Titel der Arbeit - Co
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Masterarbeit
Vergleich der therapeutischen Wirksamkeit unterschiedlicher PAP-Systeme in der postoperativen
Atemtherapie bei chirurgischen Intensivpatienten und Intensivpatientinnen.
Eingereicht von
Christine Pichler
zur Erlangung des akademischen Grades
Master of Science
in Kardiorespiratorischer Physiotherapie
an der
Medizinischen Universität Graz
ausgeführt im Rahmen des
Universitätslehrganges Master of Science in
Kardiorespiratorischer Physiotherapie
Unter Anleitung von Prim. Univ.-Doz. Dr. Wolfgang Oczenski
Graz, Jänner, 2018
II
Eidesstattliche Erklärung
Ich erkläre ehrenwörtlich, dass ich die vorliegende Arbeit selbstständig und ohne
fremde Hilfe verfasst habe, andere als die angegebenen Quellen nicht verwendet
habe und die den benutzten Quellen wörtlich oder inhaltlich entnommenen Stellen
als solche kenntlich gemacht habe.
Wien, 02. Jänner 2018 Christine Pichler
III
Inhaltsverzeichnis
Eidesstattliche Erklärung .................................................................................................... II
Inhaltsverzeichnis ............................................................................................................... III
Abkürzungsverzeichnis ....................................................................................................... V
Abbildungsverzeichnis ....................................................................................................... VI
Tabellenverzeichnis ........................................................................................................... VII
Zusammenfassung ........................................................................................................... VIII
Abstract ................................................................................................................................ X
1. Einleitung ...................................................................................................................... 1
1.1 Pathophysiologischer Hintergrund ......................................................................... 2
1.1.1 Respiratorische Insuffizienz ........................................................................ 3
1.1.2 Pathomechanismen der postoperativen pulmonalen Funktionseinschrän-
kungen ....................................................................................................... 5
1.2 Atemtherapie ......................................................................................................... 8
1.2.1 Konservative Atemtherapie ......................................................................... 9
1.2.2 Apparative Atemtherapie .......................................................................... 10
1.3 Positiver Atemwegsdruck (PAP) .......................................................................... 11
1.3.1 Positive Endexpiratory Pressure (PEEP) .................................................. 11
1.3.2 Expiratory Positive Airway Pressure (EPAP) ............................................ 11
1.3.3 Continuous Positive Airway Pressure (CPAP) .......................................... 12
1.4 Neue Formen der apparativen Atemtherapie mit positivem exspiratorischem
Atemwegsdruck (EPAP)....................................................................................... 16
1.4.1 High-Flow-Oxygen-Therapy (HFOT) ......................................................... 16
1.4.2 EzPAP® .................................................................................................... 20
1.5 Zusammenfassung .............................................................................................. 23
2. Material und Methoden ............................................................................................... 24
2.1 Ein- und Ausschlusskriterien ................................................................................ 24
2.2 Studienauswahl ................................................................................................... 25
2.3 Ziele der deskriptiven Untersuchung .................................................................... 26
2.4 Auswertungsmethodik .......................................................................................... 27
3. Ergebnisse .................................................................................................................. 28
3.1 Ergebnis der Literaturrecherche ........................................................................... 28
3.2 Ergebnisse zu den Forschungszielen................................................................... 28
3.2.1 Forschungsziel 1 ...................................................................................... 28
3.2.2 Forschungsziel 2 ...................................................................................... 29
IV
3.3 Darstellung der Ergebnisse zu Forschungsziel 2 ................................................. 40
4. Diskussion ................................................................................................................... 45
5. Literaturverzeichnis .................................................................................................... 53
V
Abkürzungsverzeichnis
BiPAP Bilevel Positive Airway Pressure
BMI Body Mass Index
COPD Chronic Obstructive Pulmonary Disease
CPAP Continuous Positive Airway Pressure
EF Ejection Fraction
EPAP Endexpiratory Positive Airway Pressure
EzPAP® Easy Positive Airway Pressure
FiO2 Fraction of Inspired Oxygen
FRC Functional Residual Capacity
HFFM High-Flow-Face-Mask
HFOT High-Flow-Oxygen-Therapy
IMCU Intermediate Care Unit
IPPB Intermittent Positive Pressure Breathing
IR-PEP Inspiratory Resistance-Positive Expiratory Pressure
nCPAP Nasal Continuous Positive Airway Pressure
NIPSV Noninvasive Pressure Support Ventilation
NIV Noninvasive Ventilation
PaCO2 Partial Pressure of Carbon Dioxide in Arterial Blood
PaO2 Partial Pressure of Oxygen in Arterial Blood
PAP Positive Airway Pressure
PEEP Positive Endexpiratory Pressure
PEP Positive Expiratory Pressure
PPK Postoperative Pulmonale Komplikationen
SaO2 Arterial Oxygen Saturation
SpO2 Peripheral Oxygen Saturation
VI
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Continuous-Flow-CPAP-System...................................................................... 13
Abbildung 2: Spezifische Nasenkanülen (Prongs), Optiflow™, Fisher & Paykel .................... 17
Abbildung 3: POINT – MaxVenturi™ 120, Armstrong Medical ............................................... 18
Abbildung 4: Airvo™ 2, Fisher & Paykel ................................................................................ 18
Abbildung 5: EzPAP® Positive Airway Pressure System, Portex®, Smiths Medical .............. 22
VII
Tabellenverzeichnis
Tabelle 1: Übersicht über die postoperativen pulmonalen Komplikationen ............................. 3
Tabelle 2: Klinische Symptome der respiratorischen Insuffizienz ........................................... 4
Tabelle 3: Pulmonale Risikofaktoren ...................................................................................... 6
Tabelle 4: Konservative atemtherapeutische Verfahren ......................................................... 9
Tabelle 5: Methoden der apparativen Atemtherapie ............................................................. 10
Tabelle 6: Indikationen für die HFOT ................................................................................... 20
Tabelle 7: Indikationen für die EzPAP®-Therapie ................................................................. 22
Tabelle 8: Ein- und Ausschlusskriterien ............................................................................... 25
Tabelle 9: Reintubationsrate bei der HFOT .......................................................................... 41
Tabelle 10: Reintubationsrate bei der CPAP-Therapie ......................................................... 42
Tabelle 11: Verweildauer auf der Intensivstation bei der HFOT ........................................... 43
Tabelle 12: Verweildauer auf der Intensivstation bei der CPAP-Therapie ............................ 44
VIII
Zusammenfassung
Nach großen bauchchirurgischen und thorakalen Eingriffen stellen postoperative
pulmonale Funktionseinschränkungen ein erhebliches Risiko dar, die auch eine
Intensivtherapie erforderlich machen können. Um die Patienten und Patientinnen
bestmöglich betreuen zu können, wurden neue apparative Atemhilfen entwickelt.
Der gemeinsame therapeutische Wirkmechanismus dieser Atemtherapiegeräte
basiert auf einem positiven Atemwegsdruck.
Der vorliegende Literaturreview untersucht mittels vergleichender deskriptiver Me-
thodik die therapeutische Wirksamkeit der High-Flow-Oxygen-Therapy (HFOT)
sowie der EzPAP®-Therapie bei chirurgischen Intensivpatienten und Intensivpati-
entinnen im Vergleich zu konventionellen Continuous Positive Airway Pressure
(CPAP)-Systemen. Als Zielparameter hierfür werden die Intubationsrate bzw.
Reintubationsrate und die Verweildauer herangezogen.
Das wesentliche Ergebnis des vorliegenden Literaturreviews ist, dass sowohl die
HFOT als auch die EzPAP®-Therapie eine hohe therapeutische Wirksamkeit auf-
weisen und hinsichtlich der Reintubationsrate einer konventionellen Sauerstoffthe-
rapie signifikant überlegen sind. Auch zeigen die Studienergebnisse, dass die
neuen apparativen Atemhilfen im Vergleich zu einer konventionellen CPAP-
Therapie als zumindest gleichwertig anzusehen sind. Trotz Verminderung der In-
tubations- bzw. Reintubationsrate konnte keine Verkürzung der Verweildauer auf
der Intensivstation gezeigt werden.
Obwohl alle untersuchten Atemtherapiegeräte auf dem gemeinsamen therapeuti-
schen Wirkmechanismus des positiven Atemwegsdruckes basieren, sprechen vie-
le Vorteile für einen breiten Einsatz der neuen apparativen Atemhilfen. Sowohl die
HFOT als auch die EzPAP®-Therapie führen zu einer Verbesserung des Gasaus-
tausches durch alveoläre Rekrutierung und Schienung der kleinen Atemwege mit
konsekutiver Reduktion der Atemarbeit. Darüber hinaus führt die HFOT zu einer
Auswaschung des Kohlendioxidgehaltes im anatomischen Totraum und in der
Folge zu einer Abnahme des arteriellen Kohlendioxidgehaltes. Die Aufrechterhal-
tung der physiologischen Atemgaskonditionierung verbessert die mukoziliäre
Clearance. Die nasale Applikation der HFOT ermöglicht das Sprechen, Essen und
Trinken während der Atemtherapie. Diese Effekte bleiben bei gleichem Therapie-
erfolg wichtige Kriterien dafür, die neuen Atemtherapiegeräte zu bevorzugen.
IX
Durch die erhöhte Akzeptanz der HFOT und der EzPAP®-Therapie im Vergleich
zu konventionellen CPAP-Systemen, kann die Atemtherapie auch über einen län-
geren Zeitraum kontinuierlich angewendet werden, wodurch die therapeutische
Wirksamkeit erhöht wird.
Vor dem Hintergrund der derzeit verfügbaren Literatur stellen beide Methoden ei-
ne wichtige Ergänzung in einem ganzheitlichen Atemtherapiekonzept dar, indem
sie sowohl als Alternative als auch in Kombination mit den herkömmlichen Verfah-
ren eingesetzt werden können. Sowohl die HFOT als auch die EzPAP®-Therapie
leisten einen wichtigen klinischen Beitrag zum Therapieerfolg unserer Patienten
und Patientinnen auf der Intensivstation.
X
Abstract
After major abdominal and cardiothoracic surgery postoperative pulmonary com-
plications contain a considerable risk requiring intensive care therapy in many
cases. In the last years new respiratory devices were developed to treat patients
under the best possible conditions. The therapeutic mechanism of these devices is
based on a positive airway pressure.
The present review investigates the therapeutic effectiveness of the high-flow-
oxygen-therapy (HFOT) and the EzPAP®-therapy compared to conventional con-
tinuous positive airway pressure (CPAP)-systems in surgical intensive care pa-
tients. Using a comparative descriptive method the intubation rate, respectively the
reintubation rate and the length of intensive care unit stay are used as outcome
parameters.
The main finding of the present review is that HFOT and EzPAP®-therapy exhibit a
high therapeutic effectiveness and are at least comparable to the conventional
CPAP-therapy. Regarding to reintubation rates both devices are superior to con-
ventional oxygen therapy. Despite of lower reintubation rates, no difference in the
length of stay at the intensive care unit could be detected.
Although all examined devices are based on the same therapeutic mechanism, the
new devices have crucial advantages enabling an expanded time of application.
Both respiratory devices improve the gas exchange by alveolar recruitment and
keeping the small airways open with subsequent reduction of the work of breath-
ing. Furthermore, HFOT washes out the carbon dioxide of the anatomical dead-
space and consequently leading to a reduction of the arterial carbon dioxide ten-
sion. The physiological respiratory gas conditioning improves the mucociliary
clearance. The nasal application of HFOT allows the patients to speak, eat and
drink during the respiratory therapy. These effects represent important criteria to
favor the new devices. By increased acceptance of HFOT and EzPAP®-therapy
compared to conventional CPAP-systems, the new respiratory devices can be
continuously applied for a longer period of time so that the therapeutic effective-
ness increases.
In the light of the recent available literature the new respiratory devices are a
meaningful addition in a holistic therapeutic respiratory concept. Both HFOT as
well as EzPAP®-therapy can be used as an alternative or in combination with the
XI
conventional respiratory techniques and provide an important contribution to the
therapeutic success of our surgical intensive care patients.
1
1. Einleitung
Große bauchchirurgische und thorakale Operationen führen zu ausgeprägten pa-
thophysiologischen Veränderungen der Lungenfunktion. Diese postoperativen
pulmonalen Funktionseinschränkungen sind die Ursache, weshalb der Patient o-
der die Patientin nach der Operation nicht im OP extubiert und über den Aufwach-
raum auf die Normalstation transferiert werden kann, sondern auf der Intensivsta-
tion einer weiterführenden Behandlung bedarf. Ziel der intensivmedizinischen Be-
handlung ist die rasche postoperative Stabilisierung der Vitalparameter mit Ver-
besserung der pulmonalen Funktion. Das Bestreben der Intensivmedizin ist die
rasche Entwöhnung vom Beatmungsgerät mit Extubation zum frühest möglichen
Zeitpunkt, eine adäquate Schmerztherapie sowie die frühzeitige Mobilisierung des
Patienten oder der Patientin. Diese Behandlungsmaßnahmen sind Teil des multi-
modalen Fast-Track-Konzeptes, welches maßgebend zu einer möglichst kurzen
Verweildauer der Patienten und Patientinnen auf der Intensivstation beiträgt.
Zur Behandlung der postoperativen pulmonalen Funktionseinschränkungen kom-
men mehrere atemtherapeutische Verfahren zum Einsatz. Zusätzlich zu den etab-
lierten konventionellen Continuous Positive Airway Pressure (CPAP)-Systemen
haben neue Methoden der apparativen Atemtherapie wie High-Flow-Oxygen-
Therapy (HFOT) und EzPAP®-Therapie Einzug in die Intensivmedizin gehalten.
Um chirurgische Intensivpatienten und Intensivpatientinnen bestmöglich betreuen
zu können ist es wichtig, die Funktionsprinzipien und die therapeutische Wirksam-
keit dieser einzelnen Atemtherapiegeräte zu kennen.
Es gibt evidenzbasiertes Wissen, dass ein frühzeitiger Einsatz von CPAP nach
großen bauchchirurgischen Operationen zu einer Verringerung der Inzidenz von
postoperativen pulmonalen Komplikationen (PPK) führt (Squadrone et al. 2005).
Zu den neuen Verfahren der apparativen Atemtherapie wie HFOT und EzPAP®-
Therapie gibt es Studienergebnisse, auf die im Rahmen der vorliegenden Arbeit
ausführlich eingegangen wird. Obwohl mehrere Studien die Wirksamkeit der neu-
en Verfahren der apparativen Atemtherapie belegen, bleibt die Frage offen, ob die
HFOT und die EzPAP®-Therapie eine gleichwertige oder vielleicht sogar bessere
Alternative zu den bereits etablierten konventionellen CPAP-Systemen darstellen.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die Effektivität der neuen technischen Verfah-
2
ren der apparativen Atemtherapie aufzuzeigen und deren Ergebnisse zu diskutie-
ren.
Die Forschungsfrage lautet daher „Sind HFOT und EzPAP®-Therapie eine klini-
sche Alternative zu den konventionellen CPAP-Systemen bei chirurgischen Inten-
sivpatienten und Intensivpatientinnen?“. Der wissenschaftliche Neuwert liegt in der
Gegenüberstellung der therapeutischen Wirksamkeit der neuen apparativen
Atemhilfen im Vergleich zu den konventionellen Verfahren bei Intensivpatienten
und Intensivpatientinnen nach großen operativen Eingriffen. Ziel ist es die thera-
peutische Wirksamkeit von HFOT und EzPAP® mit den konventionellen CPAP-
Systemen zu vergleichen und zu erfassen, welches Verfahren der apparativen
Atemtherapie die geeignetste Methode für postoperative Intensivpatienten und
Intensivpatientinnen darstellt. In dem vorliegenden systematischen Review werden
mittels vergleichender Methode aktuelle Studien zu den neuen technischen Ent-
wicklungen der apparativen Atemtherapie deskriptiv erörtert und die Ergebnisse im
Hinblick auf eine evidenzbasierte Atemtherapie diskutiert.
Große abdominelle und thorakale operative Eingriffe führen zu weitreichenden
pathophysiologischen und klinischen Veränderungen. Diese pulmonalen Funkti-
onseinschränkungen machen bei vielen Intensivpatienten und Intensivpatientinnen
den Einsatz einer apparativen Atemtherapie nach der Extubation notwendig. Im
folgenden Kapitel wird der pathophysiologische Hintergrund der postoperativen
pulmonalen Funktionseinschränkungen beschrieben.
