Die Anästhesiologie
Autoren
Martin Kleen und Bernhard Zwißler

Anästhesie in der Thoraxchirurgie

Eingriffe im Thorax betreffen direkt zwei Organsysteme, deren Funktionsstörung nur für kurze Zeit problemlos toleriert wird: das respiratorische und kardiale System. Detailliertes Wissen über die Pathophysiologie von Herz und Lunge ist daher neben der Kenntnis der individuellen (Vor)erkrankungen die grundlegende Vorraussetzung für die kompetente anästhesiologische Versorgung des Patienten in der Thoraxchirurgie. Das Atemwegsmanagement ist wegen der meist erforderlichen Einlungenventilation häufig eine Herausforderung, erfordert Planung und große Erfahrung in der Handhabung des anästhesiologischen Handwerkzeugs. Der Anästhesist ist in der Thoraxchirurgie wegen der relativ hohen postoperativen Komplikationsrate besonders gefordert: überlegtes perioperatives Management mit präoperativer Optimierung, adäquater Schmerztherapie und Narkoseführung können die Frequenz von Komplikationen reduzieren.
Einleitung
Eingriffe im Thorax betreffen direkt zwei Organsysteme, deren Funktionsstörung nur für kurze Zeit problemlos toleriert wird: das respiratorische und kardiale System. Detailliertes Wissen über die Pathophysiologie von Herz und Lunge ist daher neben der Kenntnis der individuellen (Vor)erkrankungen die grundlegende Vorraussetzung für die kompetente anästhesiologische Versorgung des Patienten in der Thoraxchirurgie. Das Atemwegsmanagement ist wegen der meist erforderlichen Einlungenventilation häufig eine Herausforderung, erfordert Planung und große Erfahrung in der Handhabung des anästhesiologischen Handwerkzeugs. Der Anästhesist ist in der Thoraxchirurgie wegen der relativ hohen postoperativen Komplikationsrate besonders gefordert: überlegtes perioperatives Management mit präoperativer Optimierung, adäquater Schmerztherapie und Narkoseführung können die Frequenz von Komplikationen reduzieren.

Der Patient in der Thoraxchirurgie

Der typische Patient in der Thoraxchirurgie ist in der 6. oder 7. Lebensdekade, wobei das mittlere Alter der Patienten stetig ansteigt [37]. Der Anästhesist muss daher die physiologischen Besonderheiten des Alters und die zunehmend häufigen Komorbiditäten kennen und bei der Behandlung berücksichtigen. So weist der alternde Thorax veränderte atemmechanische Eigenschaften auf. Auch die Pharmakodynamik und -kinetik verändern sich, sodass insbesondere für das intraoperative Flüssigkeitsmanagement und die postoperative Schmerztherapie eine vorsichtige Medikamententitration angezeigt ist [37]. Die hämodynamischen Kompensationsmechanismen gegenüber dem Einfluss einer thorakalen Periduralanästhesie scheinen dagegen trotz herabgesetzter diastolischer Pumpfunktion auch im Alter intakt zu bleiben [54].
Meist bestand ein jahrzehntelanger Zigarettenkonsum. Ein Gewichtsverlust in den letzten Monaten vor der Operation wird häufig angegeben. Die häufigste Diagnose ist „Tumor der Lunge oder der Atemwege“, die häufigste Begleiterkrankung die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD).

Tumoren

Die Mehrheit der Thoraxoperationen sind Resektionen wegen Tumoren der Lunge und der Bronchien. Am häufigsten sind Karzinome mit ca. 90 %, Adenome (ca. 8–10 %) und gutartige Tumoren (<1 %). Das Bronchialkarzinom wird durch Zigarettenrauchen verursacht, nur 10 % der Betroffenen waren immer Nichtraucher. Unter deutschen Männern ist das Bronchialkarzinom die häufigste Tumortodesursache und die zweithäufigste Todesursache überhaupt. Bei Frauen ist es mittlerweile das zweithäufigste tödliche Malignom nach dem Mammakarzinom. In den USA ist dieser Geschlechterunterschied bereits aufgehoben, in Deutschland wird dies nach Prognosen der WHO in Zukunft ebenfalls der Fall sein. 75–80 % der malignen Tumoren sind nichtkleinzellige Karzinome (Plattenepithelkarzinom, Adenokarzinom, großzelliges Karzinom), 20–25 % sind kleinzellige Karzinome. Die Resektion ist die effektivste Therapie beim nichtkleinzelligen, nichtmetastasierten (M0) Karzinom in den frühen Stadien (bis T3/N1).

Chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD)

Bei der COPD besteht eine nicht voll reversible, progressive Obstruktion der kleinen Atemwege.
Sie wird klinisch manifest als chronisch obstruktive Bronchitis oder als Emphysem mit Parenchymdestruktion, Elastizitätsverlust und Verschluss kleiner Atemwege. Die COPD ist eine typische Begleiterkrankung des Patienten mit Bronchialkarzinom und ist bei Lungentransplantation oder Lungenvolumenreduktion oft die führende Diagnose.
In industrialisierten Ländern ist die COPD meist auf das Zigarettenrauchen zurückzuführen. „Sonstige chronische obstruktive Lungenkrankheit“ lag im Jahre 2013 bei Männern an Platz vier und bei Frauen an achter Stelle der Todesursachenstatistik in Deutschland. Das Aufgeben des Rauchens verlangsamt zwar die Progression der Erkrankung, eliminiert jedoch nicht die chronische Entzündung. Impfungen, O2-Therapie und physikalische Therapie sind die wesentlichen Pfeiler der nichtmedikamentösen Behandlung.
Bronchodilatatoren sind die wichtigsten Medikamente gegen COPD. Sie verbessern die Atemwegsobstruktion und erhöhen dadurch die Leistungsfähigkeit. Im Gegensatz zum Asthma bronchiale sind auch Anticholinergika bei COPD wirksame Bronchodilatatoren. Inhalierte Kortikosteroide vermindern die Häufigkeit von Exazerbationen der COPD und verzögern mäßig das Fortschreiten der Erkrankung verbessern aber wohl nicht die Lungenfunktion und die Letalität. Sie sollten daher nur in Kombination mit anderen inhalierten Medikamenten gegeben werden.

Präoperative Beurteilung

Viele Patienten berichten über jahrelangen Zigarettenkonsum. Nach Zeichen des Emphysems, der Obstruktion und der Bronchitis muss daher gezielt gesucht werden.
Der Verzicht auf Zigarettenrauchen für 48 h vor der Operation normalisiert lediglich die Konzentration von CO-Hb im Blut, die Zilienfunktion und Mukusproduktion sind frühestens nach 6- bis 8-wöchiger Abstinenz normal oder erholen sich auch langfristig nicht mehr.
Versuche, den Patienten zum Aufgeben des Rauchens zu bewegen, sind bei häufigem Patientenkontakt und Nikotinsubstitutionstherapie mit guter Prognose erfolgversprechend [51].

Anamnese und körperliche Untersuchung

Während der körperlichen Untersuchung erlaubt das Atemmuster (Frequenz, Symmetrie, Tiefe) eine Abschätzung der respiratorischen Reserve. Die Inspektion des Patienten gibt orientierend Aufschluss über die Lungenfunktion: Bei Obstruktion ist die Atemarbeit bei langsamen, tiefen Atemzügen minimal; der Patient atmet entsprechend. Ein erhöhter elastischer Widerstand des Lungenparenchyms bei Res triktion lässt sich hingegen durch flache, schnelle Atmung überwinden.
Prädiktoren einer schwierigen Laryngoskopie müssen sorgfältig erhoben werden (z. B. Mallampati-Klassifikation, thyromentaler Abstand), da Intubationsverfahren zur Etablierung einer seitengetrennten Beatmung oft technisch schwierig sind.
Auf der Röntgenaufnahme des Thorax kann eine Verlagerung der Trachea oder der Hauptbronchien erkannt werden. Ist eine schwierige Intubation zu erwarten, müssen alternative Verfahren zur Sicherung des Atemweges bzw. der endobronchialen Intubation vorbereitet werden (fiberoptische Bronchoskopie, Bronchusblocker, Larynxmaske; Kap. „Endotracheale Intubation“).
Trommelschlägelfinger können ein Hinweis auf chronische Hypoxie oder auf ein Bronchialkarzinom sein.
Paraneoplastische Syndrome bei Bronchialkarzinom sind mit einer Häufigkeit von etwa 10 % selten und treten meist beim kleinzelligen Bronchialkarzinom auf. Folgende Syndrome sind auffällig: Cushing-Syndrom (Habitus), inadäquate ADH-Ausschüttung (Neurologie, Elektrolyte), Karzinoidsyndrom (Flush).

Apparative Verfahren

Spirometrie
Die Spirometrie dient der Beurteilung der respiratorischen Reserven des Patienten (Kap. „Anästhesiologische Beurteilung des Patienten: Respiratorisches System“). Sie ist vor fast jedem thoraxchirurgischen Eingriff zu fordern. Die Ausnahme sind Patienten vor kleinen atypischen Resektionen, die nach Anamnese und Untersuchungsbefund lungengesund sind.
Verbessern Bronchodilatatoren die FEV1 um 15 % oder mehr, so muss der Eingriff verschoben, eine Dauertherapie mit inhalierten Anticholinergika oder β2-Agonisten begonnen und nach einigen Tagen die Lungenfunktion erneut beurteilt werden.
Bei minimalen Atemreserven kann schon ein diagnostischer Eingriff ohne Gewebeverlust zur postoperativen Ateminsuffizienz führen. Dagegen wird die Entfernung einer Lunge, welche durch einen stenosierenden Tumor nicht belüftet war, ohne Auswirkung bleiben.
Die Einschätzung der Operabilität erfolgt nach einem 2-Stufen-Schema.
Die erste Stufe sind globale Lungenfunktionsprüfungen. Sind die FEV1 sowie die CO-Diffusionskapazität der Lunge (DLCO) >80 % der altersentsprechenden Normwerte, so ist eine (Bi)lobektomie oder Pneumonektomie möglich. Unterhalb von 50 % (FEV1) bzw. 60 % der Sollwerte ist die Beeinträchtigung „erheblich“ und es müssen eingehendere Untersuchungen durchgeführt werden. Zur Definition „erheblicher“ Beeinträchtigungen werden Grenzwerte verwendet, welche jedoch für Lobektomien und Pneumonektomien beim Bronchialkarzinom und bei Tuberkulose entwickelt wurden und heute nicht mehr universell gültig sind (Tab. 1). So gelten diese insbesondere nicht für Lungenvolumenreduktionen, da hierbei trotz Gewebereduktion die Organfunktion verbessert werden kann.
Tab. 1
Grenzwerte für die (Bi)lobektomie
Lungenfunktionsparameter
Grenzwert
paCO2 (paO2 weniger konsistent)
45 mmHg
Ein-Sekunden-Kapazität (FEV1)
50 % des Sollwerts
CO-Diffusionskapazität der Lunge (DLCO)
60 % des Sollwerts
Grenzwerte zur (Bi)lobektomie, deren Über- bzw. Unterschreitung die Inoperabilität anzeigt. Die Zahlen sind Anhaltswerte und gelten nicht für die Lungenvolumenreduktion. Im Einzelfall sind individuelle Leistungsfähigkeit und der klinische Eindruck wichtiger als Grenzwerte
Ergibt sich aus den globalen Lungenfunktionsuntersuchungen ein erhöhtes Risiko, so muss mit differenzierteren Verfahren der postoperative Zustand des Patienten eingeschätzt werden. Mit Hilfe von Ventilations-(133Xe)- und Perfusions-(99Tc-)Szintigrammen wird der Beitrag des zu resezierenden Lungengewebes zu Perfusion und Ventilation bestimmt. Die erwartete postoperative FEV1 kann abgeschätzt werden.
Bei einer prognostizierten FEV1 <800 ml bzw. <30 % des altersbezogenen Normalwerts ist kein resezierender Eingriff durchführbar. Für die Lungenvolumenreduktion haben szintigraphische Untersuchungen nur beschränkte Aussagekraft bezüglich des operativen Risikos, können jedoch helfen, das Zielgebiet zu identifizieren.
Elektrokardiogramm
Eine rechtsventrikuläre Belastung wird bei einem R/S-Verhältnis >1 in der Brustwandableitung V1 vermutet. Eine erhöhte P-Welle in Ableitung II deutet auf einen vergrößerten rechten Vorhof hin.
Ist die Leistungsfähigkeit des Patienten dabei normal, kann trotz Verdacht auf Rechtsherzbelastung die Operation – ggf. mit erweitertem Monitoring – erfolgen.
Cave
Eine chronisch obstruktive Lungenerkrankung kann über die Überblähung zu einer Niedervoltage und mangelnder R-Progression in den Brustwandableitungen führen (Differenzialdiagnose zum Infarkt-EKG mit R-Verlust).
Blutgasanalyse
Die arterielle oder arterialisierte, kapilläre Blutgasanalyse gehört zur Standardvorbereitung des Patienten in der Thoraxchirurgie (Tab. 2).
Tab. 2
Standard- und erweitertes Monitoring bei Thoraxeingriffen
Art des Monitorings
Zweck, beurteilte Größe
Indikation
Arterielle Kanüle
Blutgase, Hämodynamik
Standard
Kapnographie
Gasaustausch
Standard
FIO2, Beatmungsdrücke, Volumen
Gasaustausch
Standard
Oxygenierung, Perfusion
Standard
Temperatur
Hyopothermie gefährdet operatives Ergebnis
Standard
Relaxometrie
Verletzungen vermeiden, Relaxansüberhang vermeiden
Standard (bei Thorakoskopie)
Blutvolumen und Ventrikelfunktion (eingeschränkt beurteilbar), zentralvenöse Sättigung, Katecholaminapplikation
Bei hohem Blutverlust, erwarteter hämodynamischer Instabilität
Swan-Ganz-Katheter
Herzzeitvolumen, linksventrikuläre Funktion, pulmonalarterielle Drücke
Standard bei Lungentransplantation, Pneumonektomie mit kardialer Vorerkrankung, bei schwerer kardialer Vorerkrankung
paO2, SaO2 (intravasal, kontinuierlich)
Oxygenierung
Bei Lungentransplantationen
Urinproduktion
Nierenperfusion, Volumenstatus
Standard bei Operation >2 h Dauer
Patienten mit chronischer Bronchitis bieten das klinische Bild des „blue bloaters“. Dieser Begriff beschreibt die Erscheinung der (adipösen) Patienten. Es besteht Hyperkapnie und Hypoxämie. Durch die chronische CO2-Retention ist der Bikarbonatgehalt im Liquor erhöht. Die Chemorezeptoren der Medulla oblongata sind relativ unempfindlich, und der Atemantrieb wird durch die Hypoxie aufrechterhalten. Bei zu hoch dosierter O2-Gabe besteht die Gefahr der Hypoventilation. Dennoch darf die O2-Gabe als lebensverlängernde Therapie bei COPD und entsprechender Indikation nicht vorenthalten werden.
Patienten mit Emphysem präsentieren sich als „pink puffer“. Der paO2 ist normal oder gering erniedrigt. Der paCO2 wird bei verringerter Gasaustauschfläche durch ein erhöhtes Atemminutenvolumen aufrechterhalten. Die Atemarbeit ist erhöht und Dyspnoe die Regel.
Röntgenbild des Thorax
Trachealverlagerung und mediastinale Raumforderungen erschweren häufig die Platzierung eines Doppellumentubus. Bei entsprechendem Röntgenbefund sind zur Narkoseeinleitung Maßnahmen zur alternativen Sicherung der Atemwege sowie ein Bronchoskop vorzubereiten.
COPD führt zur Überblähung der Lungen. Radiologische Zeichen sind eine Vergrößerung des anterior-posterioren Thoraxdurchmessers im seitlichen Strahlengang, eine Vergrößerung des Sternum-Herz-Abstands über 2 cm sowie eine – im Gegensatz zur chronischen Bronchitis – schlechte Visualisierung der Bronchial- und Gefäßstrukturen.
Nach einer pulmonal-arteriellen Hypertension (PAH) als wesentlichen prognostischen Faktor muss stets gesucht werden [45]. Wenn die klinische Diagnose einer PAH etabliert wurde, haben bereits 90 % der Patienten ein abnormales Thoraxröntgenbild mit möglicherweise den folgenden Zeichen:
  • angehobene Herzspitze durch rechtsventrikuläre Hypertrophie,
  • vergrößertes rechtes Atrium,
  • prominentes Pulmonalissegment der Herzkontur,
  • vergrößerte Pulmonalarterien,
  • Kalibersprung bzw. Abbrechender peripheren pulmonalen Gefäße.
Rechtsherzfunktion
Die Rechtsherzdysfunktion wird präoperativ oft verkannt [55]. Daher sollte bei allen Patienten vor lungenresezierenden Eingriffen (Cave: Reduktion des Gefäßquerschnitts) aktiv nach entsprechenden klinischen Symptomen und Zeichen gesucht werden.
Ist die Leistungsfähigkeit des Patienten reduziert und besteht Verdacht auf eine Rechtsherzbelastung (z. B. im EKG), sollte vor der Operation eine Rechtsherzkatheterisierung erfolgen. Zwar existieren für die Bewertung der rechtsventrikulären Funktionsparameter (z. B. PVR, PAP, Füllungsvolumen, Auswurffraktion) keine festen Grenzwerte, sie bilden jedoch die Grundlage für eine interdisziplinäre Einschätzung der Operabilität des Patienten und des erforderlichen Monitorings.
Bei Patienten mit pulmonaler Hypertonie ist die perioperative Inzidenz der Rechtsherzdysfunktion erhöht. In Abwägung des Nutzens und des Risikos muss daher die Indikation des Eingriffs und dessen Ausdehnung erneut festgelegt werden und die Möglichkeit der postoperativen Intensivtherapie sichergestellt werden.
Cave
Eine normale präoperative Funktion des rechten Ventrikels schließt ein perioperatives Rechtsherzversagen nicht aus.
In kritischen Fällen kann während der (Rechts)herzkatheteruntersuchung der Pulmonalarterienast, der das zu resezierende Lungengewebe versorgt, okkludiert werden. Prognostisch ungünstig sind dabei ein Anstieg des mittleren Pulmonalarteriendrucks auf über 35–40 mmHg, ein Anstieg des arteriellen pCO2 auf über 60 mmHg und ein Abfall des arteriellen pO2 unter 45 mmHg (bei Raumluft).
Diese Untersuchung kann auch intraoperativ durchgeführt werden, indem der Chirurg den entsprechenden Pulmonalarterienast temporär verschließt. Weder die Katheterisierung noch die temporäre Okklusion der Pulmonalarterien sind präoperative Routineuntersuchungen. Eine Indikation besteht bei begründetem Zweifel an der Funktionstüchtigkeit des rechten Ventrikels und wenn ein größerer, lungenresezierender Eingriff geplant ist.
Bereits die Einlungenventilation kann bei entsprechend schlechter rechtsventrikulärer Funktion durch die Widerstandserhöhung ein Rechtsherzversagen hervorrufen.

