Viel mehr als nur viel warme Luft

Nasale High-Flow-Sauerstofftherapie

Verschiedene Erkrankungen können zu Atemproblemen führen, bei denen Ventilation und/oder Gasaustausch beeinträchtigt sind. Sauerstoffgaben bzw. Beatmung sind essenziell, um die Symptomatik und Prognose zu verbessern. Die nasale High-Flow-Sauerstofftherapie (NHF) hat sich im Verlauf der Corona-Pandemie neben konventioneller Sauerstofftherapie (COT) und nicht-invasiver Beatmung (NIV) erfolgreich etabliert. Zunehmend findet die NHF Anwendung bei verschiedenen Formen des akuten respiratorischen Versagens und überdies in der Heimanwendung zur Behandlung von chronischen hypoxischen und gering hyperkapnischen Insuffizienzen.

Prof. Dr. Hubert Wirtz, Universitätsklinikum Leipzig, umriß anlässlich des DGP-Kongresses die wesentlichen Wirkmechanismen des NHF, die sich zur Sauerstofftherapie und der NIV unterscheiden:

• Geringe Druckerhöhung in den Atemwegen, erzeugt einen leichten positiven endexspiratorischen Druck (PEEP).
• Die CO₂-Auswaschung des Totraums mindert die CO₂-Rückatmung und trägt wesentlich zu den positiven Effekten bei.
• Keine FiO₂-Reduktion bei hohem Fluss, im Gegensatz zur schnellen Einatmung unter Low-Flow.
  Reduzierte Atemarbeit, relevant für chronisch Kranke.
• Atemwegsepithel-Homöostase, hält Atemwege feucht und warm und gewährleistet einen effizienten Mucustransport.

Mit Steigerung der Flussraten (bis 80 l/min) darf man neben der Verbesserung der Oxygenierung und Verringerung der Atemarbeit auch Effekte auf das endexspiratorische Lungenvolumen und die Lungencompliance erwarten, konstatierte der Pneumologe.

Nasal High Flow bei viralen Pneumonien

Laut Prof. Dr. Hans-Joachim Kabitz, Kantonsspital Aarau, können die im Verlauf der COVID-19-Pandemie gemachten Erfahrungen wertvoll für Behandlungen von anderen viralen Pneumonien sein. NHF verringert die Notwendigkeit einer Intubation bei Patienten mit akutem hypoxämischem Lungenversagen. Ein Editorial bezieht sich auf die fünf wichtigsten randomisierten kontrollierten Studien (RCT), die NHF mit Standardtherapien verglichen. Die Autoren bewerteten den Nutzen für Patienten mit schwerer COVID-19-Pneumonie positiv.¹ Kabitz schließt sich der Folgerung der Autoren an, dass bei schwerem hypoxämischen Versagen aufgrund von COVID-19 auf der Intensivstation die NHF die Therapie der Wahl ist.

In einer RCT, die in drei Notfall- und Intensivstationen durchgeführt wurde, verringerte bei schwerem COVID-19 (PaO₂/FiO₂ < 200) der Einsatz der NHF im Vergleich zur herkömmlichen Low-Flow-Sauerstofftherapie den Bedarf an mechanischer Beatmungsunterstützung und die Zeit bis zur klinischen Genesung.² Da sich für eine Genesung aus dem Endpunkt Recovery (7 Scores von Erhaltung aller Alltagsaktivitäten bis hin zum Tod) zwei harte Punkte verbessern mussten, ist zu erkennen, dass die NHF tatsächlich Vorteile für die Patienten bietet, konstatierte Kabitz. Die Ergebnisse einer Studie mit COVID-19-Pa­ti­enten mit schwerer Hypoxämie, die auf keinen Fall intubiert werden wollen, legen zudem nahe, dass eine NHF auch in Betracht gezogen werden könnte, um die Überlebenschancen dieser Patienten zu erhöhen – besonders bei Patienten mit einem relativ guten gesundheitlichen Ausgangszustand.³

