Long protectief beademen (samenvatting van het onderzoek)

Transcriptie

1 Pagina 8 Long protectief beademen (samenvatting van het onderzoek) Onderzoeksvraag Wordt er binnen de IC van het St. Antonius Ziekenhuis protectief beademd volgens de geldende evidenced based richtlijnen? Projectgroep Annemarie van Manen (IC-verpleegkundige in opleiding) Aline Meeuwissen (IC-verpleegkundige in opleiding) Tanja van Gent (IC-verpleegkundige in opleiding) Susanne Zuidema (IC-verpleegkundige in opleiding) Instelling St. Antonius Ziekenhuis Opleidingsinstituut Antonius Academie Mei- september 2014 Bij patiënten met respiratoire insufficiëntie is mechanische beademing vaak noodzakelijk voor een adequate gasuitwisseling. Ook wordt mechanische beademing toegepast om de ademhalingsspieren te laten rusten. Het is inmiddels duidelijk geworden dat mechanische beademing zelf kan leiden tot extra longschade, beter bekend als Ventilator Induced Lung Injury (VILI). Aan de ene kant bestaat een risico op overrekking van gezonde alveoli tegen het eind van de inademing (inspiratoir) als gevolg van hoge druk of te grote teugvolumes. Aan de andere kant bestaat er ook een risico op het samenvallen van zieke alveoli tijdens de uitademing (expiratie), bij het gebruik van een te lage positieve eind expiratoire druk (PEEP). In de overgangsgebieden tussen open en samenvallende alveoli ontstaan zeer hoge krachten op het longweefsel, wat shear-stress wordt genoemd. De uitdaging bij beademing is het voorkomen van overrekking en zeker ook het voorkomen van shear-stress. Long protectief beademen Protectieve beademing is zoeken naar een balans tussen het openen en het open houden van de alveoli ter ondersteuning van de oxygenatie en ventilatie. Het doel van de long protectieve beademingsstrategie is het minimaliseren van schade, die veroorzaakt kan worden door mechanische beademing. Ook wordt longschade beperkt door het vermijden van overrekking en herhaaldelijk dichtklappen van alveoli en ondertussen te voorzien in een adequate oxygenatie en ventilatie. Bij mechanische ventilatie is het de uitdaging dat er geen heterogene schade in de longen optreedt. Ventilator Induced Lung Injury (VILI) wordt onderverdeeld in barotrauma, volutrauma, atelectrauma en biotrauma. 1. Barotrauma Pulmonale barotrauma bij mechanisch beademende patiënten is het resultaat van geruptureerde alveoli. Er ontstaat een groot drukverschil tussen de druk in de alveoli en het daarnaast gelegen weefsel. De alveoli gaan kapot en er ontstaat vrij lucht met een pneumothorax of pneumomedinastium als gevolg.

