Das Verhalten der zerebralen Blutflußgeschwindigkeit unter konventioneller Beatmung und unter superponierter Hochfrequenz-Jet-Ventilation

Zusammenfassung

Ziel der Studie: Patienten mit erhöhtem intrakraniellen Druck oder durch Gefäßspasmus nach Subarachnoidalblutung eingeschränkter zerebraler Durchblutung stellen, wenn es gleichzeitig zum Auftreten eines respiratorischen Versagens kommt, ein spezielles Problem dar, da eine kinetische Therapie oder eine extrakorporale Membranoxygenierung kontraindiziert sind. Die superponierte Hochfrequenz-Jet-Ventilation (SHFJV) hat sich als geeignet zur Beatmung von Patienten mit Lungenversagen erwiesen. Ziel der Untersuchung war es, festzustellen, ob eine Beatmung mittels SHFJV gegenüber konventioneller Beatmung (CMV) bei mäßiger (paCO₂ 31 - 36 mmHg) und stärkerer (paCO₂ 27 - 30 mmHg) Hyperventilation den intrakraniellen Druck (ICP), den zerebralen Perfusionsdruck (CPP) und die Blutflußgeschwindigkeit (BFV) in der Arteria cerebri media bei Patienten mit kritischer zerebraler Durchblutung beeinflußt, und ob die SHFJV eine für diese Patienten geeignete Beatmungsform darstellt.

Methodik: Wir haben bei insgesamt 14 Patienten (4 Patienten mit Schädel-Hirn-Traumen und 10 Patienten mit intrakraniellen Blutungen, 3 Patienten wiesen zusätzlich ein Lungenversagen auf) zunächst unter CMV für jeweils 30 Minuten eine mäßige und anschließend eine stärkere Hyperventilation durchgeführt und die gleiche Vorgangsweise anschließend unter SHFJV wiederholt. Die BFV in der Arteria cerebri media wurde bei beiden Beatmungsformen mittels transkranieller Ultraschall-Dopplersonographie kontinuierlich registriert.

Ergebnisse: Unter stärkerer Hyperventilation mittels CMV kam es im Vergleich zur milden Hyperventilation zu einem statistisch signifikanten Anstieg des paO₂ (121,3 auf 147,2 mmHg, p < 0,05), der SaO₂ (98,5 % auf 99,2 %, p < 0,05) und zu einem Abfall der BFV (Systole 115,9 auf 89,6 cm/s, Diastole 44,6 auf 31,8 cm/s, p < 0,05). Herzfrequenz, mittlerer arterieller Blutdruck, ICP und Beatmungsdrücke zeigten keine statistisch signifikante Änderung. Zwischen milder und stärkerer Hyperventilation unter SHFJV zeigten sich keine statistisch signifikanten Unterschiede bezüglich Kreislaufparametern, ICP, BFV (Systole 106 auf 95 cm/s, Diastole 40 auf 31,8 cm/s, n. s.), paO₂ und Beatmungsdrücken. Nach Umrechnung der mittleren BFV auf ein Standard-CO₂ von 40 mmHg mittels der von Markwalder entwickelten Formel wurden CMV und SHFJV miteinander verglichen. Dabei zeigten sich keine signifikanten Unterschiede bezüglich der erhobenen Parameter.

Schlußfolgerung: Da die mittlere BFV nach Umrechnung auf ein Standard-paCO₂ eine gute Korrelation zum zerebralen Blutfluß zeigt, kann man schließen, daß die SHFJV keine negativen Auswirkungen auf die zerebrale Durchblutung hat. Sie kann daher auch bei Patienten mit kritischer zerebraler Durchblutung zur Behandlung pulmonaler Erkrankungen eingesetzt werden.

Summary

Objective: Patients with increased intracranial pressure or vasospasm after subarachnoidal haemorrhage with decreased cerebral perfusion present a special problem on developping respiratory insufficiency, since kinetic therapy or extracorporal life support are contraindicated. Superimposed High Frequency Jet Ventilation (SHFJV) has been shown to be of benefit in ventilating patients with pulmonary insufficiency. The aim of this study was to evaluate if SHFJV could be safely applied in patients with critical cerebral blood flow; if so, SHFJV might be beneficial when pulmonary insufficiency occurs concomitantly.

Methods: The study was performed in 14 patients (3 with pulmonary insufficiency) applying first moderate hyperventilation (paCO₂ 31 to 36 mmHg) followed by increased hyperventilation (paCO₂ 27 to 30 mmHg) with CMV and SHFJV and measuring intracranial pressure (ICP), cerebral perfusion pressure (CPP) and blood flow velocity (BFV) of the middle cerebral artery. BFV of the middle cerebral artery which correlates closely to the cerebral blood flow, was measured continuously with transcranial Doppler ultrasound.

Results: CMV: Increased hyperventilation leads to a statistically significant increase in paO₂ (121.3 to 147.2 mmHg, p < 0.05), SaO₂ (98.5 % to 99.2 %, p< 0.05) and decrease in BFV (systole 115.9 to 89.6 cm/s, diastole 44.6 to 31.8 cm/s, p < 0.05). Heart rate, mean arterial blood pressure, ICP and ventilation parameters did not show any statistically significant differences. SHFJV: During SHFJV the parameters demonstrated similar patterns as during CMV. However, none of the changes were statistically significant (paO₂ 111.9 to 125.9 mmHg, SaO₂ 97.9 to 98.8, BFV systole 106 to 95 cm/s, diastole 52.7 to 42.4 cm/s, n.s.). After calculating the mean BFV according to the Markwalder formula to a standard paCO₂ of 40 mmHg CMV and SHFJV were compared to one another. No statistical difference was seen between the two different ventilation techniques.

Conclusion: In patients with increased ICP, pulmonary complications such as pneumonia or ARDS are frequently observed. Since there are indications that SHFJV is of benefit in pulmonary insufficiency, the study was conducted to demonstrate that SHFJV can be safely applied in patients with increased ICP.