Präoperative Dauermedikation

Bei Patienten mit COPD muss vor elektiven Eingriffen die bronchodilatierende Therapie überprüft und ggf. optimiert werden, selbst wenn die Atemwegsobstruktion in der Spirometrie nicht prominent ist.
Eine antibiotische Therapie bei COPD ist auch bei eitrigem Auswurf oft unnötig, da es sich meist um virale Infektionen handelt.
Ergeben die körperliche Untersuchung oder apparative Verfahren einen Verdacht auf Bronchokonstriktion oder Infektion, muss zwischen 2 Situationen unterschieden werden:
1.
Die Veränderungen sind direkt durch den operationsbedürftigen Befund bedingt und daher durch Medikamente nicht besserbar.
 
2.
Die Bronchokonstriktion oder Infektion besteht unabhängig vom operationsbedürftigen Befund.
 
Während im ersten Fall die Operation stattfinden muss, sollte sie im zweiten solange verschoben werden, bis keine relevante Besserung mehr erzielbar ist.
Cave
Bereits die kurzfristige, regelmäßige orale Einnahme von Kortikosteroiden kann zur Nebennierenrindeninsuffizienz führen und erfordert eine perioperative Substitution mit Hydrokortison.
Inhalierte Steroide werden kaum resorbiert, eine Substitution ist daher nicht notwendig.

Prämedikation

Intravenöse Anticholinergika sind unnötig und gefährden durch Tachykardie möglicherweise den Patienten mit KHK. Der Nutzen der Sialostase der Anticholinergika ist gegen die mögliche Gefährdung abzuwägen.
Opioide müssen bei Patienten mit reduzierter pulmonaler Reserve vermieden werden.
Von den Benzodiazepinen ist wegen seiner kurzen Halbwertszeit von 1,5–3 h besonders Midazolam zur oralen Prämedikation geeignet. Midazolam sollte niedrig dosiert werden (3,75–7,5 mg p.o. bei Abruf zur Operation), um bei geringer zentraler Besetzung der Benzodiazepinrezeptoren (20–30 %) Anxiolyse und geringe Sedation zu erreichen und eine Muskelrelaxation (Rezeptorbesetzung 60–90 %) zu vermeiden. Länger wirksame Benzodiazepine (z. B. Oxazepam t1 5–15 h, Dikaliumchlorazepat t1 30–65 h) bergen die Gefahr der prolongierten postoperativen Sedierung und zentralen Muskelrelaxation.

Monitoring

Standardmonitoring
Art und Umfang der Überwachungsmaßnahmen hängen von der Größe und Dauer des Eingriffs sowie vom Zustand des Patienten ab (Tab. 2). Unverzichtbar für jeden thoraxchirurgischen Eingriff sind neben Pulsoxymetrie und Kapnometrie eine arterielle Verweilkanüle. Sie erlaubt eine Kontrolle der Blutgase sowie ein exaktes und kontinuierliches arterielles Druckmonitoring. Bei Patienten mit präoperativ eingeschränkter Oxygenierung oder hämodynamischer Instabilität ist die arterielle Kanülierung beim wachen Patienten in Lokalanästhesie indiziert.
Wie bei allen längeren Eingriffen muss die Körpertemperatur gemessen und der Patient vor Auskühlung geschützt werden. Da die Infusionsmenge bei Operationen an der Lunge gering gehalten werden soll, ist die Anwärmung von Infusionslösungen ohne relevanten Einfluss auf die Körpertemperatur. Effektiver ist eine Prophylaxe mit Warmluft (Kap. „Anästhesie und Thermoregulation“).
Cave
Bereits eine geringe intraoperative Hypothermie erhöht die Inzidenz von Wundinfektionen.
Thorakoskopische Operationen werden meist unter Muskelrelaxation durchgeführt, um Verletzungen durch reflektorische Bewegungen zu vermeiden. Sowohl die adäquate Relaxation, aber auch die Rückkehr der neuromuskulären Übertragung vor Extubation sollten mittels Relaxometrie kontrolliert werden. Durch kurz wirksame Muskelrelaxanzien ist es problemlos möglich, bis zum Ende der Operation eine optimale Muskelerschlaffung zu gewährleisten, da die Zeit zur Anfertigung des postoperativen Röntgenbilds ausreicht, die Wirkung abklingen zu lassen.
Zentralvenöser Katheter
Ein zentralvenöser Katheter (ZVK) ist indiziert, wenn größere Blutverluste und/oder die Notwendigkeit einer differenzierten Kreislauftherapie erwartet werden. Dies gilt für die meisten großen, offenen Thoraxoperationen. Die Interpretation des zentralvenösen Drucks (ZVD) ist während Thoraxoperation häufig schwierig (Seitenlage, offener Thorax, Artefakte durch Manipulation an den großen Gefäßen). Aussagekräftig sind daher weniger die Absolutwerte des ZVD als vielmehr dessen Veränderungen über die Zeit.
Cave
Die Punktion sollte auf der Seite der Operation erfolgen, da ein iatrogener Pneumo- oder Hämatothorax durch die Thorakotomie automatisch entlastet wird und ein Pneumothorax auf der intraoperativ unzugänglichen, kontralateralen Seite unbedingt vermieden werden muss.
Swan-Ganz-Katheter, TEE und minimal invivasive Monitoringverfahren
Bei kardialen Hochrisikopatienten sowie bei Operationen, bei denen die Herzfunktion durch die Art des Eingriffs erheblich beeinträchtigt wird, kann die Anlage eines Swan-Ganz-Katheters indiziert sein. Solche Operationen sind u. a. Pneumonektomien und Lungentransplantationen.
Die Druckmessung in einem Pulmonalarterienast der kollabierten Lunge ist nicht aussagekräftig. Nur die Messung in der ventilierten Lunge erbringt valide Ergebnisse.
Intraoperativ ist ein Seitenwechsel der Katheterspitze schwierig oder unmöglich. Daher erfolgt das Einschwemmen eines Swan-Ganz-Katheters bei unilateralen Eingriffen unter Röntgenkontrolle, um die kontralaterale Lage der Katheterspitze zu verifizieren.
Die transösophageale Echokardiographie (TEE) ermöglicht intraoperativ eine detaillierte Analyse der links- und rechtsventrikulären Funktion und gibt Aufschluss über die Funktion der Herzklappen und Wandbewegungsstörungen infolge Ischämie. Die Indikation zur TEE sollte besonders bei Patienten mit Rechtsherzbelastung großzügig gestellt werden, insbesondere wenn ein größerer lungenresezierender Eingriff geplant ist (z. B. Pneumonektomie bei pulmonaler Hypertension; [1]).
Minimal invasive Monitoringverfahren des Herzzeitvolumens bzw. der Herzfunktion, basierend auf Bioimpedanz und Bioreactance [27], dem angewandten Fick-Prinzip, Pulskonturanalyse sowie dopplerbasierte Verfahren haben den Vorteil der geringeren Invasivität und einfachen Anwendbarkeit. Diese Techniken implizieren jedoch in ihren Algorithmen gewisse Annahmen, über deren Zutreffen in der Thoraxchirurgie bislang zu wenig Daten und Erfahrungen existieren [25].
Urinproduktion
Produktion und Konzentration des Urins lassen Rückschlüsse auf die Nierenperfusion (mittelbar das Herzzeitvolumen) und das Blutvolumen des Patienten zu. Bei Operationen über 2 h Dauer und bei Niereninsuffizienz (außer bei Anurie) muss ein Blasenkatheter gelegt werden, um eine Distension der Blase zu verhindern bzw. die Ausscheidung zu überwachen. Der Blasenkatheter kann meist noch im Aufwachraum entfernt werden. Bei Periduralanästhesie sollte der Blasenkatheter wegen möglicher Blasenentleerungsstörungen nicht sofort entfernt werden.

Einlungenventilation

Indikationen

Nicht jeder thoraxchirurgische Eingriff erfordert zwingend die Einlungenventilation (ELV).
Indikationen
Absolut notwendig ist die seitengetrennte Beatmung zum Schutz der gesunden Lunge vor Kontamination durch kontralaterale Abszesse oder Bronchiektasien sowie zur Vermeidung eines Übertritts von Blut aus der blutenden in die gesunde Lunge bei massiver Hämoptysis.
Im Notfall kann auch ein normaler Endotrachealtubus endobronchial in die gesunde Lunge vorgeschoben werden. Dieser wird im Regelfall im rechten Hauptbronchus zu liegen kommen.
Zur Thorakoskopie, aber auch bei Lungentransplantationen muss stets die Möglichkeit der seitengetrennten Beatmung geschaffen werden. Müssen während der Operation große Luftwege eröffnet werden oder bestehen große bronchopleurale Fisteln, eine Bronchusruptur oder unilaterale, große Zysten und Bullae, so ist dies ebenfalls eine absolute Indikation zur ELV.
Relative Indikationen mit hoher Priorität zur ELV sind Operationen an großen Gefäßen, Pneumonektomien und obere Lobektomien. Niedrigere Priorität haben Eingriffe am Ösophagus, Lobektomien von Unter- und Mittellappen sowie atypische Resektionen (soweit nicht thorakoskopisch durchgeführt).
In der Praxis wird die ELV bei allen Operation durchgeführt, bei denen eine relative oder absolute Indikation zur seitengetrennten Beatmung mit hoher Wahrscheinlichkeit auftritt.