Der ROX-Index

Kabitz empfiehlt den ROX(Respiratory rate Oxygenation)-Index als effektives Instrument zur Beurteilung, ob die NHF bei einem Patienten im akuten respiratorischen Versagen (ARF) erfolgversprechend ein­ge­setzt werden kann. Der ROX-Index berechnet sich aus der pulsoxymetrisch gemessenen Sauerstoffsättigung (SpO₂), dividiert durch die inspiratorische Sauerstofffraktion (FiO2), welche wiederum durch die Atemfrequenz geteilt wird. Das Ergebnis mit 100 multipliziert, ergibt den Indexwert.^{4, 5}

Mit dem ROX-Index kann das NHF-Versagen und die Notwendigkeit einer Intubation im Verlauf der Behandlung im ARDS-Kollektiv vorher gesagt werden. Je schneller der Mensch atmet, umso kleiner wird der ROX-Index. Ein höherer ROX-Wert zeigt bessere Oxygenierung an. Studien belegen, dass ein ROX-Wert von 4,88 klinisch bedeutsam ist.⁶ Ist der Wert zu Therapiebeginn oder nach 2, 6 oder 12 Stunden höher als 4,88, dann ist nach Kabitz‘ Aussage die Wahrscheinlichkeit, dass diese Patienten unter NHF in ein respiratorisches Versagen rutschen und dann intubiert werden müssen, erstaunlich gering.^{4, 6} Die Website www.mdcalc.com5 bietet einen evidenzbasierten Rechner für den ROX-Index. Der Index ist zwar für Intensivpatienten validiert, er ist aber nach Kabitz‘ Worten zur Einschätzung dieses speziellen Kollektivs auch für die Normalstation ein einfaches und nützliches Werkzeug.

Außerklinische Langzeit-NHF bei stabiler COPD

Zunehmend findet die NHF auch in der Heimanwendung zur Behand­lung des chronischer hypoxischen und hyperkapnischen Atmungsversagens, berichtete Wirtz. So wurden in einer dänischen prospektiven RCT 200 hypoxämische COPD-Patienten, die eine Langzeitsauerstofftherapie (LTOT) erhielten, über ein Jahr täglich durchschnittlich 6 Stun­den mit einen NHF von 20 l/min und O2 von 1,6 l/min versorgt.⁷ Mit zunehmender Therapiedauer nahm die Exazerbationsrate in der NHF-Gruppe ab, verbesserte sich die Gehstrecke deutlich, berichtete Wirtz. Auch der PaCO₂ war unter NHF etwas niedriger als unter LTOT. Krankenhauseinweisungen, Lebensqualität und Letalität zeigten keine Unterschiede. 74 Patienten waren auch hyperkapnisch. Bei ihnen senkte NHF den PaCO₂, während er unter LTOT stieg.7 Die Exazerbationsrate reduzierte sich vor allem bei häufigen Exazerbierern nur in der NHF-Gruppe.⁸

In einer deutschen Multicenter-Studie mit 13 Zentren, koordiniert in Leipzig, wurde die langfristige Wirkung von NHF vs. NIV bei stabilen COPD-Patienten im Cross-over-Design erforscht.⁹ 102 Patienten er­hiel­ten NHF (20 l/min) oder NIV nach Einstellung im Zentrum dann Zuhause. Nach 6 Wochen wurde die Therapie gewechselt. Der pCO₂ sank nicht signifikant in beiden Gruppen ähnlich, etwas stärker unter NIV. Beide Behandlungen führten zu vergleichbaren Verbesserungen der Lebensqualität in allen durchgeführten Tests.

Wirtz stellte eine weitere Studie mit 93 hyperkapnischen COPD-Patienten (PaCO₂: 51mmHg) vor. Hier war die Rate an moderaten/schweren Exazerbationen unter NHF (7,3 h/d NHF mit 28,5 l/min) um den Faktor 2,85 niedriger als unter LTOT.¹⁰ Bei schweren Exazerbationen zeigte sich kein signifikanter Unterschied. Die Lebensqualität war unter NHF signifikant besser als unter LTOT.

Zusammengefasst empfiehlt die Dänische Leitlinie zur außerklinischen Langzeit-NHF u. a., dass man COPD-Patienten mit häufigen (>2) schweren Exazerbationen und Hypoxie (<55mmHg) oder bei Rechtsherzbelastung mit Hypoxie (<60mmHg) auf Langzeit-NHF einstellen könnte.¹¹ Die Langzeit-NHF könne in Betracht gezogen werden für chronisch hyperkapnische Patienten (PaCO₂ > 53mmHg), die keine NIV tolerieren oder nicht von NIV entwöhnbar sind.

