III. Ergebnisse

III.1. Anzahl und Verteilung, Gruppenvergleich der Ausgangswerte

↓47

Die Versuchstiere waren einheitlicher Herkunft. Es wurden nur neugeborene Tiere ausgewählt, deren Geburt nicht länger als 24 Stunden zurücklag und die keine äußerlichen Abnormalitäten oder Verletzungen aufwiesen. Ein Tier, welches in die Gruppe III randomisiert war, zeigte äußerliche Verletzungen, so daß es vom Versuch ausgeschlossen wurde.

In der Versuchsreihe kam es weder zum Bedarf an kreislaufstabilisierenden Medikamenten, noch zum vorzeitigen Ausfall von Versuchstieren durch Versterben. Alle Versuchstiere gingen in die Auswertung ein.

↓48

Es kam während des Experiments zu keinem Verlust von Meßdaten, für die einzelnen Versuchstiere konnten alle Parameter erfaßt werden.

Durch Randomisierung wurden drei Gruppen gebildet. Es ergab sich folgende Verteilung :

Gruppe I 30 ml schnell

:

n(I)

= 6 Ferkel

Gruppe II 30 ml langsam

:

n(II)

= 6 Ferkel

Gruppe III 10 ml langsam

:

n(III)

= 5 Ferkel

↓49

Für das spezielle Experimentprotokoll zur Beanwortung der dritten Fragestellung zum Einfluß der Änderungen der FiO2 unter PLV wurden aus Gruppe II und III je 5 Tiere verwendet.

Im initialen Vergleich des Gewichts, sowie der physiologischen Parameter und der Beatmungparameter ergaben sich keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen (Tab. 3).

Während des gesamten Versuchsablaufs kam es in den Gruppen zu keinem Abfall des mittels BGA bestimmten Hb-Wertes, die initialen Ausgangswerte unterschieden sich nicht vom Hb zu Versuchsende.

↓50

Tabelle 3: Initialdaten der drei Versuchsgruppen vor Beginn der PLV

Gruppe I 30 ml - schnell

Gruppe II 30 ml - langsam

Gruppe III 10 ml - langsam

Anzahl

6

6

5

Gewicht [g]

748 (±94)

729 (±33)

721 (±162)

PaCO²

[mmHg]

39,3 (±4,2)

33,4 (±2,9)

37,0 (±4,2)

PaO²

[mmHg]

415 (±60)

390 (±73)

368 (±74)

HF [min-1]

117 (±18)

111 (±20)

125 (±21)

MAD

[mmHg]

53 (±4)

52 (±6)

52 (±9)

T [C°]

38,2 (±1,4)

37,7 (±1,1)

37,9 (±0,9)

Vt [ml]

8,2 (±1,0)

8,3 (±0,8)

7,9 (±1,3)

PiP

[cm H²O]

12,1 (±1,2)

11,5 (±1,2)

12,6 (±0,9)

Dargestellt sind die Mittelwerte und Standardabweichungen folgender Parameter unter CMV (FiO2 1,0) vor Beginn der PLV zum Zeitpunkt 0 (baseline): Gewicht, PaCO2, PaO2, Herzfrequenz (HF), arterieller Mitteldruck (MAD), Körpertemperatur (T), Tidalvolumen (Vt) , positiver inspiratorischer Druck (PIP). Es finden sich keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen.

III.2. Vergleich der schnellen vs. langsamen Applikation von 30 ml/kg PFC

Die erste Fragestellung der vorliegenden Arbeit betraf den Vergleich einer schnellen Applikation von PFC mit der langsamen intratrachealen Infusion.

Es wurde folgende Hypothese überprüft:

↓51

Die langsame Füllung (1,5 ml/min) der Lunge mit hohem PFC-Volumen (30 ml/kg KG) führt zu geringeren Schwankungen der cerebralen Konzentration an oxygeniertem und totalem Hb als die schnelle Einfüllung eines hohen PFC-Volumens (30 ml/kg KG) im Bolus.