Kontraindikationen

Große luminale Tumoren können nach distal dislozieren und den Atemweg verlegen. Daher stellen sie eine absolute Kontraindikation für die endobronchiale Intubation dar.
Relativ kontraindiziert ist die Intubation mit einem Doppellumentubus bei kritisch kranken Patienten mit respiratorischer Insuffizienz, welche kurze Perioden der Apnoe bzw. des Verlusts von PEEP selbst bei einer FIO2 von 1,0 nicht tolerieren.
Eine Ileuseinleitung stellt eine relative Kontraindikation zur Doppellumentubusintubation dar, wenn schwierige anatomische Atemwegsverhältnisse zu erwarten sind. Hier ist der Bronchusblocker eine Alternative (Abschn. 6.3).

Tuben

Grundsätzlich bestehen 2 Möglichkeiten zur seitengetrennten Beatmung:
1.
Die endobronchiale Intubation mit einem Doppellumentubus. Hier ist wahlweise die Beatmung der rechten oder linken Lunge möglich.
 
2.
Die Blockade eines Hauptbronchus mit einem Ballon und Beatmung der jeweils anderen Lunge.
 
Insgesamt haben sich kaum relevante Unterschiede zwischen den Verfahren bezüglich der Qualität der Trennung der Lungen sowie des Kollapses der nicht ventilierten Lunge belegen lassen.
Doppellumentuben
Doppellumentubus ist ein Sammelbegriff für Endotrachealtuben verschiedenster Art für die seitengetrennte Beatmung. Das Tubuslumen ist auf 2 Beatmungswege aufgeteilt (Abb. 1 und 2). Proximal sind 2 getrennte Beatmungsanschlüsse vorhanden, die entweder unabhängig voneinander bedient werden, oder über eine Weiche (Cobb-Konnektor) in einen gemeinsamen Beatmungsanschluss zusammengeführt werden. Das distale Tubusende variiert je nach Tubustyp (Carlens-, White-, Robertshaw-, Bryce-Smith-Tubus) und bei den beiden letztgenannten auch nach Formen für den rechten oder linken Hauptbronchus. Grundsätzlich wird bei der Intubation das distale Beatmungslumen in einen der beiden Hauptbronchien vorgeschoben und geblockt (2 ml). Das proximale Betamungslumen öffnet sich knapp oberhalb der Carina. Darüber befindet sich der tracheale Cuff (Abb. 3).
Der Carlens-Tubus ist für die linksseitige, der White-Tubus für die rechtsseitige Bronchusintubation vorgesehen. Das distale Beatmungslumen wird in den Hauptbronchus vorgeschoben und geblockt (2 ml). Das proximale Beatmungslumen öffnet sich knapp oberhalb der Carina. Oberhalb dieser Öffnung befindet sich der tracheale Cuff. Der Carlens-Tubus trägt einen Carinahaken, der ein zu weites endobronchiales Vorschieben verhindern soll. Nachteilig ist jedoch die schwierige Passage des Hakens durch die Glottis mit Verletzungsgefahr (Abb. 3).
Robertshaw verbesserte das Design durch 2 im Querschnitt D-förmige Lumina. Moderne Doppellumentuben werden nach diesem Vorbild hergestellt und besitzen eine tracheale Öffnung (weißer Kunststoff) und ein verlängertes, endobronchiales Ende (blau markiert). Diese Tuben stehen in den Größen 26–41 Charrière (= French, Abk. F) zur Verfügung.
Rechtsläufige Doppellumentuben werden für das Absetzen der linken Lunge am Hauptbronchus benötigt. Ein rechtsläufiger Doppellumentubus ohne Modifikation würde wegen der Kürze des Abstands zwischen Carina und Abgang des rechten Oberlappenbronchus dessen Lumen obstruieren. Um dies zu verhindern, ist daher typischerweise bei rechtsläufigen Tuben eine zusätzliche Öffnung des bronchialen Schenkels im Bereich der distalen Blockermanschette integriert (Abb. 3), die eine Belüftung des rechten Oberlappens sicherstellt (Abb. 3). Genaue Lage- und Funktionskontrollen (Abklemmen) per Auskultation sind obligat.
Bei rechtsseitigen Tuben ist eine Bronchoskopie zur Kontrolle des rechten Oberlappenabgangs obligat.
Die Blockermanschette an Tuben nach Mallinckrodt ist dabei im Längsschnitt S-förmig und am Tubus in Längsrichtung schräg angebracht. Auf der Seite der Öffnung für den rechten Oberlappenbronchus liegt der Cuff weiter proximal als an der abgewandten Seite des Tubus.
Der Typ nach Rüsch weistein rundes Loch in der Blockermanschette auf, durch die der Oberlappenbronchus belüftet wird; der Cuff ist wie ein Schwimmreifen geformt. Der Typ nach Sheridan hat 2 Blockermanschetten distal bzw. proximal der Öffnung.
Wegen der Gefahren durch Trachea- oder Bronchusverletzungen, Dislokationen und Sekretverlegungen werden Doppellumentuben nicht zur Nachbeatmung verwendet. Streng seitengetrennte Beatmungen in der Intensivmedizin stellen eine hiervon ausgenommene, seltene Indikation dar. Zur Technik der einseitigen Ventilation (Kap. „Anästhesie in der Chirurgie des Herzens und der herznahen Gefäße“).
Die Inzidenz von bronchialen Verletzungen ist bei Verwendung eines Doppellumentubus im Vergleich zur Isolation der Lunge mit einem Bronchsublocker nicht erhöht [35].
Bronchusblocker
Seitengetrennte Beatmung ist auch durch einen Endotrachealtubus in Kombination mit einem dünnen Ballonkatheter, der bronchoskopisch in einen Hauptbronchus platziert wird, möglich (Abb. 4). Mehrere Systeme sind kommerziell erhältlich.
Mit dem Arndt-endobronchialen-Bronchusblocker steht ein spezielles System zur Verfügung. Es besteht aus einem 78 cm langen Ballonkatheter mit 3 mm Außendurchmesser (9 F; für Kinder ist ein 5-F-Blocker verfügbar), der eine Nylonschlaufe an seiner Spitze aufweist, und ein spezielles Winkelstück („Arndt-Multiport-Airway-Adapter“; 15 mm Tubuskonnektor). Der Ballonkatheter wird durch die seitliche Öffnung des Konnektors geführt. Anschließend wird ein Bronchoskop über den Adapter eingeführt und durch die Nylonschlaufe des Ballonkatheters gelegt. Das Winkelstück mit Bronchoskop und aufgefädeltem Katheter wird nun auf einen konventionellen Tubus aufgesetzt. Nach Identifikation des gewünschten Hauptbronchus wird der Ballonkatheter mit dem Bronchoskop als Leitschiene vorgeschoben und nach Füllen des Cuffs die Beatmung der gewünschten Lunge blockiert.
Die Tubusgröße richtet sich nach der Körpergröße (Tab. 3). Der Univent-Tubus (Abb. 5) ist in 0,5-mm-Schritten in den Größen ID 6,0 (26 Ch) bis 9,0 (37 Ch) sowie den pädiatrischen Größen ID 3,5 (16 Ch) und 4,5 mm (20 Ch) erhältlich. Der Arndt-Bronchusblocker sollte immer mit dem größtmöglichen Tubus kombiniert werden, um den Atemwegswiderstand gering zu halten und die Bronchoskopie zu erleichtern. Bei der Intubation muss zumindest ein Tubus der nächstkleineren Größe verfügbar sein.
Tab. 3
Anhaltswerte für Tubenauswahl und Platzierung
Körpergröße
Doppellumentubusgröße [mm Innendurchmesser]
Fixation (Zahnreihe) für DL-Tuben
Passendes Bronchoskop [mm Außendurchmesser]
Univent-Tubus-Größe [mm Innendurchmesser]
26 F [3,4], 28 F [1,3], 32 F [3,4]
Variabel
<3,1
3,5–4,5
Bis 164 cm
35 F [8], 37 F [1,5]
Ca. 27 cm
3,6–4,9
7,5
Bis 179 cm
39 F [3,5]
Ca. 29 cm
4,9
8,0
>179 cm
41 F [4,5]
Ca. 31 cm
4,9
8,5 oder 9,0
Links-endobronchiale Tuben sind in den Größen 41, 39, 37, 35, 32, 28 F (Mallinckrodt) und 26 F (Rüsch) erhältlich. Rechts-endobronchiale Tuben sind in den Größen 41, 39, 37 und 35 F erhältlich
Die Platzierung eines Bronchusblockers über einen endotrachealen Tubus hat sich als gleichwertig zur endobronchialen Intubation bei insgesamt höheren Kosten erwiesen. Fehllagen von Bronchusblockern sind häufiger als von Doppelumentuben. Die Inzidenz von postoperativer Heiserkeit und Stimmbandverletzungen ist bei Verwendung eines Bronchusblockers niedriger als nach Intubation mit einem Doppellumentubus [35]. Nachteilig ist, dass bei gewöhnlichen Bronchusblockern das isolierte Absaugen der nichtventilierten Lunge unmöglich ist. Neuere Bauarten weisen zwar ein Lumen auf, allerdings ist die Effektivität des Absaugens wegen des kleinen Innendurchmessers gering.
Beim Bronchusblocker nach Cohen (Cohen Flexitip Endobronchial Blocker) ist eine Deflektion der Spitze durch einen Griff am extrakorporalen Ende des Geräts möglich. So entfällt die Einfädelung eines Bronchoskops durch eine Schlaufe wie am Bronchusblocker nach Arndt. Ein Wechsel des blockierten Hauptbronchus ist so auch möglich, ohne den Blocker komplett zurückzuziehen. Die bronchskopische Lagekontrolle bleibt jedoch obligat.
Der EZ-Blocker ist eine neue Variante eines Bronchusblocker ([41]; Abb. 5). Die Spitze des EZ-Blocker ist Y-artig geformt und weist je einen 4 cm langen rechts- bzw. links-bronchialen Schenkel mit eigenem Blocker-Cuff auf. Der Blocker wird vorgeschoben, bis die Bifurkation auf der Carina zu liegen kommt und anschließend arretiert. Die besondere Konstruktion des Blockers soll ein zu tiefes Einführen sowie eine sekundäre Dislokation verhindern. Eine begleitende bronchoskopische Kontrolle ist wie bei allen bronchusblockerbasierten Verfahren obligat. Eine randomisierte Studie an 40 Patienten zeigte gegenüber Doppellumentuben eine um ca. den Faktor 2 verlängerte Zeit für die komplette Etablierung des Atemwegs. Die Dauer der Bronchoskopie war dagegen nicht verlängert, die Separation der Lungen wurde als gleichwertig eingeschätzt [46].
Bronchusobturator
Der Bronchusobturator ist ein Einlumentubus, der für die einseitige Ventilation in der Thoraxchirurgie eingesetzt wird. Seine äußere Form entspricht dem Magill-Tubus. In den Tubus ist ein Arbeitskanal eingearbeitet, in dem sich ein ausfahrbarer Hohlmandrin mit Blockballon befindet. Bei mitttrachealer Position der Tubusspitze kann unter bronchoskopischer Kontrolle der Mandrin in den rechten oder linken Hauptbronchus vorgeschoben werden. Nach Blocken des Ballons an der Mandrinspitze ist die betreffende Lunge nicht beatmet. Über das Mandrinlumen kann die Luft aus der isolierten Lunge abgesaugt werden. Die Beatmung der kontralateralen Lunge erfolgt über das Tubuslumen.
Vorteil ist die einfachere Handhabung im Vergleich zum Doppellumentubus. Bei zurückgezogenem Mandrin entspricht der Tubus nahezu einem Magill-Tubus und ermöglicht die kurzzeitige Nachbeatmung ohne Umintubation.
Nachteilig ist, dass beim Block der rechten Lunge der rechte Oberlappen mitunter nicht ausreichend geblockt wird, wenn dieser sehr früh aus dem Hauptbronchus abzweigt. Liegt die Blockmanschette auf dem Abgang des rechten Oberlappens, wird dieser zwar nicht ventiliert, kollabiert aber auch nicht. Eine seitengetrennte Beatmung beider Lungenflügel ist nicht möglich.
Cave
Die ausgeschaltete Lunge kollabiert wegen des dünnen Luftkanals im Mandrin des Bronchusobturators nur langsam.

Intubation

Bei erwarteter schwieriger Intubation ist die sicherste Methode die wache bronchoskopische naso- oder orotracheale Intubation. Bei unerwarteter schwieriger Intubation ist stets der einfacher zu handhabende konventionelle Tubus zu verwenden. In beiden Situationen kann anschließend mit einem Bronchusblocker die seitengetrennte Beatmung etabliert oder – bei erfolgter oraler Intubation – über einen Wechselkatheter der Doppellumentubus platziert werden.
Die Sicherung des Atemwegs hat Vorrang vor der Wahl eines bestimmten Tubus. Die Einlungenventilation kann auch mit einem konventionellen Tubus etabliert werden.
Die seitengetrennte Beatmung erfolgt jedoch heute im Regelfall über einen endobronchial platzierten Doppellumentubus.
Doppellumentuben werden meist linksbronchial eingebracht (Ausnahmen: linke Pneumonektomie bzw. Manschettenresektion).
Der linke Oberlappenbronchus liegt 5,4 ± 0,7 cm (Männer) bzw. 5,0 ± 0,7 cm (Frauen) distal der Carina, der rechte Oberlappenbronchus zweigt nach 2,3 ± 0,7 cm (Männer) bzw. 2,1 ± 0,7 cm (Frauen) vom rechten Hauptbronchus ab.
Vergleichende Anatomie der Hauptbronchien
  • Rechter Hauptbronchus: „Direkte Fortsetzung“ der Trachea; Abgang des Oberlappenbronchus nach 2–2,5 cm. Verlegung durch Tubus leicht möglich.
  • Linker Hauptbronchus: Winkliger Abgang aus der Trachea; bevorzugte Lokalisation der bronchialen Spitze eines Doppellumentubus. Abgang des Oberlappenbronchus nach 5–5,5 cm; Obturation durch Tubus möglich, aber selten.
Der rechte Oberlappenbronchus wird leichter obturiert, daher ist die korrekte rechts-endobronchiale Intubation schwieriger und nur bei Kontraindikation für die links-endobronchiale Intubation, wie z. B. carinanahe Eingriffe der linken Seite, indiziert.
Praktischer Ablauf der Intubation mit einem Doppellumentubus
  • Mandrin in das bronchiale Lumen einführen
  • Tubusspitze mit nach ventral zeigender Konkavität durch die Glottis schieben
  • Nach Passage der Glottis entfernt eine Hilfsperson den Mandrin
  • Nach einer Links-Drehung um 90° (eher etwas zu weit als zu wenig drehen) den Tubus ohne Kraft vorschieben, bis ein federnder Widerstand spürbar ist
  • Anschließend die tracheale Blockermanschette mit höchstens 5–10 ml Luft blocken
  • Sind beide Lungen auskultatorisch und inspektorisch ventiliert, den bronchialen Cuff mit 2–3 ml Luft füllen
  • Nacheinander das endobronchiale und das tracheale Lumen zum Beatmungsgerät abklemmen und zur Lunge öffnen. Die betroffene Lunge sollte nun kollabieren
  • Durch Auskultation des Atemgeräuschs und Inspektion des Thorax wird verifiziert, ob eine getrennte Beatmung beider Lungen möglich ist
Der tracheale Cuff ist stets geblockt zu halten, der bronchiale Cuff soll nur gefüllt sein, wenn die seitengetrennte Beatmung durchgeführt wird. Zur Lageveränderung des Tubus sind stets beide Cuffs zu entleeren.

