ACUTE RESPIRATORY DISTRESS SYNDROME

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ACUTE RESPIRATORY DISTRESS SYNDROME

• Michael L. Fiore, MD Fellow in Critical Care
  Medicine
• Mary W. Lieh-Lai, MD, Director, ICU and
  Fellowship Program Division of Critical Care
  Medicine
• Childrens Hospital of Michigan/Wayne State
  University
• Norbert Lutsch, FA IP Übersetzung ins Deutsche
  / Ergänzungen

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A.K.A.

• Adult Respiratory
• Distress Syndrome
• Da Nang Lunge
• Transfusionslunge
• Post Perfusionslunge
• Schocklunge
• Traumatische Wet Lung

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HISTORISCHE PERSPEKTIVEN

• Von William Osler um 1800 Jh beschrieben
• Ashbaugh, Bigelow und Petty, Lancet 1967
• 12 Patienten
• Pathologie ähnlich der hyalinen Membran-krankheit
  der Neonaten
• ARDS wird auch bei Kindern beobachtet
• Neue Kriterien und Definition

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ORIGINALE DEFINITION

• Akute respiratorische Insuffizienz
• Zyanose refraktär für Sauerstofftherapie
• Abnehmende Lungencompliance
• Diffuse Infiltrate im Thorax Rx
• Schwierigkeiten
• Fehlen spezifischer Kriterien
• Kontroversität über Inzidenz und Mortalität

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REVISION DER DEFINITION

• 1988 four-point lung injury score
• Höhe des PEEP
• PaO2 / FiO2 Ratio
• Statische Lungencompliance
• Grad der Lungeninfiltrate
• 1994 Konsensus Konferenz vereinfachte die
  Definition

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1994 KONSENSUS

• Akuter Beginn
• Kann schwerem Krankheits Ereignis folgen
• Bilaterale Infiltrate im Lungen Rx
• PCWP lt 18 mm Hg
• Zwei Kategorien
• Acute Lung Injury - PaO2/FiO2 Ratio lt 300
• ARDS - PaO2/FiO2 Ratio lt 200

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EPIDEMIOLOGIE

• Frühere Zahlen oft inadäquat (ungenaue
  Definition)
• Nach 1994 Kriterien
• 17.9/100,000 Für Acute Lung Injury
• 13.5/100,000 Für ARDS
• Aktuelle epidemiologische Studie in Arbeit
• Bei Kindern Ca 1 aller PIPS Aufnahmen

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AUSLÖSENDE FAKTOREN

• Schock
• Aspiration von Magensaft
• Trauma
• Infektionen
• Inhalation toxischer Gase / Rauch
• Drogen und Gifte
• Verschiedenes

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STADIEN

• Akute, exsudative Phase
• Rapider Beginn der resp. Insuffizienz nach
  Auslöser
• Diffuse alveoläre Schädigung mit
  inflammatorischer Zellinfiltration
• Umwandlung der Alveolen in Hyaline Membranen
• Kapillardefekt (Kapillarlecks)
• Proteinreiche Ödemflüssigkeit in Alveolen
• Ruptur des alveolären Epithels

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STADIEN

• Subakute, Proliferative Phase
• Persistierende Hypoxämie
• Entwicklung einer Azidose
• Fibrosierende Alveolitis
• Weitere Abnahme der pulmonalen Compliance
• Pulmonale Hypertension

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STADIEN

• Chronische Phase
• Obliteration alveolärer und bronchialer
  Zwischenräume und pulmonaler Kapillaren
• Erholungsphase
• Langsamer Rückgang der Hypoxämie
• Verbesserte Lungencompliance
• Rückgang der radiologischen Abnormalitäten

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MORTALITÄT

• 40-60
• Tod wegen
• Multiorganversagen
• Sepsis
• Mortalität konnte in letzter Zeit wegen
• Besserer ventilatorischer Strategien
• Früherer Diagnose und Behandlung
• gesenkt werden

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PATHOGENESE

• Auslösendes Ereignis
• Entzündungsmediatoren
• Beschädigen mikrovaskuläres Endothel
• Beschädigen alveoläres Epithel
• Erhöhte alveoläre Permeabilität resultiert in
  einer alveolären Ödem akkumulierung

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NORMALE ALVEOLE
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AKUTE PHASE DES ARDS
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PATHOGENESE

• Verletzung des Zielorgans durch entzündliche
  Antwort und unkontrollierte Freisetzung von
  Entzündungsmediatoren
• Lokalisierte Manifestation von SIRS
• Neutrophile und Makrophagen spielen dabei eine
  Hauptrolle
• Komplement aktivierung
• Zytokine TNF-a, IL-1b, IL-6
• Plättchen aktivierender Faktor
• Eicosanoide Prostazyklin, Leukotrine, Thromboxan
• Freie Radikale
• Stickoxid (NO)