Zur Beantwortung wurden zwei Gruppen untersucht. Dabei erfolgte in Gruppe I (30 ml schnell) die Füllung der Lungen mit 30 ml PFC/kg Körpergewicht als Bolusapplikation, angestrebt innerhalb von 45 Sekunden (Mittelwert 41 sec ±3). In der Gruppe II (30 ml langsam) erfolgte die PFC–Einfüllung mit einer einheitlichen Geschwindigkeit (1,5 ml PFC/min/kg Körpergewicht).

Aufgrund des unterschiedlichen Gewichts der Tiere dieser Gruppe wurde die Füllung der Lungen mit 30 ml PFC/kg KG zu verschiedenen Zeitpunkten erreicht. Als mittlere Einfüllzeit ergaben sich dabei 16 Minuten (3 min).

↓52

Im Verlauf von 20 Minuten wurde der Einfluß der unterschiedlichen Applikationsgeschwindigkeit auf die cerebralen, hämodynamischen und ventilatorischen Parameter untersucht.

III.2.1. Cerebrale Konzentration an totalem und oxygeniertem Hb: Vergleich schnelle vs. langsame Applikation von 30 ml/kg PFC

Zur Beurteilung der cerebralen Perfusion unter PLV wurde der Verlauf des cerebralen totalen und oxygenierten Hb mittels NIRS kontinuierlich aufgezeichnet. Der Ausgangspunkt der Messung (baseline) ist der Wert unter CMV mit einer FiO2 von 1,0. Die im weiteren erfaßten Werte zu den Meßzeitpunkten repräsentieren daher Änderungen der Konzentration des totalen und oxygenierten Hb im Bezug zur baseline.

III.2.1.1. Änderung der Konzentration des cerebralen totalen Hb

In der Initialphase führte die schnelle Applikation (Gruppe I) zu einem leichten Anstieg der Konzentration des totalen Hb zwischen der 1. und 3. Minute. Bei langsamer Applikation (Gruppe II) verhielt sich das totale Hb während der ersten Minuten konstant (Abb. 1A u. B).

↓53

Im folgenden fanden sich bis zur 20. Minute keine weiteren Veränderungen des totalen Hb in Gruppe I. Mit zunehmendem intrapulmonalem PFC–Volumen stieg die Konzentration an totalem cerebralem Hb in Gruppe II signifikant über das Ausgangsniveau an (Abb. 2).

Abbildung 1: Initiale Änderungen der cerebralen Hb - Konzentration (totales Hb) bei schneller (A) und langsamer (B) Applikation von 30 ml/kg PFC

Dargestellt sind die Einzelverläufe der cerebralen Konzentration an Hb (Δ Hb total) in der A) Gr. I (30 ml schnell) und B) Gr. II (30 ml langsam) während der ersten 3 Minuten.

Abbildung 2: Änderungen der cerebralen Hb-Konzentration ( Hb total)

Verglichen wurde die schnelle (Gr. I, durchgehende Linie) mit der langsamen Applikation von 30 ml/kg PFC (Gr. II, gestrichelte Linie). Dargestellt sind die Mittelwerte der Konzentrationsänderungen mit Standardabweichungen. Es zeigte sich ein signifikanter Anstieg des totalen Hb im Vergleich zum Ausgangswert (# p < 0.05) und ein signifikanter Unterschied zwischen den Gruppen ( * p < 0,05).

III.2.1.2. Änderung der cerebralen Konzentration an oxygeniertem Hb

↓54

Dem Verlauf des cerebralen totalen Hb folgend, fanden sich entsprechende Veränderungen in beiden Gruppen für das oxygenierte Hb (ΔHbO2). Nach Bolusapplikation in Gruppe I kam es in der Initialphase innerhalb der 1. Minute zum leichten Abfall des oxygenierten Hb, das rasch bis zur 3. Minute wieder anstieg (Abb. 3A u.B). Gruppe II (30 ml langsam) zeigte zunächst stabile Werte für das oxygenierte Hb. Beide Gruppen waren bis zur 20. Minute auf ein signifikant höheres Niveau im Vergleich zu den Ausgangswerten angestiegen (Abb. 4).