Fiberoptische Kontrolle

Seit Einführung dünnerer Bronchoskope ist auch eine fiberoptische Kontrolle der Tubuslage möglich. Geeignete Bronchoskope sind in Größen zwischen 2,4 und 5,6 mm (Außendurchmesser, AD) erhältlich. Geräte mit 4,9 mm Außendurchmesser eignen sich für Doppellumentuben (DLT) ab 37 F; Bei dünneren DLT sind je nach Innendurchmesser auch dünnere Bronchoskope erforderlich (Tab. 3).
Cave
Die fiberoptische Kontrolle von klinisch als richtig eingeschätzten Tubuslagen zeigt Fehler in bis zu 80 % der Fälle.
Diese Fehler sind jedoch in den wenigsten Fällen relevant für die chirurgische Exposition.
Bei Zweifeln an der korrekten Tubuslage oder Verwendung eines rechts-endobronchialen Tubus muss stets eine bronchoskopische Kontrolle erfolgen.
Linksläufiger Tubus
Für den links-endobronchialen Tubus wird das tracheale Lumen endoskopiert und die Lage des bronchialen Lumen verifiziert. Der blaue, bronchiale Cuff (Abb. 1 bis Abb. 5) sollte sich vollständig im linken Hauptbronchus befinden und der Blocker-Cuff unterhalb der Carina knapp sichtbar sein.
Ist die Carina nicht über das tracheale Lumen darstellbar, so wird der Tubus unter bronchoskopischer Kontrolle des bronchialen Lumens zurückgezogen, bis die Carina sichtbar ist, und anschließend unter Sicht in den linken Hauptbronchus vorgeschoben. Ist die Position des Tubus unklar, kann das Bronchoskop auch durch das bronchiale Lumen eingeführt werden. Der Tubus wird zurückgezogen, bis die Carina eindeutig identifizierbar ist. Der gewünschte Hauptbronchus wird mit dem Bronchoskop sondiert, der Tubus nachgeführt. Anschließend erfolgt die Kontrolle über das tracheale Lumen wie beschrieben.
Die Unterscheidung der linken und rechten Hauptbronchien ist durch durch Identifizierung der knorpelspangenfreien trachealen Hinterwand (Pars membranacea) möglich.
Rechtsläufiger Tubus
Im Gegensatz zur links-endobronchialen Intubation muss bei rechts-endobronchialer Intubation immer das endobronchiale Lumen endoskopiert werden und die korrekte Lage des Seitlochs am Abgang des Oberlappenbronchus sichergestellt werden. Die rechts-endobronchiale Intubation und auskultatorische Kontrolle verläuft analog der links-endobronchialen Intubation.
Nach jeder Umlagerung des Patienten muss die Tubuslage erneut auskultatorisch oder bronchoskopisch überprüft werden. Das gilt besonders für rechtsseitige Tuben, da bereits eine geringfügige Verschiebung des Tubus zur Verlegung des rechten Oberlappenbronchus führen kann.
Zu häufigen Problemen im Umgang mit Doppellumentuben: Tab. 4 und Abb. 6.
Tab. 4
Häufige Probleme bei der Platzierung von Doppellumentuben. Bei Kenntnis der Ursache lässt sich meist bereits durch geringfügige Manipulationen am Tubus eine adäquate Ventilation (wieder)herstellen
Problem
Ursache
Vorgehen
Falsche Lunge wird beatmet (Auskultation/Inspektion)
Tubus liegt im falschen Hauptbronchus
Tubus bis in die Trachea zurückziehen und unter Rotation erneut vorschieben
Ggf. kleineren Tubus verwenden
Über das tracheale Lumen ist keine Ventilation möglich; Ventilation über bronchialen Schenkel beatmet beide Lungen
Tubusspitze liegt noch tracheal
Tubus weiter vorschieben
Ventilation nur über den distalen, nicht jedoch proximalen Schenkel möglich; einseitiges Atemgeräusch
Tubuslage zu weit endobronchial
Tubus zurückziehen

Pathophysiologie

Durch die Unterbrechung der Beatmung einer Lunge gelangt desoxygeniertes, gemischt-venöses Blut in den Systemkreislauf und reduziert dort den O2-Gehalt (Rechts-links-Shunt). Wegen ihres größeren Volumens wird die rechte Lunge in aufrechter oder liegender Position von etwa 55 %, die linke Lunge von 45 % des Herzzeitvolumens (HZV) durchströmt (Abb. 7). Wäre allein der hydrostatische Druckgradient entscheidend, so würde in Rechtsseitenlage die nun oben liegende, nichtventilierte linke Lunge 35 % des Blutflusses, die rechte dagegen 65 % erhalten.
In vivo reduziert jedoch der in nichtventilierten Lungenabschnitten auftretende Mechanismus der hypoxisch pulmonalen Vasokonstriktion (HPV, von Euler-Liljestrand-Reflex) das Shuntvolumen um maximal 50 %. Im besten Fall gelangen also nur 18 % (linke Lunge oben) bzw. 27 % (rechte Lunge oben) des HZV in die jeweils nichtventilierte Lungenhälfte. Bei ELV werden also mindestens 18 % bzw. 27 % Rechts-links-Shunt (Qs/Qt) auftreten.
Die HPV ist ein bei Säugetieren universaler Mechanismus, der auch bei transplantierten Lungen auftritt. Sie wird über O2-sensitive Kaliumkanäle auf pulmonalarteriellen, glatten Muskelzellen getriggert. Hypoxie induziert hierbei einen Kaliumefflux mit der Folge eines vermehrten Einstroms von Ionen über membranpotenzial- und O2-sensitive L-Typ-Kalziumkanäle in die Zelle, was eine Vasokonstriktion auslöst. Daneben spielen para- und auokrine Mediatoren wie NO und Endothelin eine Rolle.
Modellrechnungen zufolge führt eine Erhöhung der FIO2 auf 1,0 unter ELV höchstens zu einem paO2 von 150 mmHg. Für diese Berechnungen wurde jedoch 0 % Sauerstoff in der nichtventilierten Lunge angenommen sowie vollständig abwesende Atemtätigkeit. In praxi werden oft deutlich niedrigere, regelmäßig aber auch weit höhere Werte erreicht. Hohe paO2-Werte unter ELV sind auf eine Reduktion des Shuntvolumens über die „normale“ HPV hinaus zurückzuführen, z. B. Restgehalt an Sauerstoff oder Restventilation bzw. apnoischer Oxygenierung der eigentlich „nichtventilierten“ Lunge oder durch Drosselung ihrer Perfusion durch den Operateur.
Ob eine Hypoxämie (z. B. SaO2 <90 %) während ELV auftritt, hängt zwar auch von den Begleiterkrankungen des Patienten ab, ist jedoch im Einzelfall nicht vorhersehbar (Tab. 5).
Tab. 5
Prädiktoren der arteriellen Oxygenierung bei Einlungenbeatmung. (Nach: [31])
Faktor
Voraussage
Rechte Lunge apnoeisch
paO2 stärker reduziert
Linke Lunge apnoeisch
paO2 weniger reduziert
Präoperative FEV1 niedrig
Inkonsistent, teilweise paradoxe Ergebnisse
Prä- oder intraoperativer Zwei-Lungen-paO2
Bester Prädiktor für Ein-Lungen-paO2
Verteilung der Perfusion: Perfusionsszintigrafie, Größe und Lage der Läsion
Je größer die zu operierende pulmonale Läsion, desto geringer der Effekt der Einlungenventilation
Die Umverteilung des Bluts zur ventilierten Seite entsteht dabei nicht durch passive Verformungen der Pulmonalgefäße aufgrund des Kollapses der Lunge, sondern durch aktive Vasokonstriktion. Wichtigste Trigger der HPV sind ein Abfall des alveolären, aber auch des gemischtvenösen pO2.
Das Ausmaß der HPV bei ELV unterliegt daneben weiteren z. T. anästhesieinduzierten Einflüssen:
Inhalationsanästhetika vermindern die HPV dosisabhängig und kontaminieren wegen der häufig erforderlichen Diskonnektionen die Luft am Arbeitsplatz. Wenngleich das Ausmaß dieser Effekte in klinisch gebräuchlicher Dosierung gering ist, wird ihr Einsatz bei ELV vielfach nur bei unkritischem Gasaustausch und guten Gründen gegen ein intravenöses Anästhetikum empfohlen.
Tatsächlich war eine TIVA mit Propofol in einigen – jedoch nicht allen – Studien den Inhalationsanästhetika in Bezug auf die Oxygenierung überlegen.
Neuere Untersuchungen lassen zudem einen Effekt des gewählten Anästhetikums auf die postoperative SIRS-Reaktion möglich erscheinen. So induziert die ELV eine entzündliche Aktivität in der ventilierten Lunge, die auch nach der ELV andauert [49, 50]. Bei propofolbasierter Anästhesie ist diese Reaktion stärker ausgeprägt als bei Narkose mit Inhalationsanästhetika. Diese Unterschiede waren lokal in der Lunge, nicht jedoch systemisch feststellbar [49].
Letztlich ist die Frage nach dem optimalen Narkotikum bei ELV derzeit weiterhin offen.
Eine Metaanalyse von neun Studien an 291 Patienten ergab keinen Unterschied im Outcome der Patienten nach Inhalations- oder i.v.-Anästhesie bei Einlungenventilation [3].
Die Gabe von Lachgas ist nicht sinnvoll, da analgetische, konarkotische Konzentrationen die FIO2 zu weit senken und gasgefüllte Hohlräume (Emphysemblasen, undrainierter Pneumothorax) an Volumen oder Druck zunehmen können.
Während ELV wird die FIO2 routinemäßig zunächst auf 1,0 erhöht und später an den Bedarf adaptiert (SaO2 >90 %). Jede Reduktion der HPV erhöht den Rechts-links-Shunts und kann die Oxygenierung noch bis zu 45 min nach Beginn der ELV weiter verschlechtern. Bei ungenügender Oxygenierung muss systematisch die Ursache gesucht und – wenn möglich – behoben werden (Tab. 4). Die korrekte Lage des Doppellumentubus sollte bronchoskopisch verifiziert werden.
Die ELV ist erst kurz vor Eröffnung des Thorax erforderlich. Ein früherer Beginn prolongiert lediglich die Phase der Hypoxämie.
Die Beatmung während (ELV) kann im volumen- oder druckkontrollierten (PCV) Modus erfolgen. PCV reduziert den Beatmungsspitzendruck und wird daher vielfach bevorzugt.
Die Tidalvolumina der beatmeten Lunge werden gemäß der traditionellen Auffassung hoch eingestellt (12 ml/kgKG), um Atelektasen zu verhindern. Atelektasen in der beatmeten Lunge mit arterieller Entsättigung können die Effektivität der HPV vermindern und die Hypoxämie verstärken. Allerdings konnte die Inzidenz des häufig mit einer Pneumonektomie assoziierten Lungenödems durch Verwendung niedriger Tidalvolumina (z. B. 6 ml/kgKG) reduziert werden [16]. Ausgehend vom lungenprotektiven Ansatz der Beatmungstherapie bei ARDS werden daher heute zunehmend häufiger auch niedrige Tidalvolumen während ELV angewendet und ein moderater PEEP empfohlen [13]. In einer Studie an 36 ASA-I- bzw. –II-Patienten unter Einlungenventilation wurden PEEP-Werte zwischen 5 und 15 cmH2O angewendet. Unter 10 mmHg PEEP zeigte sich die beste Compliance der Lunge ohne negative Effekte auf den Kreislauf [53]. Beatmungsdrücke >30 mbar sollten in jedem Fall vermieden werden, um den pulmonalvaskulären Widerstand nicht zu erhöhen und eine Umverteilung der Perfusion in die nicht beatmete Lunge zu vermeiden.
Die Beatmungsfrequenz wird so eingestellt, dass arterielle Normokapnie erreicht wird. Eine arterielle Hypokapnie dilatiert die pulmonale Strombahn der nichtbeatmeten Lunge und reduziert die Effektivität der HPV. Eine zu hohe Frequenz kann besonders bei Patienten mit COPD einen intrinsischen PEEP induzieren (Tab. 6).
Tab. 6
Wirkung verschiedener Faktoren und Medikamente auf die HPV
Faktor/Medikament
Wirkung auf HPV
Bemerkungen
Alveolärer pO2 niedrig
Stärkster Stimulus für HPV
 
Gemischtvenöser pO2 niedrig
Starker Stimulus für HPV
Modulation über HZV
Hypokapnie
Hypokapnie führt zu Vasodilatation der nichtbeatmeten Lunge und Abschwächung der HPV
Normokapnie anstreben
Hyperkapnie
Hyperkapnie führt zu Vasokonstriktion der ventilierten Lunge. Abschwächung der HPV
Häufig nicht zu verhindern, da bei Hyperventilation evtl. zu hohe Atemwegsdrücke und Umverteilung des Blutflusses zur kollabierten Lunge
In vitro dosisabhängige Reduktion der HPV
In vivo widersprüchliche Resultate; Relevante Reduktion der HPV nur in hoher Konzentration
N2O
Widersprüchlich
Vermeiden wegen Reduktion der FIO2
Injektionsanästhetika, Opioide, Benzodiazepine
Keine Beeinflussung
 