NHF bei Interstitiellen Lungenerkrankungen (ILD)

Bei ILD ist laut Wirtz die Langzeit-NHF noch wenig erforscht. In einer Pilotstudie erhielten 10 ILD-Patienten NHF (30 l/min, 1–8 h/d) und zeigten unter NHF eine bessere Sauerstoffsättigung und Gehstrecke sowie eine verkürzte Dyspnoe-Zeit nach Belastung.¹² Frühere Arbeiten ergaben bei ILD eine ähnliche Senkung des PaCO₂ wie bei hyperkapnischen COPD-Patienten. NHF könnte bei ILD mit persistierender Hypoxie sinnvoll sein¹¹, schloss Wirtz.

High-Flow Sauerstoff­therapie und Geriatrie

Geriatrische Patienten können von dem einfach zu handhabenden Konzept der NHF-Therapie profitieren, sagte Dr. med. Ale­xander Kersten, Uniklinik RWTH Aachen. In den aktuellen Leitlinien gibt es nur Empfehlungen auf der Basis von Expertenkonsensus mit höchs­ter Zustimmung, aber ohne Daten.¹³

Viele Publikationen berichten über die NHF-Behandlungen von gebrechlichen und komorbiden, betagten COVID-19-Patienten mit respiratorischen Versagen (ARF) auf Intensiv- oder Normalstationen im Verlauf der Pandemie, so Kersten. Bspw. belegen zwei französische Studien, dass bei sehr komorbiden, geriatrischen COVID-19-Patienten die NHF-Sauerstofftherapie im Vergleich zu Standardtherapien zwar funktioniert, aber die Letalität in fragilen Gruppen hoch bleibt.^{13, 15}

NHF ohne SARS-CoV-2 bei alten Patienten

In China erhielten 84 alte Patienten entweder NHF oder COT über drei Tage, um die akute hypoxämische Insuffizienz infolge Infektionen der unteren Atemwege zu behandeln.¹⁶ Die NHF-Gruppe zeigte eine vergleichsweise höhere Sputum-Aufklarungsrate sowie signifikant reduzierte TNF-α und IL-8 Werte. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass NHF möglicherweise bei älteren Patienten in der Akutmedizin nicht nur Symptome lindert, sondern auch eine ursächliche Verbesserung erzielen kann, kommentierte Kersten.

NHF außerhalb der Intensivstation

In einer Studie mit 70 geriatrischen Patienten auf Normalstation führte NHF-Einsatz bei ARF verschiedener Ursachen zur verbesserten Sauer­stoffsättigung, reduzierter Atemnot und Atemfrequenzsenkung sowie Blutdruckabfall.¹⁷ Die Hälfte der Patienten konnten entlassen oder mussten nicht intubiert werden. Jedoch profitierten pulmonal vorerkrankte Patienten mehr von der NHF als andere. Gemäß einer schwedischen Studie ist die Versorgung von älteren Patienten mit hypoxämischem Atemversagen mit NHF außerhalb der Intensivstation praktikabel und spare laut Kersten möglicherweise Ressourcen.¹⁸

Präklinische nasale High-Flow-Therapie im RTW

Im Rettungswagen (RTW) fehlen Blutgasanalysegeräte, um respiratorische Insuffizienzen zu identifizieren, berichtete Prof. Dr. Dominic Dellweg, Pius Hospital, Oldenburg. Er verwies auf die einzige RCT, in der bei kritisch kranken Patienten (Glasgow-Coma-Scale (GCS) < 13) präklinisch auf einem Rettungswagen ein BGA-Messgerät eingesetzt wurde.¹⁹ Es ergab dies bei 67% der 310 Patienten, bei denen nicht einmal Dyspnoe im Vordergrund stand, eine Verbesserung der diag­nos­tischen Qualität.

Bei akuter Dyspnoe bieten sich 4 Behandlungsoptionen an: Sauerstoffgabe und kontinuierlicher Atemwegsüberdruck (CPAP) bei Insuffizienz Typ 1 (Hypoxämie). Die NIV reduziert die Atemarbeit und das pCO₂ bei Insuffizienz Typ 2 (Hyperkapnie). Die NHF könne mit bis zu 100% Sauerstoff sowohl bei Hypoxämie und aufgrund der Auswaschung von CO₂ aus dem Totraum auch bei Hyperkapnie wirken und mit ansteigendem Flow auch zunehmend die Atemarbeit reduzieren. Während es in anderen Ländern möglich ist, darf die NHF in Deutschland im RTW (noch) nicht eingesetzt werden.

