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Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS)

Abstract

Das Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) ist eine massive Reaktion der Lunge auf diverse schädigende Faktoren und geht mit einer schweren Einschränkung der Oxygenierung einher. Unabhängig von der auslösenden Noxe kommt es zu einer Kaskade pathophysiologischer Reaktionen, die in drei Phasen verläuft und in einer respiratorischen Globalinsuffizienz mündet. Nach Ausschluss einer kardialen Genese des Lungenödems zielt die Therapie im Wesentlichen auf die Behebung der Ursache und die symptomatische Behandlung mittels lungenprotektiver Beatmung ab. Trotz adäquater Therapie handelt es sich beim ARDS um ein akut lebensbedrohliches Krankheitsbild mit hoher Mortalität.

Definition

Berlin-Definition des ARDS [1][2]

Berücksichtigung von klinischen, radiologischen, atemmechanischen und laborchemischen Befunden

Schweregradeinteilung des ARDS

Die Einteilung des Schweregrades erfolgt nach dem Ausmaß der Oxygenierungsstörung. Dieser wird durch den Horovitz-Quotienten angegeben.

Horovitz-Quotient

  • Berechnung: Verhältnis von PaO2 zu FiO2
  • Physiologische Werte: 350–500 mmHg
  • Pathologische Werte: Durch Absinken des PaO2 und/oder Anheben des FiO2
    • Absinken des PaO2 aufgrund einer respiratorischen Insuffizienz
    • Anheben der FiO2 durch maschinelle Beatmung

Schweregrad

  • Mildes ARDS: PaO2/FiO2 = 201–300 mmHg bei PEEP ≥5 cm H2O
  • Moderates ARDS: PaO2/FiO2 = 101–200 mmHg bei PEEP ≥5 cm H2O
  • Schweres ARDS: PaO2/FiO2≤100 mmHg bei PEEP ≥5 cm H2O

Ätiologie

Das ARDS ist kein einheitliches Krankheitsbild, sondern ein Syndrom, welches in unterschiedlichen Formen auftritt und durch eine Vielzahl verschiedener Noxen ausgelöst werden kann.

Pulmonale Auslöser (direkte Ursachen) [3][4]

Systemische Auslöser (indirekte Ursachen)

Ein Großteil aller Fälle eines ARDS hat eine Infektion als Ursache!

Epidemiologie

  • Inzidenz: Ca. 7/100.000 Einwohner pro Jahr in Europa [5][6]
  • Mortalität
    • Mildes ARDS: 16–37%
    • Moderates ARDS: 31–48%
    • Schweres ARDS: 44–59%
  • Abhängigkeiten [7]
    • Alter, Begleiterkrankungen, Ursache des ARDS
    • Länder- und krankenhausspezifische Therapiekonzepte

Wenn nicht anders angegeben, beziehen sich die epidemiologischen Daten auf Deutschland.

Pathophysiologie

Krankheitsverlauf [4][8]

Unabhängig von der auslösenden Noxe kommt es zu einer Kaskade pathophysiologischer Reaktionen, die vereinfacht in drei Phasen verläuft. Diese können sich zeitlich überschneiden und betreffen hauptsächlich die endothelialen und epithelialen Strukturen.

Phasen Zeitfenster Makroskopischer Lungenbefund Mikroskopischer Lungenbefund Pathophysiologie

Exsudative Phase

Tag 1–7
  • Wet lung
  • Gewicht↑
  • Luftgehalt↓
  • Inflammation mit Aktivierung von Granulozyten
  • Störung der alveolo-kapillären Permeabilität
  • Kapillarschädigung
  • Surfactantmangel
  • Gerinnungsaktivierung an den Alveolarwänden
  • Intrapulmonaler Rechts-Links-Shunt
  • Umorganisation des Ödems mit Zellproliferation und Fibrosierung

Proliferative Phase

Ab Tag 3
  • Festes Lungengewebe
  • Diffus grau
  • Kapilläre Mikrothromben
  • Beginnende (reversible) Fibrosierung

Fibrotische Phase

Ab Tag 7
  • „Hepatisation“
  • Derb, dunkelrot
  • Verdickte Kapillarmembran
  • Generalisierte Fibrose