Intravenöse Vasodilatatoren
Abschwächung
 
Pulmonalarterieller Druck
Extrem hoch, extrem niedrig: schwächt HPV ab
 
PEEP der beatmeteten Lunge
Vaskulärer Widerstand erhöht; Umverteilung der Perfusion zu nichtbeatmeter Lunge
In geringer Höhe in einzelnen Fällen günstig für den Gasaustausch
Inhaliertes NO und Almitrin
Verstärkung; NO allein unwirksam
Experimentelle Therapie; bei gesunden Patienten verbesserte Oxygenierung während Einlungenventilation
Thorakale Periduralanästhesie
Unverändert oder Abschwächung
Möglicherweise Umverteilung des Blutflusses durch Reduktion des Sympathikotonus
Abschwächung
 

Therapie der Hypoxämie bei ELV

Nur bei wenigen Patienten führt ELV mit reinem Sauerstoff zu einer relevanten Hypoxämie. Meist sind Personen mit eingeschränkter HPV, d. h. pulmonaler Vorerkrankung betroffen.
Die Behandlung folgt einem Stufenschema (Abb. 7). Wichtige Bausteine sind die differenzierte Anwendung von CPAP und PEEP (Tab. 7).
Tab. 7
Stufenschema bei ungenügender Oxygenierung während Einlungenventilation
Stufenschema der Maßnahmen bei ungenügender Oxygenierung
Bemerkungen
Tubuslage überprüfen
Gilt v. a. nach jeder Umlagerung
Beatmung überprüfen (Tidalvolumen 10 ml/kgKG)
Tidalvolumen bei Übergang zu Einlungenventilation nicht reduzieren (wird zunehmend kritisch diskutiert; evtl. Zunahme des postoperativen Lungenversagens)
Nichtpulmonale Determinanten der optimieren
Abfall von pvO2, Herzindex und Hb-Konzentration vermeiden
Insufflation von O2 in die nichtventilierte Lunge
Ausreichenden Abfluss des insufflierten Gases sicherstellen; Katheter nicht durch Bronchoskopieöffnung eines Doppellumentubus einführen (Ventileffekt!)
CPAP der nichtbeatmeten Lunge
Start mit höchstens 5 mbar
PEEP der beatmeten Lunge
An CPAP der nichtbeatmeten Lunge anpassen
Intermittierende Beatmung der operierten Lunge
Absprache mit den Chirurgen
Zweilungenbeatmung
Bei Thorakoskopien nicht möglich; kann den Übergang auf eine Thorakotomie erfordern
Pulmonalarterienbanding oder -clamping der nichtventilierten Lunge
„ultima ratio“, Rechtsherzfunktion beachten
Folgendes Vorgehen wurde vorgeschlagen: Zunächst wird an der zu operierenden, nichtventilierten Lunge nach einem Beatmungshub ein kontinuierlicher Atemwegsdruck (CPAP) von 5 mbar angelegt. Dies erhöht auch den intravaskulären Druck der nichtventilierten Lunge und begünstigt die Umverteilung der Durchblutung zu ventilierten Bezirken. Bessert dies die Oxygenierung nicht, wird die abhängige, ventilierte Lunge mit einem PEEP von ebenfalls 5 mbar beatmet, um Atelektasen zu eröffnen. Schrittweise kann jeweils zunächst der CPAP der nichtventilierten Lunge und anschließend der PEEP der beatmeten Lunge um 5 mbar gesteigert werden.
Die Anwendung von PEEP ist jedoch nicht unproblematisch und der Effekt auf den Gasaustausch nur schwer vorhersehbar: Zwar vermag PEEP im Bereich der basalen, ventilierten Lunge tatsächlich lokale Atelektasen zu eröffnen; gleichzeitig erhöht ein hoher mittlerer Atemwegsdruck den pulmonalen Gefäßwiderstand und induziert so eine Umverteilung der Perfusion zu Gunsten der nichtventilierten Lunge und damit einen „Shunt“. Der PEEP der beatmeten Lunge sollte daher immer erst nach Anwendung von CPAP an der nichtbeatmeten Lunge eingestellt werden, um auch hier den Gefäßwiderstand zu erhöhen und so den „Shunt“ zu vermeiden. Auch vor jeder weiteren PEEP-Stufe sollte zuvor eine äquivalente Atemwegsdruckerhöhung durch CPAP in der nichtventilierten Lunge erfolgen.
Applikation von CPAP ist bei Verwendung eines Univent-Tubus bzw. eines Bronchusblockers auch über den Okklusionskatheter möglich. Auch die umgekehrte Vorgehensweise, d. h. PEEP (beginnend mit 5 mbar, Steigerung in 5-mbar-Schritten) der beatmeten Lunge und Anwendung von CPAP bei Versagen, verbesserte bei 200 Patienten die Oxygenierung und war mit geringerem technischem Aufwand verbunden [36]. In vielen Fällen kann eine Hypoxämie auch durch einen niedrigeren PEEP von 2–5 mbar allein therapiert werden.
Die gemäß diesem Schema vorgeschlagene Ventilation einer Lunge mit relativ zu hohen Tidalvolumina ist wegen des möglichen Volutraumas kritisiert worden. In einer randomisierten, prospektiven Studie wurden Patienten während der Einlungenventilation mit entweder 5 oder 10 ml/kgKG Tidalvolumen beatmet. Während alle Patienten Zeichen der akuten zellulären und humoralen Inflammation in der alveolären epithelialen Flüssigkeit aufwiesen, zeigten sich in der Gruppe mit hohem Tidalvolumen signifikant höhere Konzentrationen des Entzündungsmediators TNF-α sowie von sICAM-1, einem zellulären Adhäsionsmolekül [48]. Zudem scheinen niedrigere Tidalvolumina während Einlungenventilation die Inzidenz des postoperativen Lungenversagens zu senken [16]. Die klinische Relevanz dieser Befunde ist bislang unklar.
Die Effekte von PEEP auf die Oxygenierung bei ELV sind nicht vorhersehbar.
Bei thorakoskopischen Operationen verschlechtert CPAP auch mit niedrigem Druck die Sicht im Operationsgebiet erheblich. In diesen Fällen kann durch einen dünnen (Absaug)katheter, der bis an die Tubusspitze vorgeschoben wird, 100 % Sauerstoff insuffliert werden (2–10 l/min). Da mit jedem Beatmungshub der abhängigen Lunge durch Mediastinalverlagerung Pendelluft in der nichtventilierten Lunge entsteht, kann die Insufflation von Sauerstoff auch ohne CPAP die O2-Konzentration in der nichtbeatmeten Lunge steigern. Damit kein CPAP entsteht, muss der Innendurchmesser des Tubus deutlich größer sein als der Außendurchmesser des Katheters und Engstellen (z. B. Konnektor) müssen entfernt werden.
Rekrutierungsmanöver der abhängigen, beatmeten Lunge mit intermittierender, kurzer, aber deutlicher (30–40 mbar) Erhöhung der Beatmungsdrücke können die Oxygenierung während ELV deutlich verbessern, wirken jedoch meist nur kurzfristig und müssen daher wiederholt werden. Die Dauer der Wirksamkeit einer Rekrutierung hängt von der FIO2 ab und wird durch Beatmung mit reinem Sauerstoff infolge der Ausbildung von Resorptionsatelektasen verkürzt.
Neben dem Effekt auf die Oxygenierung können Atelektasen über eine Verstärkung der Inflammation bei akuter Lungenschädigung schädigend wirken sowie den pulmonalvaskulären Widerstand und über eine reduzierte Compliance das Risiko eines Barotraumas erhöhen. Rekrutierungsmanöver zur Prophylaxe und Therapie von Atelektasen der beatmeten Lunge bei ELV können daher über den Effekt auf die Oxygenierung hinaus protektive Effekte aufweisen.
Während die – theoretisch sinnvolle – Therapie mit inhaliertem NO nur wenig wirksam war, verbesserte die Kombination von NO mit Almitrin i.v. bei gesunden Patienten die Oxygenierung während ELV signifikant [12]. Almitrin ist ein peripherer Chemorezeptoragonist und verstärkt die HPV. Weder NO noch Almitrin sind jedoch für diese Indikation zugelassen.

Spontanatmung bei offenem Thorax

Die ELV ist in der Regel nur beim anästhesierten Patienten möglich. Aktive Atembewegungen würden zu paradoxer Atmung und Mediastianalpendeln mit hämodynamischer und respiratorischer Beeinträchtigung führen (Abb. 8). Wenn die Intubation kontraindiziert oder risikoreich ist, können pulmonale Eingriffe auch in Lokalanästhesie oder Regionalanästhesie am wachen, spontan atmenden Patienten erfolgen [42]. Sowohl thorakoskopische als auch große „offene“ pulmonale Operationen (Thymektomie, Sympathektomie, Lungenresektion) sind unter leichter Sedierung und Periduralanästhesie mit guten Ergebnissen durchgeführt worden [43]. Größere Serien weisen auf einen vergleichbaren oder verbesserten postoperativen Verlauf mit dieser Technik im Vergleich zum intubierten und ventilierten Patienten hin [33]. Dieses Vorgehen, insbesondere die Reexpansion der kollabierten Lunge mit dicht sitzender Gesichtsmaske, erfordert allerdings extrem kooperative Patienten und ist daher noch nicht Standardverfahren anzusehen, wird jedoch zunehmend favorisiert [26, 38].

Extubation

Patienten nach resezierenden Lungeneingriffen sollten postoperativ rasch extubiert werden, um Infektionen und Fistelbildungen vorzubeugen.
Vor Wiederbelüftung der atelektatischen Lunge müssen Blut und Sekrete abgesaugt werden, um einen Übertritt aus dem Bronchialsystem in die Alveolen und von der operierten in die gesunde Lunge zu verhindern.
Bei noch geöffnetem Thorax muss in Zusammenarbeit mit dem Chirurgen unter Sicht sichergestellt werden, dass die gesamte Lunge entfaltet werden kann.
Vor der Extubation müssen Atelektasen und Pneumothorax radiologisch oder sonographisch ausgeschlossen werden.
Während der Belichtung des Röntgenbilds sollte ein Sog von 20 mbar angelegt werden, um die tatsächliche, postoperative Situation zu „simulieren“.
Findet sich ein Pneumothorax, war entweder kein Sog bei der Aufnahme angelegt oder die Drainagen waren abgeklemmt, geknickt oder durch Blutkoagel verlegt. Vor der Extubation müssen derartige Probleme mit den Thoraxdrainagen beseitigt werden.
Ist anhand des Röntgenbilds eine größere Atelektase zu vermuten, wird die Lunge des Patienten mit Drücken von bis zu 40 mbar kurzfristig gebläht und evtl. anschließend erneut ein Röntgenbild angefertigt. Bessert dieses Vorgehen den Gasaustausch nicht, so muss obturierender Schleim bronchoskopisch aus dem Bronchialsystem abgesaugt werden. Persistiert die Atelektase, so kann der Patient nur extubiert werden, wenn gute arterielle Blutgase auch bei niedriger FIO2 (ca. 0,4) vorliegen. Im Aufwachraum muss dann eine weitere Behandlung mit Atemgymnastik oder CPAP-Maske erfolgen. Führt beim intubierten Patienten bei FIO2 von 0,4 eine Atelektase zur Hypoxämie (FIO2 mit O2-Maske nach Extubation), so muss der Patient nachbeatmet und die Atelektasentherapie auf der Intensivstation fortgeführt werden.
Extubationskriterien
  • Fehlen von Atelektasen, die zu Hypoxämie bei FIO2 von 0,4 führen
  • Kein relevanter Pneumothorax (kleiner Mantelpneumothorax akzeptabel)
  • Ausschluss eines Relaxansüberhangs
  • Ausreichende spontane Atemmechanik
Wird der Patient nicht unmittelbar postoperativ extubiert, sollte der Doppellumentubus gegen einen konventionellen Endotrachealtubus ausgetauscht werden. Dagegen ist bei Verwendung eines Bronchusblockers keine Umintubation erforderlich.