Abbildung 3: Initiale Änderungen der cerebralen Konzentration an oxygeniertem Hb ( HbO2) bei schneller (A) und langsamer (B) Applikation von 30 ml/kg PFC

Dargestellt sind die Einzelverläufe der Änderungen der cerebralen Konzentration an oxygeniertem Hb (ΔHbO2) in der A) Gr I (30 ml schnell) und B) der Gr. II (30 ml langsam) während der ersten 3 Minuten.

Abbildung 4: Änderungen der cerebralen Konzentration an oxygeniertem Hb ( HbO2 )

Verglichen wurde die schnelle Applikation (Gr. I, durchgehende Linie) mit der langsamen Applikation von 30 ml/kg PFC (Gr. II, gestrichelte Linie). Dargestellt sind die Mittelwerte derKonzentrationsänderungen mit Standardabweichungen. Beide Gruppen stiegen im Vergleich zu den Ausgangswerten mit dem ΔHbO2 signifikant an (# p < 0,05). Im Verlauf kam es zu signifikanten Unterschieden zwischen beiden Gruppen ( * p < 0,05).

III.2.2. Verläufe der Blutgaswerte: Vergleich schnelle vs. langsame Applikation von 30 ml/kg PFC

↓55

Zu den jeweiligen Meßzeitpunkten wurden der arterielle pH, PaCO2 und PaO2 bestimmt. Im Verlauf der 20 Minuten des Versuchs erfolgte keine Veränderung der Beatmungsparameter.

III.2.2.1. Änderungen des PaCO2

Unter PLV stieg der PaCO2 in beiden Gruppen - bei schneller Bolusgabe wie auch bei langsamer Infusion - signifikant an (Abb. 5). Der initiale Verlauf war dabei unterschiedlich, wobei Gruppe I einen rascheren Anstieg aufzeigte. In der Phase zwischen der 10. und 20. Minute findet sich mit fortschreitender Annäherung an das Zielvolumen und damit zunehmend gleichem PFC-Volumen in beiden Gruppen ein nahezu paralleler Verlauf des PaCO2.

Abbildung 5: Verläufe des arteriellen Kohlendioxidpartialdruckes (PaCO2)

Verglichen wurde die schnelle (Gr. I, durchgehende Linie) mit der langsamen Applikation von PFC (Gr. II, gestrichelte Linie). Dargestellt sind die Mittelwerte mit Standardabweichungen. In beiden Gruppen entwickelte sich zunächst ein signifikanter Anstieg des arteriellen PaCO2 über das Niveau der Ausgangswerte (# p < 0,05). Im Verlauf kam es zu signifikanten Unterschieden zwischen beiden Gruppen ( * p < 0,05).

III.2.2.2. Änderungen des PaO2 und Verlauf der SaO2

↓56

Im Verlauf des Experiments ergab sich für den arteriellen Sauerstoffpartialdruck unter PLV sowohl in Gruppe I mit schneller Bolusapplikation als auch in Gruppe II mit langsamer Infusion ein dauerhafter Abfall auf signifikant niedrigere Werte im Vergleich zum jeweiligen Ausgangswert vor PLV (Abb. 6). Die Gruppen nahmen bis zur jeweiligen kompletten Füllung einen ähnlichen, jedoch zeitlich verschobenen Verlauf, mit rapidem Abfall des PaO2bei Bolusgabe und langsamem Abfall bei langsamer Infusion. Mit sich zunehmend angleichendem intrapulmonalem PFC–Volumen zwischen 10. und 20. Minute zeigte sich ein nahezu gleicher Verlauf beider Gruppen.

