdem demonstriert, dass eine HFOV mit 12-15 Hz das Ausmaß der Inflammation und damit die Lungenschädigung im Unterlappen im Vergleich mit einer HFOV mit 6 Hz signifikant vermindert, was darauf schließen lässt, dass eine Beatmung mit hohen Oszillationsfrequenzen eine größere Lungenprotektion bewirkt.…
• The acute respiratory distress syndrome (ARDS) is characterized by severe pulmonary insufficiency. The introduction of a lung protective ventilation strategy with reduced tidal volume was able to reduce both mortality rate and systemic and pulmonary inflammation. However, recent studies show that even when using low tidal volumes local hyperinflation can occur. A further reduction of Vt would therefore be desirable. High-frequency oscillatory ventilation is characterized by application of small tidal volumes and use of high mean airwayThe acute respiratory distress syndrome (ARDS) is characterized by severe pulmonary insufficiency. The introduction of a lung protective ventilation strategy with reduced tidal volume was able to reduce both mortality rate and systemic and pulmonary inflammation. However, recent studies show that even when using low tidal volumes local hyperinflation can occur. A further reduction of Vt would therefore be desirable. High-frequency oscillatory ventilation is characterized by application of small tidal volumes and use of high mean airway pressures. These characteristics make HFOV an ideal form of lung protective ventilation in ARDS because high mPaw reduces atelectrauma and small tidal volumes limit volutrauma. In this ARDS large animal study two lung-protective high-frequency oscillatory ventilation modes were compared (HFOV with a conventional frequency of 6 Hz vs. HFOV at 12-15 Hz). The use of high frequencies results in a considerable reduction of tidal volume. The aim of this study was to investigate whether this type of ventilation can ensure oxygenation and ventilation and whether it is able to reduce lung injury in histopathology. In 16 pigs acute lung injury was induced by repetitive saline lavage. Thereafter, a pressure volume curve was created and mPaw was set 3 cmH2O above the lower inflection point. A recruitment maneuver was performed, after which the animals were randomly assigned to the two groups and ventilated for a period of 24 hours. During the experiment several parameters regarding ventilation, gas exchange and hemodynamics were documented. Finally the degree of lung injury was assessed histopathologically. The data show that both forms of HFOV, especially when combined with the use of recruitment maneuvers and by the application of sufficient mPaw, lead to improvement in pulmonary gas exchange. This could be shown in a significantly decreased oxygenation index, an increased PaO2/FiO2-index and a reduced shunt fraction. Our histopathological results demonstrate that HFOV at 12-15 Hz significantly reduces the degree of inflammation in the lower lobe in comparison with a HFOV at 6 Hz, which suggests that higher frequencies cause better lung protection.…