„Ein hoher PEEP ist nicht zwangsläufig vorteilhaft“

Kleine Hubvolumina in der lungenprotektiven Beamtung sind heute Standard. Doch auch der Positive endexpiratorische Druck (PEEP) hat einen erheblichen Einfluss auf das Outcome. Eine aktuelle Studie brachte hier Überraschendes zutage. Über die Hintergründe sprachen wir mit der Präsidentin der Deutschen Gesellschaft für Anästhesiologie und Intensivmedizin (DGAI), Prof. Dr. Thea Koch vom Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden.

Frau Professor Koch, wie ist man überhaupt darauf gekommen, die intraoperative Beatmung unter die Lupe zu nehmen?

Die Idee stammt im Prinzip aus der Intensivmedizin. Wir beschäftigen uns in unserer Arbeitsgruppe damit schon seit vielen Jahren – sowohl experimentell als auch klinisch. Früher haben wir mit großen Atemzugvolumina gearbeitet, mit etwa zehn bis zwölf Milliliter pro Kilogramm Körpergewicht. Aber dann kam diese große, bahnbrechende ARDS-Studie. Das war im Jahr 2000. Seither wissen wir, dass mechanische Beatmung Schäden an der Lunge bewirken kann – an einer gesunden Lunge und an einer vorerkrankten erst recht. Die Studie hatte eindeutig gezeigt, dass niedrige Zugvolumina die Sterblichkeit bei Patienten mit Lungenversagen erheblich senken.

In den folgenden Jahren wurden die Studienergebnisse in weiteren Untersuchungen bestätigt.

Richtig, in den vergangenen Jahren gab es allerdings wenig Bewegung im Bereich der intraoperativen Beatmung. Ein Grund war vielleicht, dass man dachte, die Beatmung während der Narkose im OP sei nicht so relevant, weil die Ventilationszeiten im Vergleich zur Intensivstation weniger lang sind. Aber dennoch kristallisierte sich langsam heraus: Auch unter der vergleichsweise kurzen intraoperativen Ventilation zeigen sich erhebliche Unterschiede – und zwar bei den postoperativen pulmonalen Komplikationen.

Und dies war abhängig davon, wie die Patienten beatmet wurden?

Genau, also sind wir das Thema systematisch angegangen und haben verschiedene Beatmungseinstellungen getestet. Die Frage war: Reduzieren niedrige Tidal-volumina das Auftreten postoperativer Komplikationen?

Sie haben also die Ergebnisse aus dem Intensivbereich auf die Narkose übertragen. Was war das Ergebnis?

Es zeigte sich: Auch intraoperativ verringern niedrige Atemzugvolumina die postoperativen pulmonalen Komplikationen deutlich. Das war der erste Schritt.

Was folgte?

Nach dieser Erkenntnis wurden zwar die Tidalvolumina reduziert, aber dann vielleicht der Positive endexpiratorischen Druck, kurz PEEP, etwas höher genommen, um die Oxygenierung zu verbessern und die Lunge offen zu halten. Oder man hat den PEEP gar nicht so differenziert beurteilt. War die Sättigung nicht optimal, hat man versucht, Lungengewebe mit höheren inspiratorischen Drücken zu rekrutieren. Aber es blieb die Frage: Welche Strategie senkt nun die postoperativen Komplikationen? Allein das niedrige Tidalvolumen? Oder der PEEP und vielleicht das Recruitmentmanöver? Zur Beantwortung dieser Frage gab es bisher kaum Studien.

Um Antworten zu finden, haben Sie die multizentrische Studie „Protective Ventilation During General Anesthesia for Open Abdominal Surgery – a Randomized Controlled Trial“ konzipiert, kurz PROVHILO. Was genau haben Sie hier untersucht?

Wir haben differenziert untersucht, inwieweit die Höhe des PEEP unter Verwendung von niedrigen Atemzugvolumina zur Lungenprotektion beiträgt und Komplikationen verhindert. Wie sieht es also aus, wenn wir protektive, niedrige Zugvolumina nehmen? In unserem Fall wurden acht Milliliter pro Kilogramm Körpergewicht verwendet und mit unterschiedlichen PEEP-Niveaus kombiniert – nämlich weniger als zwei Zentimeter Wassersäule verglichen mit zwölf Zentimeter Wassersäule. Wir wollten damit Antworten auf folgende Fragen finden: Welche Rolle spielt der PEEP in dem Gesamtkonzept, das man als protektiv bezeichnet? Gibt es da Unterschiede? Was ist die führende – im Sinne von schützende – Komponente?

Und die Ergebnisse haben Sie überrascht?

Ja, wir waren sehr erstaunt darüber, was bei dieser Studie herauskam. Denn der PEEP scheint auf die postoperativen pulmonalen Komplikationen einen großen Einfluss zu haben – aber anders, als wir dachten. Wir hatten erwartet, dass der höhere PEEP bessere Ergebnisse bringt. Wir haben ja die Vorstellung, dass der höhere PEEP die Atemwege offen hält – auch in der Exspiration – und sich deshalb weniger Atelektasen bilden. Atelektasen treten häufig unter Beatmung auf, besonders bei abdominellen Eingriffen, da Haken und Rahmen das Lungenvolumen stärker einschränken. Aber: Diesen Gedanken haben die Ergebnisse der Studie nicht bestätigt. Im Gegenteil: Man hat sogar gesehen, mit einem hohen PEEP handelt man sich eher Nachteile ein. Der hohe PEEP von zwölf schafft vermehrt Probleme im Bereich der Hämodynamik – die Patienten benötigen mehr Volumen und/oder mehr vasoaktive Substanzen zur Blutdruckstabilisierung. Diesen Gedanken verfolgen wir jetzt weiter – auch an anderen Patientengruppen. Derzeit führen wir eine große Studie durch an 2 000 Patienten, die stark adipös sind und die sich einem viszeralchirurgischen Eingriff unterziehen. Wobei hier unsere Hypothese lautet, dass diese Patienten von einem höheren PEEP profitieren könnten.