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PATHOPHYSIOLOGIE

• Abnormalitäten im Gasaustausch
• Sauerstoffzufuhr und Verbrauch
• Kardiopulmonale Interaktionen
• Einbeziehung multipler Organe

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ABNORMALITÄT DES GASAUSTAUSCHS

• Hypoxämie Kennzeichen des ARDS
• Erhöhte Kapillarpermeabilität
• Interstitiell und alveoläres Exsudat
• Surfactantschaden
• Verminderte FRC
• Diffusionsdefekt und rechts-links Shunt

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(No Transcript)
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Sauerstofftransportkapazität
DO2 Q X CaO2 DO2 Q X 1.34 X Hb X( SaO2)
100
Q Cardiac Output
CaO2 Arterieller Sauerstoffgehalt (content
arterial) Normal DO2 520-570 ml/min/m2 Oxygen
extraction ratio (SaO2-SvO2/SaO2) X 100 Normal
O2ER 20-30
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HÄMODYNAMISCHE UNTERSTÜTZUNG
Max O2 Aufnahme
VO2
kritisches DO2
DO2
Septischer Schock/ARDS
Abnormale Flussabhängigkeit
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SAUERSTOFFTRANSPORT VERBRAUCH

• Pathologische Flussabhängigkeit
• Entkopplung der oxidativen Abhängigkeit
• Sauerstoffverwertung unter nicht-ATP
  produzierender Oxidase
• Erhöhter Diffusionsweg für O2 zwischen Kapillare
  und Alveole

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KARDIOPULMONALE INTERAKTIONEN

• A Pulmonale Hypertension resultiert in erhöhter
  RV Nachlast
• B Applikation von hohem PEEP resultiert in
  verringerter Vorlast
• AB Vermindern HMV

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ATEM-UNTERSTÜTZUNG

• Konventionelle mechanische Ventilation
• Neuere Formen
• Hochfrequenzoszillation
• ECMO
• Innovative Strategien
• Stick oxid Beatmung (NO)
• Flüssigkeitsbeatmung
• Gabe von Surfactant

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MANAGEMENT

• Monitoring
• Respiratorisch
• Hemodynamisch
• Metabolisch
• Infektionen
• Flüssigkeit/Elektrolyte

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MANAGEMENT

• Optimiere VO2/DO2 Verhältnis
• DO2 durch
• Haemoglobin
• Mechanische Ventilation
• Sauerstoff / PEEP
• VO2 durch
• Vorlast
• Nachlast
• Kontraktilität

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KONVENTIONELLE VENTILATION

• Sauerstoff
• PEEP
• Inverse IE Ratio
• Kleinere Tidalvolumina
• Beatmung in Bauchlage

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ATEMUNTERSTÜTZUNG

• Ziel Erhalte suffiziente Oxygenation und
  Ventilation, minimiere Komplikationen der
  Beatmungstherapie
• Verbessere Oxygenation PEEP, MAP, Vt, O2
• Verbessere Ventilation Änderung des Druckes

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Mechanische Ventilation Richtlinien

• Americanisches College of Chest Physicians
  Konsensus Konferenz 1993
• Richtlinien für mechanische Ventilation bei ARDS
• Wenn möglich, Plateaudrücke lt 35 cm H2O
• Um dies zu erreichen sollten die Tidalvolumina
  wenn nötig verringert werden, höhere pCO2 Werte
  werden in Kauf genommen (permissive Hyperkapnie)

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PEEP - Vorteile

• Erhöht transpulmonalen Eröffnungsdruck
• Verschiebt Ödemflüssigkeit ins Interstitium
• Verringert Atelektasen
• Verringert rechts links Shunt
• Verbessert die Compliance
• Verbessert die Oxygenation

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Kein Benefit bei früher PEEP Applikation

• Pepe PE et al. NEJM 1984311281-6.
• Prospektive Randomisierung intubierter Patienten
  mit ARDS Risiko
• Ohne PEEP Ventiliert vs. Mit PEEP 8 für 72
  Stunden Ventiliert
• Keine Unterschiede in der Entwicklung von ARDS,
  Komplikationen, Dauer der Beatmung,
  Spitalaufenthalt, Dauer des IPS Aufenthalts,
  Morbidität oder Mortalität

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Alles hängt von der Bedeutung der Beweise
ab Carl Sagan
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Pressure-Controlled Ventilation (PCV)

• Zeitgesteuerter Modus
• Ein ungefähres Vt wird durch einen
  voreingestellten Druck mittels dezellerierendem
  Flow verabreicht
• Laminarerer Flow am Ende der Inspiration
• Gleichmässigere Verteilung des Atemgases bei
  Patienten mit verschieden regionalen
  Resistancewerten einzelner Lungenbezirke möglich
  (inhomogene Lungenerkrankung)