1.1 Pathophysiologischer Hintergrund
In Abhängigkeit der Größe, Lokalisation und Dauer eines operativen Eingriffes
kommt es zum Auftreten von pulmonalen Funktionseinschränkungen bzw. Kompli-
kationen, die auch eine postoperative Intensivtherapie erfordern (Böhm & Bangert
2000). Eine Übersicht über postoperative pulmonale Komplikationen wird in Tabel-
le 1 gegeben.
3
Tabelle 1: Übersicht über die postoperativen pulmonalen Komplikationen (In Anlehnung an Pappert & Thomaschewski 2008)
Postoperative pulmonale Komplikationen
- Respiratorische Insuffizienz
- Hypoxämie/Hyperkapnie
- Dystelektasen/Atelektasen
- Sekretretention (Mukostase)
- Pleuraerguss
- Lungenödem
- Bronchospasmus
- Bronchopneumonie
- Exazerbation einer chronisch obstruktiven Atemwegserkrankung (COPD)
- Pneumothorax
1.1.1 Respiratorische Insuffizienz
Eine respiratorische Insuffizienz liegt vor, wenn der Patient oder die Patientin die
für einen adäquaten Gasaustausch notwendige Atemarbeit nicht mehr leisten
kann und die Lunge das arterielle Blut nicht ausreichend mit Sauerstoff anreichern
kann, bzw. das Kohlendioxid nur mehr ungenügend abgeatmet wird. Klinisches
Leitsymptom der akuten respiratorischen Insuffizienz ist eine erhöhte Atemfre-
quenz von > 35/min (= Tachypnoe). Die klinischen Symptome der respiratorischen
Insuffizienz sind in Tabelle 2 zusammengefasst.
4
Tabelle 2: Klinische Symptome der respiratorischen Insuffizienz (In Anlehnung an Oczenski 2012, S. 191)
Klinische Symptome der respiratorischen Insuffizienz
Zeichen der respiratorischen Insuffizienz sind:
- Tachypnoe (Leitsymptom)
- Abnahme des Atemzugvolumens
- Paradoxe Atmung (Schaukelatmung mit inspiratorischen abdominellen
Einziehungen)
- Einsatz der Atemhilfsmuskulatur
- Dyspnoe (fakultativ)
- Zyanose (fakultativ)
- Erhöhter Sympathikotonus
Psychomotorische Unruhe
Schwitzen
Tachykardie
Hypertonie
Anhand der Blutgasanalyse kann eine Aussage über Ausmaß und Art der Atemin-
suffizienz gemacht werden. Von einer respiratorischen Partialinsuffizienz spricht
man bei einem Abfall des arteriellen Sauerstoffpartialdruckes (PaO2) auf < 65
mmHg (= Hypoxämie) bei normalem oder erniedrigtem arteriellen Kohlendi-
oxidpartialdruck (PaCO2) von 35-45 mmHg oder < 35 mmHg. Die Hypoxämie führt
zu einer kompensatorischen Hyperventilation (= Bedarfshyperventilation). Kann
der PaO2 unter kompensatorischer Hyperventilation, das heißt bei einem erniedrig-
ten PaCO2, normalisiert werden, spricht man von einer latenten Hypoxämie. Von
einer respiratorischen Globalinsuffizienz spricht man bei einem Abfall des PaO2
auf < 65 mmHg bei einem erhöhten PaCO2 von > 45 mmHg (= Hyperkapnie). Die
Hyperkapnie ist Ausdruck einer erschöpften Atemmuskulatur (Oczenski 2012,
S.191-192).
5
Formen der respiratorischen Insuffizienz
Die respiratorische Insuffizienz lässt sich in ein
- Oxygenationsversagen (= Lungenparenchymversagen) und in ein
- Ventilationsversagen (= pulmonales Pumpversagen)
unterteilen. Beim Oxygenationsversagen kommt es zu einem Verlust von funktio-
nellem Lungengewebe, sodass in der Folge die Sauerstoffversorgung der Organe
nicht mehr ausreichend gewährleistet ist. Als häufigste Ursachen für ein Lungen-
parenchymversagen sind ausgedehnte Atelektasen, pneumonische Infiltrate oder
ein Lungenödem zu nennen.
Ein Ventilationsversagen liegt vor, wenn Kohlendioxid nicht adäquat abgeatmet
werden kann, wodurch eine Hyperkapnie entsteht. Als häufigste Ursachen für eine
Hypoventilation sind obstruktive und restriktive Ventilationsstörungen (z.B. COPD,
Lungenfibrose), Störungen des zentralen Atemantriebes (z.B. Intoxikation) sowie
neuromuskuläre Erkrankungen (z.B. degenerative Muskelerkrankungen, Polyneu-
ritiden) zu nennen.
Für das Ausmaß und den Schweregrad von postoperativen pulmonalen Funkti-
onseinschränkungen ist das Vorhandensein präoperativer pulmonaler Risikofakto-
ren von wesentlicher klinischer Bedeutung. Auf die verschiedenen Pathomecha-
nismen, die zu postoperativen Lungenfunktionsstörungen führen, wird im folgen-
den Kapitel näher eingegangen.
1.1.2 Pathomechanismen der postoperativen pulmonalen Funkti-
onseinschränkungen
Durch operative Eingriffe kommt es zu einer Beeinträchtigung der Atemmechanik
und zu einer Verschlechterung des pulmonalen Gasaustausches. Durch diese
postoperativ auftretenden Lungenveränderungen kommt es zu einer Verminde-
rung der Lungenvolumina sowie zu einer Erniedrigung des Sauerstoffpartialdru-
ckes (Pappert & Thomaschewski 2008). Die wichtigsten Risikofaktoren für das
Auftreten von postoperativen pulmonalen Komplikationen sind in Tabelle 3 zu-
sammengefasst. Die COPD stellt einen besonders bedeutsamen Risikofaktor dar,
da diese Krankheit zu den häufigsten Ursachen für ein postoperatives Ventilati-
onsversagen zählt.
6
Tabelle 3: Pulmonale Risikofaktoren (In Anlehnung an Pappert & Thomaschewski 2008)
Pulmonale Risikofaktoren
Die wichtigsten Risikofaktoren sind:
- Nikotinabusus
- COPD
- Alter > 70 Jahre
- Mangelernährung (Kachexie)
- Adipositas permagna
- Zwerchfellnahe Eingriffe
- Operationsdauer > 4 Stunden
Nach Einleitung einer Allgemeinanästhesie kommt es durch die fehlende Spon-
tanatmung zu einer Abnahme der funktionellen Residualkapazität (FRC) um etwa
20–30%. Diese Veränderungen sind durch die Ausbildung von vor allem dorsoba-
sal lokalisierten Atelektasen bedingt und bereits wenige Minuten nach Narkoseein-
leitung auch computertomografisch nachweisbar (Westhoff 2007). Die Abnahme
der FRC ist Ursache für die Verschlechterung des pulmonalen Gasaustausches.
Aus diesem Grund ist es von klinischer Wichtigkeit, die FRC über dem Ver-
schlussvolumen (= Closing Volume) zu halten, sodass die gasaustauschende
Oberfläche erhalten bleibt. Die Verminderung der FRC ist vor allem durch den in
Rückenlage zunehmenden intraabdominellen Druck der Baucheingeweide mit
Verlagerung des Zwerchfells nach kranial zurückzuführen. Der im Wachzustand
auch endexspiratorisch bestehende Tonus der Atemmuskulatur verhindert eine
Verlagerung der intraabdominellen Organe nach kranial (Hedenstierna et al.
1985). Die Einschränkung der FRC ist bei Adipositas, nach abdominalchirurgi-
schen und thoraxchirurgischen Eingriffen sowie im höheren Lebensalter beson-
ders ausgeprägt (Böhm & Bangert 2000). Postoperative Schmerzen und Immobili-
sation verhindern zusätzlich eine ausreichend tiefe Atmung, welche für eine Öff-
nung von Dystelektasen/Atelektasen und für die Wiederherstellung einer normalen
FRC notwendig wäre.
Die Veränderungen der Lungenfunktion sind weitgehend unabhängig von der
Auswahl der gewählten Narkotika bzw. der Narkoseform (Inhalationsanästhesie
oder intravenöse Anästhesie) (Strandberg et al. 1986). Durch die Verminderung
7
der FRC nimmt vor allem im höheren Lebensalter die Kollapsneigung der periphe-
ren Atemwege zu. Auch intraoperative Sekretretention trägt zur Verlegung und
zum Verschluss der kleinen Atemwege bei. In den nachgeschalteten Alveolen
führt dies zum Einschluss von Atemgas (= Air trapping) mit konsekutiver Ausbil-
dung von weiteren Atelektasen. Die Reduktion der FRC nach Narkoseeinleitung
geht mit einer Abnahme der respiratorischen Compliance einher, da die Retrakti-
onskräfte des Thorax vermindert sind (Hachenberg & Pfeiffer 1999). Die Herab-
setzung des basalen Zwerchfelltonus durch Anästhetika und Muskelrelaxantien
begünstigt die Kompression dorsobasaler Lungenkompartimente. Das Ausmaß
der Atelektasen korreliert mit der Höhe des intrapulmonalen Rechts-Links-Shunts
(Böhm & Bangert 2000). Der Schweregrad der Hypoxämie hängt von der Höhe
des intrapulmonalen Rechts-Links-Shunts ab, der seinerseits von der Effektivität
der hypoxischen Vasokonstriktion (= Euler-Liljestrand-Mechanismus) maßgebend
beeinflusst wird. Die hypoxische pulmonale Vasokonstriktion ist eine physiologi-
sche Reaktion zur Verbesserung des Ventilations-/Perfusionsverhältnisses in min-
derbelüfteten Lungenarealen. Durch die reflektorische Vasokonstriktion in schlecht
ventilierten Lungenkompartimenten kommt es zu einer Blutumverteilung in besser
belüftete Lungenareale. Die Folge ist eine Abnahme des intrapulmonalen Rechts-
Links-Shunts mit konsekutivem Anstieg des PaO2 (Max & Dembinski 2000).
Insbesondere nach Oberbauchlaparotomien und Thorakotomien kommt es zu ei-
ner klinisch bedeutsamen Herabsetzung der Lungenfunktion, die sich am besten
als „akute Restriktion aller Lungenvolumina“ beschreiben lässt. Die Herabsetzung
der Lungenvolumina ist bedingt durch:
- Operationsbedingte, vor allem dorsobasale Atelektasen
- Wundschmerzen mit konsekutiver „Schonatmung“
- Schmerzbedingte Verminderung des Hustenstoßes
- Erhöhter intraabdomineller Druck unterschiedlicher Genese
- Nachwirkung von Narkotika und Muskelrelaxantien
Der Patient oder die Patientin atmet oberflächlich und kann schmerzbedingt nicht
suffizient abhusten. Sekretretentionen begünstigen die Ausbildung von Atelekta-
sen und erhöhen die Gefahr einer postoperativen Pneumonie. Die Lokalisation
des chirurgischen Eingriffs wirkt sich maßgebend auf die Häufigkeit von postope-
rativen pulmonalen Komplikationen aus. Das höchste Risiko bergen offene Ober-
8
baucheingriffe, Thorakotomien und Zwei-Höhlen-Eingriffe. Darüber hinaus erhöht
eine Operationsdauer von länger als 4 Stunden die Häufigkeit von postoperativen
pulmonalen Komplikationen (Jackson 1988; Kroenke et al. 1992). Auch ein erhöh-
ter intraoperativer Blutverlust, der eine Massivtransfusion notwendig macht, be-
günstigt das Auftreten einer transfusionsassoziierten akuten respiratorischen In-
suffizienz. Die postoperativen Einschränkungen der Lungenfunktion normalisieren
sich erst nach 1-3 Wochen in Abhängigkeit von der Größe des operativen Ein-
griffs.
Prophylaxe perioperativer pulmonaler Funktionsstörungen
Durch eine präoperative Atemtherapie kann die Lungenfunktion verbessert werden
und in der Folge die Inzidenz sowie das Ausmaß an postoperativen pulmonalen
Funktionseinschränkungen reduziert werden. Etablierte therapeutische Maßnah-
men zur Minimierung von postoperativen pulmonalen Komplikationen sind die
Atemtherapie nach Extubation, das Schmerzmanagement und die Frühmobilisati-
on. Diese Therapieverfahren sind wesentliche Komponenten des multimodalen
Fast-Track-Konzeptes, welches maßgebend zur Verbesserung postoperativer Or-
ganfunktionsstörungen beiträgt. Eine suffiziente Schmerztherapie ermöglicht die
frühzeitige Mobilisierung. Die Atemtherapie in Verbindung mit einer frühen posto-
perativen Mobilisation dient einer möglichst raschen Wiederherstellung einer nor-
malen Lungenfunktion (Pappert & Thomaschewski 2008).
Der pathophysiologische Hintergrund erklärt die Mechanismen für das Auftreten
von pulmonalen Funktionsstörungen nach abdominalchirurgischen und thoraxchi-
rurgischen Eingriffen sowie deren Auswirkungen auf die Atemmechanik und den
pulmonalen Gasaustausch. Zur Vorbeugung und Behandlung postoperativer pul-
monaler Funktionsstörungen stehen verschiedene Formen der Atemtherapie zur
Verfügung.
1.2 Atemtherapie
Die Atemtherapie spielt auf der Intensivstation bei Patienten und Patientinnen
nach großen bauchchirurgischen und thorakalen Eingriffen eine bedeutsame Rolle
und dient der Behandlung und Prophylaxe von postoperativen pulmonalen Funkti-
onseinschränkungen.
9
Als Ziele der postoperativen Atemtherapie sind zu nennen:
- Verbesserung des pulmonalen Gasaustausches
- Verbesserung des Ventilations-/Perfusionsverhältnisses
infolge von:
- Öffnung von Atelektasen und Atelektasenprophylaxe
- Verbesserung der Atemmuskelkraft
- Verbesserung der mukoziliären und tussiven Clearance
( Sekretmobilisation und Sekretelimination)
- Abnahme der Atemarbeit durch Ökonomisierung der Atmung
- Pneumonieprophylaxe
- Vermeidung einer Reintubation bei erneut auftretender drohender respirato-
rischer Erschöpfung
Die Atemtherapie gliedert sich in konservative und in apparative Verfahren.
1.2.1 Konservative Atemtherapie
Eine Übersicht über die verschiedenen Formen der konservativen Atemtherapie
wird in Tabelle 4 gegeben.
Tabelle 4: Konservative atemtherapeutische Verfahren
Konservative atemtherapeutische Verfahren
- Lagerungsmaßnahmen (z.B. Dehnlagerungen)
- Manuelle Techniken am Brustkorb
- Atemtechniken zur Verbesserung der mukoziliären Clearance (z.B. Active
Cycle of Breathing Technique, Autogene Drainage)
- Manuelle Hustenassistenz
- Allgemeine Mobilisierung
Da die einzelnen konservativen atemtherapeutischen Maßnahmen nicht Thema
der vorliegenden Masterarbeit sind, wird der Begriff nur aus didaktischen Gründen
erwähnt. Bezüglich einer genauen Beschreibung und Art der Durchführung der
einzelnen atemtherapeutischen Methoden sei auf die allgemeine physiotherapeu-
tische Literatur verwiesen.
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1.2.2 Apparative Atemtherapie
Im Rahmen der apparativen Atemtherapie kommen folgende Verfahren zur An-
wendung (Tabelle 5):
Tabelle 5: Methoden der apparativen Atemtherapie
Methoden der apparativen Atemtherapie
- Incentive Spirometer
- Oszillierende PEP-Geräte
- Aerosoltherapie/Inhalationstherapie mit und ohne intermittierender Druck-
unterstützung – Intermittent Positive Pressure Breathing (IPPB)
- Apparatives Atemmuskeltraining
- Cough Assist
- Continuous Positive Airway Pressure (CPAP)-Therapie
- High-Flow-Oxygen-Therapy (HFOT)
- EzPAP®-Therapie
Der Incentive Spirometer dient der Inspirationsvertiefung und kann fluss- und/oder
volumenkontrolliert angewendet werden. Der Patient oder die Patientin wird zu
einer tiefen Inspiration mit kurzer endinspiratorischen Pause angeleitet. Dies führt
zu einer guten Belüftung der Lunge und einer Wiedereröffnung atelektatischer Be-
reiche. Die Exspiration soll lange und entspannt ausgeführt werden und nicht in
das Gerät erfolgen.