Pathophysiologische Mechanismen

  • Störung der Luft-Blut-Schranke (alveolo-kapillären Schranke)
    • Zunahme der Permeabilität → Einstrom proteinreicher Flüssigkeit in Interstitium und Alveolen
    • Verlängerung der Diffusionsstrecke, Verkleinerung der Gasaustauschfläche → Störung des Gasaustausches
    • Folge: Hypoxämie, nicht-kardiales Lungenödem
  • Verminderung von Surfactant
  • Pulmonalarterielle Druckerhöhung
    • Hypoxämie → Pulmonale hypoxische Vasokonstriktion (HPV = Euler-Liljestrand-Mechanismus) → Widerstandserhöhung
    • Inhibierung vasodilatierender Faktoren (z.B. NO) → Teilweises Außerkraftsetzen der Autoregulation → Vasokonstriktion
    • Inflammation → Aktivierung der Gerinnungskaskade → Mikrothromben → Erhöhung des pulmonalarteriellen Widerstandes
    • Folge: Rechtsherzbelastung
  • Intrapulmonaler Rechts-Links-Shunt
    • Abnahme der funktionellen Residualkapazität durch Atelektasen → Vergrößerung des funktionellen Totraumvolumens
    • Perfusion nicht-ventilierter Lungenabschnitte → Erhöhtes Shuntvolumen von nicht oxygeniertem Blut
    • Folge: Hypoxämie
  • Inflammation
    • Unspezifische Reaktion auf auslösende Noxe → Aktivierung von Granulozyten → Freisetzung von Mediatoren → Zerstörung von Alveolarepithelzellen → Aktivierung weiterer Gerinnungs- und Inflammationskaskaden
    • Mediatorfreisetzung → Interaktion mit anderen Organen („Crosstalk“) → Insuffizienz anderer Organe
    • Folge: Verstärkung der inflammatorischen Prozesse, Organversagen (Niere, Leber)
  • Circulus vitiosus: Schädigung von Endothel und Epithel ↔︎ Proteinreiches Ödem ↔︎ Inhomogene Belüftung ↔︎ Mechanische Belastung ↔︎ Verstärkung der Entzündungsreaktion ↔︎ Weitere Schädigung

Symptome/Klinik

Auch klinisch lässt sich das ARDS vereinfacht in drei Stadien unterteilen, die jedoch nicht zwingend mit den pathophysiologischen Vorgängen parallel verlaufen. [3][4]

  • Klinisches Stadium 1: 12–24 h nach auslösendem Ereignis
    • Subjektiv beginnende LuftnotTiefe, schnelle Atmung
    • Unruhe, Tachykardie
    • Stressbedingt eher hypertone Kreislaufverhältnisse
    • Auskultationsbefund ggf. noch unauffällig
  • Klinisches Stadium 2: Innerhalb der ersten 7 Tage
    • Zunehmende Erschöpfung durch vermehrte Atemarbeit
    • Zyanose, ausgeprägte Luftnot
    • Feinblasige Rasselgeräusche
  • Klinisches Stadium 3: Etwa nach 7 Tagen

Diagnostik

Anamnese und körperliche Untersuchung [3]

Blutgasanalyse

Alveolo-arterielle Sauerstoffpartialdruckdifferenz (AaDO2)

  • Definition: Differenz (D) zwischen Sauerstoffpartialdruck in den Alveolen (= PAO2) und Sauerstoffpartialdruck im arteriellen Blut (= PaO2)
  • Gasaustausch der Lunge: Diffusion von Sauerstoff aus Alveolen ins Blut entlang des Partialdruckgefälles
  • Berechnung (vereinfacht): 145 - PaO2 - PaCO2
  • Normwert: 10–20 mmHg (unter Raumluft), 25–65 mmHg (bei FiO2 1,0)
  • Klinischer Nutzen

Röntgen-Thorax

  • Frühphase
    • Geringes Korrelat
    • Ggf. erweiterte Hilusgefäße
    • Beginnende diffuse Trübung („Milchglasphänomen“)
    • Diffuse bilaterale Verschattung (alveoläre Infiltrationen) → Schmetterlingsinfiltrat
    • Keine Veränderung der Herzgröße, keine Pleuraergüsse
    • Positives Bronchopneumogramm
  • Spätphase

Echokardiographie [9]

Pulmonalarteriendruck und Wedge-Druck

Vor dieser invasiven Untersuchung sollte eine strenge Risiko-Nutzen-Abwägung erfolgen!