Anästhesie

Allgemeinanästhesie
Die seitengetrennte Beatmung erfordert eine Allgemeinanästhesie mit (Doppellumen)iIntubation oder Bronchusblocker. Grundsätzlich können alle verfügbaren Anästhetika zum Einsatz kommen.
Zwar reduzieren Inhalationsanästhetika in hoher Konzentration die HPV, dieser Effekt fehlt Propofol. Im Vergleich zu den Folgen der direkten Manipulation an der kollabierten Lunge mit Freisetzung vasodilatierender Mediatoren sind diese Effekte jedoch gering und dieser Unterschied hat sich daher klinisch nicht reproduzieren lassen.
Da bei der Bronchoskopie, aber auch beim Blähen der kollabierten Lunge mit erneutem Kollaps sowie beim Absaugen regelmäßig Beatmungsgase in die Raumluft austreten, wird allein aus diesem Grund häufig auf volatile Anästhetika zugunsten von Propofol verzichtet.
Präexistente kognitive Dysfunktion und Alzheimer-Demenz werden in vielen Fällen durch eine Anästhesie verschlechtert. Tierexperimentelle und Zellkulturdaten weisen auf einen möglichen besonders negativen Effekt von Sevofluran, aber nicht Isofluran oder Desfluran hin [14].
Verschiedene Studien gaben uneinheitliche Ergebnisse zur Überlegenheit von Inhalationsanästhetika gegenüber Propofol bezüglich des Auftretens von Awareness. Mit der Abschätzung der Narkosetiefe mittels BIS-Monitoring spielt dieser Unterschied aber wohl eine untergeordnete Rolle.
Der Verschluss eines Bronchus und die nachfolgende Reexpansion der Lunge induzieren eine Inflammationsreaktion. Inhalationsanästhetika, nicht jedoch Propofol reduzieren die nachweisbaren Konzentrationen von Markern der Entzündung in der bronchoalveolären Flüssigkeit. In Patienten nach Thorakotomie unter Propofolnarkose waren signifikant weniger inflammatorische und infektiöse Komplikationen aufgetreten als bei Patienten mit Sevoflurannarkose [11].
Periduralanästhesie
Bei offenen intrathorakalen Eingriffen wird die Allgemeinanästhesie heute vielfach mit einer thorakalen PDA (Höhe Th5–7) kombiniert. Für dieses Konzept spricht, dass die pulmonale Morbidität nach großen thorakalen und abdominalen Operationen durch die PDA sehr wahrscheinlich gesenkt wird, dies ist bislang jedoch nicht zweifelsfrei belegt.
Daneben gibt es zahlreiche Hinweise auf positive nichtanalgetische Effekte einer PDA, wie eine Reduktion der bronchialen Hyperreaktivität und der Arrhythmiebereitschaft sowie einer Abschwächung der Stressantwort auf den Eingriff [36]. Die thorakale PDA ist jedoch zusammen mit der paravertebralen Blockade, allen anderen Verfahren in der analgetischen Qualität überlegen, ermöglicht daher ein ausreichendes Abhusten und kann so Atelektasen und Infektionen verhüten. Wird eine Periduralanästhesie durchgeführt, so sollte das Lokalanästhetikum bereits prä- sowie intraoperativ verabreicht werden. Dieses Vorgehen verbessert – gegenüber einem erst postoperativen Therapiebeginn – die analgetische Qualität.
Befürchtungen, wonach eine PDA bei pulmonal erkrankten Patienten die Atemmuskulatur schwächen könnte, sind nur bedingt stichhaltig. Die Atemarbeit wird zu 90 % vom Zwerchfell geleistet, dessen Innervation (Spinalsegmente C III, IV, V) bei thorakaler PDA normalerweise intakt bleibt. Die Schwächung der Atemmuskulatur und die resultierende Reduktion der Vitalkapazität und FEV1 durch eine thorakale PDA sind daher gering und die effektive Analgesie überkompensiert diesen Effekt höchstwahrscheinlich.
Thorakale PDA kann möglicherweise infolge Sympathikolyse die HPV geringgradig abschwächen. Zusätzlich scheint eine Periduralanästhesie die rechtsventrikuläre, inotrope Antwort auf eine erhöhte pulmonalarterielle Nachlast abzuschwächen und damit die physiologischen Kompensationsmöglichkeiten zu reduzieren [40]. In einem direkten Vergleich mit einer TIVA fanden sich jedoch eine gleiche pulmonale Shuntdurchblutung und eine bessere Oxygenierung bei Patienten, die eine Kombination aus periduraler mit allgemeiner Anästhesie für Thoraxoperationen erhielten. In einem Vergleich zwischen Isofluran-Lachgas-Anästhesie und zusätzlicher Periduralanästhesie bei ELV für pulmonale Resektionen konnte kein Unterschied in der Oxygenierung zwischen den Gruppen festgestellt werden [6].
Geschlossene, thorakoskopische Operationen sind weniger schmerzhaft als eine laterale Thorakotomie. Die Indikation zur PDA wird daher bei diesen Eingriffen zurückhaltender gestellt.
Insgesamt erlaubt die aktuelle Datenlage zusammen mit einer jahrzentelangenklinischen Erfahrung den Schluss, dass der Nutzen der Periduralanästhesie die Risiken wie Infektion und Raumforderung im Periduralraum überwiegt [18].
Paravertebrale Blockade
Paravertebrale Nervenblockaden mit und ohne Kathetereinlage in Verbindung mit einer Allgemeinanästhesie gewährleisten – wie die Periduralanästhesie – eine gute intra- wie postoperative Analgesie. Oftmals werden jedoch zusätzlich Analgetika benötigt. Die Literatur weist auf geringere Komplikationsraten (Pneumothorax, Hypotension) und weniger Kontraindikationen (Thrombozytenaggregationshemmer) dieses Verfahren im Vergleich mit der Periduralanästhesie hin [40]. Unilaterale paravertebrale Blockaden sind meist hinreichend, bilaterale Verfahren sind jedoch ebenfalls sicher und effizient.
Die paravertebrale Blockade gilt als die Regionalanästhesietechnik mit dem höchsten Risiko für systemische Resorption und Toxizität des Lokalanästhetikums, jedoch finden sich kaum Berichte über klinisch relevante Toxizität. Zwei Metaanalysen von Studien an je >500 Patienten in der Thoraxchirurgie ergaben sogar eine geringere Komplikationsrate der paravertebralen Blockade bei einer zur Periduralanästhesie vergleichbaren Analgesie [2, 10]. So wird in England im Sinne der raschen Erholung nach thorakalen Eingriffen generell die paravertebrale Blockade als Analgesieverfahren empfohlen [29].

Besonderheiten einzelner Eingriffe

Lobektomie, Pneumonektomie

Die typische Indikation ist das Bronchialkarzinom. Die Evidenz für die Wirksamkeit dieses Therapieverfahrens bezüglich der Überlebensrate ist begrenzt, die begleitende mediastinale Lymphonodektomie scheint den Patienten jedoch einen Überlebensvorteil zu bieten. Männliche Patienten überwiegen, die meisten rauchen. Häufige Begleiterkrankungen sind die arterielle Verschlusskrankheit, KHK sowie COPD.
Der Patient mit Lungenkrebs ist häufig auch kardiovaskulär erkrankt.
Es wird in Links- bzw. Rechtsseitenlage über einen posterolateralen Zugang operiert. Der Patient ist auf die gesunde Seite gelagert.
Meist muss zur besseren Exposition eine Rippe durchtrennt oder reseziert werden. Nach Isolation des zu resezierenden Parenchyms werden Bronchien und Gefäße mit Klammernahtgeräten verschlossen. Lobektomien und Pneumonektomien dauern 2–3 h, der Blutverlust beträgt etwa 500 ml. Nach Lobektomien werden meist 2 Drainagen eingelegt und postoperativ ein Sog von 20 mbar ausgeübt.
Die thorakoskopische (Teil)resektion eines Lungenlappens sowie robotergestützte Operationsverfahren nehmen an Häufigkeit zu [32]. Diese verändern das Management des Patienten, da in die Thoraxhöhle eingeführte Instrumente eine Verletzungsgefahr bei Bewegungen des Patienten oder Zwerchfells darstellen. Ein vollständiger Lungenkollaps ist stets obligat und damit nur der Doppellumentubus, nicht der Bronchusblocker zur Einlungenventilation zu empfehlen. Andererseits benötigt die Robotertechnik eine geänderte Platzaufteilung im Operationssaal. Für den Anästhesisten ist ein grundlegendes Verständnis der neuen Operationsverfahren essenziell, um den Ablauf der Anästhesie korrekt planen zu können. Daneben weisen robotergestützte Verfahren ein besonderes Komplikationsspektrum auf, so u. a. Crush-Verletzungen, Nervenläsionen und Störungen durch CO2-Resorption bzw. intrathorakalen CO2-Überdruck [4, 5].
Cave
Nach Pneumonektomie werden im Regelfall keine Pleuradrainagen eingelegt, da die Thoraxhöhle sich mit Sekret füllen und organisieren soll. Eine starke postoperative Blutung – im schlimmsten Fall aus der A. pulmonalis – wird daher häufig erst spät durch den kardiovaskulären Kollaps erkannt; die operative Revision muss dann sofort erfolgen.
In den letzten Jahren wurde über ein verändertes Management nach Pneumonektomie berichtet: So wird heute bei der Anlage von Thoraxdrainagen fast immer auf einen Sog verzichtet. Drainagesysteme, die sowohl exzessive Über- als auch Unterdrücke verhindern (Pleurovac), scheinen die Inzidenz des postpneumonektomieassoziierten Lungenödems zu reduzieren.
Die laterale Thorakotomie ist extrem schmerzhaft, die postoperative Analgesie kann mit einer thorakalen Periduralanästhesie oder mehreren Interkostalblöcken sichergestellt werden. Alternativ bietet sich eine PCA mit einem Opioid an.
Es sollten 2–4 Erythrozytenkonzentrate reserviert werden.
Intraoperativ kann vor der endgültigen Resektion unter Beatmung mit FIO2 0,3 und temporärer Okklusion der A. pulmonalis die Verträglichkeit einer Pneumonektomie überprüft werden. Eine probeweise Okklusion der Gefäße kann auch Aufschluss über eine drohende Rechtsherzinsuffizienz geben.
Die Letalität der Lobektomie beträgt ca. 1 %, die der Pneumonektomie ca. 5 % (Tab. 8).
Tab. 8
Mögliche Komplikationen nach Lobektomie und Pneumonektomie
Komplikation
Symptom/Diagnose
Herniation des Herzens (Prävention: postoperative Lagerung auf die gesunde Seite!)
Schock
Spannungspneumothorax
Hypoxämie, Atemnot, Hypotension, Inspektion, Auskultation, Perkussion, Röntgen
Nachblutung (Erkennung bei Pneumonektomie initial schwierig, keine Dränagen)
Blut gefüllte Thoraxdränagen, Hypotonie, Tachykardie
Postpneumonektomieassoziiertes Lungenödem
Massive Gasaustauschstörung, Letalität bis 100 %
Stieldrehung eines Lungenlappens
Rechtsherzbelastung, Ateminsuffizienz
ZVD hoch, Einflussstauung
Hypoxämie, Atemnot
Fieber, Hypoxämie
(Supraventrikuläre) Arrhythmien
EKG, Hämodynamik
Bronchopleurale Fistel
Thoraxdränage beobachten → Blasenbildung
Verletzung des Ductus thoracicus mit Chylothorax nach linksseitiger Thorakotomie
Thoraxdrainageninhalt beobachten, Hypoproteinämie
Nervenläsionen (N. phrenicus, N. laryngeus recurrens)
Ateminsuffizienz, (Zwerchfellhochstand, Stridor, Röntgen)
Lagerungsschäden (Augen, Ohrmuschel, Auflagepunkte)
Inspektion
Cave
Der pulmonalvaskuläre Widerstand steigt durch die Reduktion des pulmonalen Gefäßquerschnitts an. Eine Hypervolämie wird daher schlecht toleriert und kann eine Rechtsherzinsuffizienz hervorrufen. Die intraoperative Infusionstherapie muss auch wegen der Ödemgefahr der Lunge zurückhaltend erfolgen.
Das postpneumonektomieassoziierte Lungenödem (PPPE) ist eine seltene (5–14 %), aber gefährliche Komplikation nach Pneumonektomie. Auch nach Lobektomie kann das PPPE – mit jedoch geringerer Inzidenz – auftreten. Der Patient fällt durch massive Verschlechterung des Gasaustauschs und ödemtypische Infiltrate im Röntgenbild auf. Histologisch finden sich Zeichen des ARDS. Die Letalität wird mit 40–100 % angegeben. Ätiologisch werden hydrostatische und inflammatorische Faktoren wie auch der Einfluss einer Lymphonodektomie sowie des Beatmungs- und des perioperativen Flüssigkeitsregimes diskutiert. Wahrscheinlich beeinflussen auch genetische Faktoren das Risiko des Individuums, diese Komplikation zu entwickeln.
Die prophylaktische Gabe von 250 mg Prednisolon vor Unterbindung der Pulmonalarterie sowie die Verwendung niedrigerer Tidalvolumina während Einlungenventilation scheint die Inzidenz des PPPE zu reduzieren. Die Verwendung eines balancierten Thoraxdrainagensystems (Verhinderung exzessiv positiver sowie negativer Drücke im Thorax) kann sich positiv auswirken. Zur Therapie des PPPE gibt es keine gesicherten Erkenntnisse. In einem Fallbericht von 3 Patienten wurde die postoperative Beatmung in Seitenlage als erfolgversprechend beschrieben [15].

Diagnostische Thorakoskopie

Zur diagnostischen Thorakoskopie wird der Patient auf die gesunde Seite gelagert. Meist wird eine Allgemeinanästhesie durchgeführt, die Untersuchung ist aber auch in Lokalanästhesie mit Sedation möglich. Die Thorakoskopie erfordert immer eine seitengetrennte Beatmung. Eine beatmete Lunge nimmt dem Untersucher die Sicht und kann nicht – wie bei offenen Operationen – beiseite gedrängt werden.
Es werden eine oder mehrere interkostale Inzisionen zur Aufnahme des Thorakoskops und evtl. für Biopsiezangen o. ä. angelegt. Im Regelfall wird kein Gas insuffliert, die Thoraxhöhle kommuniziert frei mit der Raumluft. Die Insufflation von CO2 mit geringem Druck (ca. 8 mmHg) wird ebenfalls praktiziert und verbessert die Exposition. Sie birgt jedoch das Risiko der venösen Kompression und Vorlastreduktion sowie der Verkleinerung der FRC mit Verschlechterung des Gasaustauschs. Der paCO2 steigt an, da das Gas über die kollabierte Lunge aufgenommen wird.
Die Insufflation von Gas bei der Thorakoskopie ist meist unnötig und oft gefährlich.
Eine ausreichende Muskelrelaxation ist bei Thorakoskopienund anästhesiertem Patienten wichtig, da eine plötzliche Bewegung des Patienten zu Verletzungen durch die Instrumente führen kann. Thorakoskopien dauern selten länger als eine halbe Stunde. Die verwendeten Narkotika und Muskelrelaxanzien sollten daher kurz wirksam sein.
Blutverlust und Letalität sind minimal. Eine typische Komplikation sind intraoperative Arrhythmien.
Vor dem Wundverschluss wird die kollabierte Lunge durch Blähen entfaltet und einem Pneumothorax durch Thoraxdrainagen mit 20 mbar Sog vorgebeugt.

Atypische Resektion

Eine atypische Resektion ist die Entfernung von Lungengewebe, welches kleiner ist als ein anatomisches Segment. Narkoseführung und postoperative Analgesie bei offener Resektion entsprechen dem Vorgehen bei Lobektomie. Der Eingriff erfolgt jedoch heute überwiegend thorakoskopisch. Die Gefahr der Rechtsherzbelastung ist wegen des kleinen Resektionsvolumens gering.
Indikationen für eine atypische Resektion
  • Palliative Therapie eines Bronchialkarzinoms, wenn eine ausgedehntere Operation wegen eingeschränkter Lungenfunktion unmöglich ist.
  • Früh erkannte, kleine Bronchialkarzinome (<2 cm Durchmesser). Diese können durch atypische Resektion kurativ behandelt werden.
  • Solitäre Metastasen eines extrapulmonalen Tumors, der vor oder nach der Lungenoperation behandelt wurde oder wird. Die betroffenen Patienten sind pulmonal meist noch gering eingeschränkt und in gutem Zustand.
Die Lagerung erfolgt auf der gesunden Seite.
Bei Fehlen von Kontraindikationen (z. B. frühere thorakale Operationen) werden atypische Resektionen bei geringem Komplikationsrisiko (ca. 7 %) thorakoskopisch durchgeführt. Es werden 2–3 interkostale Inzisionen für das Instrumentarium angelegt. Im Regelfall wird kein Gas insuffliert. Resektion und Wundverschluss des Parenchyms werden mit kombinierten Klammer- und Schneidegeräten (GIA-Geräte, GIA: „gastro-intestinal anastomosis“) durchgeführt. Narkose, Muskelrelaxation und Beatmung erfolgen wie unter Abschn. 8.2 beschrieben.
Atypische Resektionen dauern etwa eine Stunde. Den größten Zeitaufwand erfordert die Lokalisation des zu resezierenden Herdes. Letalität und Blutverlust sind minimal, die Reservierung von 2 Blutkonserven ist ausreichend. Typische Komplikationen sind Undichtigkeiten von Klammernähten und Arrhythmien. Vor dem Wundverschluss wird durch Blähen die Dichtigkeit der Klammernähte überprüft und die kollabierte Lunge entfaltet. Es werden 2 Thoraxdrainagen mit einem Sog von 20 mbar angelegt.