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Druckkontrollierte Inverse-Ratio Ventilation

• Konventionelle insp.-exp. Ratio wird umgekehrt
• (IE 21 bis 31)
• Längere Zeitkonstante
• Atemhub startet, bevor exp. Flow des ersten
  Atemhubs die Grundlinie erreicht hat ? Auto-PEEP
  mit alveolärem Recruitment
• Tiefere Inflationsdrücke
• Potentielle Abnahme des Cardiac Output wegen
  erhöhtem MAP

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Extra Corporale Membran Oxygenation (ECMO)

• Zapol WM et al. JAMA 1979242(20)2193-6
• 90 prospektive randomisierte erwachsene Patienten
• Multicenter Studie
• Konventionelle mechanische Ventilation vs.
  mechanische Ventilation mit teilweisem
  venoarteriellem Bypass ergänzt
• Kein Nutzen

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Partial Liquid Ventilation (PLV)

• Ventilation der Lunge mit konventioneller
  Beatmung nach Füllung mit Perfluorcarbon
• Perflubron
• 20-fache O2 und 3-fache der CO2 Löslichkeit
• Schwerer als Wasser
• Höherer Verteilungskoeffizient
• Studien mit Tiermodellen deuten auf eine
  Verbesserung der Compliance und des Gasaustauschs
  hin

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Partial Liquid Ventilation (PLV)

• CL Leach, et al. NEJM 1996335761-7. The
  LiquiVent Study Group
• 13 Frühgeborene mit schwerem RDS,mit
  konventionellen Mitteln behandlungsrefraktär
• Keine nachteiligen Wirkungen
• Erhöhte Oxygenation und verbesserte pulmonale
  Compliance
• 8 von 10 Überleben

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Partial Liquid Ventilation (PLV)

• Hirschl et al
• JAMA 1996275383-389
• 10 Erw. Patienten mit ARDS unter ECMO
• Ann Surg 1998228(5)692-700
• 9 Erw. Patienten mit ARDS unter konventioneller
  mechanischer Ventilation
• Verbesserung des Gasaustauschs mit wenigen
  Komplikationen
• Keine randomisierten oder fallkontrollierten
  Studien

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Hochfrequenz-Jet-Ventilation

• Carlon GC et al. Chest 198384551-59
• Prospektive Randomisierung 309 Erw. Patienten mit
  ARDS - HFJV vs. Volumenkontrollierte Ventilation
• VCV bewirkte höhere PaO2 Werte
• HFJV verbesserte die alveoläre Ventilation gering
• Kein Unterschied in der Überlebensrate, des IPS
  Aufenthalts, oder der Komplikationen

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Hochfrequenzoszillatorventilation (HFOV)

• Erhöht den MAP
• Rekrutiert Lungenvolumen
• Nur geringe Änderung des Tidalvolumens
• Behindert den venösen Rückfluss, was eine
  Erhöhung des intravasalen Volumens oder den
  Gebrauch von Vasopressoren erfordern könnte

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Predicting outcome in children with severe acute
respiratory failure treated with high-frequency
ventilation
Sarnaik AP, Meert KL, Pappas MD, Simpson PM,
Lieh-Lai MW, Heidemann SM
Crit Care Med 1996 241396-1402
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Zusammenfassung der Resultate

• Es trat eine signifikante Verbesserung des pH,
  PaCO2, PaO2 und PaO2/FiO2 Ratio 6h nach Beginn
  der HFO Behandlung auf
• Die Verbesserung des Gasaustauschs war dauerhaft
• Die Überlebenden zeigten eine Abnahme des OI und
  eine Zunahme der PaO2/FiO2 Ratio 24h nach HFO
  Beginn, während es bei Nicht-Überlebenden zu
  keiner Verbesserung kam
• Ein OI von gt 20 vor HFO und die Unfähigkeit
  diesen um gt 20 nach 6h zu senken, führten in 88
  (7/8) sensitiv und 83 (19/23) spezifisch zum Tod

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Studienzusammenfassung

• Bei Patienten, bei denen eine potentiell
  reversible Erkrankung ein ARDS auslöste das auf
  konventionelle Ventilation nicht ansprach,
  verbesserte HFOV die Ventilation und den
  Gasaustausch schnell und anhaltend.
• Die Größe der Oxygenationsstörung und deren
  Verbesserung nach HFOV, ermöglicht eine
  Vorhersage der Prognose innerhalb von 6h.