2 2. Volutrauma Volutrauma ontstaat na het overrekken van longweefsel. Overrekking van het longweefsel door te grote inspiratoire volumes kan leiden tot interstitieel longoedeem, alveolaire schade, verhoogde permeabiliteit van het epitheel en de verhoogde vasculaire permeabiliteit. Men noemt dit volutrauma omdat niet de gegeven druk, maar het longvolume of de eind inspiratoire rek deze schade veroorzaakt. 3. Atelectrauma Atelectrauma wordt veroorzaakt door het samenvallen van alveoli eind expiratoir en het weer recruteren van deze samengevallen longdelen tijden de inspiratie. Meerdere studies hebben laten zien dat het samenvallen en heropenen een kritieke factor is bij het ontstaan van longschade tijdens mechanische beademing. 4. Biotrauma Biotrauma wordt gekarakteriseerd door het vrijkomen van mediatoren uit de cellen van het longweefsel. Deze mediatoren veroorzaken meer schade in het longweefsel en in andere orgaansystemen, wat kan leiden tot Multi Orgaan Falen (MOF). Literatuurstudie Tijdens het zoeken in de verschillende databanken hebben we gebruik gemaakt van de volgende zoektermen: low tidal ventilation OR lung protective ventilation. Low tidal volume ventilation is namelijk een onderdeel van long- protectieve beademing. Het doel van deze literatuurstudie is om antwoorden te krijgen op de volgende vragen: Wat houdt long protectief beademen in? Wat zijn de voor- en nadelen met name voor de patiënt? Wat geldt voor gezonde longen en wat geldt voor ongezonde longen? Is er verschil voor verschillende patiëntengroepen? Wanneer wordt de keuze gemaakt voor 6 ml per kg ideaal lichaamsgewicht en wanneer voor 8 ml per kg ideaal lichaamsgewicht met in achtneming van de kwaliteit van de longen van de patiënt? Zijn 6 ml en 8 ml per kg ideaal lichaamsgewicht de geldende teugvolumen? Risico s verminderen Uit onderzoek blijkt dat de beademingsstrategie long protectieve beademing VILI's minimaliseert en daarmee ook de mortaliteit vermindert bij patiënten met Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS). Patiënten met ARDS hebben ernstige hypoxemie en verminderde long compliance (stugge longen) en kenmerkt zich door een verstoorde gasuitwisseling door het ontstaan van een ernstige ontstekingsreactie met eiwitrijk longoedeem als gevolg. De definitie van ARDS is: PaO 2 /FiO 2 met PEEP of CPAP 5 cm H 2 O o 300 mmhg (40 kpa): 'mild ARDS' (mortaliteit 27%) o 200 mmhg (26,5 kpa): 'moderate ARDS' (mortaliteit 32%) o 100 mmhg (13 kpa): 'severe ARDS' (mortaliteit 45%) Ontstaan binnen 1 week na trauma of ziekte Dubbelzijdige afwijkingen op X-thorax Longafwijkingen niet als gevolg van alleen hartfalen of overvulling. Beademde patiënten met een hoog risico voor het ontwikkelen van ARDS zijn patiënten die kritisch ziek zijn, patiënten die een risicovolle operatie moeten ondergaan of die een ziekte hebben die een opname op de IC vereisen. Deze groep patiënten kan ook voordeel hebben van de long protectieve beademingsstrategie om het risico op het ontwikkelen van ARDS te verminderen. pag. 2

3 Beademingsstrategieën Er zijn meerdere strategieën om ventilator geïndiceerde longschade te beperken, namelijk: Beademing met kleine teugvolumes om overrekking van de alveoli te beperken. Dit is aangetoond in de ARDS Network Studie. Deze studie heeft teugvolumes van 12 ml per kg ideaal lichaamsgewicht vergeleken met teugvolumina van 6 ml per kg ideaal lichaamsgewicht. Het resultaat: de mortaliteit in de groep van de low- tidal volume strategie was aanzienlijk gedaald! Alveolaire rekrutering: procedures die gebruikt worden om gecollabeerde longvelden te heropenen, zouden ook bijdragen aan het verminderen van