Mediastinoskopie

Viele diagnostische Funktionen der Mediastinoskopie sind durch bildgebende Verfahren abgelöst worden. Sie ist jedoch unverzichtbar zur Gewinnung von Gewebe zur Histologie. Im Vergleich zur Thorakoskopie hat sich die Mediastinoskopie zur Gewebediagnostik mediastinaler Lymphknoten als komplikationsärmer und erfolgreicher erwiesen. Die Sensitivität wird mit 67–81 %, die Spezifität mit 100 % angegeben. Der Eingriff dauert meist weniger als eine Stunde.
Der Patient wird flach oder Anti-Trendelenburg gelagert. Das Mediastinoskop wird in Allgemeinanästhesie über eine quere Inzision in der Fossa jugularis anterior der Trachea und hinter den großen Arterien eingeführt.
Husten und andere Reflexbewegungen des Patienten müssen durch adäquate Narkosetiefe und Muskelrelaxation verhindert werden, da sie zu Verletzungen führen können.
Der Relaxationsgrad ist mitentscheidend für das Ergebnis der Mediastinoskopie. Die Verwendung eines nichtdepolarisierenden, mittellang wirksamen Muskelrelaxans führt wahrscheinlich zu besseren Operationsbedingungen und zu weniger chirurgischen Komplikationen als die Gabe einer Einzeldosis Succinylcholin.
Komplikationen treten in ca. 1–2 % der Fälle auf, Todesfälle sind eine Rarität [30]. Am häufigsten sind supraventrikuläre Arrhythmien. In Einzelfällen wurden reversible Läsionen des N. laryngeus recurrens, Angina pectoris sowie Wundheilungsstörungen beschrieben. Der Blutverlust ist meist minimal. Es müssen jedoch mindestens 2 Erythrozytenkonzentrate bereit gehalten werden, da in seltenen Fällen starke Blutungen eine notfallmäßige (offene) Behandlung erfordern.
Ein rascher Volumenersatz über einen Venenzugang an der oberen Extremität führt bei einer venösen Verletzung im Mediastinum zum Abfließen der Flüssigkeit in das Mediastinum.
Auch kann bei Kompression der V. cava superior durch das Instrument oder durch ein Hämatom der Volumenersatz über die obere Extremität ineffektiv sein. Ein großlumiger Venenzugang an einer unteren Extremität ist daher sinnvoll.
Die Blutdruckmessung sollte stets (evtl. invasiv) am linken Arm erfolgen, da eine Kompression des Truncus brachiocephalicus häufig ist und die Blutdruckmessung rechts unzuverlässig macht. Um bei Patienten mit Stenosen der extrakraniellen, hirnversorgenden Gefäße eine solche Kompression zu erkennen, wird hier zusätzlich die Durchblutung des rechten Arms überwacht. Dies kann durch invasive arterielle Druckmessung oder Pulsoxymetrie geschehen. Die Verletzung der Pleura ist eine seltene Komplikation. Vor Extubation ist die Anfertigung eines Röntgenbilds nur bei begründetem Verdacht auf Pneumothorax notwendig.

Bronchoskopie

Bronchoskopien werden häufig ohne anästhesiologische Betreuung in örtlicher Betäubung durchgeführt.
Der Rachen des Patienten wird durch Aufsprühen eines Lokalanästhetikums oder/und Gurgeln mit einer lokalanästhetikumhaltigen Lösung anästhesiert. Die Trachealschleimhaut kann durch perkutane intratracheale Injektion von 2–3 ml Lidocain 1 % oder eines anderen, rasch wirksamen Lokalanästhetikums unterhalb des Ringknorpels anästhesiert werden. Alternativ wird das Lokalanästhetikum durch das Bronchoskop eingebracht. Zur Anästhesie des Kehlkopfs oberhalb der Glottis kann der N. laryngeus superior beidseits geblockt werden. Dessen Ramus internus versorgt sensibel die Stimmbänder, die Epiglottis und die Arytaenoid-Knorpel. Nervenblockaden des Kehlkopfs werden nur selten durchgeführt.
Endobronchiale Blutungen werden vom wachen Patienten schlecht toleriert. Ist eine Blutung a priori wahrscheinlich, sollte die Bronchoskopie in Allgemeinanästhesie erfolgen.

Prämedikation

Während sich Anticholinergika als ineffektiv erwiesen, war der sedierende und amnestische Effekt von Benzodiazepinen für die Patienten angenehm und verbesserte die Untersuchungsbedingungen. Möglicherweise ist die Prämedikation mit 150 μg Clonidin p.o. bei Patienten mit KHK von Vorteil.
Orales Codeinphosphat (0,4 mk/kgKG) zur Prämedikation reduzierte den Hustenreiz und senkte den Bedarf an topischem Lokalanästhetikum.
Anders als bei wachen Patienten ist die Prämedikation vor Bronchoskopien in Narkose nicht entscheidend und kann wie vor anderen Operationen erfolgen.
Cave
Hypoxie nach Bronchoskopie ist häufig, die Prämedikation sollte daher kurz wirksam sein.

Narkoseverfahren

Wegen der unzuverlässigen Dosierung volatiler Anästhetika und der Kontamination des Arbeitsplatzes wird meist eine i.v.-Anästhesie mit Propofol bevorzugt.
Das Opioid der Wahl ist Remifentanil, denn nach dem Eingriff sind keine Schmerzen zu erwarten. Vorteile sind eine optimale Unterdrückung des Hustenreflexes während des Eingriffs sowie eine minimale postoperative Atemdepression.
Starre Bronchoskopie
Vor der Einführung flexibler fiberoptischer Bronchoskope im Jahre 1966 stand lediglich die starre Bronchoskopie zur Verfügung. Sie wird heute noch angewendet, wenn die Arbeits- und Saugkanäle flexibler Geräte zu klein sind. Dies ist der Fall, wenn größere Fremdkörper zu entfernen oder massive Hämoptysen zu stillen sind.
Für die starre Bronchoskopie ist eine Allgemeinanästhesie notwendig.
Starre Bronchoskope haben Vorrichtungen zum Anschluss an ein Beatmungsgerät. Wenn das Okular eingesetzt ist, kann mit kleinen Hubvolumina beatmet werden, während der Instrumentierung besteht Apnoe.
Bei Verwendung von Jet-Ventilation ist auf ausreichenden Abfluss des Atemgases zu achten, um Überblähung und Barotrauma zu vermeiden.
Alternativ kann apnoeisch oxygeniert werden. Dazu wird sorgfältig denitrogenisiert, durch das Bronchoskop ein dünner Katheter in die Trachea oder je ein Katheter in jeden Hauptbronchus eingeführt und 0,5–1 l O2/min insuffliert. Die Oxygenierung wird so über mindestens 30 min aufrecht erhalten, der paCO2 steigt um etwa 0,6 mmHg/min. Bei Kindern erhält diese Technik die Oxygenierung für mindestens 10 min aufrecht, Kleinkinder jedoch können bereits nach 2 min hypoxisch werden.
Auch eine assistierte Spontanatmung mit Propofol- oder Etomidate-Sedierung ist möglich.
Fiberoptische Bronchoskopie
Indikationen für die fiberoptische Bronchoskopie sind periphere Läsionen, Läsionen an den Oberlappen, bronchoskopische Intubation, bronchoskopische Kontrolle der Tubuslage und die Stillung kleinerer Hämoptysen.
Die fiberoptische Bronchoskopie kann im Gegensatz zur starren Bronchoskopie in Lokalanästhesie erfolgen. Für Bronchoskopien in Narkose muss entweder ein Endotrachealtubus größtmöglichen Durchmessers oder eine Larynxmaske verwendet werden. Das Restlumen eines Endotrachealtubus ist während der Bronchoskopie häufig sehr gering, die Beatmung schwierig.
Cave
Während und nach einer Bronchoskopie in Benzodiazepinsedierung besteht für mehrere Stunden die Gefahr der Hypoxämie. Kinder sind besonders gefährdet.
Bedingt sind diese Veränderungen möglicherweise durch kurzfristig anhaltende Verschiebungen der Lungenvolumina zugunsten einer erhöhten FRC.
Während der Untersuchung an wachen Patienten muss Sauerstoff zugeführt werden, Patienten nach Narkose und Lokalanästhesie müssen nach Ende des Eingriffs Sauerstoff erhalten und mehrere Stunden überwacht werden. Blockaden der Schluck- und Würgereflexe erfordern die Nüchternheit bis zum Abklingen der Lokalanästhesie.

Lungenvolumenreduktion

Indikation

Operationen zur Volumenreduktion wurden zunächst nur für Patienten mit schwerem Lungenemphysem angewendet. Überblähte Lungenabschnitte ohne Gasaustausch (Bullae) komprimieren funktionstüchtige Alveolen, behindern deren Funktion und werden daher entfernt.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Lungenvolumenreduktion auch bei diffusem, nichtbullösen („homogenem“) Lungenemphysem wirksam ist. Die Entfernung zerstörter Lungenanteile verbessert bei 75–90 % der Patienten die Lebensqualität, Dyspnoe, 6-min-Gehstrecke, FEV1 sowie den paO2 [19]. Ein Mechanismus hierfür ist wahrscheinlich eine Rückkehr zu einer günstigeren Atemlage. Die Reduktion der Überblähung verbessert die Zwerchfell- und Brustkorbbeweglichkeit und elastische Rückstellkräfte können wieder wirken.
Ein Erfolg der Volumenreduktion ist nur bei parenchymatöser Lungenerkrankung zu erwarten. Sie ist unwirksam bei Erkrankungen, die überwiegend an den Atemwegen lokalisiert sind. Eine Cochrane-Metaanalyse an Studien zu insgesamt über 1600 Patienten zeigte eine 6- bis 7-fach erhöhte Sterblichkeit operierter Patienten im Vergleich zu nichtoperierten Patienten in den ersten drei Monaten. Jedoch profitierten die überlebenden Patienten von verbesserter Leistungsfähigkeit im Vergleich zu Patienten unter konservativer Therapie [52].
Die Lungenvolumenreduktion führt im Vergleich zu konservativer Therapie nicht generell zu einem Überlebensvorteil. Zwei Patientengruppen wiesen eine verbesserte körperliche Belastbarkeit ohne Überlebensvorteil nach Lungenvolumenreduktion auf: dies waren
a.
Patienten mit Emphysem vornehmlich der Oberlappen bei guter präoperativer Belastbarkeit sowie
 
b.
Patienten mit diffusem Emphysem und schlechter körperlicher Belastbarkeit [17].
 
Im günstigsten Fall vergrößert die Volumenreduktion die FEV1 um bis zu 200 ml. Der Verlust an Alveolen schreitet jedoch fort. Bei COPD ist der jährliche, normale Verlust von 15–30 ml der FEV1 um das 2- bis 5-fache erhöht. Der Gewinn durch die Operation wird demnach in wenigen Jahren aufgebraucht.

Anästhesie- und Operationsverfahren

Als Anästhesieverfahren hat sich die Kombination von Vollnarkose und thorakaler PDA bewährt. Intraoperativ sind i.v.-Anästhetika wegen der fehlenden Beeinflussung der hypoxischen pulmonalen Vasokonstriktion vorteilhaft.
Die Aufrechterhaltung der hämodynamischen Stabilität und des Gasaustauschs bei ELV sind die Hauptprobleme der Narkoseführung.
Die Operation kann bilateral mit Sternotomie (Oberlappen), über bilaterale Thorakotomie (Unterlappen) oder unilateral mit Thorakotomie bzw. uni- oder bilateral thorakoskopisch erfolgen. Der Blutverlust ist gering. Die Operationszeit beträgt bei bilateralen Operationen etwa 3,5 h und ist der einzige unabhängige Prädiktor für die Dauer der postoperativen Intensivbehandlung bzw. die Krankenhausverweildauer.

Postoperative Phase

Postoperative Probleme sind bronchopleurale Fisteln, Infektionen und pulmonale Hypertension. Eine postoperative Reintubation erhöht das Risiko für dauernde Ventilatorabhängigkeit und Infektion und steigert die Letalität. Die 90-Tage-Letalität einer großen gemischten Gruppe wurde mit 7,9 % [17] angegeben. Dabei besteht ein deutlicher Unterschied zwischen Patienten mit Emphysem vornehmlich im Oberlappen (2,9 % 90-Tage-Letalität) sowie Patienten mit diffusem Emphysem (8,3–10,1 % 90-Tage-Letalität; [17]).
Die unmittelbar postoperative Extubation sollte stets angestrebt werden, da dies die Intensivbehandlungszeit verkürzt und das Infektionsrisiko minimiert.

