Optimierung des Positiven End-Exspiratorischen Drucks (PEEP) bei akutem Lungenversagen mittels Elektrischer Impedanztomographie
Final Report Abstract
Das geförderte Projekt bestand aus einer Serie von drei Grosstierversuchen, die in Laboren der Universitäten Bonn, Uppsala und Leipzig erfolgreich abgeschlossen wurden. Die Elektrische Impedanztomographie (EIT) konnte als bettseitiges, nicht-invasives Bildgebungsverfahren weiterentwickelt werden, um eine individualisierte Einstellung der Beatmung zu ermöglichen. Trotz der Unterlegenheit der Methodik gegenüber der thorakalen Computertomographie hinsichtlich morphologischer Darstellung konnten wir zeigen, dass die gelieferten Informationen insbesondere wegen ihrer hohen zeitlichen Auflösung zur Beschreibung der Inhomogenität der Ventilationsverteilung geeignet sind und diese Information relevant ist und zur individualisierten Beatmungsoptimierung nutzbar ist. In verschiedenen Modellen experimenteller Lungenschädigung konnte gezeigt werden, dass eine individualisiert angepasste Beatmung sowohl physiologische Parameter wie Ventilations-Perfusionsverhältnisse der Lunge verbessert, als auch beatmungsassoziierte Lungenschäden messbar als histologische Veränderungen nach mehr als eintägiger Beatmung reduzieren hilft. Im Vergleich zu der gegenwärtig empfohlenen Beatmungsstrategie des nordamerikanischen ARDS-Netzwerks waren die von uns verwendeten, individualisierten Beatmungsstrategien daher in den verwendeten Tiermodellen überlegen. Unsere tierexperimentellen Beobachtungen werfen die Frage der Übertragbarkeit in die klinische Beatmungstherapie auf, die in entsprechenden klinischen Untersuchungen zukünftig überprüft werden sollen. Im Rahmen einer vom BMBF als Teilprojekt des Leipziger IFB Adipositas-Erkrankungen geförderten randomisierten, kontrollierten Studie konnte die Methode bereits erfolgreich am Menschen eingesetzt werden. Der IFB ist aktuell gerade verlängert worden und enthält ein weiteres Teilprojekt zur Beatmung adipöser Patienten, was die hier entwickelte EIT Methode nutzt. Aus den vorliegenden Ergebnissen ergeben sich methodologisch konkrete Weiterentwicklungen der EIT Technologie, die wir mit industrieller Förderung verfolgen. Weiterhin konnten Fragestellungen zur Signal- und Bildverarbeitung generiert werden, die wir translational mit Bioingenieuren aus brasilianischen Universitäten sowie Kollegen der bildgebenden Informatik und Veterinärmedizin hier in Leipzig verfolgen werden. Die Berufung des Antragstellers auf eine Universitätsprofessur nach Leipzig hat die Gründung und Erweiterung dieses Forschungsnetzwerkes begünstigt. Allerdings kam es durch den Wechsel des Antragstellers, die Einbeziehung zusätzlicher CT Untersuchungen und deren Auswertung bei den Langzeitversuchen und durch Entwicklung weiterer Auswertungssoftware mit brasilianischen Kooperationspartnern zur ungeplanten Verlängerung der Projektlaufzeit und Verzögerungen der Publikation der drei erfolgreich abgeschlossenen Teilprojekte.
Publications
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Muders T, Luepschen H, Zinserling J, Greschus S, Fimmers R, Guenther U, Buchwald M, Grigutsch D, Leonhardt S, Putensen C, Wrigge H
(See online at https://doi.org/10.1097/CCM.0b013e318236f452)