Bestimmung des extravaskulären Lungenwassers (EVLW)

  • Definition: Flüssigkeit im Interstitium oder Alveolarraum
  • Indikation: Lungenödem und/oder kardiale Instabilität
  • Methode: Ermittlung mittels Pulskonturanalyse und transpulmonaler Thermodilution (z.B. PICCO®-------System)
  • Befund: Frühe Veränderung
    • Physiologischer Wert: 5 mL/kg
    • Pathologischer Wert bei ARDS: Meist >15 mL/kg
  • Anwendung: Verlaufsparameter zur Beurteilung des Lungenödems

Ein ARDS ist dann wahrscheinlich, wenn ein typischer Auslöser vorliegt, eine therapierefraktäre arterielle Hypoxämie besteht und im Röntgen die relevanten Veränderungen ohne relevante kardiale Pathologie zu sehen sind!

Differentialdiagnosen

Medikamenten-induzierte Lungenerkrankungen [11]

Weitere Differentialdiagnosen

Einige der genannten Differentialdiagnosen (z.B. Pneumonie) können sekundär selbst in ein ARDS münden!

Die hier aufgeführten Differentialdiagnosen erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit.

Therapie

Kausale Therapie

  • Primär kausale Therapie der auslösenden Ursache
  • Beeinflussung der pathophysiologischen Kaskade: Derzeit noch Gegenstand intensiver klinischer Forschung

Beatmungstherapie [2]

Indikation

  • Akute respiratorische Insuffizienz
  • Zunehmender Abfall des PaO2 trotz Zufuhr von O2
  • PaO2/FiO2≤300 mmHg
  • Ziele
    • Verbesserung des Ventilations-Perfusions-Verhältnisses
    • Vermeidung beatmungsassoziierter Lungenschäden
    • Aufrechterhaltung der Spontanatmung (wenn möglich)

Wahl des Beatmungsverfahrens

Kleine Atemhubvolumina und ein begrenzter Spitzendruck sind Grundlage einer lungenprotektiven Beatmung! Um die erlaubten Atemhubvolumina nicht zu überschreiten, sind oft hohe Atemfrequenzen erforderlich.

Einstellungen der Beatmungsparameter [2]

  • Atemhubvolumen: ≤6 mL/kgStandardKG
  • Endinspiratorischer Spitzendruck: Pmax≤30 mbar (cm H2O)
  • PEEP: Meist 8–15 mbar (cm H2O)
  • Atemfrequenz
    • Je nach Eigenaktivität des Patienten 12–20/min
    • Bei Bedarf bis 35/min
  • Verhältnis von Inspirationszeit zu Exspirationszeit (I:E): 1:2 bis 1:1
  • FiO2: Niedrigstmöglicher Wert zum Erreichen des Oxygenierungsziels
  • Oxygenierungsziel: SpO2 >90–94% bzw. PaO2 60–80 mmHg
  • Permissive Hyperkapnie
    • Tolerieren höherer PaCO2-Werte (50–60 mmHg) zugunsten geringer Atemhubvolumina
    • Respiratorische Azidose tolerabel bis pH >7,2
  • ARDS-Network-Tabelle: Gibt eine Orientierung für die Einstellung von FiO2 und PEEP [2]
ARDS-Network-Tabelle
FiO2 0,3 0,4 0,4 0,5 0,5 0,6 0,7 0,7 0,7 0,8 0,9 0,9 0,9 1,0
PEEP [mbar] 5 5 8 8 10 10 10 12 14 14 14 16 18 18–24

Zur Prophylaxe und Behandlung des akuten Lungenversagens beim Erwachsenen (ARDS) soll eine lungenprotektive Beatmung angewandt werden. (DGIM - Klug entscheiden in der internistischen Intensivmedizin)