VILI. Toepassen van hogere drukken om zieke alveoli te openen, deels doordat ze zijn gecollabeerd en deels door de afwezigheid van functionele surfactant. Wanneer alveoli geopend zijn volstaan lagere drukken om de alveoli open te houden. Rekrutering leidt in de eerste plaats tot een normalisering van de ventilatieperfusieverhouding in de longen en daarmee tot een verbetering van de oxygenatie. Daarnaast voorkomt 'open-long'-beademing het ontstaan van longschade. Hoger PEEP niveau handhaven om longschade van te kleine teugen (atelectrauma) te beperken. Het vermijden van atelectrauma zou even belangrijk moeten zijn als het verbeteren van de oxygenatie. Andere benaderingen: Buikligging, Extra Corporaal Life Support (ECLS) en neuromusculaire blokkade om de synchronie tussen patiënt en ventilator te bewerkstelligen. High- frequency Oscillatory Ventilation (HFOV): een techniek waarbij hele kleine teugvolumes (soms kleiner dan de anatomische dode ruimte) worden gebruikt bij patiënten met ARDS in combinatie met hoge ademfrequenties (15 ademteugen per seconde). Beademingsstrategie Om het risico op VILI te verminderen, wordt de volgende beademingsstrategie omschreven: Teugvolume In de huidige evidence wordt aanbevolen een teugvolume te handhaven van 6-8 ml per kg ideaal lichaamsgewicht bij patiënten met een risico op ARDS (trauma, sepsis, risicovolle operaties) en bij patiënten zonder risico voldoet een teugvolume van kleiner of gelijk aan 10 ml per kg ideaal lichaamsgewicht. Het is cruciaal van belang dat het teugvolume wordt berekend uitgaande van het ideaal lichaamsgewicht en niet van het actuele lichaamsgewicht! Het gebruik van actueel lichaamsgewicht zou leiden tot te grote teugvolumes. Echter, een knelpunt in de praktijk is dat de berekening van het ideaal lichaamsgewicht niet wordt toegepast. Vaak is de lengte van de patiënt niet bekend. De mogelijkheid om het ideaal lichaamsgewicht te berekenen aan het bed is zeker van belang. Formule berekening Ideal Body Weight (IBW): Mannen: IBW = X (lengte - 152) Vrouwen: IBW= X (lengte - 152) PEEP niveau in combinatie met FiO 2 Evidence based beademing van patiënten met ARDS houdt in: lage teugvolume van 6ml per kg ideaal lichaamsgewicht en PEEP gerelateerd aan FiO 2. Dus lage PEEP bij lage FiO2, hoge PEEP bij hoge FiO2. De volgende FiO 2 /PEEP combinaties (zie tabel) worden gehandhaafd door de ARDS Network om het oxygenatiedoel van PaO2 10,65 kpa (55 tot 80 mmhg) of SpO 2 88 tot 95% te bereiken: Fio2 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% PEEP 5 5 tot 8 8 tot Figuur 1: PEEP- tabel zoals gebruikt in de trials van ARDS Network. [19] pag. 3

4 pag. 4

5 Plateaudruk Om barotrauma en dus alveolaire overrekking te voorkomen wordt gestreefd naar een plateaudruk gelijk of kleiner dan 30 cm H 2 0. Een lage plateaudruk wordt geassocieerd met een lagere incidentie van pulmonale barotrauma. Dit laatste werd geïllustreerd in een studie waarin een sterke correlatie tussen pulmonale barotrauma en een plateau luchtwegdruk >35 cm H 2 O werd gevonden. Permissie hypercapnie Het verlagen van teugvolumes en dus het ademminuutvolume leidt tot hypercapnie, dit wordt getolereerd bij long protectieve beademing. Om ernstige respiratoire acidose (ph < 7.20) te vermijden is het nodig om de ademfrequentie te verhogen, vaak tot 30 ademteugen per minuut. Bij patiënten met risico op ARDS (sepsis) wordt aanbevolen om te starten met een ademfrequentie van 20 ademteugen per minuut. Voordelen en nadelen van long protectief beademen (vanuit de literatuur): In kader plaatsen Voordelen: Vermindering van het ontstaan van VILI. Door het gebruik van kleine teugvolumes