Können Sie aus den Ergebnissen der Studie eine konkrete Empfehlung ableiten?

Nach dieser Studie ist die Empfehlung, einen Patienten mit sechs bis acht Milliliter pro Kilogramm Körpergewicht intraoperativ zu beatmen. Für den PEEP haben wir keinen absoluten Grenzwert nach oben, denn wir haben ja nur zwei PEEP-Stufen getestet. Daraus lässt vsich ableiten, dass der PEEP eher niedrig sein sollte – anfangs nicht über fünf.

Aber dann sinkt die Sättigung doch ...

Natürlich muss man individuell entscheiden: Profitiert dieser Patient auch von der lungenprotektiven Beamtung? Ist er darunter nicht gut einzustellen, benötigt er womöglich einen höheren PEEP, das muss jeder Behandler von Fall zu Fall entscheiden. Außerdem kommt man manchmal natürlich nicht darum herum, mit höheren Drücken zu beatmen. Wir sollten aber nicht unkritisch den PEEP sofort höher einstellen.

Wie geht man vor?

Am Anfang der Narkose würde ich den PEEP niedrig einstellen. Fällt dann die Sättigung, gehe ich schrittweise vor – erhöhe zunächst die Sauerstoffkonzentration, also den FiO₂, anschließend den PEEP. Bessert sich die Oxygenierung darunter nicht zufriedenstellend, kann man prüfen, wie der Patient auf ein Recruitmentmanöver reagiert. Das ist in einigen Fällen sicherlich auch angebracht, da wir ungern eine Sauerstoffkonzentration von größer 60 Prozent einstellen. Denn wir wissen ja, dass hohe Sauerstoffkonzentrationen ebenfalls zu Lungenschäden führen können.

Lassen sich diese Ergebnisse auch auf andere Patientengruppen übertragen?

Nach der aktuellen Datenlage können wir diese Form der Beatmung nur für lungengesunde, viszeralchirurgische Patienten offiziell empfehlen – sie waren das untersuchte Klientel. Aber die Befunde sind ein starker Hinweis darauf, dass ein hoher PEEP nicht zwangsläufig vorteilhaft ist, sondern auch negative Auswirkungen auf den Kreislauf haben kann. Wichtig ist, sich den Patienten genau anzuschauen und die Problematik des PEEP im Kopf zu haben. Wir müssen also die Patienten identifzieren, die von einem höheren PEEP profitieren. So kann zum Beispiel bei extremen Lagerungen, wie der Kopftieflage, ein höherer PEEP sinnvoll sein.

Was passiert denn unter Beatmung in der Lunge und wie kommen die postoperativen pulmonalen Komplikationen überhaupt zustande?

Wir müssen uns einmal klar machen, wie stark wir mit einer Beatmung in das System Lunge eingreifen. Die Ventilation ist eine völlige Umkehr der physiologischen Atmung: Normalerweise haben wir während der Inspiration einen negativen Druck in der Lunge, der sich dann irgendwann an den atmosphärischen Druck annähert, nur in der Exspiration haben wir unter Spontanatmung einen positiven Druck in der Lunge. Unter mechanischer Ventilation aber produzieren wir eine kontinuierlich positive Druckbeatmung. Zudem pumpen wir Luft in die Lunge, die natürlich nie so angefeuchtet ist wie die normale Atemluft. Unter Spontanatmung atmen wir auch normalerweise unterschiedlich tief ein und aus – durch variierende Atemzüge mit niedrigen und höheren Volumina. Unter Beamtung hingegen wird in der Regel ein recht starres Schema, mit definierten Zugvolumina und Drücken angewandt. Das alles führt dazu, dass die Verhältnisse in der Lunge vollkommen anders sind als unter physiologischen Bedingungen. Darüber hinaus entstehen häufig Atelektasen. In Rückenlage sind die abhängigen, also die auf der Matte liegenden Lungenbezirke, weniger gut belüftet. Daher benötigen wir hier einen höheren Druck, um sie zu belüften – oder sie eventuell sogar wieder öffnen zu können. Auf die oberen besser belüfteten Lungenbezirke wirkt dann gleichzeitig ein zu hoher Druck ein. Diese Inhomogenitäten führen dazu, dass einige Bezirke überbläht werden, und andere eben minderbelüftet sind. Wir sehen auch, dass hohe Drücke während der mechanischen Ventilation zum Beispiel zu Rissen im Lungengewebe führen und dadurch einen Pneumothorax verursachen können. Alle diese Einflüsse prädisponieren den Patienten dafür, postoperativ pulmonale Komplikationen zu entwickeln. Hier müssen wir entschieden gegensteuern.

Frau Professor Koch, vielen Dank für dieses Gespräch.