Oszillierende Positive Expiratory Pressure (PEP)-Geräte erzeugen einen Ausa-
temwiderstand, welcher einem exspiratorischen Kollaps der kleinen Atemwege
und Alveolen entgegenwirkt. Instabile Atemwege werden offengehalten und die
Ventilation der Lunge wird homogenisiert, wodurch die Sekretmobilisation erleich-
tert wird. Durch den Staudruck werden die Atemwege offengehalten, gleichzeitig
kommt es durch die Vibrationen der Luftwege zu einer Veränderung der Sekretei-
genschaften und zu einer Erleichterung der Sekretmobilisation. Als Beispiele für
oszillierende PEP-Geräte sind das Acapella® Choice und der Vario-Resistance-
Pressure (VRP) 1 Flutter® zu nennen.
Voraussetzung für ein Atemmuskeltraining ist das Messen der aktuellen Leis-
tungsfähigkeit der Atemmuskulatur mit Hilfe eines Manometers. Abhängig vom
maximalen inspiratorischen bzw. exspiratorischen Druck ergibt sich die Indikation
11
zum Atemmuskeltraining. Dieses wird in Form von Krafttraining und/oder Ausdau-
ertraining durchgeführt. Geräte für das Atemmuskeltraining sind z.B. das Respifit
S®, das Threshold IMT® oder das PEP/RMT™-System.
Der Cough Assist ist eine apparative mechanische Unterstützung zur Sekretmobi-
lisation und Sekretelimination. Das Gerät erzeugt einen Überdruck, wodurch die
Lunge mit Luft gefüllt wird und danach wird mittels Unterdruck das Sekret aus der
Lunge entfernt.
CPAP, HFOT und EzPAP® sind Geräte zur apparativen Atemtherapie mit positi-
vem exspiratorischem Atemwegsdruck, auf die im Rahmen der vorliegenden Ar-
beit ausführlich eingegangen wird.
1.3 Positiver Atemwegsdruck (PAP)
In diesem Kapitel werden verschiedene Begriffe des positiven Atemwegsdruckes
definiert und deren technische Realisierung vorgestellt. Da in der intensivmedizini-
schen Fachliteratur und in der täglichen Praxis die englischen Begriffe und Abkür-
zungen gebräuchlich sind, wird der Eindeutigkeit halber innerhalb der vorliegen-
den Arbeit auch die englischsprachige Terminologie beibehalten.
1.3.1 Positive Endexpiratory Pressure (PEEP)
Unter einem positiven endexspiratorischen Druck (PEEP) versteht man einen in
Bezug auf den atmosphärischen Druck positiven Druck in den Alveolen und in den
Atemwegen am Ende der Exspiration. Der Begriff PEEP wird in Zusammenhang
mit positiver Druckbeatmung verwendet. Der Patient oder die Patientin atmet nicht
mehr bis zum Druckausgleich aus, sondern es wird mittels eines PEEP-Ventils ein
positiver endexspiratorischer Druck in der Lunge aufrechterhalten.
1.3.2 Expiratory Positive Airway Pressure (EPAP)
Der Expiratory Positive Airway Pressure (EPAP) ist ein positiver exspiratorischer
Atemwegsdruck, der entsteht, wenn unter Spontanatmung die Exspiration gegen
einen Ausatemwiderstand erfolgt. Dieser Widerstand wird durch ein Exspirations-
ventil mit kleiner Öffnung erzeugt. Der Druck, der beim EPAP in den Atemwegen
12
entsteht, ist vom Strömungswiderstand abhängig, welcher der Atemluft beim Aus-
atmen entgegengebracht wird. Je kleiner die Öffnung des Ausatemventils ist, des-
to höher ist der Druck der in den Atemwegen bei der Exspiration entsteht.
1.3.3 Continuous Positive Airway Pressure (CPAP)
Die nicht druckunterstützte Spontanatmung mit kontinuierlichem positivem Atem-
wegsdruck wird als Continuous Positive Airway Pressure (CPAP) bezeichnet. Der
Patient oder die Patientin atmet spontan auf einem in Bezug auf den atmosphäri-
schen Druck positivem Atemwegsdruckniveau. Voraussetzung für eine CPAP-
Atmung ist ein ausreichender zentraler Atemantrieb sowie eine suffiziente Funkti-
on der Atemmuskulatur. CPAP kann über den Endotrachealtubus bzw. über eine
Trachealkanüle (= Tuben-CPAP), über eine dichtsitzende Gesichtsmaske (= Mas-
ken-CPAP) oder über eine nasale CPAP-Brille (= Nasen-CPAP) appliziert werden.
Darüber hinaus kommen auch CPAP-Helme zum Einsatz (z.B. CASTAR®, Star-
med). Voraussetzung für Masken- oder Helm-CPAP ist, dass der Patient oder die
Patientin wach und kooperativ ist.
Der positive Atemwegsdruck bewirkt einerseits eine Wiedereröffnung von atelekta-
tischen Lungenkompartimenten, andererseits wird der endexspiratorische Alveo-
larkollaps vermindert (= alveoläre Rekrutierung). Der positive Atemwegsdruck
wirkt als intrapulmonale Gerüstfunktion. Diese pneumatische Schienung hält Alve-
olen und kleine knorpelfreie Atemwege offen. Die Folge ist eine Zunahme bzw.
Normalisierung der FRC. Die Vergrößerung der endexspiratorischen Gasaus-
tauschfläche führt zu einer Abnahme des intrapulmonalen Rechts-Links-Shunts
und in der Folge zu einer Verbesserung des Gasaustausches sowie zu einer Ver-
minderung der Atemarbeit.
CPAP-Systeme werden unterteilt in (Oczenski 2012, S. 314-320):
- Continuous-Flow-CPAP-Systeme,
- Demand-Flow-CPAP-Systeme,
- Kombinations-CPAP-Systeme.
13
Continuous-Flow-CPAP-System
Diese Geräte bestehen aus einer Frischgasversorgung (Sauerstoff/Druckluft), ei-
nem inspiratorischen und exspiratorischen Beatmungsschlauch, einem elastischen
Atemgasreservoir und einem PEEP-Ventil (Abbildung 1). Als „Interface“ kommen
Singleport- oder Doppelport-CPAP-Masken zum Einsatz.
Abbildung 1: Continuous-Flow-CPAP-System (aus Oczenski, Thieme 2012, S. 314)
Für die Dosierung des Atemgasflusses und der inspiratorischen Sauerstoffkon-
zentration (FiO2) wird entweder ein Sauerstoffblender oder ein elektronischer
Frischgasmischer verwendet. Das Atemgas strömt kontinuierlich über den Inspira-
tionsschlauch zum Patienten oder zur Patientin. Im Inspirationsschenkel befindet
sich ein Rückschlagventil, welches bei zu geringem Frischgasfluss die Rückat-
mung in das Atemgasreservoir verhindert. Wenn der Atemwegsdruck über 30
mbar ansteigt, öffnet sich ein Überdruck-Sicherheitsventil. Um den eingestellten
Atemwegsdruck am PEEP-Ventil annähernd konstant zu halten, ist während der
Inspiration das Verhältnis zwischen dem vom Patienten oder von der Patientin
generierten inspiratorischen Atemgasfluss und dem am CPAP-Gerät eingestellten
Frischgasfluss von Bedeutung. Bei CPAP-Atmung sind die atemphysiologisch be-
dingten Druckschwankungen (= Pressure swings) physiologisch. Zur Aufrechter-
haltung eines kontinuierlichen positiven Atemwegsdruckes muss der kontinuierli-
che Flow des CPAP-Systems stets größer sein als der vom Patienten oder der
Patientin generierte inspiratorische Atemgasfluss. Solange der inspiratorische
Flow des Patienten oder der Patientin kleiner oder gleich dem eingestellten
14
Frischgasfluss ist, sinkt der Atemwegsdruck nur wenig ab. Ist der vom Patienten
oder der Patientin generierte inspiratorische Flow aber größer als der Frischgas-
fluss, dann muss der Patient oder die Patientin zusätzlich Atemgas aus dem Re-
servoir einatmen, um den inspiratorischen Spitzenfluss abdecken zu können.
Durch die elastischen Eigenschaften des Reservoirbeutels werden auch mit einem
niedrigen Frischgasfluss von 30-40 l/min größere Druckschwankungen weitge-
hend vermieden. Damit jedoch die physiologischen atemsynchronen Druck-
schwankungen möglichst gering sind, muss der Frischgasfluss je nach Gerätetyp
mindestens das 3-4-fache des Atemminutenvolumens betragen.
Am Exspirationsschlauch wird ein federbelastetes PEEP-Ventil aufgesteckt,
wodurch ein atemflussabhängiger PEEP generiert wird. Als Alternative kann eine
Doppelportmaske mit aufsetzbarem PEEP-Ventil verwendet werden, bei welchem
der PEEP atemflussunabhängig ist. Am „oberen Port“ wird über einen Adapter das
CPAP-Schlauchsystem angeschlossen, über welches der Patient oder die Patien-
tin kontinuierlich mit Atemgas versorgt wird. Am „unteren Port“ wird das PEEP-
Ventil angesteckt. Diese PEEP-Ventile sind flowunabhängig und haben einen fest
eingestellten PEEP. Diese PEEP-Ventile sind kommerziell in den Größen von 2,5
mbar bis 20 mbar erhältlich. Der Vorteil der Doppelport-Masken besteht darin,
dass der Patient oder die Patientin nicht gegen den kontinuierlichen Atemgasfluss
ausatmen muss, da das Atemgas während der Exspiration durch die Maske
strömt.
Als Grundeinstellung eines Continuous-Flow-CPAP-Systems wird ein PEEP von
5-8 mbar, ein Flow von 40 l/min und eine FiO2 von 50% eingestellt. Die weitere
Einstellung erfolgt nach Blutgasanalyse in Abhängigkeit des PaO2.
Demand-Flow-CPAP-System
Dieses CPAP-System ist in Intensivrespiratoren ohne Byflow-Technologie inte-
griert. Vom Respirator wird der Druck im Atemsystem gemessen. Sinkt dieser
Druck unter das eingestellte CPAP-Niveau, so öffnet sich ein Demand-Ventil und
dosiert einen Frischgasfluss in der Höhe, die erforderlich ist, um das eingestellte
CPAP-Niveau zu halten. Unter einem Demand-Ventil versteht man einen Regler,
dessen Funktion es ist, gerade so viel Atemgas zu liefern, dass der Druck im Be-
atmungssystem konstant bleibt. Ist das gewünschte Druckniveau erreicht, so wird
kein Atemgas mehr geliefert. Es wird somit nur so viel Atemgas verbraucht, wie
15
der Patient oder die Patientin tatsächlich atmet. Während der Exspiration bleibt
das Demand-Ventil geschlossen, weil der Atemwegsdruck das eingestellte Druck-
niveau übersteigt. Der Vorteil eines Demand-Flow-CPAP-Systems ist der geringe-
re Atemgasverbrauch. Ein Nachteil ist, dass die Triggerung des Inspirationsflusses
mit Verzögerungen verbunden ist und der Patient oder die Patientin zum Öffnen
des Demand-Ventils zusätzliche Atemarbeit aufbringen muss.
Kombinationsflow-CPAP-System
Bei diesem modifizierten Demand-Flow-CPAP-System fließt zusätzlich während
des gesamten Atemzyklus ein einstellbarer Basisflow (= Byflow). Dieser Basisflow
wirkt als inspiratorische Frischgasreserve, erlaubt schnelle Ventilschaltzeiten und
ermöglicht eine annähernde Druckkonstanz sowie eine weitere Abnahme der in-
und exspiratorischen Atemarbeit. Das Steuerprinzip beruht auf der vergleichenden
Messung von inspiratorischen und exspiratorischen Flowdifferenzen. Mittels Flow-
sensoren erfolgt eine kontinuierliche Flowmessung im Inspirations- und im Exspi-
rationsschenkel. Jede Einatembemühung des Patienten oder der Patientin führt zu
einer Abnahme des Frischgasflusses im Exspirationsschenkel mit konsekutiver
Zunahme der Flowdifferenz zwischen Inspirations- und Exspirationsschenkel. Die-
se Flowdifferenz wird vom Flowtrigger registriert und bewirkt, dass der Respirator
vom Basisflow auf einen zusätzlichen Demandflow zur Aufrechterhaltung des
CPAP-Niveaus schaltet. Der zusätzliche Frischgasfluss wird unterbrochen, wenn
der exspiratorische Flowsensor einen höheren Atemgasfluss misst als der inspira-
torische Flowsensor. Mit Beginn der Exspiration wird der Basisflow auf ein Mini-
mum von 5 l/min reduziert, um den dynamischen Ausatemwiderstand zu verrin-
gern und in der Folge die exspiratorische Atemarbeit möglichst gering zu halten.
Am Ende der Exspiration wird der Basisflow wieder auf den eingestellten Wert an-
gehoben.
In den letzten Jahren wurden neuere Atemtherapiegeräte mit einem breiten klini-
schen Einsatzgebiet entwickelt. Diese werden im folgenden Kapitel näher erläu-
tert.
16
1.4 Neue Formen der apparativen Atemtherapie mit posi-
tivem exspiratorischem Atemwegsdruck (EPAP)
Zu den neueren Formen der apparativen Atemtherapie gehören die High-Flow-
Oxygen-Therapy (HFOT) und die EzPAP®-Therapie. Voraussetzung für diese
Atemhilfen mit positivem exspiratorischem Atemwegsdruck ist die Spontanatmung
mit einem ausreichend hohen zentralen Atemantrieb.
1.4.1 High-Flow-Oxygen-Therapy (HFOT)
Synonyma
Nasal High Flow (NHF)
High-Flow Nasal Oxygen (HFNO)
High-Flow Nasal Cannula Oxygenation (HFNCO)
Definition
Bei der HFOT wird dem Patienten oder der Patientin ein Luft-Sauerstoffgemisch
mit einer FiO2 von 21% bis 100% mit einem Flow zwischen 50-80 l/min verab-
reicht. Mit Hilfe eines aktiven Befeuchtungssystems wird das Luft-
Sauerstoffgemisch auf 37°C erwärmt und mit einer relativen Feuchtigkeit von
100% gesättigt. Das entspricht einer absoluten Feuchtigkeit von 44 mg/l, wie sie
dem physiologischen Milieu in der Lunge entspricht. Die Applikation erfolgt über
spezielle Nasenkanülen (= Prongs) (Abbildung 2) oder über eine Gesichtsmaske.
Über die Prongs ist der Flow auf 80 l/min auf Grund des Durchmessers der Na-
senkanülen limitiert. Für höhere Flowraten bis zu 120 l/min muss die HFOT über
eine Gesichtsmaske erfolgen.
Aufbau
Ein HFOT-System besteht aus folgenden Komponenten:
- Sauerstoffblender (Frischgasmischer) oder Flowgenerator
- Aktives Befeuchtungssystem
- Spezifische Nasenkanülen (= Prongs)
17
Alternativ kann die HFOT auch mit Intensivrespiratoren durchgeführt werden. Für
die HFOT mit Sauerstoffblender benötigt man einen Sauerstoff- oder Druckluft-
Anschluss, über welchen das Frischgas in den Sauerstoffblender eingespeist wird
(Abbildung 3). Am Sauerstoffblender wird die Höhe des Flows und die FiO2 einge-
stellt. Über das Schlauchsystem wird das Frischgas zum aktiven Befeuchtungs-
system geleitet, wo das Atemgas erwärmt und befeuchtet wird. Danach strömt das
Atemgas über ein beheiztes Schlauchsystem zum Patienten oder zur Patientin
und wird entweder über Nasenkanülen oder eine Gesichtsmaske appliziert. Die
Nasenkanülen sind aus weichem Silikon ergonomisch geformt und bieten einen
hohen Tragekomfort.
Ein HFOT-Gerät mit Flowgenerator (Airvo™) hat den Atemgasbefeuchter integriert.
