Nasale Ventilation zur Behandlung der Cheyne-Stokes-Atmung bei Herzinsuffizienz

Nasal applizierter kontinuierlicher positiver Atemwegsdruck (CPAP) wurde primär zur Therapie der Obstruktiven Schlafapnoe eingesetzt (zur Technik der Methode siehe „Mechanische Ventilation bei Obstruktiver Schlafapnoe“; „CPAP“). Da später deutlich wurde, dass CPAP auch bei einem Teil der Patienten mit Zentraler Schlafapnoe die Atmungsstörungen beseitigt, wurde von einer kanadischen Arbeitsgruppe versucht, diese Behandlung auch bei Patienten mit Herzinsuffizienz und Cheyne-Stokes-Atmung einzusetzen („Nichtinvasive Beatmung bei zentralen Schlafbezogenen Atmungsstörungen und bei der chronischen respiratorischen Insuffizienz“). In der Tat reduziert CPAP die Anzahl der Atmungsstörungen um ca. 50 %, verringert die Anzahl von Weckreaktionen (Javaheri 2000; Bradley et al. 2005), und bei ca. 35 % (Javaheri 2000) können die Atmungsstörungen auf unter 5 pro Stunde reduziert werden. Zum Wirkmechanismus von CPAP bei Cheyne-Stokes-Atmung wird angenommen, dass bei einem Teil der Patienten eine geringe Zunahme des arteriellen pCO₂ die Cheyne-Stokes-Atmung beseitigt. Eine weitere Erklärung könnte der günstige Effekt des positiven intrathorakalen Drucks auf die Funktion des linken Ventrikels mit einer Abnahme der linksventrikulären Nachlast bei Patienten mit Herzinsuffizienz sein. Weiterhin könnten die bessere Oxygenierung und auch die Beseitigung häufig ebenfalls vorliegender obstruktiver Atemstillstände zu einem günstigen Effekt bei Patienten mit Herzinsuffizienz und Cheyne-Stokes-Atmung führen. In einer kleinen randomisierten Studie wurde eine Verbesserung der Überlebensrate bei Patienten mit CSR und Herzinsuffizienz unter CPAP beschrieben (Sin et al. 2000). Angesichts der geringen Patientenzahl wurde es erforderlich, die Studie in einem großen Patientenkollektiv zu wiederholen. Zwar wurde die Anzahl der Atmungsstörungen in der CANPAP Studie etwa halbiert, die Desaturationen deutlich gemindert und die linksventrikuläre Ejektionsfraktion verbessert, dennoch wurde die Untersuchung bei 258 von geplant 400 Patienten abgebrochen, da die Zwischenanalyse keinen Mortalitätsunterschied zwischen den konventionell oder den zusätzlich mit CPAP behandelten Patienten ergab (Bradley et al. 2005).

Es muss hier jedoch auf einen bedeutenden Unterschied in der Vorgehensweise in der Studie von Bradley und dem in Europa üblichen Vorgehen hingewiesen werden: Bradley und Mitarbeiter setzten CPAP unabhängig von der zuvor im Schlaflabor dokumentierten Wirkung ein. Die Therapie wurde mit einem Druck von 5 cmH₂O begonnen und über 1–2 Nächte möglichst auf 10 cmH₂O erhöht. Die Behandlung wurde auch dann fortgesetzt, wenn sich im Schlaflabor keine ausreichende Reduktion der CSR zeigte. In Europa werden Patienten nur dann mit CPAP behandelt, wenn die Therapie im Schlaflabor eine substanzielle Reduktion der CSR bewirkt, was aber lediglich bei ca. 30–40 % der Patienten gelingt. Dieses Vorgehen wird auch gestützt durch eine Post-hoc-Analyse der CANPAP-Studie, in der gezeigt werden konnte, dass bei Patienten mit deutlicher Reduktion der schlafbezogenen Atmungsstörungen unter CPAP ein Überlebensvorteil und eine Besserung der linksventrikulären Ejektionsfraktion erzielt werden konnten (Arzt et al. 2007).

Trotz der Daten von Bradley und Kollegen kann man also festhalten, dass CPAP bei einem Teil der Patienten mit CSR eine günstige Wirkung entfalten kann.