Lungentransplantation

Organknappheit und größere Erfahrung haben zu einer Ausweitung der Kriterien für mögliche Organspender geführt. So werden heute häufiger Lebendspenden von Lungenlappen durchgeführt; dieses Verfahren stellt bereits den größten Anteil der Transplantationen in Japan dar und zeigt dort vergleichbar gute Ergebnisse auch für sehr kranke Empfänger [9].
Die Ein-Jahres-Überlebensqualität lebender Spender wurde für Japan mit 100 % angegeben, allerdings zeigten sich Einbußen der Lebensqualität besonders bei Spendern, deren Empfänger postoperativ verstorben waren (Health Related Quality of Life, gemessen mit dem SF-36; [8]).
Verstorbene Spender nach dem 60. Lebensjahr werden teilweise akzeptiert, wie auch Lungen, deren Gausaustausch eingeschränkt ist oder die Infiltrate im Röntgenbild aufweisen. Das in den USA im Jahr 2005, in Deutschland in 2012 neu eingeführte Vermittlungssystem nach dem sog. Lung-Allocation-Score (LAS) gewährleistet, dass diejenigen Empfänger bevorzugt werden, die das Transplantat am dringendsten benötigen. Dies führte zu einer Reduktion der Wartelistensterblichkeit, aber evtl. auch zu älteren und kränkeren Empfängern und – wohl daher – zu erhöhtem Ressourcenverbrauch [39]. Erste Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Einführung des LAS-Verfahrens nicht zu schlechterem postoperativem Patienten-Outcome führt [22, 34].
Die Ex-vivo-Perfusion einer zu transplantierenden Lunge ist ein neues Verfahren zu Konditionierung von Organen mit der Aussicht, die Zahl transplantabler Lungen zu erhöhen und die Ergebnisse der Transplantationen zu verbessern [44]. Die Prozedur umfasst viele Stunden dauernde Ventilation und Perfusion eines Organes, welches zunächst als nicht transplantabel eingestuft wurde. Es gibt für diesen Zweck kommerziell verfügbare, mit dem CE-Zeichen ausgestattete Systeme, die derzeit in klinischen Studien untersucht werden.

Indikationen

Lungentransplantation
Die Indikation wird gestellt, wenn die Erkrankung wahrscheinlich innerhalb weniger Jahre zum Tode führen würde und die Transplantation einen Überlebensvorteil bietet. Die Wartezeit auf ein Organ beträgt derzeit etwa 18 Monate. Übliche Altersgrenzen sind 60 Jahre für Doppellungentransplantation und 65 Jahre für Einlungentransplantation.
Absolute Kontraindikationen sind schwere extrapulmonale Organdysfunktionen, maligne Erkrankung, floride extrapulmonale Infektionen, Zigarettenrauchen, Adipositas (>130 % des Idealgewichts) sowie die Unfähigkeit zu gehen mit schlechtem Rehabilitationspotenzial.
Schweres Untergewicht galt früher als absolute Kontraindikation. Neuere Ergebnisse [47] zeigen jedoch günstige Ergebnisse auch bei schwer untergewichtigen Patienten (BMI <18,5 kg/m2), sodass dies wohl nicht aufrecht erhalten werden kann.
Die Auswahl des Organs erfolgt nach immunologischen Kriterien sowie nach vertikalen und transversen Thoraxdurchmessern von Spender und Empfänger.

Vorbereitung

Präoperative Lungenfunktionsuntersuchung, Rechtsherzkatheterisierung, Ventilations-Perfusions-Szintigramme sowie Koronarangiographie sind Teil der Routinevorbereitung des Empfängers. Insbesondere die Rechtsherzfunktion ist von Interesse; Grenzwerte können jedoch nicht angegeben werden. Die Lungentransplantation führt zu postoperativ stark veränderter Vor- und Nachlast des rechten Ventrikels, dies erschwert die prognostische Bewertung. Ein restriktives Flüssigkeitsregime beim Organspender scheint die Transplantatfunktion zu verbessern.

Operative Verfahren

Drei Verfahren sind möglich: Die Einlungentransplantation, die sequenzielle, bilaterale Lungentransplantation sowie die En-bloc-Doppellungentransplantation.
Die weitgehend verlassene En-bloc-Transplantation erfordert obligat den Einsatz der Herz-Lungen-Maschine und eine ausgedehnte mediastinale Dissektion mit erheblicher Blutungsgefahr. Die Dissektion des paratrachealen Gewebes vor der trachealen Anastomose beeinträchtigt zudem die Blutversorgung und erhöht die Gefahr der Anastomoseninsuffizienz. Bei der En-bloc-Transplantation ist daher im Gegensatz zu den anderen Verfahren die tracheobronchiale Revaskularisation sinnvoll.
Für die Einlungentransplantation wird eine posterolaterale Thorakotomie in Seitenlage, für die sequenzielle, bilaterale Transplantation wird eine Sterno- und bilaterale Thorakotomie in Rückenlage („clam shell incision“) durchgeführt.
Zur Entfernung der Lunge werden der Hilus präpariert und die Gefäße durchtrennt.
Cave
Es besteht die Gefahr der akuten Rechtsherzdekompensation durch die Reduktion des pulmonalen Gefäßquerschnitts.
Andererseits ist bei ELV die Shuntdurchblutung jetzt reduziert und der Gasaustausch verbessert. Zuletzt wird der Hauptbronchus durchtrennt.
Die Spenderlunge wird mittels folgender Anastomosen implantiert: das Spenderatrium mit den Lungenvenen wird auf das linke Atrium des Empfängers genäht; die Pulmonalarterien werden anastomosiert; zuletzt erfolgt die bronchiale Anastomose. Vor Wiederbelüftung werden Sekrete und Blut abgesaugt und die Anastomose bronchoskopisch kontrolliert.
Bei sequenziellen, bilateralen Transplantationen wird die Lunge, welche nach den Ventilations-Perfusions-Szintigrammen weniger zur Funktion beiträgt, zuerst explantiert. Wird die ELV trotz supportiver Maßnahmen (Abschn. 6) nicht toleriert, so kann eine ELV der anderen Lunge versucht werden. Kann die ELV nicht für die Zeit der Hilusdissektion aufrecht erhalten werden, muss die Herz-Lungen-Maschine eingesetzt werden.
Bei Lungentransplantationen muss die Herz-Lungen-Maschine stets kurzfristig einsetzbar sein.
Die Operationszeit ist variabel; die Einlungentransplantation dauert etwa 3 h, die sequenzielle Doppellungentransplantation 5–6 h. Der Blutverlust kann minimal, im Einzelfall jedoch auch massiv sein. Es sollten daher ausreichend Erythrozytenkonzentrate bereitstehen.

Narkoseverfahren

Die Narkoseeinleitung erfolgt bei obligater postoperativer Intensivtherapie mit höheren Dosen von Opiaten, einem langwirkenden Muskelrelaxans und einem i.v.-Narkotikum. Medikamente ohne histaminfreisetzende oder myokarddepressive Wirkung werden bevorzugt.
Meist wird ein linksläufiger Doppellumentubus verwendet und bei Bedarf in die Trachea zurückgezogen.
Zur Aufrechterhaltung der Narkose eignen sich z. B. die Infusion von Propofol in Kombination mit einem Opioid und einem Muskelrelaxans als Bolus oder über Perfusor. Je nach Zentrum wird bereits intraoperativ oder erst postoperativ mit der Immunsuppression (Tacrolimus, Kortikoide) begonnen. Postoperativ erfolgt die Umintubation auf einen normalen endotrachealen Tubus.
Die breitwirksame, perioperative Antibiotikaprophylaxe (z. B. mit Meropenem) wird vor dem Hautschnitt begonnen und meist für 5 Tage fortgesetzt.
Im Jahr 2013 hat die Europäische Kommission auf Empfehlung der European Medicines Agency die Wiederzulassung von Aprotinin entschieden. In Deutschland kann das Medikament bislang nur über eine Auslandsapotheke bezogen werden. Eine Alternative bietet die Fibrinolyseinhibition mit Tranexamsäure. Daten zur Wirksamkeit im Sinne der Blutungsreduktion speziell bei der Lungentransplantation existieren nicht, jedoch zeigte eine Metaanalyse von 211 randomisierten Studien zu verschiedenen Typen von Eingriffen die Wirksamkeit und Sicherheit von Tranexamsäure [24]. Im Bestreben, den Ischämie-Reperfusions-Schaden günstig zu beeinflussen bzw. den pulmonalarteriellen Druck zu senken, wird gelegentlich inhaliertes Stickoxid (iNO) oder inhaliertes Ilomedin eingesetzt, ohne dass hierfür bislang ein klinischer Nutzen belegt wäre.
Eine thorakale Periduralanästhesie in Kombination mit Allgemeinanästhesie zur postoperativen Schmerztherapie wird noch nicht allgemein als sinnvoll erachtet, wenn postoperativ nicht innerhalb der ersten 48 h extubiert werden kann. Die postoperative Analgesie kann mit diesem Kombinationsverfahren wohl zuverlässig garantiert werden [7].

Monitoring

Die Patienten sind terminal krank, entsprechend ist das hämodynamische Monitoring maximal. Großlumige zentralvenöse und periphere Zugänge sind obligat, um Blutverluste rasch ausgleichen zu können. Ein Swan-Ganz-Katheter wird bei Einlungentransplantation unter Bildwandlerkontrolle in die nicht zu transplantierende Lunge eingeschwemmt. Bei sequenzieller, bilateraler Lungentransplantation muss der Katheter später nach Maßgabe des Chirurgen zurückgezogen werden. Die erneute, kontralaterale Insertion bei abgeklemmtem Pulmonalarterienast ist schwierig und darf nicht forciert werden, wenn Rhythmusstörungen das Vorschieben des Katheters begleiten. Die kontinuierliche intravasale Messung der arteriellen O2-Sättigung bzw. des paO2 ist verlässlicher als die periphere Pulsoxymetrie.

Komplikationen und Verlauf

Die En-bloc-Doppellungentransplantation wird kaum noch durchgeführt, da ischämische Komplikationen der trachealen Anastomose mit einer frühpostoperativen Letalität von bis zu 25 % einhergingen.
Einlungentransplantationen und sequenzielle, bilaterale Lungentransplantationen weisen eine frühpostoperative Letalität von 15 % und eine 1-Jahres-Überlebensrate von 70–90 % auf. Die globale 5-Jahres-Überlebensrate von Lungentransplantation in England wurde mit 52 % angegeben [28]. Einlungentransplanationen sind erfolgreicher als sequenzielle, bilaterale Operationen. Auch bei älteren Patienten und Patienten mit Mukoviszidose wurden ähnliche Ergebnisse erzielt.
Auf der Intensivstation stehen neben Infektion und Abstoßungsreaktion das akute Reperfusionsödem der Lunge sowie die akute Rechtsherzinsuffizienz im Vordergrund. Therapieoptionen sind die Reduktion des Lungengefäßwiderstands durch nichtselektive und selektive pulmonale Vasodilatatoren (z. B. inhaliertes NO). Spätkomplikationen nach Lungentransplantation sind Bronchiolitis obliterans, Transplantatversagen und die schwere akute Abstoßung. Wird eine Retransplantation erforderlich, so weist diese mit einer 1-Jahres-Überlebensrate von 35 % eine erheblich schlechtere Prognose als die primäre Transplantation auf.

Thoraxchirurgische Eingriffe bei Kindern

Neugeborene und Kleinkinder werden meist wegen angeborener – selten wegen erworbener – Läsionen operiert.
Indikationen
  • Bei Neugeborenen und Kleinkindern
    • Trachealstenose
    • Lungensequester als Ausdruck gestörter Embryogenese
    • Zysten (bronchogen, Dermoidzysten, zystisch-adenomatös)
    • Kongentiale lobäre Emphysem
    • Tracheoösophageale Fisteln
    • Ösophagusatresie
    • Herzfehler
  • Bei älteren Kindern
    • Tumoren (Hodgkin, lymphoblastisches Lymphom, Neuroblastom)
    • Empyem
    • Gefäßanomalien
    • Knöchernen Fehlbildungen des Thorax oder der Wirbelsäule
Die Pathophysiologie der ELV beim Kleinkind unterscheidet sich von der des größeren Kindes und des Erwachsenen. Anders als Erwachsene weisen Kleinkinder bei ELV in Seitenlage eine bessere Oxygenation auf, wenn die beatmete Lunge nicht abhängig ist, d. h. oben liegt. Mehrere Mechanismen sind hierfür verantwortlich. So kann der weiche Thorax von Kleinkindern die nichtventilierte, abhängige Lunge nicht vollständig offen halten. Zudem ist der schwerkraftbedingte Perfusionsgradient zwischen beiden Lungen wegen des kleineren Thoraxdurchmessers reduziert, die Störung des Ventilations-Perfusions-Verhältnisses ist hierdurch geringer ausgeprägt. Schließlich haben Kleinkinder einen höheren O2-Verbrauch als Erwachsene (Kap. „Anästhesie bei Kindern“).
Die Atelektasenneigung ist bei Kindern bis zu 3 Jahren stärker als bei Erwachsenen, u. a. durch ein größeres „closing volume“, d. h. ein höheres Lungenvolumen, bei dem ein Verschluss kleiner Atemwege auftritt.
Cave
Insgesamt tritt bei Kleinkindern während Einlungenventilation leichter als bei Erwachsenen eine Hypoxämie auf.
Durch die zunehmende Frequenz thorakoskopischer Operationen auch bei Kindern ist die Indikation zur Einlungenventilation in dieser Altersgruppe häufiger geworden.
Bei kleinen anatomischen Verhältnissen ist die seitengetrennte Beatmung oft schwierig zu etablieren. Bis zum Alter von 6 Jahren wird empfohlen, unter bronchoskopischer Kontrolle entweder einen gewöhnlichen Endotrachealtubus ohne Cuff oder einen 5-F-Bronchialblocker endobronchial vorzuschieben. Zwischen 6 und 8 Jahren können geblockte Endotrachealtuben, 6-F-Bronchialblocker oder ein 3,5 mm (ID) Univent-Tubus verwendet werden. Ab 8 Jahren werden geblockte, endobronchial vorgeschobene Endotrachealtuben, 6- bis 7-F-Bronchialblocker, Univent-Tuben der Größen 3,5–7,0 (ID) oder Doppellumentuben benutzt. Doppellumentuben sind in der Größe 26 F (Rüsch) für 8- bis 12-Jährige verfügbar. Für 12- bis 14-Jährige gilt die Empfehlung eines 26- bis 32-F-Doppellumentubus (Mallinckrodt), ab 14–18 Jahren ist ein 35-F-Doppellumentubus anwendbar [21].
Die Schmerztherapie während und nach Thoraxoperationen kann auch bei Säuglingen bis zu 1 Jahr mit einer Periduralanästhesie erfolgen. Hierfür wurde ein kaudaler Zugang zum Periduralraum und ein Vorschieben des Katheters (evtl. unter Elektrostimulationskontrolle) bis in den thorakalen Bereich vorgeschlagen [20]. Bei älteren Kindern kann der direkte Weg wie beim Erwachsenen gewählt werden.
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