Vermeidung von Hypoxämie
während Ein-Lungen-Ventilation

Einführung

Bei thoraxchirurgischen Eingriffen ist es zur Optimierung der Operationsbedingungen zumeist erwünscht, die Lunge auf der operierten Seite „ruhig” zu stellen und von der Beatmung auszuschließen. Dies gilt für lungenchirurgische Operationen aber auch für andere Eingriffe mit transthorakalem Zugang, wie z. B. Eingriffe am Ösophagus, an der thorakalen Wirbelsäule, an den großen Gefäßen oder minimal invasive Eingriffe am Herzen. Unbedingt erforderlich ist dieses Vorgehen für die Video-assistierte thorakale Chirurgie (engl: Video-Assisted Thoracic Surgery: VATS). Darüber hinaus ist es bei Lungenparenchymleckagen, Atemwegsverletzungen oder Emphysem-Bullae aber auch, bedingt durch Störung der Ventilations-Perfusions-Beziehung bei Beatmung am offenen Thorax in Seitenlage, zur Sicherung des pulmonalen Gasaustausches indiziert, die „befallene” bzw. zu operierende Lungenseite nicht zu ventilieren.

Ruhigstellung und Ventilations-Ausschluss der operierten Lungenseite ergeben die Indikation zur Ein-Lungen-Ventilation (ELV). Die Voraussetzung dafür ist die Seitentrennung beider Lungenseiten, wozu meist ein Doppellumentubus (DLT) zur Anwendung kommt.

Der Gasaustausch unter ELV ist mit grundsätzlichen Konsequenzen verbunden. Während nur eine Lunge ventiliert wird und für den Gasaustausch zur Verfügung steht, werden weiterhin beide Lungen perfundiert. Der Perfusionsanteil der nicht-beatmeten Lunge führt unweigerlich zur Beimischung von venösem nicht-oxygeniertem Blut und damit Abnahme der arteriellen Oxygenierung, wobei das Ausmaß darüber bestimmt, ob es während ELV zu einer Hypoxämie kommt. Andererseits bestimmen auch die Ventilationsbedingungen der beatmeten Lunge, besonders bei ihrer deutlich stärkeren Durchblutung infolge Seitenlagerung des Patienten, die Qualität der Oxygenierung. So kann es unter diesen Bedingungen, je nach Perfusions-Verteilung und Qualität der Ventilation während ELV auch unter Nutzung von reinem Sauerstoff bei immerhin 5 - 10 % der Patienten zu einer Hypoxämie kommen [1]. Dies wird in der Regel dann angenommen, wenn der arterielle Sauerstoffpartialdruck oder die arterielle Sauerstoffsättigung Grenzwerte von 65 - 70 mmHg bzw. 90 % unterschreitet, wobei diese Werte situations- und patientenbedingt variieren können.