Erzielt CPAP keine ausreichende Wirkung, so kann die Therapie mit „Bi-Level-PAP“ im assistiert-kontrollierten (ST) oder kontrollierten Modus (T) erfolgen (zur Technik siehe auch „Bi-Level-PAP-Therapie bei zentralen Schlafbezogenen Atmungsstörungen und bei der chronischen respiratorischen Insuffizienz“). Der Name BiPAP ist eingetragenes Warenzeichen der Fa. Respironics, Murryville, USA, und wird häufig als Bezeichnung der verschiedenen, heute im Handel erhältlichen Geräte, die nach diesem Prinzip arbeiten, verwandt. Korrekter ist die allgemeine – und auch bei Leitlinien benutzte – Bezeichnung Bi-Level-PAP oder BPAP. Bi-Level-PAP ST oder Bi-Level-PAP T stellen mechanische Beatmungsformen mit positivem Druck dar. Unter Bi-Level-PAP ST registriert das Gerät den Beginn der Ein- und Ausatmung. Mit der Einatmung stellt das Gerät einen höheren und während der Exspiration einen niedrigeren Druck ein. Durch die Differenz der in- und exspiratorischen Drücke erfolgt eine Ventilationssteigerung. Tritt ein zentraler Atemstillstand auf, so schaltet das Gerät auf eine kontrollierte Beatmung um, die mit dem eingestellten Druck, mit einer definierten Atemfrequenz sowie dem festgelegten Verhältnis von In- und Exspiration erfolgt. Bi-Level-PAP T ist eine kontrollierte Beatmung nach diesem Muster ohne Steuerung des Geräts durch eventuelle spontane Atemzüge des Patienten. Bi-Level-PAP im Spontanmodus wird bei CSR nicht eingesetzt, da während der zentralen Atemstillstände keine Triggerung des Geräts erfolgt, es auf dem Exspirationsdruckniveau verharrt und somit die Atemstillstände nicht behandelt werden könnten.

Obwohl kaum systematische Untersuchungen vorliegen, zeigt die klinische Erfahrung, dass Bi-Level-PAP schon nach einer Behandlungsnacht die Anzahl der zentralen Atmungsstörungen bei der Mehrzahl der Patienten stark reduzieren kann. Die suffiziente Einstellung mit weniger als 5 Atmungsstörungen pro Stunde Schlafzeit gelingt in vielen Fällen nach 2–3 Therapienächten. Es erfordert jedoch einige Erfahrung und Anstrengung, die optimale Einstellung von Drücken und Atemfrequenz sowie das Verhältnis von Inspirationsdruck zu Exspirationsdruck zu ermitteln. Aus diesem Grund wurden Geräte mit Algorithmen entwickelt, welche die Behandlung automatisch vornehmen sollen. Untersuchungen, die eine Verbesserung der Lebensqualität oder der Mortalität von Patienten mit Herzinsuffizienz und CSR unter Bi-Level-PAP zeigen können, liegen bisher nicht vor.

Bei der adaptiven Servoventilation ist lediglich die Einstellung eines exspiratorischen Drucks und einer oberen inspiratorischen Druckbegrenzung erforderlich. Durch das Gerät wird in den vorgewählten Grenzen der Inspirationsdruck automatisch so angepasst, dass 90 % des vorausgegangenen Atemminutenvolumens erreicht werden. Nimmt die Ventilation des Patienten ab, wird die Druckunterstützung vom Gerät automatisch erhöht beziehungsweise bei zunehmender Ventilation abgesenkt. Sollte die Ventilation ganz sistieren, also eine zentrale Apnoe eingetreten sein, so wird eine dem vorhergehenden Atmungsrhythmus angepasste Frequenz appliziert und es erfolgt eine kontrollierte Beatmung mit dem Ziel, das Atemminutenvolumen auf 90 % des Ausgangsniveaus zu halten. Durch dieses Verfahren soll die Atmung stabilisiert, Hyperventilationen vermieden und ein Absinken des pCO₂ unter die Apnoeschwelle mit anschließender erneuter Hyperventilation verhindert werden. In Abb. 1 ist ein Registrierbeispiel der Funktionsweise des Geräts dargestellt.

Die adaptive Servoventilation wurde von der Firma ResMed entwickelt und ist im System AutoSet-CS (eingetragenes Warenzeichen von ResMed, San Diego, USA) sowie inzwischen im Auto SV der Firma Philips Respironics klinisch verfügbar. Weitere Geräte sind auf dem Markt hinzugekommen, die nach einem ähnlichen Prinzip arbeiten. Die adaptive Servoventilation verursacht deutlich höhere Gerätekosten als Bi-Level-PAP, CPAP.

Es konnte gezeigt werden, dass die adaptive Servoventilation Vorteile in Bezug auf die Reduktion der Schlafbezogenen Atmungsstörungen und die Schlafqualität gegenüber CPAP aufweist (Teschler et al. 2001). Im Vergleich zu Bi-Level-PAP konnte nach einer Therapienacht eine etwas stärkere Reduktion der Atmungsstörungen erzielt werden. Unter ASV-Behandlung mit den System AutoSet-CS wurde die Verbesserung der Atmungsstörungen und der Schlafstruktur bisher in kontrollierten Studien dokumentiert.

Zuletzt wurde jedoch in der großen randomisierten multizentrischen SERVE-HF-Studie an 1325 Patienten mit einer prädominant zentralen Schlafapnoe mit einer systolischen Herzinsuffizienz mit einer Ejektionsfraktion (EF) von weniger 45 % gezeigt, dass die Behandlung mit ASV im Vergleich zur Kontrollgruppe keine Auswirkung auf den primären Endpunkt (Zeit bis zum Tod, bis zu einer lebensrettenden Intervention oder bis zu einem nicht geplanten Krankenhausaufenthalt wegen der Herzinsuffizienz) hatte. Die Behandlung mit ASV ging aber mit einer Erhöhung der Gesamtmortalität und der kardiovaskulären Mortalität einher (Cowie et al. 2015).