Der wesentliche Vorteil des Flowgenerators besteht darin, dass kein Druckluftan-
schluss notwendig ist, sondern die Druckluft über die im Gerät integrierte Turbine
zugeführt wird. Das Atemgas wird durch ein Befeuchtungssystem auf physiologi-
sche Werte erwärmt und mit Feuchtigkeit angereichert (Abbildung 4). Zusätzlicher
Sauerstoff wird aus der zentralen Sauerstoffversorgung zugeführt.
Abbildung 2: Spezifische Nasenkanülen (Prongs), Optiflow™, Fisher & Paykel (Foto: Christine Pichler 2017)
18
Abbildung 3: POINT – MaxVenturi™ 120, Armstrong Medical (Foto: Christine Pichler 2017)
Abbildung 4: Airvo™ 2, Fisher & Paykel (Foto: Christine Pichler 2017)
19
Funktionsprinzip
Die nasale HFOT ermöglicht die Zufuhr von bis zu 100% Sauerstoff über die Na-
senkanülen unter der Voraussetzung, dass der Patient oder die Patientin durch die
Nase atmet. Der hohe Sauerstofffluss von 50-80 l/min führt zu einer Durchspülung
des Nasopharynx mit Sauerstoff und Auswaschung von Kohlendioxid aus dem
anatomischen Totraum (= Wash out Effect). Auf diese Weise wird der nasale
Totraum reduziert und es wird vermehrt Frischgas zur Verfügung gestellt, wodurch
die alveoläre Sauerstoffkonzentration erhöht und die alveoläre Kohlendioxidkon-
zentration erniedrigt wird. Mit jeder Inspiration gelangt sauerstoffreiches Atemgas
in die Alveolen. Durch die hohen Flussraten wird ein positiver Atemwegsdruck ge-
neriert. Pro 10 l/min an inspiratorischen Flow wird ein positiver Atemwegsdruck
von 0,5 bis 1 mbar generiert. Der positive Atemwegsdruck entsteht, weil der Pati-
ent oder die Patientin bei der Exspiration gegen den durch die Maschine erzeug-
ten Flow ausatmen muss. Durch diesen Widerstand wird ein positiver Atemwegs-
druck in der Höhe von 2 bis 7 mbar generiert (Bräunlich & Nilius 2016). Die spezi-
fischen Nasenkanülen engen die nasalen Atemwege ein, wodurch der Widerstand
für die Exspiration zusätzlich erhöht wird. Da sich der Atemwegsdruck abhängig
vom Atemmuster und vom zugeführten Flow ändert, spricht man von einem dy-
namischen PEEP. Dieser Effekt beruht im Wesentlichen auf zwei Mechanismen
und ist überwiegend in der Exspiration zu beobachten:
- Einengung der nasalen Atemwege durch die nasalen Kanülen.
- Gegensinnige Strömungsrichtungen der ausgeatmeten Luft und des Atem-
gasstromes der HFOT.
Klinische Effekte und Indikationen
Durch den hohen Flow wird die Inspiration erleichtert und die Atemarbeit wird
vermindert. Gleichzeitig bewirkt der positive Atemwegsdruck eine pneumatische
Schienung der Atemwege, wodurch dem Kollaps der kleinen knorpelfreien Atem-
wege und der Alveolen entgegengewirkt und in der Folge die Ausbildung von At-
elektasen reduziert wird. Diese pneumatische Schienung bewirkt bei Patienten
und Patientinnen mit COPD eine Abnahme der exspiratorischen Flusslimitierung
und in der Folge eine Verringerung des intrinsischen PEEP. Der hohe Flow von
50-80 l/min führt zu einer Durchspülung des Nasopharynx mit Sauerstoff und
durch die Auswaschung von Kohlendioxid aus dem anatomischen Totraum wird
20
die Rückatmung von Kohlendioxid vermindert und die Oxygenierung verbessert.
Die Atemgaskonditionierung auf physiologische Werte steigert die mukoziliäre
Clearance und die Sekretmobilisation wird verbessert. Die nasale Applikation der
HFOT ermöglicht das Sprechen, Essen und Trinken während der Atemtherapie,
wodurch das Wohlbefinden wesentlich gesteigert wird. Die Indikationen für die
HFOT sind in Tabelle 6 zusammengefasst.
Tabelle 6: Indikationen für die HFOT
Indikationen für die HFOT
- Postoperative respiratorische Insuffizienz
- Atelektasen- und Pneumonieprophylaxe
- COPD
- Sekretretention
- Weaning
- Alternative zur klassischen CPAP-Therapie
1.4.2 EzPAP®
Definition
EzPAP® steht für Easy Positive Airway Pressure und ist eine neue Form der appa-
rativen Atemtherapie. Mit diesem Gerät wird ein positiver Atemwegsdruck ohne
maschinelle Unterstützung erzeugt.
Aufbau
Das EzPAP®-Gerät besteht aus einer Kunststoffrohrkammer mit einer Öffnung für
den Einlass der Umgebungsluft, einem Frischgasanschluss und einem Anschluss
für die Drucküberwachung. Zur Drucküberwachung wird ein mechanisches oder
ein elektronisches Manometer verwendet. Von einem Frischgasanschluss (Sauer-
stoff/Druckluft) wird über einen Sauerstoffschlauch Frischgas in der Höhe von 5-15
l/min in das EzPAP®-Gerät geleitet (Abbildung 5).
Funktionsprinzip
Das Funktionsprinzip des EzPAP® basiert auf dem „Coanda-Effekt“, welcher nach
dem Physiker Henri Marie Coanda (1886-1972) benannt ist. Ein Frischgasfluss in
21
der Höhe von 5 bis 15 l/min strömt in die EzPAP®-Rohrkammer, in der sich eine
gewölbte glatte Oberfläche befindet. Auf Grund des Coanda-Effektes wird ein po-
sitiver Atemwegsdruck erzeugt, der in der Exspiration höher ist als in der Inspirati-
on. Der Coanda-Effekt beschreibt die Eigenschaft eines Gases (z.B. Luft) an einer
gewölbten glatten Oberfläche zu haften bzw. beim Vorbeiströmen deren Krüm-
mung zu folgen, wodurch eine Verstärkung des Gasflusses erzeugt wird. Die Luft-
strömung an der Oberseite wird nach unten gesogen, sodass über der gekrümm-
ten Oberfläche ein Unterdruck und an der Unterseite ein Überdruck (= Auftrieb)
entsteht. Durch den Coanda-Effekt wird ein Unterdruck erzeugt, der Umgebungs-
luft durch die nach hinten geöffnete Rohrkammer ansaugt (= Air Entrainment), so-
dass am mundwärts gerichteten Rohraustritt ein etwa vierfach höherer Flow ent-
steht als der eingespeiste Frischgasfluss. Der durch den Coanda-Effekt hohe
Frischgasfluss erzeugt in der Exspiration einen dynamischen PEEP, dessen Höhe
abhängig von der Höhe des Frischgasflusses ist. Die EzPAP®-Rohrkammer erfüllt
demnach die Funktion eines PEEP-Ventils (Neubauer 2012; Rieg et al. 2012).
Während bei der klassischen CPAP-Atmung der positive Atemwegsdruck während
des gesamten Atemzyklus annähernd konstant ist, ist bei der EzPAP®-Therapie
der Atemwegsdruck während der Inspiration deutlich niedriger als während der
Exspiration. Je nach Atemanstrengung variiert die Höhe des positiven Atemwegs-
druckes, der über die Höhe des Frischgasflusses angepasst wird. Bei heftiger Ein-
atemanstrengung kann der Atemwegsdruck auch negativ werden.
Die EzPAP®-Therapie kann über ein Mundstück, eine Gesichtsmaske oder über
eine Trachealkanüle mittels eines Beatmungsfilters und eines Winkeladapters an-
gewendet werden. Kommt die EzPAP®-Therapie über eine Gesichtsmaske zur
Anwendung, ist auf die Dichtigkeit der Maske besonders zu achten, da auf Grund
des niedrigen Frischgasflusses keine Leckagekompensation erfolgt. Im Vergleich
zur klassischen CPAP-Therapie wird die EzPAP®-Therapie von vielen Patienten
und Patientinnen besser toleriert bzw. als angenehmer empfunden. Als mögliche
Erklärung kann angeführt werden, dass der im Vergleich zur CPAP-Atmung wäh-
rend der Inspiration niedrigere Atemwegsdruck die Einatmung erleichtert, sodass
die Patienten und Patientinnen weniger das subjektive Gefühl des „Aufgebläht-
seins“ empfinden (Neubauer 2012; Rieg et al. 2012).
22
Abbildung 5: EzPAP® Positive Airway Pressure System, Portex®, Smiths Medical (Foto: Christine Pichler 2017)
Klinische Effekte und Indikationen
Die EzPAP®-Therapie führt zu einer Verbesserung der Oxygenierung und Ventila-
tion, wodurch die Atemarbeit abnimmt. Durch den erhöhten exspiratorischen
Atemwegsdruck wird ein Kollaps der kleinen knorpelfreien Atemwege und der Al-
veolen vermieden. Atelektatische Lungenareale werden geöffnet und offengehal-
ten, wodurch eine Erhöhung der FRC resultiert (= alveoläre Rekrutierung). Auf
Grund der vertieften Inspiration und die durch den positiven Atemwegsdruck
pneumatisch geschienten Atemwege wird Sekret mobilisiert und das Abhusten
erleichtert. Indikationen für die EzPAP®-Therapie sind in Tabelle 7 zusammenge-
fasst.
Tabelle 7: Indikationen für die EzPAP®-Therapie
Indikationen für die EzPAP®-Therapie
- Postoperative respiratorische Insuffizienz unterschiedlicher Genese
- Atelektasen- und Pneumonieprophylaxe
- Sekretretention
- Weaningphase (Spontanatmungsversuch)
- Alternative zur klassischen CPAP-Therapie
23
1.5 Zusammenfassung
Große abdominelle und thorakale Operationen führen zu postoperativen pulmona-
len Funktionseinschränkungen, welche bei Patienten und Patientinnen auf der In-
tensivstation eine apparative Atemtherapie notwendig machen. Mehrere techni-
sche Verfahren stehen hierfür zur Verfügung. Ziele der vorliegenden Arbeit sind
die Untersuchung der Effektivität von neuen Formen der apparativen Atemtherapie
und die Evaluierung der therapeutischen Wirksamkeit von HFOT und EzPAP® im
Vergleich zu den konventionellen CPAP-Systemen bei chirurgischen Intensivpati-
enten und Intensivpatientinnen.
Zur Beantwortung der Forschungsfrage „Sind HFOT und EzPAP®-Therapie eine
klinische Alternative zu den konventionellen CPAP-Systemen bei chirurgischen
Intensivpatienten und Intensivpatientinnen?“, wird ein systematischer Review mit
vergleichender Methode durchgeführt. Auf Material und Methodik wird im folgen-
den Kapitel näher eingegangen.
24
2. Material und Methoden
Wie in der Einleitung dargestellt, ist die Prävention und Behandlung postoperativer
pulmonaler Funktionsstörungen für Patienten und Patientinnen auf der Intensivsta-
tion von hoher klinischer Wichtigkeit. Da es in den letzten Jahren im Bereich der
apparativen Atemgeräte mit positivem exspiratorischem Atemwegsdruck zu be-
deutsamen technischen Neuerungen gekommen ist, stehen HFOT, EzPAP® und
die konventionellen CPAP-Systeme im Mittelpunkt des vorliegenden systemati-
schen Reviews.
2.1 Ein- und Ausschlusskriterien
Die Ein- und Ausschlusskriterien orientieren sich an der Forschungsfrage „Sind
HFOT und EzPAP®-Therapie eine klinische Alternative zu den konventionellen
CPAP-Systemen bei chirurgischen Intensivpatienten und Intensivpatientinnen?“.
Auf Grund der Relevanz für postoperative pulmonale Funktionseinschränkungen
werden klinische Studien nach abdominellen und thorakalen Eingriffen in den Re-
view eingeschlossen.
Einschlusskriterium sind das Alter der Patienten und Patientinnen zwischen 18
und 85 Jahren und deren postoperative Betreuung auf der Intensivstation, die aku-
te respiratorische Insuffizienz, das akute hypoxämische und hyperkapnische Lun-
genversagen sowie Patienten und Patientinnen mit COPD als Co-Morbidität. Aus-
schlusskriterien sind ein Alter unter 18 und über 85 Jahren, Patienten und Patien-
tinnen mit neuromuskulären Erkrankungen, kardiogenem Lungenödem, Herzinsuf-
fizienz mit einer Ejektionsfraktion (EF) < 35%, Pulmonalembolie, Lungenfibrose
und maligne Erkrankungen des Atemsystems.
Tabelle 8 gibt einen zusammenfassenden Überblick über die Ein- und Aus-
schlusskriterien.
25
Tabelle 8: Ein- und Ausschlusskriterien
Einschlusskriterien Ausschlusskriterien
Alter > 18 und < 85 Jahre Alter < 18 und > 85 Jahre
Abdominelle und thorakale Eingriffe Neuromuskuläre Erkrankungen
Postoperativer Intensivaufenthalt Kardiogenes Lungenödem
Postoperative respiratorische Insuffizi-
enz
Herzinsuffizienz mit Ejektionsfraktion
(EF) von < 35%
Postoperatives hypoxämisches Lun-
genversagen
Pulmonalembolie
Postoperatives hyperkapnisches Lun-
genversagen
Lungenfibrose
COPD als Co-Morbidität Maligne Erkrankungen des Atemsys-
tems
2.2 Studienauswahl
Über den PubMed-Zugang der Medizinischen Universität Graz wird nach deut-
schen und englischen Publikationen zu den Begriffen `EzPAP AND humans´,
`continuous positive airway pressure OR CPAP AND intensive AND humans´ und
`high AND flow AND oxygen AND therapy AND humans´ gesucht. AND und OR
werden bei der Suche in der elektronischen Datenbank als logische Operatoren
eingesetzt, um bestimmte Verknüpfungen zu suchen und die Suche einzugrenzen.
Das Studienscreening für einen potentiellen Revieweinschluss findet auf Basis von
Titel und Abstract und in weiterer Folge durch Lesen des Gesamttextes statt
(Brunton et al. 2017, Kap. 5).
Bei Studien, die in die Untersuchung eingeschlossen werden, wird das Literatur-
verzeichnis nach weiteren Publikationen durchsucht, welche nach den gleichen
Ein- und Ausschlusskriterien gescreent werden. Diese Publikationen werden ge-
zielt in PubMed, E-Journals und Google Scholar gesucht. Zusätzlich wird in Fach-
zeitschriften mit den definierten Kriterien nach geeigneten Studien recherchiert.
Studien die vor dem Jahr 2000 publiziert wurden, werden in der vorliegenden Ar-
beit nicht berücksichtigt.
26
Mit den eingeschlossenen Studien wird ein systematischer Review mit deskriptiver
Beschreibung der Studienergebnisse im Hinblick auf die Forschungsziele durchge-
führt.
2.3 Ziele der deskriptiven Untersuchung
Da es sich bei der HFOT und der EzPAP®-Therapie um neue Atemhilfen handelt,
ist das Ziel des vorliegenden systematischen Reviews, die Effektivität und die the-
rapeutische Wirksamkeit dieser Geräte zu evaluieren.
Bezugnehmend auf die Forschungsziele wird als Hypothese postuliert, dass die
HFOT und die EzPAP®-Therapie der konventionellen CPAP-Therapie überlegen
oder zumindest gleichwertig sind.
Ziel 1: Untersuchung der Effektivität der HFOT und der EzPAP®-Therapie.
Ziel 2: Vergleich der therapeutischen Wirksamkeit von HFOT, EzPAP® und den
konventionellen CPAP-Systemen bei chirurgischen Intensivpatienten und Inten-
sivpatientinnen.
Die therapeutische Wirksamkeit definiert sich über die folgenden Unterziele.
Ziel 2.1: Vergleich von verschiedenen apparativen Atemhilfen bezogen auf die
Intubationsrate bzw. Reintubationsrate.
Es wird untersucht, ob die Art der apparativen Atemtherapie durchgeführt mittels
konventioneller CPAP-Therapie im Vergleich zur HFOT oder EzPAP®-Therapie
einen Einfluss auf die Vermeidung der Intubation bzw. Reintubation bei drohender
oder manifester respiratorischer Insuffizienz hat.
Ziel 2.2: Vergleich der Verweildauer auf der Intensivstation.