In beiden Gruppen ergab sich zu den Meßzeitpunkten kein Unterschied der SaO2 zum Ausgangwert.

Abbildung 6: Verläufe des arteriellen Sauerstoffpartialdruckes (PaO2)

Verglichen wurde die schnelle Applikation des PFC in Gr. I (durchgehende Linie) mit der langsamen Applikation des PFC in Gr. II (gestrichelte Linie). Dargestellt sind die Mittelwerte mit Standardabweichungen. Im Verlauf entwickelten beide Gruppen signifikant unterschiedliche arterielle PaO2 im Vergleich zu den Ausgangswerten (# p < 0,05 ). In der ersten Minute unterschied sich dabei Gr. I signifikant von Gr. II ( * p < 0,05).

III.2.2.3. Änderungen des arteriellen pH

↓57

Im gesamten Verlauf fiel der pH in beiden Gruppen leicht ab. Dabei ergaben sich Unterschiede zwischen beiden Gruppen in der Initialphase. Gruppe I (30 ml schnell) entwickelte in der 1. Minute einen rapiden Abfall des pH-Wertes. Im Weiteren zeigte sich ein stetig abfallender Verlauf wie in Gruppe II (30 ml langsam). Zur 20. Minute lagen beide Gruppen auf gleichem Niveau.

Tabelle 4: Verläufe des arteriellen pH – Wertes

Ausgangswert

1. Minute

5. Minute

20. Minute

Gr.I

– schnell

7,42

(±0,05)

7,33# *

(±0,05)

7,28# *

(±0,08)

7,18#

(±0,11)

Gr.II

- langsam

7,46

(±0,05)

7,43

(±0,06)

7,36#

(±0,06)

7,19#

(±0,08)

Dargestellt sind die Mittelwerte des pH mit Standardabweichungen. In beiden Gruppen kam es in der Initialphase zunächst zum signifikanten Abfall des arteriellen pH-Wertes unter das Niveau der Ausgangswerte (# p < 0,05). Dabei unterschied sich Gr. I in den ersten Minuten signifikant von Gr. II ( * p < 0,05).

III.2.3. Hämodynamische und ventilatorische Parameter: Vergleich schnelle vs. langsame Applikation von 30 ml/kg PFC

III.2.3.1. Änderungen des arteriellen Mitteldruckes (MAD)

Im Verlauf des Experiments ergaben sich für beide Gruppen nur geringfügige Schwankungen des MAD. Für beide Gruppen zeigte sich bis zur 20. Minute die Tendenz eines Anstiegs, der jedoch nicht signifikant war (Abb. 7).

↓58

Abbildung 7: Verläufe des mittleren arteriellen Blutdruckes (MAD)

Verglichen wurde die schnelle (Gr. I, durchgehende Linie) mit der langsamen Applikation von PFC (Gr. II, gestrichelte Linie). Dargestellt sind die Mittelwerte mit Standardabweichungen. Es ergaben sich keine signifikanten Änderungen des MAD.

III.2.3.2. Initialer Verlauf der Herzfrequenz

Im Verlauf der unterschiedlichen Phasen des Experiments zeigten beide Gruppen einheitlich keine signifikanten Schwankungen der HF. Die initiale Herzfrequenz beider Gruppen war gleich (Gr. I [30 ml schnell] 114 min-1 14 vs. Gr. II [30 ml langsam] 124 min-1 13) und unterschied sich nicht von der Herzfrequenz am Ende des Experiments (Gr. I [30 ml schnell] 139 min-1 18 vs. Gr. II [30 ml langsam] 125 min-1 22).