Literatur

• 1 Slinger P, Suissa S, Triolet W. Predicting arterial oxygenation during one-lung anaesthesia.  Can J Anaesth. 1992;  39 1030-1035
• 2 Slinger P, Suissa S, Adam J, Triolet W. Predicting arterial oxygenation during one-lung ventilation with continuous positive airway pressure to the nonventilated lung.  J Cardiothorac Anesth. 1990;  4 436-440
• 3 Fiser W P, Friday C D, Read R C. Changes in arterial oxygenation and pulmonary shunt during thoracotomy with endobronchial anesthesia.  J Thorac Cardiovasc Surg. 1982;  83 523-531
• 4 Lewis J W, Serwin J P, Gabriel F S, Bastanfar M, Jacobsen G. The utility of a double-lumen tube for one-lung ventilation in a variety of noncardiac thoracic surgical procedures.  J Cardiothorac Vasc Anesth. 1992;  6 705-710
• 5 Hurford W E, Alfille P H. A quality improvement study of the placement and complications of double-lumen endobronchial tubes.  J Cardiothoracic Vasc Anesth. 1993;  7 517-520
• 6 Pennefather S H, Russel G N. Placement of double lumen tubes - time to shed light on an old problem.  Br J Anaesth. 2000;  84 308-310
• 7 Wang J Y, Russell G N, Page R D, Oo A, Pennefather S H. A comparison of the effects of desflurane and isoflurane on arterial oxygenation during one-lung ventilation.  Anaesthesia. 2000;  55 167-173
• 8 Katz Y, Zisman E, Isserles S A, Rozenberg B. Left; but not right; one-lung ventilation causes hypoxemia during endoscopic transthoracic sympathectomy.  J Cardiothorac Vasc Anesth. 1996;  10 207-209
• 9 Schwarzkopf K, Klein U, Schreiber T, Preussler N, Bloos F, Helfritsch H, Sauer F, Karzai W. Oxygenation during one-lung ventilation: effects of inhaled nitric oxide and increasing levels of inspired fraction of oxygen.  Anesth Analg. 2001;  92 842-847
• 10 Katz J A, Laverne R G, Fairley H B, Thomas A N. Pulmonary oxygen exchange during endobronchial anesthesia: effect of tidal volume and PEEP.  Anesthesiology. 1982;  56 164-171
• 11 Bardoczky G I, Szegedi L L, d'Hollander A A, Moures J M, de Francquen P, Yernault J C. Two-lung and one-lung ventilation in patients with chronic obstructive pulmonary disease: the effects of position and F(IO)₂.  Anesth Analg. 2000;  90 35-41
• 12 Hurford W E, Kolker A C, Strauss H W. The use of ventilation/perfusion lung scans to predict oxygenation during one-lung anesthesia.  Anesthesiology. 1987;  67 841-844
• 13 Marshall B E, Marshall C, Frasch F, Hanson C W. Role of hypoxic pulmonary vasoconstriction in pulmonary gas exchange 1. Physiological concepts.  Intensive Care Med. 1994;  20 291-297
• 14 Benumof J L. One-lung ventilation and hypoxic pulmonary vasoconstriction: implications for anesthetic management.  Anesth Analg. 1985;  64 821-833
• 15 Marshall B E, Marshall C. Continuity of response to hypoxic pulmonary vasoconstriction.  J Appl Physiol. 1980;  59 189-196
• 16 Eisenkraft J B. Effects of anaesthetics on pulmonary circulation.  Br J Anaesth. 1990;  65 63-78
• 17 Karzai W, Haberstroh J, Priebe H J. Effects of desflurane and propofol on arterial oxygenation during one-lung ventilation in the pig.  Acta Anaesthesiol Scand. 1998;  42 648-652
• 18 Karzai W, Haberstroh J, Priebe H J. The effects of increasing concentrations of desflurane on systemic oxygenation during one-lung ventilation in pigs.  Anesth Analg. 1999;  89 215-217
• 19 Ishibe Y, Shiokawa Y, Umeda T, Uno H, Nakamura M, Izumi T. The effect of thoracic epidural anesthesia on hypoxic pulmonary vasoconstriction in dogs: an analysis of the pressure-flow curve.  Anesth Analg. 1996;  82 1049-1055
• 20 Marshall B E, Hanson C W, Frasch F, Marshall C. Role of hypoxic pulmonary vasoconstriction in pulmonary gas exchange and blood flow distribution 2: Pathophysiology.  Intensive Care Med. 1994;  20 379-389
• 21 Nakayama M, Murray P A. Ketamine preserves and propofol potentiates hypoxic pulmonary vasoconstriction compared with conscious state in chronically instrumented dogs.  Anesthesiology. 1999;  91 760-771
• 22 Lennon P F, Murray P A. Attenuated hypoxic pulmonary vasoconstriction during isoflurane is abolished by cyclooxygenase inhibition in chronically instrumented dogs.  Anesthesiology. 1996;  84 404-414
• 23 Groh J, Kuhnle G E, Sckell A, Ney L, Goetz A E. Isoflurane inhibits hypoxic pulmonary vasoconstriction. An in vivo fluorescence microscopic study in rabbits.  Anesthesiology. 1994;  81 1436-1444
• 24 Loer S A, Scheeren T W, Tarnow J. Desflurane inhibits pulmonary hypoxic vasoconstriction in isolated rabbit lungs.  Anesthesiology. 1995;  83 552-556
• 25 Ishibe Y, Gui X, Uno H, Shiokawa Y, Umeda T, Suekane K. Effect of sevoflurane on hypoxic pulmonary vasoconstriction in isolated rabbit lungs.  Anesthesiology. 1993;  79 1348-1353