Es wird untersucht, ob die Art der apparativen Atemtherapie durchgeführt mittels
konventioneller CPAP-Therapie im Vergleich zur HFOT oder EzPAP®-Therapie
einen Einfluss auf die postoperative Verweildauer auf der Intensivstation hat.
27
2.4 Auswertungsmethodik
Mittels deskriptiver Beschreibung der Studienergebnisse der ausgewählten Publi-
kationen werden die Resultate dargestellt und ein Bezug zwischen HFOT, Ez-
PAP® und den konventionellen CPAP-Systemen hergestellt.
Hinsichtlich der Auswertung der Studien werden der probability (p)-Wert und/oder
die Odds-Ratio (OR) verwendet.
Der p-Wert wird als Irrtumswahrscheinlichkeit für eine Hypothese angegeben.
Liegt dieser Wert ≤ 5% bzw. ≤ 0,05, dann wird das Ergebnis als statistisch signifi-
kant bezeichnet. Dies bedeutet, dass der gemessene Zusammenhang einer
Stichprobe mit einer Wahrscheinlichkeit von 95% auch für die Grundgesamtheit
gilt. Trotzdem besteht eine Möglichkeit von 5%, dass der geprüfte Zusammenhang
durch Zufall entstanden ist (Hedderich & Sachs 2015, S. 430-433).
Die Odds-Ratio (OR), auch Kreuzproduktverhältnis oder Chancenverhältnis ge-
nannt, sagt etwas über die Stärke eines Zusammenhangs von zwei Merkmalen
aus. Mit Hilfe der Odds werden in der Statistik Wahrscheinlichkeiten dargestellt.
Für die Berechnung der OR gibt es mathematische Formeln, bei denen die Be-
rechnungsgruppen zueinander in Beziehung gesetzt werden. Wenn sich ein Er-
gebnis von genau 1 ergibt, bedeutet dies, dass es keinen Unterschied im Verhält-
nis der Berechnungsgruppen gibt. Ist das Ergebnis > 1, dann sind die Odds der
ersten Berechnungsgruppe größer. Bei < 1 sind die Odds der ersten Berech-
nungsgruppe kleiner (Hedderich & Sachs 2015, S. 656-658).
Die kategorialen Daten werden als Häufigkeit (n) und Prozentsatz (%) angegeben.
Fehlende Prozentangaben werden nach den üblichen Rechenvorgaben für die
betreffenden Studien berechnet. Ordinale Daten werden mittels Median (MD) und
Interquartilsabstand (IQR) dargestellt und für intervallskalierte Daten werden der
Mittelwert (AM) und die Standardabweichung (SD) verwendet.
28
3. Ergebnisse
Die relevanten Erkenntnisse der Literaturrecherche, welche im vorliegenden Re-
view zur Beantwortung der Forschungsfragen verwendet werden, sind im folgen-
den Kapitel strukturiert dargestellt.
3.1 Ergebnis der Literaturrecherche
Die Literaturrecherche fand im Zeitraum zwischen dem 01. März 2017 und dem
31. Juli 2017 statt. Die Studiensuche erfolgte über den PubMed-Zugang der Medi-
zinischen Universität Graz, über die Literaturverzeichnisse von Publikationen, über
E-Journals und über Google Scholar und wurde bezugnehmend auf die Ein- und
Ausschlusskriterien auf folgende Veröffentlichungen eingegrenzt: 8 Studien zur
HFOT und 7 Publikationen zu den konventionellen CPAP-Systemen. Zur EzPAP®-
Therapie wurden 2 Artikel gefunden, welche den Einschlusskriterien großteils ent-
sprechen.
3.2 Ergebnisse zu den Forschungszielen
In der Folge werden in diesem Abschnitt die Ergebnisse zu den Forschungszielen
erörtert. Die gefundenen Studien sind entweder im Zusammenhang mit einem
postoperativen hypoxämischen Lungenversagen oder in Verbindung mit der
Postextubationsphase durchgeführt worden. In der Darstellung der Ergebnisse
wird diesbezüglich entsprechend differenziert.
3.2.1 Forschungsziel 1
Untersuchung der Effektivität der HFOT und der EzPAP®-Therapie
Der Nachweis des Nutzens einer HFOT bzw. einer EzPAP®-Therapie, welcher
durch eine methodisch systematische Sammlung von Daten erbracht wurde, soll
durch Darstellung und nachfolgende Diskussion aller für den Review relevanten
Studien erfolgen.
29
3.2.2 Forschungsziel 2
Vergleich der therapeutischen Wirksamkeit von HFOT, EzPAP®
und den konventionellen CPAP-Systemen bei chirurgischen In-
tensivpatienten und Intensivpatientinnen
Das Unterziel 2.1 „Vergleich von verschiedenen apparativen Atemhilfen bezogen
auf die Intubationsrate bzw. Reintubationsrate“ und das Unterziel 2.2 „Vergleich
der Verweildauer auf der Intensivstation“ sind Grundlage für die therapeutische
Wirksamkeit (Forschungsziel 2).
High-Flow-Oxygen-Therapy (HFOT) beim postoperativen hypo-
xämischen Lungenversagen:
High-Flow Nasal Oxygen vs Noninvasive Positive Airway Pressure in Hypoxemic
Patients After Cardiothoracic Surgery (Stéphan et al. 2015)
Stéphan et al. untersuchten in einer randomisierten klinischen Multicenter-Studie
die Effektivität der HFOT im Vergleich zu einer Bilevel Positive Airway Pressure
(BiPAP)-Therapie, einer Form der nichtinvasiven Atemtherapie auf zwei Druckni-
veaus, hinsichtlich der Vorbeugung eines akuten Lungenversagens. 830 Patienten
und Patientinnen nach herz-/thoraxchirurgischen Eingriffen wurden in diese Studie
eingeschlossen. Die Patienten und Patientinnen erhielten entweder eine HFOT
über Nasenkanülen mit einem Flow von 50 l/min und einer FiO2 von 50% (n = 414)
oder eine BiPAP-Therapie über eine Gesichtsmaske mit einer Druckunterstützung
von 8 cmH2O und einem PEEP von 4 cmH2O bei einer FiO2 von 50% (n = 416) für
mindestens 4 Stunden täglich. Zwischen den BiPAP-Phasen wurde den Patienten
und Patientinnen Sauerstoff über Standard-Nasenkanülen oder über eine Ge-
sichtsmaske verabreicht mit dem Ziel, die arterielle Sauerstoffsättigung (SaO2) auf
≥ 92% zu halten.
Die Reintubationsraten waren praktisch ident. In der HFOT-Gruppe wurden 58 von
414 Patienten und Patientinnen reintubiert (14,0%), in der BiPAP-Gruppe 57 von
416 (13,7%). Auch die mittlere Verweildauer auf der Intensivstation war mit 6 Ta-
gen in beiden Studiengruppen gleich.
30
A Preliminary Randomized Controlled Trial to Assess Effectiveness of Nasal High-
Flow Oxygen in Intensive Care Patients (Parke, McGuinness & Eccleston 2011)
In dieser prospektiven randomisierten Studie wurde bei 56 Patienten und Patien-
tinnen mit mildem bis moderatem hypoxämischem Lungenversagen nach thorax-
chirurgischen Eingriffen die HFOT mittels Nasenkanülen (n = 29) mit der High-
Flow-Face-Mask (HFFM) (n = 27) verglichen. Bei der nasalen HFOT wurde mit
einem initialen Flow von 35 l/min begonnen. Flow und FiO2 wurden so titriert, dass
die pulsoxymetrisch gemessene Sauerstoffsättigung (SpO2) Werte von ≥ 95% er-
reichte. In der HFFM-Gruppe wurde Sauerstoff auf 31°C erwärmt und mit 32
mgH2O/l befeuchtet. Die FiO2 wurde so eingestellt, dass eine SpO2 ≥ 95% erzielte
wurde.
Keiner der Patienten und keine der Patientinnen musste reintubiert werden. Aller-
dings wurde bei einer Verschlechterung der respiratorischen Situation sowohl un-
ter der HFOT-Therapie wie auch der HFFM-Therapie auf nicht invasive Beatmung
(NIV) gewechselt. Auch fand sich kein statistisch signifikanter Unterschied vom
Beginn der Studienteilnahme bis zur Transferierung aus der Intensivstation.
High-Flow-Oxygen-Therapy (HFOT) in der Postextubationsphase:
Effect of early postextubation high-flow nasal cannula vs conventional oxygen
therapy on hypoxaemia in patients after major abdominal surgery: a French multi-
centre randomised controlled trial (OPERA) (Futier et al. 2016)
In dieser randomisierten kontrollierten Multicenter-Studie wurden 220 Patienten
und Patientinnen mit einem moderaten bis hohen Risiko für postoperative pulmo-
nale Komplikationen nach großen abdominalchirurgischen Eingriffen untersucht.
Nach der Extubation wurden die Patienten und Patientinnen entweder mit HFOT
(n = 108), oder mit einer Standard-Sauerstofftherapie (n = 112) über Nasenkanü-
len oder über eine Gesichtsmaske behandelt. Die HFOT wurde mit einem Flow
von 50-60 l/min durchgeführt und die FiO2 so titriert, dass eine SpO2 von ≥ 95%
resultierte. Studienbeginn war in beiden Gruppen direkt nach der Extubation.
Wenn die SpO2 nach Behandlungsende < 93% war, bekamen die Patienten und
Patientinnen eine Sauerstofftherapie. Als primärer Studienendpunkt wurde das
Auftreten einer Hypoxämie mit einem PaO2/FiO2 von ≤ 300 mmHg 1 Stunde nach
der Extubation definiert und die weiteren Outcomeparameter, wie z.B. die Not-
31
wendigkeit zur Reintubation oder die Anwendung von NIV infolge der respiratori-
schen Insuffizienz, wurden täglich innerhalb der ersten 7 Tage nach dem operati-
ven Eingriff dokumentiert.
Die gewonnenen Daten beziehen sich auf die Reintubation oder auf einen Wech-
sel auf nicht invasive Beatmung. In der HFOT-Gruppe mussten 20 von 108 Patien-
ten und Patientinnen (19%) entweder auf die NIV umsteigen oder reintubiert wer-
den, in der Sauerstofftherapie-Gruppe 14 von 112 (13%). Der p-Wert wurde mit
0,22 angegeben. In dieser Studie wurde die Verweildauer auf der Intensivstation in
der HFOT-Gruppe im Median mit 6 (IQR 4-16) Tagen angeführt, in der Sauer-
stofftherapie-Gruppe mit 5 (IQR 3-13) Tagen, entsprechend einem p-Wert von
0,53.
Direct extubation onto high-flow nasal cannulae post-cardiac surgery versus
standard treatment in patients with a BMI ≥ 30: a randomised controlled trial (Cor-
ley et al. 2015)
In dieser kontrollierten randomisierten Studie an 155 kardiochirurgischen Patien-
ten und Patientinnen mit einem Body Mass Index (BMI) von ≥ 30 kg/m2 wurde die
HFOT mit der Standard-Sauerstofftherapie verglichen. Direkt nach der Extubation
wurden 81 Patienten und Patientinnen mit einer HFOT und 74 mit einer Standard-
Sauerstofftherapie behandelt. Die HFOT wurde mit einem Flow von 35 l/min be-
gonnen, welcher bei Bedarf auf 50 l/min gesteigert wurde. Die FiO2 wurde so
titriert, dass eine SpO2 von ≥ 95% resultierte. Die HFOT wurde über mindestens 8
Stunden verabreicht. Die Standard-Sauerstofftherapie erfolgte entweder mit 2-4
l/min über Nasenkanülen, oder mit 6 l/min über eine Gesichtsmaske, um eine
SpO2 von ≥ 95% aufrechtzuerhalten.
Corley et al. nahmen in ihrer Studie auf den Wechsel zu einer anderen Atemthe-
rapie innerhalb der ersten 24 Stunden nach Therapiebeginn Stellung, wobei dies
auch eine Umstellung auf NIV oder eine Reintubation einschloss. In der HFOT-
Gruppe fand ein Wechsel bei 3 von 81 Patienten und Patientinnen (3,7%) statt. In
der Sauerstofftherapie-Gruppe benötigten 5 von 74 Patienten und Patientinnen
(6,8%) einen Therapiewechsel. Die OR wurde mit 0,53 angegeben. Kein statis-
tisch signifikanter Unterschied fand sich in der Reintubationsrate. So musste kei-
ner bzw. keine der 81 Patienten und Patientinnen (0%) der HFOT-Gruppe reintu-
biert werden, in der Sauerstofftherapie-Gruppe 2 von 74 (2,7%). Auch die Verweil-
32
dauer auf der Intensivstation war in beiden Studienkollektiven mit 38,7 versus 38,6
Stunden praktisch ident.
Open-label, phase II study of routine high-flow nasal oxygen therapy in cardiac
surgical patients (Parke et al. 2013)
Diese randomisierte kontrollierte Studie an 340 Patienten und Patientinnen unter-
suchte, ob eine routinemäßige Anwendung der HFOT nach der Extubation zu ei-
ner Verbesserung der pulmonalen Funktion nach einem kardiochirurgischen Ein-
griff führt. Die Patienten und Patientinnen erhielten in den ersten 48 Stunden nach
der Extubation entweder eine HFOT (n = 169) oder eine Standard-Sauerstoff-
therapie (n = 171). Die HFOT wurde mit einer Flussrate von 45 l/min verabreicht.
Die Standard-Sauerstofftherapie wurde mit 2-4 l/min über eine Gesichtsmaske
oder Nasenkanülen appliziert. In beiden Studiengruppen wurde die FiO2 so einge-
stellt, dass eine SpO2 von > 93% resultierte.
In dieser Studie wurde die Reintubation gemeinsam mit einem Wechsel der
Atemtherapie angeführt. Diese Änderung inkludierte einen Wechsel zur NIV sowie
eine Reintubation. In der HFOT-Gruppe benötigten mit 47 von 169 Patienten und
Patientinnen (27,8%) signifikant weniger eine NIV oder eine Reintubation als in
der Sauerstofftherapie-Gruppe, in der ein derartiger Therapiewechsel bei 77 von
171 Patienten und Patientinnen (45,0%) erfolgte, entsprechend einem p-Wert von
0,001. Die OR wurde mit 0,47 errechnet. Die Verweildauer auf der Intensivstation
betrug in der HFOT-Gruppe im Mittel 33,4 Stunden versus 28,9 Stunden in der
Sauerstofftherapie-Gruppe (p-Wert = 0,08).
Extubation to high-flow nasal cannula in critically ill surgical patients (Dhillon et al.
2017)
Dieser retrospektive Review untersuchte die Daten von 184 Patienten und Patien-
tinnen auf einer chirurgischen Intensivstation nach der Extubation, von denen 46
mittels HFOT und 138 mittels Sauerstofftherapie behandelt wurden. Ziel der Stu-
die war, die Wirksamkeit und den Outcome der HFOT mit jenem der Sauer-
stofftherapie zu vergleichen.
Es fand sich ein statistisch hochsignifikanter Vorteil für die HFOT-Gruppe, in der
nur 3 von 46 Patienten und Patientinnen (6,5%) reintubiert werden mussten, dem-
gegenüber in der Sauerstofftherapie-Gruppe 19 von 138 (13,8%), entsprechend
33
einem p-Wert von 0,02. Die Verweildauer auf der Intensivstation betrug in der
HFOT-Gruppe 13,6 Tage, in der Sauerstofftherapie-Gruppe 8,3 Tage (p-Wert <
0,01).
Effect of Postextubation High-Flow Nasal Cannula vs Conventional Oxygen Ther-
apy on Reintubation in Low-Risk Patients (Hernández et al. 2016a)
In dieser randomisierten klinischen Multicenter-Studie wurde bei Patienten und
Patientinnen mit niedrigem Risiko für eine Reintubation evaluiert, ob die HFOT zur
Vermeidung einer Reintubation besser geeignet ist als eine konventionelle Stan-
dard-Sauerstofftherapie. In den ersten 24 Stunden nach der Extubation erhielten
527 Patienten und Patientinnen entweder eine HFOT (n = 264) oder eine konven-
tionelle Sauerstofftherapie (n = 263). Bei der HFOT wurde mit einem Flow von 10
l/min begonnen und um je 5 l/min erhöht, bis die Patienten und Patientinnen den
Atemgasfluss als unangenehm empfanden. Die FiO2 wurde so reguliert, dass die
SpO2 über 92% lag. Nach 24 Stunden beendete man die HFOT. Bei Abfall der
SpO2 auf Werte von < 92%, erhielten die Patienten und Patientinnen eine konven-
tionelle Sauerstofftherapie. Die Standard-Sauerstofftherapie wurde kontinuierlich
über Nasenkanülen oder über eine Atemmaske verabreicht. Die Notwendigkeit für
eine Reintubation wurde innerhalb der ersten 72 Stunden nach der Extubation
evaluiert.