III.2.3.3. Änderungen des Tidalvolumens (Vt)

Das Vt wurde bei konstantem Beatmungsdruck (PiP) gemessen. Hierbei zeigte Gruppe I unmittelbar nach der Bolusgabe einen deutlichen Abfall des Vt (Abb. 8). In Gruppe II mit langsamer Infusion bestanden nahezu unveränderte Tidalvolumina in den ersten Minuten, mit steigendem PFC-Volumen lag das Vt jedoch leicht unter den Ausgangswerten. Im weiteren Verlauf bis zur 20. Minute lag das Vt in Gruppe I wieder auf Niveau der Ausgangswerte und unterschied sich nicht mehr von Gruppe II.

↓59

Abbildung 8: Verläufe des Tidalvolumens (Vt)

Verglichen wurde die schnelle (Gr. I, durchgehende Linie) mit der langsamen Applikation von PFC (Gr. II, gestrichelte Linie). Dargestellt sind die Mittelwerte mit Standardabweichungen. Gruppe I unterschied sich in der 1. Minute nach Bolusgabe signifikant von Gruppe II ( *p<0,05) und dem Niveau der Ausgangswerte (# p<0,05).

III.3. Vergleich der langsamen Applikation von 10 vs. 30 ml PFC/kg

Die zweite Fragestellung der vorliegenden Arbeit betraf den Vergleich der Wirkung der PLV mit verschiedenen PFC–Füllvolumina.

Es wurde folgende Hypothese überprüft:

↓60

Ein geringes PFC–Volumen (10 ml/kg KG) beeinflußt die cerebrale Konzentration an oxygeniertem und totalem Hb weniger als ein hohes PFC-Volumen (30 ml/kg KG).

Zur Beantwortung verglichen wir Gruppe II mit hohem und Gruppe III mit niedrigem PFC–Volumen. Die PFC–Einfüllung erfolgte in beiden Gruppen mit einheitlicher Geschwindigkeit (1,5 ml PFC/min/kg Körpergewicht). Aufgrund des unterschiedlichen PFC-Volumens dieser Gruppen wurde die Füllung der Lungen in Gruppe II (30 ml langsam) und Gruppe III (10 ml langsam) zu verschiedenen Zeitpunkten erreicht. Als Mittelwert ergab sich dabei für Gruppe II 16 Minuten (±3 min) und für Gruppe III 6 Minuten (±1 min).

Im Verlauf von 20 Minuten wurde der Einfluß der unterschiedlichenPFC–Füllvolumina auf die cerebralen, hämodynamischen und ventilatorischen Parameter untersucht.

III.3.1. Cerebrale Konzentration an totalem Hb und oxygeniertem Hb: Vergleich der langsamen Applikation von 10 vs. 30 ml PFC/kg

↓61

Um die Beeinflussung des cerebralen totalen und oxygenierten Hb durch PLV bei hohem und niedrigem PFC–Volumen zu erfassen, wurde, wie bereits beschrieben, das cerebrale totale und oxygenierte Hb mittels NIRS kontinuierlich aufgezeichnet. Der Ausgangspunkt der Messung (baseline) ist der Wert unter CMV mit einer FiO2 von 1,0. Die im weiteren erfaßten Werte zu den Meßzeitpunkten repräsentieren daher Änderungen der Konzentration des totalen und oxygenierten Hb im Bezug zur baseline.

III.3.1.1. Änderungen der Konzentration des cerebralen totalen Hb

Im Verlauf des Experiments ergaben sich für beide Gruppen unterschiedliche Verläufe der cerebralen Konzentration an totalem Hb. In Gruppe II mit hohem Volumen an PFC kam es bis zur 20. Minute zum stetigen leichten Anstieg der Werte auf ein signifikant höheres Niveau als der Ausgangswert.

Im gleichen Zeitraum ließen sich für Gruppe III mit niedrigem PFC-Volumen keine Schwankungen des cerebralen totalen Hb erfassen (Abb. 9).

↓62

Abbildung 9: Änderungen der cerebralen Hb - Konzentration ( Hb total).