• 26 Rogers S N, Benumof J L. Halothane and isoflurane do not decrease PaO₂ during one-lung ventilation in intravenously anesthetized patients.  Anesth Analg. 1985;  64 946-954
• 27 Reid C W, Slinger P D, Lenis S. A comparison of the effects of propofol-alfentanil versus isoflurane anesthesia on arterial oxygenation during one-lung ventilation.  J Cardiothorac Vasc Anesth. 1996;  10 860-863
• 28 Boldt J, Muller M, Uphus D, Padberg W, Hempelmann G. Cardiorespiratory changes in patients undergoing pulmonary resection using different anesthetic management techniques.  J Cardiothorac Vasc Anesth. 1996;  10 854-859
• 29 Spies C, Zaune U, Pauli M H, Boeden G, Martin E. (A comparison of enflurane and propofol in thoracic surgery).  Anaesthesist. 1991;  40 14-18
• 30 Abe K, Shimizu T, Takashina M, Shiozaki H, Yoshiya I. The effects of propofol; isoflurane; and sevoflurane on oxygenation and shunt fraction during one-lung ventilation.  Anesth Analg. 1998;  87 1164-1169
• 31 Warner D O. Preventing postoperative pulmonary complications.  Anesthesiology. 2000;  92 1467-1472
• 32 Akrawi W, Benumof J L. A pathophysiological basis for informed preoperative smoking cessation counseling.  J Cardiothorac Vasc Anesth. 2001;  11 629-640
• 33 Klein U, Karzai W, Bloos F. et al . Role of fiberoptic bronchoscopy in conjunction with the use of double-lumen tubes for thoracic anesthesia: A prospective study.  Anesthesiology. 1998;  88 350
• 34 Benumof J L. The position of a double lumen-tube should be routinely determined by fiberoptic bronchoscopy.  J Cardiothoracic Vasc Anesth. 2001;  7 513-514
• 35 Larsson A, Malmkvist G, Werner O. Variations in lung volume and compliance during pulmonary surgery.  Br J Anaesth. 1987;  59 585-591
• 36 Cohen E, Eisenkraft J B, Thys D M, Kirschner P A, Kaplan J A. Oxygenation and hemodynamic changes during one-lung ventilation: effects of CPAP10; PEEP10; and CPAP10/PEEP10.  J Cardiothorac Anesth. 1988;  2 34-40
• 37 Tugrul M, Camci E, Karadeniz H, Senturk M, Pembeci K, Akpir K. Comparison of volume controlled with pressure controlled ventilation during one-lung anaesthesia.  Br J Anaesth. 1997;  79 306-310
• 38 Flacke J W, Thompson D S, Read R C. Influence of tidal volume and pulmonary artery occlusion on arterial oxygenation during endobronchial anesthesia.  South Med J. 1976;  69 619-626
• 39 Fujita Y, Yamasaki T, Takaori M, Sekioka K. Sevoflurane anaesthesia for one-lung ventilation with PEEP to the dependent lung in sheep: effects on right ventricular function and oxygenation.  Can J Anaesth. 1993;  40 1195-1200
• 40 Inomata S, Nishikawa T, Saito S, Kihara S. „Best” PEEP during one-lung ventilation.  Br J Anaesth. 1997;  78 754-756
• 41 Abe K, Mashimo T, Yoshiya I. Arterial oxygenation and shunt fraction during one-lung ventilation: a comparison of isoflurane and sevoflurane.  Anesth Analg. 1998;  86 1266-1270
• 42 Cohen E, Eisenkraft J B. Positive end-expiratory pressure during one-lung ventilation improves oxygenation in patients with low arterial oxygen tensions.  J Cardiothorac Vasc Anesth. 1996;  10 578-582
• 43 Pavlik M, Ctvrteckova D, Zvonicek V, Sevcik P, Capov I, Jedlicka V. The improvement of arterial oxygenation during one-lung ventilation - effect of different CPAP levels.  Acta Chir Hung. 1999;  38 103-105
• 44 Hirlinger W K, Friesdorf W, Brandt L, Lichtwark-Aschoff M. (Improvement of oxygenation in thoracic surgery with one-lung ventilation using a new intraoperative CPAP device).  Anaesthesist. 1989;  38 437-439
• 45 Rothen H U, Sporre B, Wegenius G, Hogman M, Hedenstierna G. Influence of gas composition on recurrence of atelectasis after a reexpansion maneuver during general anesthesia.  Anesthesiology. 1995;  82 832-842
• 46 Rothen H U, Sporre B, Engberg G, Wegenius G, Reber A, Hedenstierna G. Prevention of atelectasis during general anaesthesia.  Lancet. 1995;  345 1387-1391
• 47 Mathes D D. Bleomycin and hyperoxia exposure in the operating room.  Anesth Analg. 1995;  81 624-629
• 48 Pavlakis N, Bell D R, Millward M J, Levi J A. Fatal pulmonary toxicity resulting from treatment with gemcitabine.  Cancer. 1997;  80 286-291
• 49 Steudel W, Hurford W E, Zapol W M. Inhaled nitric oxide: basic biology and clinical applications.  Anesthesiology. 1999;  91 1090-1121
• 50 Moutafis M, Liu N, Dalibon N. et al . The effects of inhaled nitric oxide and its combination with intravenous almitrine on PaO₂ during one-lung ventilation in patients undergoing thoracoscopic procedures.  Anesth Analg. 1997;  85 1130-1135

Korrespondenzadresse