In der HFOT-Gruppe mussten nur 13 von 264 Patienten und Patientinnen (4,9%)
reintubiert werden, hingegen in der Sauerstofftherapie-Gruppe 32 von 263 Patien-
ten und Patientinnen (12,2%). Dieses Studienergebnis war mit einem p-Wert von
0,004 statistisch hochsignifikant. Demgegenüber fand sich kein Unterschied in der
Verweildauer auf der Intensivstation mit im Mittel 6 Tagen in beiden Studienpopu-
lationen.
Effect of Postextuabtion High-Flow Nasal Cannula vs Noninvasive Ventilation on
Reintubation and Postextubation Respiratory Failure in High-Risk Patients (Her-
nández et al. 2016b)
Diese randomisierte klinische Multicenter-Studie hatte zum Ziel festzustellen, ob
bei Patienten und Patientinnen mit hohem Risiko für eine Reintubation die HFOT
bei der Vorbeugung einer Reintubation der NIV unterlegen ist. Zu diesem Zweck
wurden 604 Patienten und Patientinnen untersucht, die in den ersten 24 Stunden
34
nach der Extubation entweder mittels HFOT (n = 290) oder mittels NIV (n = 314)
behandelt wurden. Die HFOT wurde über Nasenkanülen appliziert. Der initiale
Flow betrug 10 l/min, welcher um je 5 l/min so lange erhöht wurde, bis die Patien-
ten oder die Patientinnen diesen als unangenehm empfanden. Die FiO2 wurde
regelmäßig adaptiert, um eine SpO2 von ≥ 92% zu erreichen. Nach 24 Stunden
wurde die HFOT gestoppt und bei klinischer Notwendigkeit durch eine Standard-
Sauerstofftherapie ersetzt. Die NIV-Therapie wurde nach der Extubation über eine
Vollgesichtsmaske über einen Zeitraum von 24 Stunden durchgeführt. Danach
wurde die NIV durch eine Sauerstofftherapie über eine Venturi-Maske ersetzt. Die
inspiratorische Druckunterstützung wurde so titriert, dass die Atemfrequenz bei ≤
25/min lag. Der PEEP und die FiO2 wurden so reguliert, dass eine SpO2 von >
92% resultierte. Die Untersuchung der Reintubationsrate erfolgte innerhalb der
ersten 72 Stunden nach Extubation.
Es fand sich kein statistisch signifikanter Unterschied in den beiden Studienpopu-
lationen. In der HFOT-Gruppe mussten 66 von 290 Patienten und Patientinnen
(22,8%), in der NIV-Gruppe 60 von 314 (19,1%) reintubiert werden. Hinsichtlich
der Verweildauer fand sich mit im Mittel von 3 Tagen in der HFOT-Gruppe und 4
Tagen in der NIV-Gruppe nur ein klinischer Trend zugunsten der HFOT, welcher
jedoch mit einem p-Wert von 0,48 nicht statistisch signifikant war.
Continuous positive airway pressure (CPAP)-Therapie beim post-
operativen hypoxämischen Lungenversagen:
Continuous Positive Airway Pressure for Treatment of Postoperative Hypoxemia
(Squadrone et al. 2005)
In dieser kontrollierten randomisierten Studie an 209 Patienten und Patientinnen
nach abdominalchirurgischen Eingriffen wurde die Effektivität einer CPAP-
Therapie im Vergleich zu einer Standard-Sauerstofftherapie hinsichtlich der Ver-
meidung einer Reintubation bei erneut auftretender akuter respiratorischer Insuffi-
zienz untersucht. Die Studiengruppen erhielten für 6 Stunden entweder eine
Sauerstofftherapie über eine Venturi-Maske mit einer FiO2 von 50% (n = 104) oder
CPAP-Therapie mit einem PEEP von 7,5 cmH2O und einer FiO2 von 50% (n =
105).
35
Es fand sich ein statistisch hochsignifikanter Vorteil für die CPAP-Gruppe (p-Wert
= 0,005). In der CPAP-Gruppe wurde 1 von 105 Patienten und Patientinnen (1%)
reintubiert. Demgegenüber mussten in der Sauerstofftherapie-Gruppe 10 von 104
Patienten und Patientinnen (10%) reintubiert werden. Die Verweildauer auf der
Intensivstation wurde für die CPAP-Gruppe im Mittel mit 1,4 Tagen angegeben. In
der Sauerstofftherapie-Gruppe betrug der Mittelwert 2,6 Tage. Der p-Wert wurde
mit 0,09 errechnet.
Continuous positive airway pressure (CPAP)-Therapie in der
Postextubationsphase:
Prophylactic Use of Helmet CPAP After Pulmonary Lobectomy: A Prospective
Randomized Controlled Study (Barbagallo et al. 2012)
In dieser prospektiv randomisierten kontrollierten Studie an 50 Patienten und Pati-
entinnen wurde die postoperative Verwendung eines CPAP-Helms nach pulmona-
ler Lobektomie zur Prävention eines akuten Lungenversagens untersucht. Je 25
Patienten und Patientinnen wurden entweder kontinuierlich mittels konventioneller
Sauerstofftherapie über eine Venturi-Maske mit einer FiO2 von 40% oder zusätz-
lich zu einer 4-stündigen Sauerstofftherapie mit einem CPAP-Helm in 2 Zyklen für
je 2 Stunden mit einer FiO2 von 40%, einem PEEP von 8 cmH2O und einem Flow
von 45 l/min behandelt.
In keiner der beiden Studiengruppen war eine Reintubation notwendig. Auch hin-
sichtlich der Verweildauer auf der Intensivstation konnte kein Unterschied evaluiert
werden.
Prophylactic Nasal Continuous Positive Airway Pressure Following Cardiac Sur-
gery Protects From Postoperative Pulmonary Complications (Zarbock et al. 2009)
In dieser prospektiven randomisierten kontrollierten Studie an 468 Patienten und
Patientinnen nach kardiochirurgischen Eingriffen wurde die Effizienz einer prophy-
laktischen nasalen CPAP-Therapie (nCPAP-Therapie) im Vergleich zur Stan-
dardtherapie untersucht. Endpunkte der Studie waren pulmonale Komplikationen
wie Hypoxämie (PaO2/FiO2 < 100), Pneumonie und die Reintubation. Nach der
Extubation wurde den Patienten und Patientinnen entweder prophylaktisch nCPAP
(n = 232) mit einem Atemwegsdruck von 10 cmH2O für mindestens 6 Stunden
36
verabreicht, oder sie wurden der Standardtherapie (n = 236) zugeteilt. Die Stan-
dardtherapie umfasste Sauerstofftherapie, Physiotherapie und intermittierende
nCPAP-Therapie mit 10 cmH2O alle 4 Stunden für 10 Minuten.
In der prophylaktischen nCPAP-Gruppe traten mit 12 von 232 Patienten und Pati-
entinnen (5,2%) signifikant weniger pulmonale Komplikationen auf als in der Stan-
dardtherapie-Gruppe mit 25 von 236 Patienten und Patientinnen (10,6%), entspre-
chend einem p-Wert von 0,03. In der Standardtherapie-Gruppe mussten mit 6 von
236 (2,5%) doppelt so viele Patienten und Patientinnen als in der nCPAP-Gruppe
mit 3 von 232 (1,3%) reintubiert werden. Kein statistisch signifikanter Unterschied
fand sich in der Verweildauer auf der Intensivstation in beiden Studiengruppen
(27±1,6 Stunden in der nCPAP-Gruppe versus 28±1,7 Stunden in der Stan-
dardtherapie-Gruppe).
Prophylactic nasal continuous positive airway pressure after major vascular sur-
gery: results of a prospective randomized trial (Böhner et al. 2002)
In dieser prospektiv randomisierten Studie wurde die Effizienz von nCPAP zur
Vorbeugung von kardiopulmonalen Komplikationen nach großen vaskulären Ein-
griffen untersucht. Von 204 Patienten und Patientinnen wurden 105 mit einer
Sauerstofftherapie und 99 mit prophylaktischem nCPAP behandelt. Der nCPAP
wurde für mindestens 12 Stunden mit einem kontinuierlichen positiven Atemwegs-
druck von 10 cmH2O und einer FiO2 von 40% appliziert. Diese Einstellungen wur-
den abhängig von der Blutgasanalyse so angepasst, dass die SpO2 > 95% er-
reichte. Der Kontrollgruppe wurde Sauerstoff über eine Mund- und Nasenmaske
oder über Nasenkanülen verabreicht, mit dem Ziel die SpO2 auf > 95% zu halten.
In der Studiengruppe mit dem prophylaktischen nCPAP wurde 1 von 99 Patienten
und Patientinnen reintubiert (1,0%). In der Sauerstoff-Gruppe betrug die Reintuba-
tionsrate 5 von 105 Patienten und Patientinnen (4,8%). Der p-Wert wurde mit 0,2
berechnet. Die Verweildauer auf der Intensivstation betrug im Mittel für die Patien-
ten und Patientinnen mit prophylaktischem nCPAP 1,9±1,6 Tage, für die Sauer-
stofftherapie-Gruppe 2,8±7,1 Tage (p-Wert = 0,2).
37
Continuous Positive Airway Pressure Versus Noninvasive Pressure Support Venti-
lation to Treat Atelectasis After Cardiac Surgery (Pasquina et al. 2004)
Diese randomisierte Studie untersuchte 150 Patienten und Patientinnen nach kar-
diochirurgischen Eingriffen. Es wurde die Effektivität einer CPAP-Therapie im Ver-
gleich zur nichtinvasiven druckunterstützten Spontanatmung (noninvasive pres-
sure support ventilation [NIPSV]) untersucht. Die Patienten und Patientinnen wur-
den nach der Extubation entweder mit CPAP (n = 75) oder mit NIPSV (n = 75) 4-
mal täglich für je 30 Minuten behandelt. Die CPAP-Therapie erfolgte mit einem
kontinuierlichem Flow von 30 l/min und einem PEEP von 5 cmH2O. Die FiO2 wur-
de so reguliert, dass eine SpO2 von > 90% erreicht wurde. Bei der NIPSV wurde
die Druckunterstützung so eingestellt, damit ein Tidalvolumen von 8-10 ml/kg ge-
neriert wurde. Der maximale Beatmungsdruck wurde mit 30 cmH2O begrenzt. Der
PEEP betrug ebenfalls 5 cmH2O und die FiO2 wurde so eingestellt, dass eine
SpO2 von > 90% resultierte.
Es fand sich weder hinsichtlich der Reintubationsrate (1 von 75 in der CPAP-
Gruppe versus 0 von 75 in der NIPSV-Gruppe) noch bei der Verweildauer (im Mit-
tel 65 Stunden in der CPAP-Gruppe versus 60 Stunden in der NIPSV-Gruppe) ein
statistisch signifikanter Unterschied.
Nasal-Continuous Positive Airway Pressure Reduces Pulmonary Morbidity and
Length of Hospital Stay Following Thoracoabdominal Aortic Surgery (Kindgen-
Milles et al. 2005)
In dieser prospektiven randomisierten klinischen Studie wurde untersucht, ob bei
Patienten und Patientinnen nach einer thorakoabdominellen Aorten-Operation ei-
ne prophylaktische nCPAP-Therapie nach der Extubation die pulmonale Morbidität
reduziert und die Aufenthaltsdauer auf der Intensivstation verkürzt. Von 50 Patien-
ten und Patientinnen wurden 25 der nCPAP-Gruppe zugewiesen. Der nasale
CPAP wurde zwischen 12 bis 24 Stunden lang mit einem Atemwegsdruck von 10
cmH2O verabreicht. Der Flow wurde konstant auf 65 l/min eingestellt und der
PEEP betrug 10 cmH2O. In der Kontrollgruppe waren ebenfalls 25 Patienten und
Patientinnen, welche eine Standardtherapie bekamen. Diese umfasste eine
Sauerstofftherapie über eine Gesichtsmaske und zusätzlich intermittierende
CPAP-Atmung über eine Vollgesichtsmaske. Die Sauerstofftherapie wurde mit
einem Flow von 25 l/min appliziert. Die FiO2 wurde so titriert, dass die SpO2 > 95%
38
erreichte. Die intermittierende CPAP-Therapie wurde mit einem Atemwegsdruck
von 10 cmH2O alle 4 Stunden 10 Minuten lang verabreicht. Als pulmonale Kompli-
kationen wurden das Auftreten postoperativer Atelektasen, einer Pneumonie, so-
wie eine akute respiratorische Insuffizienz mit der Notwendigkeit der Reintubation
definiert.
In der nCPAP-Gruppe traten mit 28% signifikant weniger postoperative pulmonale
Komplikationen als in der Sauerstofftherapie-Gruppe mit 96% auf (p-Wert = 0,02).
Als Einzelwert für die Reintubation mussten in der nCPAP-Gruppe 1 von 25 Pati-
enten und Patientinnen (4%) und in der Kontrollgruppe 4 von 25 Patienten und
Patientinnen (16%) reintubiert werden. Ein zumindest klinisch bedeutsamer Unter-
schied fand sich auch in der Verweildauer auf der Intensivstation. Diese betrug für
die nCPAP-Gruppe im Mittel 8±1 Tage, für die Kontrollgruppe 12±2 Tage.
Randomized clinical study of the prevention of pulmonary complications after
thoracoabdominal resection by two different breathing techniques (Fagevik Olsén
et al. 2002)
Diese randomisierte kontrollierte Studie an 70 Patienten und Patientinnen nach
thorakoabdominellen Eingriffen verglich die Effektivität einer CPAP-Therapie (n =
34) mit einer IR-PEP-Therapie (n = 36) in den ersten drei postoperativen Tagen.
Unter IR-PEP (= inspiratory resistance-positive expiratory pressure) versteht man
eine Form der Atemtherapie mit einer Kombination aus Einatmungs- und Ausat-
mungswiderstand, indem über eine PEP-Maske tiefe Atemzüge gegen einen Wi-
derstand während des gesamten Atemzyklus durchgeführt werden. Dieser Wider-
stand wurde mittels Stenosen erzeugt, wodurch ein inspiratorischer Druck von -5
cmH2O und ein exspiratorischer Druck von +10 cmH2O generiert wurde. Die IR-
PEP-Therapie wurde in einem zweistündigen Intervall verabreicht. Die CPAP-
Therapie wurde mit einem kontinuierlichen positiven Atemwegsdruck zwischen
5,0-10,0 cmH2O, individuell eingestellt für jeden Patienten und jede Patientin, an-
gewendet. Die CPAP-Therapie wurde alle 2 Stunden für 30 Minuten durchgeführt.
Die Reintubationsrate war in der CPAP-Gruppe mit 1 von 34 Patienten und Patien-
tinnen (2,9%) signifikant niedriger als in der IR-PEP-Gruppe mit 7 von 36 Patien-
ten und Patientinnen (19,4%), entsprechend einem p-Wert von < 0,05. Hinsichtlich
der Verweildauer auf der Intensivstation fand sich allerdings kein Unterschied zwi-
39
schen den beiden Studiengruppen (5,2 Tage in der CPAP-Gruppe versus 5,8 Ta-
ge in der IR-PEP-Gruppe).
Studien zur EzPAP®-Therapie:
Zur EzPAP®-Therapie wurden 2 Studien gefunden, welche den Einschlusskriterien
großteils entsprechen, allerdings in einem postoperativen Aufwachraum durchge-
führt wurden. Da die EzPAP®-Therapie zu den neuen Verfahren der apparativen
Atemtherapie zählt und die Studienlage noch gering ist, sollen diese beiden 2 Stu-
dien vorgestellt und diskutiert werden.