Verglichen wurde die langsame Applikation von 30 ml PFC/kg (Gr. II, gestrichelte Linie) mit der langsamen Applikation von 10 ml PFC/kg (Gr. III, gepunktete Linie). Dargestellt sind die Mittelwerte der Konzentrationsänderungen mit Standardabweichungen. In Gruppe II zeigt sich ein signifikanter Anstieg des totalen Hb im Vergleich zum Ausgangswert (# p<0,05). Gruppe III zeigte im Unterschied zu Gruppe II ( *<0.05) keine Schwankungen in der initialen Phase des Experiments.

III.3.1.2. Änderungen der Konzentration des cerebralen oxygenierten Hb

Ähnlich wie im Verlauf des totalen Hb zeigte sich auch für den oxygenierten Anteil des Hb (ΔHbO2) ein unterschiedlicher Verlauf in beiden Gruppen (Abb. 10).

In der Gruppe II mit hohem PFC–Volumen kam es bis zur 20. Minute zum leichten Anstieg des oxygenierten Hb.

↓63

In der Gruppe III mit niedrigem PFC–Volumen fanden sich dagegen über die gesamte Versuchszeit keine Schwankungen des oxygenierten Hb im Vergleich zum Ausgangswert.

Abbildung 10: Änderungen der cerebralen Konzentration an oxygeniertem Hb ( HbO2)

Verglichen wurde die langsame Applikation von 30 ml PFC/kg (Gr. II, gestrichelte Linie) mit der langsamen Applikation von 10 ml PFC/kg (Gr. III, gepunktete Linie). Dargestellt sind die Mittelwerte der Konzentrationsänderungen mit Standardabweichungen. Gruppe II stieg im Vergleich zu den Ausgangswerten leicht an (# p<0,05). Im gesamten Verlauf von Gruppe III zeigten sich im Unterschied zu Gruppe II ( *p<0.05) keine Änderungen des oxy Hb.

III.3.2. Verlauf der Blutgaswerte: Vergleich langsame Applikation von 10 vs. 30 ml PFC/kg

Zu den jeweiligen Meßzeitpunkten wurden der arterielle pH, PaCO2 und PaO2 bestimmt. Im Verlauf der 20 Minuten des Versuchs erfolgte keine Veränderung der Beatmungsparameter.

III.3.2.1. Änderungen des PaCO2

↓64

Im Verlauf des Experiments nahmen die PaCO2-Werte beider Gruppen einen unterschiedlichen Verlauf (Abb. 11). In Gruppe II (30 ml langsam) kam es bereits in den ersten Minuten zum steilen Anstieg des PaCO2. Ab der 10. Minute lag der PaCO2 in dieser Gruppe signifikant höher als in Gruppe III (10 ml langsam). In Gruppe III zeigte sich bis zur 20. Minute keine Veränderung des PaCO2 zum Ausgangswert.

Abbildung 11: Verläufe des arteriellen Kohlendioxidpartialdruckes (PaCO2)

Verglichen wurde die langsame Applikation von 30 ml PFC/kg (Gr. II, gestrichelte Linie) mit der langsamen Applikation von 10 ml PFC/kg (Gr. III, gepunktete Linie). Dargestellt sind die Mittelwerte mit Standardabweichungen. Bis zur 20. Min. entwickelte sich in Gr. II ein signifikanter Anstieg des arteriellen PaCO2 im Vergleich zu den Ausgangswerten (# p<0.05). Der PaCO2 in Gr. III blieb auf Ausgangsniveau und unterschied sich von Gr. II ( * p< 0.05).

III.3.2.2. Änderungen des PaO2 und Verlauf der SaO2

Bis zur 20. Minute kam es zum signifikanten Abfall des PaO2 in Gruppe II (30 ml langsam) unter das Ausgangsniveau (Abb. 12). Im Gegensatz dazu verlief der PaO2 in Gruppe III (10 ml langsam) auf signifikant höherem Niveau und zeigte lediglich eine Tendenz zu niedrigeren Werten. In beiden Gruppen ergab sich zu den Meßzeitpunkten kein Unterschied der SaO2 zum Ausgangwert.