Begleitende Therapie

Lagerung [12]

  • Oberkörperhochlagerung: ≥30°
  • Bauchlagerung: Umlagerung um 180° (Synonym: „Prone Position“)
    • Prinzip
      • Veränderung der Atemmechanik
      • Reduktion des Pleuradruck-Gradienten
      • Verbesserung des Ventilations-Perfusions-Verhältnisses
    • Folge
      • Vergrößerung der Gasaustauschfläche (Recruitment)
      • Verbesserung des pulmonalen Gasaustausches → PaO2
      • Beatmungsinduzierte Lungenschäden↓
    • Indikation
      • Maßnahme bei Verschlechterung der Oxygenierung
      • Ab PaO2/FiO2 (Horovitz-Quotient) <150 mmHg empfohlen
    • Intervall: 16 h pro Tag anstreben
    • Relative Kontraindikationen
    • Beachte: Schonende Lagerung und gute Atemwegssicherung

Stützung der Herz-Kreislauf-Funktion [13]

Flüssigkeitstherapie [14]

Vereinfachter Algorithmus zur Volumen- und Diuretikatherapie
ZVD [mmHg]

PCWP [mmHg]

(optional)

Diurese <0,5 mL/kgKG/h Diurese ≥0,5 mL/kgKG/h
>8 >12 Furosemid Furosemid
4–8 8–12 Volumen Furosemid
<4 <8 Volumen Keine Intervention

Voraussetzung für eine restriktive Volumentherapie ist ein mittlerer arterieller Blutdruck >60 mmHg ohne Therapie mit Vasopressoren!

Prävention und Therapie von Infektionen [2]

Rescue-Therapie

Stickstoffmonoxid inhalativ

  • Prophylaktische Anwendung: Nicht empfohlen
  • Mögliche Indikationen
    • Schwerer Hypoxämie
    • Rechtsherzdekompensation
  • Anwendung
    • Beimischung des NO-Gases zum Atemgas
    • Verabreichung und Dosiskontrolle über spezielle Dosiervorrichtung am geeigneten Beatmungsgerät
    • Langfristigen Einsatz mit kumulativ hoher Dosis vermeiden

Glucocorticoide

  • Wirkung: Antiinflammatorisch und antiproliferativ
  • Anwendung: Niedrigdosierte Corticoide können erwogen werden

Hochdosierte Corticoide können Superinfektionen begünstigen und erhöhen die Letalität!

ECMO

  • Indikation: Empfohlen bei schwerem ARDS mit therapierefraktärer Hypoxämie

Extrakorporale Unterstützungssysteme [15]

Formen

Indikation

Durchführung der vvECMO

  • ECMO-System vorbereiten
  • Schlauchsystem vorfüllen
  • Antikoagulation des Patienten mit Heparin
  • Legen von zwei ECMO-Kathetern
  • Start der ECMO in Reanimationsbereitschaft
  • Adjustierung von Pumpfluss und Frischgasfluss
  • Entlastung der Patientenlunge (z.B. im APRV-Modus mit minimalen Atemhubvolumina und niedriger Frequenz bei hohem PEEP)

Komplikationen

  • Störung der Hämostase: Thrombozytendysfunktion, Verbrauch von Gerinnungsfaktoren, direkte Wirkung der Antikoagulation → Blutungen
  • Durchblutungsstörung: Insb. der unteren Extremität

Prognose

  • Outcome: Entscheidend sind
    • Frühzeitige Diagnosestellung
    • Strukturierte Behandlungskonzepte
    • Vorliegen von Komplikationen: Thoraxtrauma, Sepsis, Multiorganversagen
  • Langzeitfolgen [16]
    • Häufig physische und psychische Spätfolgen bei Überlebenden
    • Wiedereinstieg in Beruf nur teilweise möglich

Das ARDS ist ein akut lebensbedrohliches Krankheitsbild mit hoher Mortalität!

Kodierung nach ICD-10-GM Version 2019

Quelle: In Anlehnung an die ICD-10-GM Version 2019, DIMDI.