EzPAP® zur Therapie der postoperativen Hypoxämie:
EzPAP® zur Therapie der postoperativen Hypoxämie im Aufwachraum: Erfahrun-
gen mit dem neuen Kompaktsystem zum „endexpiratory positive airway pressure“
(Rieg et al. 2012)
In dieser Observationsstudie an 210 postoperativen Patienten und Patientinnen
wurde die Effektivität der EzPAP®-Therapie mit einer Standard-Sauerstofftherapie
verglichen. Als Endpunkte der Studie wurden die Sauerstoffpflichtigkeit, die Inzi-
denz an pulmonalen Komplikationen (Pneumonie, Infektion, Sepsis) sowie die
Verweildauer im Aufwachraum untersucht. Bei Auftreten einer postoperativen Hy-
poxämie, definiert als Abfall der Sauerstoffsättigung auf < 93%, erhielten 105 se-
quentielle Patienten und Patientinnen für einen Monat eine konventionelle Sauer-
stofftherapie über eine Gesichtsmaske (n = 105) mit einem Flow von 6 l/min, im
darauffolgenden Monat eine EzPAP®-Therapie (n = 105). Bei der EzPAP®-
Therapie wurde bei Normalgewichtigen (BMI < 30 kg/m2) ein PEEP von 4-7
cmH2O und bei Übergewichtigen (BMI > 30 kg/m2) ein PEEP von 8-12 cmH2O an-
gestrebt. Um den entsprechenden PEEP zu erreichen wurde der Flow von initial 3
l/min solange um je 1 l/min erhöht bis der Ziel-PEEP am Manometer angezeigt
wurde. Nach 1 Stunde erfolgte ein 30-minütiger Auslassversuch. Bei erneutem
Abfall der SpO2 auf < 93% über eine Dauer von > 5 Minuten, wurde Sauerstoff
über eine Gesichtsmaske verabreicht.
In beiden Studiengruppen konnte kein Unterschied in den SpO2-Werten im Verlauf
(Messzeitpunkte 1 Minute bis 60 Minuten nach Sauerstoffgabe) gemessen wer-
den. Allerdings wurden die Patienten und Patientinnen in der EzPAP®-Gruppe
40
während des Auslassversuches signifikant seltener sauerstoffpflichtig (25 versus
41 Patienten und Patientinnen; p-Wert = 0,03) und hatten auch eine signifikant
geringere Inzidenz an postoperativen Komplikationen (13 versus 25; p-Wert =
0,02) wie Pneumonien (0 versus 4) oder Wundinfektionen (2 versus 3). Kein signi-
fikanter Unterschied konnte hinsichtlich der Verweildauer im Aufwachraum und im
Krankenhaus beobachtet werden (p-Wert = 0,2 bzw. 0,7).
EzPAP® in the Postoperative Period: A Pilot Study (Talley et al. 2012)
Das Ziel dieser Pilotstudie war es zu evaluieren, ob bei übergewichtigen Patienten
und Patientinnen nach einem laparoskopischen Eingriff in der unmittelbaren post-
operativen Phase die Verwendung von EzPAP® effektiver ist als eine Standard-
Sauerstofftherapie. 19 Patienten und Patientinnen mit einem BMI von ≥ 35 kg/m2
wurden untersucht. Die EzPAP®-Therapie erfolgte mit einem positiven Atemwegs-
druck von 10-12 cmH2O. Die Therapiedauer betrug 60 Minuten, danach wurde auf
eine Sauerstofftherapie über Nasenkanülen gewechselt. Die Kontrollgruppe be-
kam eine Sauerstofftherapie über Nasenkanülen.
Eine Stunde postoperativ zeigte sich zwar in der EzPAP®-Gruppe ein klinischer
Trend zu einer besseren SpO2 (98,1% versus 96,3%), 2 Stunden postoperativ wa-
ren die gemessenen SpO2-Werte allerdings praktisch ident.
3.3 Darstellung der Ergebnisse zu Forschungsziel 2
Darstellung der Reintubationsrate bei der HFOT in Tabelle 9 sowie der CPAP-
Therapie in Tabelle 10.
41
Tabelle 9: Reintubationsrate bei der HFOT
Reintubationsrate
HFOT beim postoperativen hypoxämischen Lungenversagen:
Stéphan et al. 2015 HFOT BiPAP p-Wert
Personenzahl n = 414 n = 416
Reintubationshäufigkeit (%) n = 58 (14%) n = 57 (13,7%) 0,99
Parke, McGuinness &
Eccleston 2011
HFOT HFFM p-Wert
Personenzahl n = 29 n = 27
Reintubationshäufigkeit (%) n = 0 (0%) n = 0 (0%) Keine Angabe
HFOT in der Postextubationsphase:
Futier et al. 2016 HFOT O2 p-Wert
Personenzahl n = 108 n = 112
Reintubationshäufigkeit bzw.
Wechsel auf NIV (%)
n = 20 (19%) n = 14 (13%) 0,22
Corley et al. 2015 HFOT O2 p-Wert
Personenzahl n = 81 n = 74
Reintubationshäufigkeit bzw.
Wechsel der Therapie (%)
n = 3 (3,7%) n = 5 (6,8%) 0,40
Reintubationshäufigkeit (%) n = 0 (0%) n = 2 (2,7%) Keine Angabe
Parke et al. 2013 HFOT O2 p-Wert
Personenzahl n = 169 n = 171
Reintubationshäufigkeit bzw.
Wechsel der Therapie (%)
n = 47 (27,8%) n = 77 (45,0%) 0,001
Dhillon et al. 2017 HFOT O2 p-Wert
Personenzahl n = 46 n = 138
Reintubationshäufigkeit (%) n = 3 (6,5%) n = 19 (13,8%) 0.02
Hernández et al. 2016a HFOT O2 p-Wert
Personenzahl n = 264 n = 263
Reintubationshäufigkeit (%) n = 13 (4,9%) n = 32 (12,2%) 0,004
42
Hernández et al. 2016b HFOT NIV p-Wert
Personenzahl n = 290 n = 314
Reintubationshäufigkeit (%) n = 66 (22,8%) n = 60 (19,1%) Keine Angabe
Tabelle 10: Reintubationsrate bei der CPAP-Therapie
Reintubationsrate
CPAP-Therapie beim postoperativen hypoxämischen Lungenversagen:
Squadrone et al. 2005 CPAP O2 p-Wert
Personenzahl n = 105 n = 104
Reintubationshäufigkeit (%) n = 1 (1%) n = 10 (10%) 0,005
CPAP-Therapie in der Postextubationsphase:
Barbagallo et al. 2012 CPAP O2 p-Wert
Personenzahl n = 25 n = 25
Reintubationshäufigkeit (%) n = 0 (0%) n = 0 (0%) Keine Angabe
Zarbock et al. 2009 CPAP Kontrollgruppe p-Wert
Personenzahl n = 232 n = 236
Pulmonale Komplikationen
inkl. Reintubation (%)
n = 12 (5,2%) n = 25 (10,6%) 0,03
Reintubationshäufigkeit (%) n = 3 (1,3%) n = 6 (2,5%) Keine Angabe
Böhner et al. 2002 CPAP O2 p-Wert
Personenzahl n = 99 n = 105
Reintubationshäufigkeit (%) n = 1 (1,0%) n = 5 (4,8%) 0,213
Pasquina et al. 2004 CPAP NIPSV p-Wert
Personenzahl n = 75 n = 75
Reintubationshäufigkeit (%) n = 1 (1,3%) n = 0 (0%) Nicht signifikant
Kindgen-Milles et al. 2005 nCPAP O2 und CPAP p-Wert
Personenzahl n = 25 n = 25
Pulmonale Komplikationen
inkl. Reintubation (%)
n = 7 (28%) n = 24 (96%) 0,019
Reintubationshäufigkeit (%) n = 1 (4%) n = 4 (16%) Keine Angabe
Fagevik Olsén et al. 2002 CPAP IR-PEP p-Wert
Personenzahl n = 34 n = 36
Reintubationshäufigkeit (%) n = 1 (2,9%) n = 7 (19,4%) < 0,05
43
Die Verweildauer auf der Intensivstation ist für die HFOT in Tabelle 11 und für die
CPAP-Therapie in Tabelle 12 dargestellt.
Tabelle 11: Verweildauer auf der Intensivstation bei der HFOT
Verweildauer auf der Intensivstation
HFOT beim postoperativen hypoxämischen Lungenversagen:
Stéphan et al. 2015 HFOT BiPAP p-Wert
Personenzahl n = 414 n = 416
Median (IQR), Tage 6 (4-10) 6 (4-10) 0,77
Parke, McGuinness &
Eccleston 2011
HFOT HFFM p-Wert
Personenzahl n = 29 n = 27
Numerischer Wert Keine Angabe Keine Angabe Nicht signifikant
HFOT in der Postextubationsphase:
Futier et al. 2016 HFOT O2 p-Wert
Personenzahl n = 108 n = 112
Median (IQR), Tage 6 (4-16) 5 (3-13) 0,53
Corley et al. 2015 HFOT O2 p-Wert
Personenzahl n = 81 n = 74
Mittelwert (SD), Stunden 38,7 (35,2) 38,6 (23,9) 0,99
Parke et al. 2013 HFOT O2 p-Wert
Personenzahl n = 169 n = 171
Mittelwert (SD), Stunden 33,4 (22,8) 28,9 (24,0) 0,08
Dhillon et al. 2017 HFOT O2 p-Wert
Personenzahl n = 46 n = 138
Mittelwert±SD, Tage 13,6±11,7 8,3±9,9 < 0,01
Hernández et al. 2016a HFOT O2 p-Wert
Personenzahl n = 264 n = 263
Median (IQR), Tage 6 (2-8) 6 (2-9) 0,29
Hernández et al. 2016b HFOT NIV p-Wert
Personenzahl n = 290 n = 314
Median (IQR), Tage 3 (2-7) 4 (2-9) 0,48
44
Tabelle 12: Verweildauer auf der Intensivstation bei der CPAP-Therapie
Verweildauer auf der Intensivstation
CPAP-Therapie beim postoperativen hypoxämischen Lungenversagen:
Squadrone et al. 2005 CPAP O2 p-Wert
Personenzahl n = 105 n = 104
Mittelwert (SD), Tage 1,4 (1,6) 2,6 (4,2) 0,09
CPAP-Therapie in der Postextubationsphase:
Barbagallo et al. 2012 CPAP O2 p-Wert
Personenzahl n = 25 n = 25
Stunden 18-24 18-24 Keine Angabe
Zarbock et al. 2009 CPAP Standardgruppe p-Wert
Personenzahl n = 232 n = 236
Mittelwert±SD, Stunden 27±1,6 28±1,7 Nicht signifikant
Böhner et al. 2002 CPAP O2 p-Wert
Personenzahl n = 99 n = 105
Mittelwert±SD, Tage 1,9±1,6 2,8±7,1 0,199
Pasquina et al. 2004 CPAP NIPSV p-Wert
Personenzahl n = 75 n = 75
Median (IQR), Stunden 65 (47-74) 60 (47-74) Nicht signifikant
Kindgen-Milles et al.
2005
nCPAP O2 und CPAP p-Wert
Personenzahl n = 25 n = 25
Mittelwert±SD, Tage 8±1 12±2 Nicht signifikant
Fagevik Olsén et al. 2002 CPAP IR-PEP p-Wert
Personenzahl n = 34 n = 36
Mittelwert (SD), Tage 5,2 (2,7) 5,8 (5,0) Nicht signifikant
45
4. Diskussion
Als wesentlichste Erkenntnis des vorliegenden Literaturreviews kann angeführt
werden, dass die HFOT der konventionellen Sauerstofftherapie hinsichtlich der
therapeutischen Wirksamkeit signifikant überlegen ist. Die Hypothese, dass die
neuen apparativen Atemhilfen auch der konventionellen CPAP-Therapie überle-
gen wären, konnte allerdings nicht bestätigt werden. Die Studienergebnisse zei-
gen allerdings, dass bei postoperativen chirurgischen Intensivpatienten und Inten-
sivpatientinnen sowohl die HFOT als auch die EzPAP®-Therapie als zumindest
gleichwertig zur konventionellen CPAP-Therapie zu bewerten sind und als ein
wichtiges Bindeglied zur nicht invasiven Beatmung anzusehen sind.
Der gemeinsame therapeutische Ansatz der untersuchten apparativen Atemhilfen
liegt in der Erzeugung eines positiven Atemwegsdruckes. Unabhängig davon, ob
ein PEEP mittels HFOT, EzPAP® oder einem konventionellen CPAP-System ge-
neriert wird, wirkt sich der positive Atemwegsdruck vorteilhaft auf die Lungenfunk-
tion aus. Die pneumatische Schienung der kleinen Atemwege bewirkt eine ver-
minderte dynamische Kompression der knorpelfreien Bronchiolen und wirkt der
Ausbildung von Dystelektasen/Atelektasen entgegen. Auf diese Weise wird posto-
perativen pulmonalen Komplikationen vorgebeugt und in der Folge die Intubations-
bzw. Reintubationsrate reduziert.
High-Flow-Oxygen-Therapy (HFOT)
Die HFOT nimmt einen immer bedeutenderen Stellenwert in der Atemtherapie auf
der Intensivstation ein. Die im vorliegenden Review eingeschlossenen Studien
zeigen die hohe therapeutische Wirksamkeit der HFOT, welche als eine wichtige
klinische Ergänzung im Spektrum der apparativen Atemtherapie anzusehen ist.
Wie in Kapitel „Ergebnisse“ ausführlich erörtert, konnte in mehreren Studien eine
signifikante Verminderung der Reintubationsrate im Vergleich zur konventionellen
Sauerstofftherapie nachgewiesen werden (Dhillon et al. 2017; Hernández et al.
2016a; Parke et al. 2013). Auch wenn in der Studie von Corley et al. (2015) hin-
sichtlich der Reintubationsrate kein statistisch signifikantes Ergebnis erzielt wer-
den konnte, zeigt diese Untersuchung dennoch einen klinischen Trend zugunsten
der HFOT (0% versus 2,7%).
46
Darüber hinaus konnten Stéphan et al. (2015) nachweisen, dass die HFOT auch
im Vergleich zur nicht invasiven Beatmung hinsichtlich der Vermeidung von Rein-
tubationen als gleichwertig anzusehen ist und zu praktisch identen Ergebnissen
führt. So betrug in dieser Studie die Inzidenz an Reintubationen unter HFOT 14%
und unter NIV 13,7%. Der PaCO2 konnte suffizient gesenkt werden, die Atemfre-
quenz vermindert und in der Folge die Atemarbeit reduziert werden. Basierend auf
diesen Ergebnissen empfehlen die Autoren und Autorinnen die HFOT als
Atemtherapieverfahren der ersten Wahl bei Patienten und Patientinnen mit einem
erhöhten Risiko für das Auftreten einer akuten respiratorischen Insuffizienz anzu-
wenden. Die Prognose für Patienten und Patientinnen ist zwar gleich wie bei der
NIV, die Vorteile der leichteren Anwendbarkeit und der verminderte Arbeitsauf-
wand für das Pflegepersonal sprechen jedoch für die HFOT. In diesem Zusam-
menhang ist es pathophysiologisch zielführend, die HFOT auch in den Pausen
zwischen den Masken-CPAP-Phasen bzw. NIV-Phasen einzusetzen, um die klini-
schen Effekte des positiven Atemwegsdruckes möglichst lange aufrechtzuerhal-
ten. Diese Strategie wird auch im eigenen Arbeitsbereich auf der Intensivstation
erfolgreich angewendet.
Frat et al. (2015) konnten erstmals bei Intensivpatienten und Intensivpatientinnen
mit einer akuten hypoxämischen respiratorischen Insuffizienz (PaO2/FiO2 ≤ 300
mmHg) einen Überlebensvorteil für die HFOT im Vergleich zu einer Standard-
Sauerstofftherapie, aber auch im Vergleich zur NIV-Therapie nachweisen. Zeigte
sich hinsichtlich der Reintubationsrate ein zumindest klinisch eindeutiger signifi-
kanter Trend zugunsten der HFOT im Vergleich zu den Kontrollgruppen (HFOT-
Gruppe 38% versus Standard-Sauerstofftherapie-Gruppe 47% und NIV-Gruppe
50%; p-Wert 0,18), konnte die 90-Tages-Mortalität mittels HFOT signifikant redu-
ziert werden. So starben in der HFOT-Gruppe in diesem Zeitraum nur 12% der
Patienten und Patientinnen, jedoch in der Standard-Sauerstofftherapie-Gruppe
23% und in der NIV-Gruppe 28% (p-Wert = 0,02).