wordt overrekking voorkomen, er ontstaat dus minder longschade veroorzaakt door mechanische beademing. VILI komt het meest voor bij beademde patiënten met ARDS. Echter, VILI kan ook optreden bij beademde patiënten die behandeld worden voor andere doeleinden dan ARDS. Lagere mortaliteit. Bij patiënten met ARDS: gerandomiseerde studies stellen dat mechanische ventilatie met teugvolumes van 6 ml per ideaal kg lichaamsgewicht de mortaliteit verbeterde. Vermindering van pulmonale infecties. Afname inflammatoire respons, MOF en ARDS. Lagere plateaudruk; een laag teugvolume vermindert de plateaudruk. Kortere intubatieduur. Kortere IC opnameduur (op de IC). Nadelen: Beademing met lage teugen kan leiden tot hypercapnie en vereist een strategie 'permissie hypercapnische ventilatie'. Een te laag teugvolume kan leiden tot atelectrauma. Ademarbeid en patiënt- ventilator dissynchronie zouden kunnen toenemen bij lage teugvolumina. Dissynchronie kan ontstaan bij alle patiënten die mechanisch beademd worden, maar specifiek bij patiënten die niet gesedeerd zijn en welke een hoge ademdrive hebben. Dissynchronie kan angst, onrust en gevoel van benauwdheid veroorzaken waardoor de ademarbeid toeneemt en het risico op uitputting vergroot. Van belang is het minimaliseren van patiënt- ventilator dissynchronie door onder andere het observeren van tekenen van discomfort. Lage teugvolumina zou leiden tot meer gebruik van sedativa. Terwijl dissynchronie meer sedatie kan verlangen na het starten van beademing met kleine teugen, lijkt de behoefte aan meer sedatie toch niet te bestaan bij het gebruik van kleine teugvolumes. In een analyse van gegevens van de groep met kleine teugen, waren geen significante verschillen in het percentage dagen dat patiënten kalmerende middelen, opiaten of neuromusculaire blokkade nodig hadden vergeleken met de conventionele mechanische ventilatie groep. Het resultaat van een studie was dat bij een teugvolume van 8 ml per kg ideaal lichaamsgewicht een vermindering in ademarbeid zichtbaar was, dit zou dus ook een benadering kunnen zijn in het vermijden van patiënt-ventilator dissychronie. pag. 5

6 Het behouden van een adequaat ademminuutvolume bij lage teugvolumes zou leiden tot een verhoging in de ademfrequentie, soms boven een frequentie van 30 per minuut, wat ook als limiet zou gelden. Dit zou kunnen leiden tot dynamische hyperinflatie en auto- PEEP. Van belang is om goed de flowcurve op de beademingsmachine te observeren. Is er verschil voor verschillende patiëntengroepen? Op de Intensive Care liggen in het algemeen met twee groepen patiënten aan de beademing: 1. Patiënten aan de beademing met gezonde longen, bijvoorbeeld postoperatieve patiënten. 2. Patiënten aan de beademing met ernstige respiratoire insufficiëntie, bijvoorbeeld als gevolg van pneumonie en sepsis. 1. Gezonde longen Deze groep patiënten heeft eigenlijk geen probleem met de gasuitwisseling en is de beademing meestal dan ook minimaal ondersteunend. Hoewel de eerste studies met kleine teugvolumen zijn gedaan bij patiënten met ARDS, zijn er ook aanwijzingen dat het ook verstandig is om bij patiënten zonder longlijden kleine teugvolumen te gebruiken. Dus is het ook belangrijk om bij deze patiënten het risico op VILI te minimaliseren. In de literatuur staat beschreven dat CABG patiënten een hoger risico lijken te hebben op het ontstaan van ARDS gezien de inflammatoire veranderingen veroorzaakt door de bypasses. Daarom vier belangrijke punten: 1. Streef zo snel mogelijk naar support beademing (PS) of Neurally Adjusted Ventilatory Assist (NAVA). Het is aangetoond dat na gecontroleerde beademing gedurende 18 uur er al atrofie optreedt van de diafragmaspier. Streef daarom zo snel mogelijk naar support beademing. 