↓65

Abbildung 12: Verläufe des arteriellen Sauerstoffpartialdruckes (PaO2)

Verglichen wurde die langsame Applikation von 30 ml PFC/kg (Gr. II, gestrichelte Linie) mit der langsamen Applikation von 10 ml PFC/kg (Gr. III, gepunktete Linie). Dargestellt sind die Mittelwerte mit Standardabweichungen. Im Verlauf entwickelte Gruppe II einen signifikanten Abfall des arteriellen PaO2 im Vergleich zu den Ausgangswerten (# p<0,05). Der PaO2 in Gr. III unterlag keiner Erniedrigung und unterschied sich von Gr. II ( *p<0.05).

III.3.2.3. Änderungen des arteriellen pH

Die beiden Gruppen zeigten unterschiedliche Verläufe des pH (Tab.5). In Gruppe II mit hohem PFC-Volumen kam es bei ansteigenden PaCO2 - Werten zum signifikanten Abfall des pH bis zur 20. Minute auf ein Niveau deutlich unter Gruppe III mit niedrigem PFC-Volumen. Die Gruppe III zeigte ähnlich zum Verlauf ihres PaCO2 nur einen tendenziellen Abfall.

Tabelle 5: Verläufe des arteriellen pH – Wertes

Ausgangswert

1. Minute

5. Minute

20. Minute

Gruppe II

7,46

(+ 0,05)

7,43

(+ 0,06)

7,36#

(+ 0,06)

7,19#

(+ 0,08)

Gruppe III

7,43

(+0,07)

7,43

(+0,05)

7,41

(+0,04)

7,39 *

(+0,07)

Verglichen wurde die langsame Applikation von 30 ml/kg PFC in Gr. II mit der langsamen Applikation von 10 ml/kg PFC in Gr. III. Dargestellt sind die Mittelwerte mit Standardabweichungen. In Gr. II kam es im Verlauf des Experiments zum signifikanten Abfall des arteriellen pH-Wertes auf ein Niveau unterhalb der Ausgangswerte (# p<0,05). In Gr. III ergab sich ein stabil höherer pH im Unterschied zu Gr. II (* p<0,05).

III.3.3. Hämodynamische und ventilatorische Parameter: Vergleich langsame pplikation von 10 vs. 30 ml PFC/kg

III.3.3.1. Änderungen des arteriellen Mitteldruckes (MAD)

↓66

Im Verlauf des Experiments zeigten beide Gruppen keine signifikanten Schwankungen des MAD (Abb. 13). In Gruppe II (30 ml langsam) zeigte sich bis zur 20. Minute lediglich ein tendenzieller Anstieg des Mitteldruckes, der nicht signifikant war.

Abbildung 13: Verläufe des mittleren arteriellen Blutdruckes (MAD)

Verglichen wurde die langsame Applikation von 30 ml PFC/ kg (Gr.II, gestrichelte Linie) mit der langsamen Applikation von 10 ml PFC/kg (Gr. III, gepunktete Linie). Dargestellt sind die Mittelwerte mit Standardabweichungen.

III.3.3.2. Verlauf der Herzfrequenz

Im gesamten Verlauf unterschied sich die Herzfrequenz in beiden Volumengruppen nicht signifikant. Die initiale Herzfrequenz (Gr. II 30 ml 124 min -1 13 vs. Gr. III 10 ml 133 min -1 23) unterschied sich nicht von der Herzfrequenz zum Ende des Experiments (Gr. II 30 ml 125 min -1 22 vs. Gr. III 10 ml 129 min -1 12).