Zur Umsetzung von NHF im Rettungswagen

Die Installation einer NHF-Versorgung im RTW erfordert einige Überlegungen, so Dellweg. Denn für eine Behandlung mit 60 l O₂/min werden in 10 Minuten 600 l, in einer Stunde 3.600 l Sauerstoff verbraucht. Allerdings enthält eine volle 2-Liter-Sauerstoffflasche bei 200 bar lediglich 400 l Sauerstoff, eine 10-Liter-Flasche 2.000 l.

Zwar könnten sich im RTW in dem Wasserbehälter des Flow-Ge­nerators (Abb. 1) durch Erschütterung Aerosole bilden, jedoch kann hier das Risiko für Keimverschleppungen ausgeschlossen werden.²⁰ Steriles Wasser wird also nicht benötigt. Schutz vor Wassereintritt in den Luftschlauch während des Transports könne eine Spritzsperre oder ein nasser Schwamm im Befeuchter bieten, erklärte Dellweg.
Da derzeit Flow-Generatoren nicht Akku-betrieben sind, muss bei Ankunft der Patient zum Transfer auf die Station über eine Maske mit Sauerstoff versorgt werden. Ein kurzzeitiger SpO₂-Wert unter 90% könnte mit Wiedereinsetzen des NHF aber wieder verbessert werden, beruft sich Dellweg auf Fallberichte.

Ergebnisse aus der Praxis

Dellweg berichtete über eine größere US-Studie, die verschiedene Flussraten der NHF-Therapie auf dem Transport untersuchte.²¹ Es wurden spezielle Halterungen für Generator/Befeuchter mit Stromquelle und Sauerstoffflasche genutzt, um die Therapie auch während des Transfers auf Station zu sichern. Die NHF wurde erfolgreich vor allem bei Babies (n = 70, <12 Monate) und Kindern (n = 74, 1–14 Jahre) sowie bei 70 Erwachsenen eingesetzt. Die hohen Flüsse (> 35 l/min) wurden vor allem bei Erwachsenen benötigt. Bei Kindern, besonders Kleinkindern, waren niedrigere Flüsse ausreichend. Hier stand die CO₂-Auswaschung und Atmungsunterstützung im Vordergrund, weniger die Oxygenierung. Bei Erwachsenen war jedoch Oxygenierung (Insuffizienz Typ 1) wichtiger.

Ein Fallbericht belegt, dass eine adäquate NHF-Versorgung eines ARDS-Patienten auch während eines Lufttransports möglich ist.²² Ein Patient mit ARF erhielt über eine Stunde lang in einem Kleinflugzeug in einer Höhe von über 1.700m ohne Druckausgleich Sauerstoff über NHF. Die Anwendung sollte jedoch unter 2.000m Flughöhe bleiben und ausreichend Sauerstoff mitgeführt werden (vgl. Abb. 1).

Resümee

Die nasale High-Flow-Sauerstofftherapie (NHF) ermöglicht hohe Gasflüsse (bis zu 70 l/min) und variabel einstellbare inspiratorische Sauer­stoffkonzentration. Für Patienten und Personal ist die Handhabung der NHF bequem und einfach, der pflegerische Aufwand im Vergleich zur NIV geringer. Die klinischen Ergebnisse zeigen bei Patienten mit akuter respiratorischer Insuffizienz eine verringerte Intubationsrate und bei Patienten mit schwerer Oxygenierungsstörung eine niedrigere Sterblichkeit.

Bei Heimanwendung bei COPD-Patienten verringert intermittierende Langzeit-NHF möglicherweise Exazerbationen, senkt Klinikaufenthalte, lindert Symptome, verbessert Lungenfunktion und Lebensqualität.

(mk)

Quelle:
Symposium „Viel mehr nur heiße Luft… [Nasale] High Flow Therapie“ anlässlich des 63. Kongresses der DGP, Düsseldorf, 30. März 2023. Sponsor: Fisher & Paykel Healthcare GmbH.