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Hochfrequenzoszillatorventilation (HFOV)
Pädiatrisches ARDS

• Arnold JH et al. Crit Care Med 1994
  221530-1539.
• Prospektive, randomisierte klinische cross-over
  Studie mit 70 Patienten
• Unter HFOV benötigten die Patienten ab dem 30ten
  Tag weniger O2
• HFOV Patienten hatten eine höhere Überlebensrate
• Überlebende hatten weniger chronische
  Lungenerkrankungen

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New England Journal of Medicine 20003421301-8
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Studienzusammenfassung

• Bei Patienten mit ALI und ARDS, resultiert die
  mechanische Ventilation mit kleineren
  Tidalvolumina als normalerweise üblich in einer
  Abnahme der Mortalität und erhöht die Anzahl der
  Tage ohne Ventilatorgebrauch

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Bauchlage

• Verbesserung des Gasaustauschs
• Konstantere alveoläre Ventilation
• Rekrutierung dorsaler atelektatischer Regionen
• Verbesserung der Lagerungsdrainage
• Wiederherstellung der Perfusion weg von ödematös
  abhängigen Regionen

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Bauchlage

• Nakos G et al. Am J Respir Crit Care Med
  2000161360-68
• Beobachtungsstudie mit 39 Patienten mit ARDS in
  verschiedenen Stadien
• Verbesserte Oxygenation in BL (PaO2/FiO2 18934
  in BL vs. 8314 in RL) nach 6h
• Keine Verbesserung bei Patienten mit spätem ARDS
  oder pulmonaler Fibrose

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Bauchlage

• NEJM 2001345568-73
• BL-RL Studiengruppe
• Multicenter randomisierte klinische Studie
• 304 Erw. Patienten prospektiv randomisiert für 10
  Tage RL vs. BL Ventilation 6 h/d
• Verbesserte Oxygenation in BL
• Keine Verbesserung der Überlebensrate

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Exog. Surfactantgabe

• Erfolgreich bei Kindern mit neonatalem
  Atemnotsyndrom
• Exosurf ARDS Sepsis Studie. Anzueto et al. NEJM
  19963341417-21
• Randomisierte Kontrollstudie
• Multicenter Studie 725 Patienten mit Sepsis
  induziertem ARDS
• Kein signifikanter Unterschied der Oxygenation,
  Dauer der mech. Ventilation, Hospitalisationsdauer
  , oder Überlebensrate

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Exog. Surfactantgabe

• Aerosol vermittelte Verabreichung nur 4.5 des
  kontrastmarkierten Surfactant erreichte die
  Lungen
• Nur gut ventilierte, weniger schwer geschädigte
  Areale werden so erreicht
• Neue Verabreichungsmöglichkeiten werden
  untersucht, z.B. tracheale Instillation und
  bronchoalveolare Lavage

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Inh. Stickstoffmonoxid (iNO)

• Pulmonaler Vasodilatator
• Verbessert die Perfusion ventilierter
  Lungenareale selektiv
• Reduziert intrapulmonale Shunts
• Verbessert die arterielle Oxygenation
• T1/2 111 bis 130 msec
• Keine systemisch haemodynamischen Effekte

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Inh. Stickstoffmonoxid (iNO)

• Inh. Stickstoffmonoxid Studiengruppe
• Dellinger RP et al. Crit Care Med 1998 2615-23
• Prospektive, randomisierte, placebo
  kontrollierte, doppel-blind, Multicenter Studie
• 177 Erw mit ARDS
• Verbesserung des Oxygenation Index
• Keine signifikanten Unterschiede in der
  Mortalität oder der Anzahl Tage ohne Ventilator

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Inh. Aerosolierte Prostazyklingabe (IAP)

• Potent selektiver pulmonal Vasodilatator
• Wirksam bei pulmonaler Hypertension
• Kurze Halbwertszeit (2-3 min) schnelle
  Eliminierung
• Wenig oder keine haemodynamische Auswirkungen
• Keine randomisierten klinischen Studien vorhanden

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KortikosteroideAkutphasen Studien

• Bernard GR et al. NEJM 19873171565-70
• 99 Pat. prospektiv randomisiert
• Methylprednisolon (30mg/kg q6h x 4) vs.Placebo
• Keine Unterschiede in der Oxygenation, Thorax Rx,
  Infektionsrate oder der Mortalität

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KortikosteroideFibroproliferative Phase

• Meduri GU et al. JAMA 1998280159-65
• 24 Pat. mit schwerem ARDS und fehlender
  Verbesserung 7 Tage nach Behandlungsbeginn
• Placebo vs. Methylprednisolon 2mg/kg/day für 32
  Tage
• Die Steroidgruppe zeigte eine Verbesserung im
  Lung Injury Score,eine Verbesserte Oxygenation,
  sowie eine geringere Mortalität
• Keine signifikanten Unterschiede der
  Infektionsrate

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PROGNOSE

• Zugrundeliegende körperl. Verfassung
• Präsenz eines MODS
• Schweregrad der Erkrankung

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Wir werden ständig durch die Mühelosigkeit
irregeführt, mit der unser Verstand in die
Furchen von ein oder zwei Erfahrungen fällt.
Sir William Osler