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53. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie e. V. (GMDS)

Deutsche Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie

15. bis 18.09.2008, Stuttgart

Transpleuralen Identifizierung von alveolären Rekrutierungs-Geräuschen

Meeting Abstract

  • Knut Möller - Hochschule Furtwangen, Villingen-Schwenningen, Deutschland
  • Yu Lu - Hochschule Furtwangen, Villingen-Schwenningen, Deutschland
  • Stefan Schließmann - Uniklinik Freiburg, Freiburg, Deutschland
  • Josef Guttmann - Uniklinik Freiburg, Freiburg, Deutschland

Deutsche Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie. 53. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie (gmds). Stuttgart, 15.-19.09.2008. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2008. DocMI10-2

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/gmds2008/08gmds151.shtml

Veröffentlicht: 10. September 2008

© 2008 Möller et al.
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Gliederung

Text

Einleitung und Fragestellung

Kontrollierte maschinelle Beatmung stellt eine Basistherapie des schweren Atemnotsyndroms des Erwachsenen (ARDS) dar. Zur Verbesserung der Beatmungsituation werden kollabierte Lungenareale durch Rekrutierungsmanöver eröffnet und mit hohem positivem end-expiratorischen Druck (PEEP) offen gehalten [1]. Offen ist bisher, wie dies unter Vermeidung beatmungsassoziierter Lungenschädigungen gelingt.

Bereits Peták et al. [2] zeigten typische, endotracheale Knistergeräusche während des Rekrutierens. Diese Geräusche könnten zur Statusüberwachung verwendet werden, wenn eine ausreichende Korrelation zwischen aufgezeichneten Lungengeräuschen und der Mechanikanalyse gezeigt werden kann (Abbildung 1 [Abb. 1]).

Material und Methoden

Die Kombination eines Stethoskops mit integriertem rauscharmen Mikrophon [3] mit einem rauscharmen Verstärker eröffnete die Möglichkeit, Lungengeräusche extra-pulmonal aufzuzeichnen und zu quantifizieren. Das System wurde locker auf die Pleura visc. exzidierter Schweinelungen aufgelegt (Abbildung 2 [Abb. 2]).

Es wurden ausschließlich Lungen (n=11) erwachsener Hausschweine direkt nach dem üblichen Schlachtvorgang entnommen. Ein Tubus wurde in den Hauptbronchus des isolierten linken Lungenflügels eingenäht, die atelektatische Lunge in eisgekühlter Ringer-Lösung transportiert.

Die Rekrutierung der Lunge wurde mittels dreier konsekutiver Low-Flow-Manöver (LFM) mit Spitzendrücken von 50 mbar über ein programmierbares Beatmungsgerät durchgeführt (Abbildung 3 [Abb. 3]).

Die Aufnahme des ersten LFM wurde mit der eines zweiten nach 3 Stunden ohne Beatmung verglichen.

Ergebnisse

Während der LFM konnten in allen Lungen typische Rekrutierungs-Knistergeräusche in einem Frequenz-Spektrum von 700–900 Hz detektiert werden (Abbildung 4 [Abb. 4] links oben). Deren Überlagerung führt zu einer Schallaufzeichnung, deren typischer Verlauf in Abbildung 4 [Abb. 4] wiedergegeben ist. Während der LFM zeigte die Schallenergie einen glockenförmigen Verlauf, welches dem Rekrutierungs-Modell nach Hickling [4] entspricht.

Verfolgt man die Änderung der Schallenergie (Abbildung 5 [Abb. 5] links), so zeigen sich plötzliche Sprünge, die identifiziert und gezählt werden können. Diese können je nach Amplitude als Überlagerung von Crackles gewertet werden. Die Zählung der Cracklegeräusche pro Zeit ist in Abbildung 5 [Abb. 5] rechts angegeben. Das Rekrutieren der vollständig kollabierten Lungen (erstes LFM) führte zu einer höheren Intensität der typischen Rekrutierungsgeräusche als das wiederholte Öffnen der vormals bereits rekrutierten Lungen. Das veränderte Rekrutierungsverhalten lässt sich gut an den mechanischen Daten (Abbildung 3 [Abb. 3]) nachvollziehen.

Diskussion

Eine transpleurale Detektion von Rekrutierungs-Geräuschen ist möglich. Deren Intensität korreliert mit den Veränderungen der Dehnbarkeit (Compliance), wie dies durch das Rekrutierungsmodell von Hickling vorhergesagt wird.

Diese Untersuchung eröffnet die Möglichkeit zur Entwicklung eines transthorakalen, nicht-invasiven Monitorings zur Optimierung von Beatmungsdrücken und Druckmaxima während der mechanischen Beatmungstherapie. Dabei wird jedoch bedingt durch die thorakale Dämpfung und biologische Störgeräusche eine weniger empfindliche Methode zu erwarten sein.

Danksagung

Diese Arbeit wurde partiell von der DFG (Gu561/6-1) und durch das MWK Baden-Württemberg (Autopilot-BT) unterstützt.


Literatur

1.
Gattinoni L, Caironi P, Cressoni M, Chiumello D, Ranieri VM, Quintel M, Russo S, Patroniti N, Cornejo R, Bugedo G. Lung recruitment in patients with the acute respiratory distress syndrome. N Engl J Med. 2006;354(17):1775-86.
2.
Peták F, Habre W, Babik B, Tolnai J, Hantos Z. Crackle-sound recording to monitor airway closure and recruitment in ventilated pigs. Eur Respir J. 2006;27(4):808-16.
3.
Möller K, et el. Lung sound analysis to detect recruitment processes during mechanical ventilation. Crit Care. 2008;12(Suppl 2):P308.
4.
Hickling KG. The pressure-volume curve is greatly modified by recruitment. A mathematical model of ARDS lungs. Am J Respir Crit Care Med. 1998;158(1):194-202.