2. Voorkom hyperoxie: PaO 2 altijd <16 kpa (streef naar saturatie 93-98%). Hoge zuurstofspanning geeft radicaalvorming met het risico op weefselschade. Volwassen dieren overlijden na blootstelling aan 100% zuurstof gedurende enkele dagen. Uit onderzoek blijkt dat PaO 2 > 16 kpa is geassocieerd met een slechtere IC-outcome ondanks correctie voor ernst van ziekte. 3. Kleine teugvolumina: 6-8 ml per kg ideaal lichaamsgewicht. Hoewel de eerste studies met kleine teugvolumina zijn gedaan bij patiënten met ARDS, is nu ook aangetoond dat kleine teugvolumen bij patiënten die een operatie ondergaan leidt tot een betere outcome. Wel is men dan minder strikt in 6 ml per kg ideaal lichaamsgewicht, maar streeft men naar een teugvolume tussen de 6-8 ml per kg ideaal lichaamsgewicht. Ook tijdens pressure-support streeft men naar deze teugvolumina om overrekking van de alveoli aan de ventrale zijde te voorkomen. 4. Start met PEEP van 8-10 cmh 2 O en afbouwen. Deze groep patiënten komen in het algemeen uit met een lagere PEEP (< 15 cm H 2 O). 2. Ongezonde longen Bij patiënten met ARDS, bijvoorbeeld ten gevolge van sepsis, is de gaswisseling een groot probleem en zijn hoge beademingsdrukken vaak noodzakelijk, waardoor het risico op VILI toeneemt. De beademing moet dus vooral gericht zijn op een aanvaardbare gaswisseling met de laagst mogelijke beademingsdrukken om beademingsschade te voorkomen. Hierbij zijn de volgende punten van belang: 1. Streef zo snel mogelijk naar support beademing (PS of NAVA). 2. Voorkom hyperoxie, zorg dat de PaO 2 altijd kleiner is dan <16 kpa (120 mmhg) en streef naar een lagere saturatie van 88-92%. 3. Gebruik kleine teugvolumes van 4-6 ml per kg ideaal lichaamsgewicht 4. Overweeg bij ernstige dissynchronie spierverslapping gedurende de eerste 48 uur. 5. Start met PEEP van 15 cmh 2 O en bouw af bij longfunctieverbetering. 6. Overweeg buikligging bij aanhoudende hypoxemie. 7. Als hypoxemie aanhoudt ondanks buikligging: overweeg ECLS. pag. 6

7 Conclusie literatuurstudie Vanuit de literatuur zijn de geldende evidence based criteria voor long protectieve beademing: Kleine teugvolumes van 6ml per kg ideaal lichaamsgewicht bij patiënten met ARDS. Volgens de huidige evidence based richtlijnen wordt aanbevolen om mechanisch beademde patiënten zonder ARDS, met risico op het ontstaan van ARDS beademd moeten worden met een teugvolume van 6-8 ml per kg ideaal lichaamsgewicht. Dit zijn de patiënten op de IC met sepsis, trauma, shock, risicovolle operaties, waaronder hartchirurgie. Patiënten zonder risico op het ontstaan van ARDS zouden beademd moeten worden met een teugvolume van 10 of minder ml per kg ideaal lichaamsgewicht om longschade te voorkomen. Evidence based beademing van patiënten met ARDS houdt naast de kleine teugvolumes in: PEEP gerelateerd aan FiO 2. Bij patiënten zonder ARDS wordt aanbevolen om te starten met een PEEP- niveau van 8 cm H 2 0 en aangepast zou moeten worden op de oxygenatie behoefte van de individuele patiënt. Er is nog geen eenduidige aanbeveling bekend wat het ideale PEEP niveau is, wel is bekend dat geen PEEP leidt tot ongunstige uitkomst! Daarnaast is het streven naar een plateaudruk 30 cm H 2 O en permissie voor hypercapnie. Er zijn echter meer studies nodig om te kunnen zeggen of alle patiënten baat zouden hebben bij kleine teugvolumes, lage plateau drukken en hogere PEEP- niveaus. Graag willen wij hierbij onze begeleiders bedanken voor hun hulp en feedback tijdens het onderzoek, namelijk Anja Feringa, Dewi Stalpers, Bart Silfhout en Ineke van de Pol. pag. 7