Die HFOT basiert auf mehreren Wirkmechanismen. Die vorgestellten Studien be-
legen, dass durch den positiven Atemwegsdruck eine Verbesserung des Gasaus-
tausches erzielt wird, die FRC erhöht und die Atemarbeit reduziert wird. Neben der
Verbesserung der Oxygenierung hat die HFOT auch klinisch bedeutsame Auswir-
kungen auf die Lungenventilation und damit auf den Kohlendioxidpartialdruck im
Blut. Die HFOT führt zu einer Auswaschung des Kohlendioxids aus dem extratho-
47
rakalen anatomischen Totraum. Durch den hohen konstanten Gasfluss im
Nasopharynx wird die Rückatmung von Kohlendioxid erheblich reduziert. Basie-
rend auf diesen pathophysiologischen Effekt nimmt die HFOT einen hohen Stel-
lenwert im Management von Patienten und Patientinnen mit hyperkapnischer
Ateminsuffizienz ein (Hernández et al. 2016b; Parke et al. 2013; Parke, McGuin-
ness & Eccleston 2011; Stéphan et al. 2015). So konnte bei COPD-Patienten und
-Patientinnen durch die HFOT eine signifikante Verbesserung der Ventilation mit
Abnahme des arteriellen Kohlendioxidpartialdruckes erzielt werden (Bräunlich,
Köhler & Wirtz 2016).
Auf Grund dieser positiven Effekte auf den pulmonalen Gasaustausch und der
Lungenventilation ermöglicht die HFOT eine Verminderung der Reintubationsrate
bei Auftreten einer erneuten drohenden oder manifesten respiratorischen Insuffizi-
enz nach Extubation. Gleichzeitig wird durch die Abnahme der Atemarbeit einer
erneuten Erschöpfung der Atemmuskulatur nach der Extubation vorgebeugt.
Die physiologische Atemgaskonditionierung während der HFOT spielt eine wichti-
ge Rolle im Sekretmanagement. So führt der erwärmte und befeuchtete Sauerstoff
zu einer Verbesserung der mukoziliären und tussiven Clearance. Hernández et al.
(2016a; 2016b) postulierten, dass die Verbesserung der Sekretmobilisation in ei-
nem direkten Zusammenhang mit der Anwendungsdauer der HFOT steht. Sie
konnten in ihren Untersuchungen nachweisen, dass eine adäquate Atemgaskondi-
tionierung mit einer Reduktion von Obstruktionen in den oberen Atemwegen ein-
hergeht.
Ein weiterer wesentlicher Aspekt im Zusammenhang mit der HFOT ist der erhöhte
Patienten- und Patientinnenkomfort. Die erhöhte Akzeptanz der HFOT im Ver-
gleich zu konventionellen CPAP-Systemen ermöglicht einerseits, dass die HFOT
über einen längeren Zeitraum kontinuierlich angewendet werden kann, anderer-
seits können die Patienten und Patientinnen auf Grund der nasalen Applikation
der HFOT während der Atemtherapie sprechen, essen und trinken. Die höhere
Toleranz dieser apparativen Atemhilfe im Vergleich zur konventionellen Masken-
CPAP-Therapie stellt bei vergleichbarer therapeutischer Wirksamkeit ein wichtiges
Entscheidungskriterium dar, die HFOT zu bevorzugen. In diesem Zusammenhang
muss betont werden, dass das erhöhte Wohlbefinden während der Atemtherapie
auch mit einer Zunahme der von den Patienten und Patientinnen tolerierten An-
wendungsdauer assoziiert ist. Sind bei Maskenintoleranz im Rahmen einer kon-
48
ventionellen CPAP-Therapie oder einer nicht invasiven Beatmung bereits mehrere
„Interfaces“ erfolglos ausprobiert worden, kann die HFOT eine effektive alternative
Therapieoption sein.
Als weiterer klinisch bedeutsamer Vorteil der HFOT im Vergleich zum Masken-
CPAP ist anzuführen, dass durch die Verwendung von spezifischen Nasenkanülen
(= Prongs) weniger druckbedingte Hautschäden entstehen. Damit verringert sich
auch der benötigte Pflege- und Therapieaufwand. Auch muss weniger Zeit aufge-
wendet werden, um dislozierte Nasenkanülen zu repositionieren.
Der auf 37°C erwärmte und befeuchtete Sauerstoff bildet einen klinisch bedeut-
samen Faktor für die hohe Akzeptanz der HFOT, da hohe inspiratorische Flussra-
ten besser toleriert werden und der Austrocknung der Atemwege entgegengewirkt
wird. In diesem Zusammenhang haben Hernández et al. (2016b) gezeigt, dass die
Höhe des inspiratorischen Atemgasflusses, welcher von den Patienten und Pati-
entinnen toleriert wird, auch vom Schweregrad der Erkrankung abhängt. So haben
Hochrisiko-Patienten und -Patientinnen im Schnitt einen Atemgasfluss von 50
l/min gut toleriert, während die Toleranzgrenze bei Patienten und Patientinnen mit
niedrigem Risiko bei einem Flow von nur 30 l/min lag. Daraus lässt sich ableiten,
dass Patienten und Patientinnen, welche an einer respiratorischen Insuffizienz
leiden, die HFOT mit hohen Flussraten besser und länger tolerieren, als jene Pati-
enten und Patientinnen, bei denen die HFOT prophylaktisch nach der Extubation
zum Einsatz kommt.
In den Studien von Corley et al. (2015) und Futier et al. (2016) hat die prophylakti-
sche Anwendung der HFOT nach Extubation zu keinem signifikanten Ergebnis im
Vergleich zur Standard-Sauerstofftherapie geführt. Als mögliche Ursache wird an-
geführt, dass bei der Anwendung der nasalen HFOT nicht ausreichend darauf ge-
achtet wurde, ob der Patient oder die Patientin während der Atemtherapie mit of-
fenem oder geschlossenem Mund geatmet hat. Parke, Eccleston und McGuinness
(2011) konnten in ihrer Studie zeigen, dass die Höhe des durch die HFOT gene-
rierten positiven Atemwegsdruckes maßgebend davon abhängt, ob der Patient
oder die Patientin mit offenem oder geschlossenem Mund atmet. Bei einem Flow
von 50 l/min wurde bei geschlossenem Mund im Mittel ein positiver Atemwegs-
druck von 3,3±1,1 cmH2O und bei geöffnetem Mund von nur 1,7±0,8 cmH2O ge-
messen (p-Wert < 0,001). Diese Messergebnisse haben pathophysiologisch zur
Folge, dass bei geöffnetem Mund nur die Hälfte des positiven Atemwegsdruckes
49
wie mit geschlossenem Mund generiert wird. Um den Erfolg der HFOT zu optimie-
ren, ist eine entsprechende Compliance des Patienten oder der Patientin erforder-
lich sowie der wichtige Hinweis, dass mit geschlossenem Mund über die Nase ge-
atmet werden soll. Bei mangelnder Mitarbeit des Patienten oder der Patientin
muss auf eine alternative Atemtherapie, welche über eine Gesichtsmaske appli-
ziert wird, gewechselt werden. Darüber hinaus war in der Studie von Corley et al.
(2015) die Applikationsdauer der HFOT auf 8 Stunden limitiert und in der Studie
von Futier et al. (2016) sogar nur auf 1 Stunde beschränkt. Diese kurze Anwen-
dungsdauer der HFOT kann mit hoher Wahrscheinlichkeit als Ursache angesehen
werden, warum in beiden Studien kein signifikantes Ergebnis hinsichtlich Verbes-
serung der Oxygenierung zwischen HFOT und Standard-Sauerstofftherapie beo-
bachtet werden konnte. Demgegenüber konnte in der Studie von Hernández et al.
(2016a) nach einer 24-stündigen Anwendung der HFOT ein signifikant besseres
Ergebnis unter HFOT als unter einer Standard-Sauerstofftherapie hinsichtlich des
pulmonalen Gasaustausches und in der Folge der Reintubationsrate nachgewie-
sen werden. So mussten in der HFOT-Gruppe nur 4,9% der Patienten und Patien-
tinnen im Gegensatz zu 12,2% in der Kontrollgruppe reintubiert werden (p-Wert =
0,004). Aus diesen Studienergebnissen kann gefolgert werden, dass die Anwen-
dungsdauer der HFOT einen wesentlichen pathophysiologischen Faktor für die
Inzidenz an Reintubationen darstellt.
In der Post-Weaning-Phase stellt der prophylaktische Einsatz der HFOT bei Pati-
enten und Patientinnen mit postoperativen Sekretretentionen infolge eines opera-
tionsbedingten und/oder schmerzbedingten schwachen Hustenstoßes eine klare
Indikation für die Anwendung dieses Atemtherapieverfahrens dar. In Abhängigkeit
der Applikationsdauer führt die HFOT zu einer Verbesserung der mukoziliären und
tussiven Clearance und in der Folge zu einer Abnahme der Atemarbeit.
Bei der Anwendung der HFOT sollte auch ein Protokoll geführt werden, in wel-
chem die Anwendungsdauer vorgegeben und dokumentiert wird. Vor dem Hinter-
grund der derzeit verfügbaren Literatur kann allerdings keine Aussage über die
„optimale“ Anwendungsdauer der HFOT gemacht werden, zumal diese für jeden
Patienten bzw. jede Patientin individuell in Abhängigkeit der Art und dem Schwe-
regrad der pulmonalen Funktionseinschränkung ermittelt werden muss. Aus der
vorliegenden Literatur und der klinischen Erfahrung kann jedoch gesagt werden,
50
dass die Effizienz der apparativen Atemtherapie direkt proportional der Anwen-
dungsdauer ist.
Die Ergebnisse beider Hernández-Studien (2016a; 2016b) geben genügend wis-
senschaftliche Evidenz für die Empfehlung, dass praktisch jeder Intensivpatient
und jede Intensivpatientin nach der Extubation von einer HFOT profitiert. Basie-
rend auf diesen Literaturdaten ist die HFOT bei Patienten und Patientinnen, die
länger als 12 Stunden beatmet wurden, der Standard-Sauerstofftherapie (Patien-
ten und Patientinnen ohne Risikofaktoren) eindeutig als überlegen und der nicht
invasiven Maskenbeatmung (Patienten und Patientinnen mit Risikofaktoren), bei
gleichzeitig besserer Toleranz, als zumindest gleichwertig anzusehen.
Verweildauer auf der Intensivstation
Obwohl der Schluss nahe liegt, dass sich bei niedrigeren Reintubationsraten auch
die Verweildauer auf der Intensivstation verkürzt, konnte in den untersuchten Stu-
dien diesbezüglich kein signifikantes Ergebnis nachgewiesen werden.
Der Grund, dass die Verminderung der Reintubationsrate nicht gleichzeitig auch
die Aufenthaltsdauer auf der Intensivstation verkürzt, liegt möglicherweise an den
vielen verschiedenen pathophysiologischen Faktoren, welche dazu beitragen,
dass ein Patient oder eine Patientin hinsichtlich des klinischen Allgemeinzustan-
des und der Organfunktionen noch nicht stabil genug für die Transferierung auf die
Normalstation ist. In diesem Zusammenhang muss auch die jeweilige Infrastruktur
des Krankenhauses in Betracht gezogen werden. So hängt die Verweildauer auf
der Intensivstation auch davon ab, ob der Patient oder die Patientin auf eine Nor-
malstation verlegt wird oder auf eine sogenannte „Step-down-Unit“, z.B. eine „In-
termediate Care Station“ (IMCU) mit erweiterten Therapie- und Monitoringmög-
lichkeiten. Diesbezüglich gibt es allerdings bis dato keine Literaturdaten.
Darüber hinaus muss betont werden, dass bei postoperativen Patienten und Pati-
entinnen neben pulmonalen auch nicht pulmonale Faktoren eine Intubation bzw.
eine Reintubation erforderlich machen können. Als Beispiele für extrapulmonale
Ursachen sind chirurgische Revisionen, kardiovaskuläre oder neurologische Funk-
tionseinschränkungen bzw. Begleiterkrankungen zu nennen, die zu einem Extuba-
tionsversagen führen können. In vielen Fällen sind es die Co-Morbiditäten, die zu
51
einer Verlängerung des Intensivaufenthaltes unabhängig des pulmonalen Funkti-
onszustandes führen.
EzPAP®-Therapie
Die Studien zum Einsatz der EzPAP®-Therapie zeigen ebenfalls eine hohe thera-
peutische Wirksamkeit. So konnten Rieg et al. (2012) in ihrer Untersuchung nach-
weisen, dass die EzPAP®-Therapie den pulmonalen Gasaustausch langfristig ver-
bessert. Der therapeutische Effekt der EzPAP®-Therapie lässt sich, in Analogie
zur HFOT und den konventionellen CPAP-Systemen, auf den Wirkmechanismus
des positiven Atemwegsdruckes zurückführen. Durch den generierten PEEP kann
eine Stabilisierung der pulmonalen Funktion erreicht werden, wodurch einem Kol-
laps von bereits wiedereröffneten Atelektasen entgegengewirkt wird. Die frühe
Anwendung in der postoperativen Phase führt zu einer nachhaltigen Zunahme der
FRC mit Verbesserung der Oxygenierung. Diese Effekte führen zu einer Vermin-
derung der Atemarbeit. Aus pathophysiologischer Sicht profitieren von der Ez-
PAP®-Therapie demnach Patienten und Patientinnen mit COPD, Nikotinabusus
oder Adipöse mit einem BMI > 40 kg/m2. Die EzPAP®-Therapie stellt eine effektive
Maßnahme zur Senkung der postoperativen Hypoxämie dar und ist auf Grund des
PEEP-Effektes einer konventionellen Sauerstofftherapie überlegen.
Die EzPAP®-Therapie wird von den Patienten und Patientinnen gut toleriert, was
unter anderem auch daran liegt, dass die Atmung mit dem EzPAP®-System der
physiologischen Atmung näher kommt als die konventionelle CPAP-Atmung, da
der Inspirationsdruck in einen leicht negativen Bereich sinkt. Dies vermindert für
die Patienten und die Patientinnen während der Einatmung das Gefühl des „Auf-
geblähtseins“. Die EzPAP®-Therapie kann problemlos während und nach dem
Weaning eingesetzt werden und trägt maßgebend zum Extubationserfolg bei.
Durch die Vertiefung der Inspiration wird Pneumonien vorgebeugt und Sekret mo-
bilisiert. Somit stellt die EzPAP®-Therapie eine effektive Art der Atelektasen- und
Pneumonieprophylaxe dar (Neubauer 2012). Als weiterer Vorteil ist anzuführen,
dass die EzPAP®-Therapie nicht nur auf Intensivstationen beschränkt ist, sondern
auf Grund der einfachen Handhabung auch auf Überwachungsstationen (IMCU)
fortgeführt werden kann. Ob die EzPAP®-Therapie zu einer Verkürzung der Kran-
52
kenhausverweildauer führt, kann zum momentanen Zeitpunkt nicht beantwortet
werden und muss in klinischen Studien evaluiert werden.
Limitation des vorliegenden Literaturreviews
Als Limitation des vorliegenden Literaturreviews kann angeführt werden, dass
Studien bei denen nur der Abstract aber nicht der Volltext erhältlich war, nicht in
die Masterarbeit miteingeschlossen wurden.
Schlussfolgerung:
Bei chirurgischen Intensivpatienten und Intensivpatientinnen können die HFOT
und die EzPAP®-Therapie im Vergleich zu einer konventionellen CPAP-Therapie
als gleichwertig betrachtet werden. Vorteile, wie die bessere Toleranz, adäquate
Atemgaskonditionierung und die einfachere Anwendbarkeit sprechen allerdings für
einen bevorzugten Einsatz der neuen apparativen Atemhilfen. Diese neuen Me-
thoden der apparativen Atemtherapie stellen eine wichtige Ergänzung in einem
ganzheitlichen Atemtherapiekonzept dar, indem sie sowohl als Alternative als
auch in Kombination mit den herkömmlichen Verfahren eingesetzt werden können.
Beide innovative Verfahren zur Atemunterstützung leisten somit einen wichtigen
klinischen Beitrag zum Therapieerfolg unserer Patienten und Patientinnen auf der
Intensivstation.
53
5. Literaturverzeichnis
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