III.3.3.3. Initiale Änderungen des Tidalvolumens (Vt)

↓67

Das Vt wurde bei konstantem Beatmungsdruck (PiP) untersucht. In Gruppe II mit hohem PFC-Volumen kam es im Verlauf bis zur 20. Minute zur signifikanten Abnahme des Tidalvolumens (Abb. 14). Im gleichen zeitlichen Verlauf kam es im Unterschied dazu in Gruppe III mit niedrigem PFC–Volumen zu keinen Veränderungen des Tidalvolumens.

Abbildung 14: Verläufe des Tidalvolumens (Vt)

Verglichen wurde die langsame Applikation von 30 ml PFC/kg (Gr. II, gestrichelte Linie) mit der langsamen Applikation von 10 ml PFC/kg (Gr. III, gepunktete Linie). Dargestellt sind die Mittelwerte mit Standardabweichungen. In Gr. II nahm das Tidalvolumen im Vergleich zu den Ausgangswerten (# p<0,05) ab. In Gr. III ergab sich kein Abfall des Tidalvolumens im Unterschied zu Gr. II ( *p<0,05).

III.4. Einfluß der Änderung der FiO2 unter PLV auf die systemische und cerebrale Oxygenierung

Die letzte Fragestellung der vorliegenden Arbeit betraf den Einfluß von Änderungen der FiO2 unter CMV und PLV auf die systemische Oxygenierung und die cerebrale Konzentration an oxygeniertem Hb.

↓68

Es wurden folgende Hypothesen überprüft:

Die PLV führt zur Absenkung des arteriellen PaO2, dies bedingt eine Reduktion der cerebralen Konzentration an oxygeniertem Hb.

Dieser Effekt ist bei einem PFC-Volumen von 30 ml/kg PFC ausgeprägter als unter PLV mit 10 ml/kg PFC.

III.4.1. Der PaO2 bei verschiedener FiO2 unter CMV und PLV

↓69

Unter konventioneller Druckbeatmung mit einer FiO2 von 0,21 (Baseline) lag der PaO2 der Versuchstiere um 80 mmHg. Mit der Erhöhung der FiO2 bis auf 1,0 kam es zum Anstieg des PaO2 bis auf Werte um 380 mmHg.

Unter PLV mit unveränderter FiO2 1,0 in der 30 ml-Gruppe und der 10 ml-Gruppe zeigten sich signifikant niedrigere Werte im Vergleich zur CMV (Abb. 15). Das erreichte Niveau entsprach dabei erwartungsgemäß nahezu Werten wie unter CMV mit einer FiO2 von 0,5. Die Reduktion der FiO2 auf 0,5 unter PLV führte in beiden Gruppen zu einer weiteren und identischen Erniedrigung der PaO2-Werte auf das Niveau der CMV mit einer FiO2 von 0,21 (Baseline).

Die Reduktion des PaO2 unter PLV war nicht abhängig vom PFC-Füllvolumen, es ergaben sich keinerlei Unterschiede zwischen den beiden Volumengruppen.

↓70

Abbildung 15: Sauerstoffpartialdruck unter CMV und PLV mit unterschiedlicher FiO2

Dargestellt sind die Einzelwerte und der Mittelwert des PaO2 für die CMV (gerahmte Symbole) und PLV (schwarzausgefüllte Symbole) mit unterschiedlicher FiO2, die Volumengruppen mit 10 ml/kg PFC (Dreiecke) und 30 ml/kg PFC (Karo) sind getrennt abgebildet. Statistisch signifikante Unterschiede zur Baseline (#p < 0,01) sowie im Vergleich CMV und PLV (*p< 0,01) sind gekennzeichnet.

III.4.2. Die cerebrale Konzentration an totalem und oxygeniertem Hb bei verschiedener FiO2 unter CMV und PLV

Um den Einfluß des unterschiedlichen alveolären Sauerstoffangebotes unter CMV und PLV mit wechselnder FiO2 auf das cerebrale totale und oxygenierte Hb zu erfassen, wurden die Änderungen der Konzentration des totalen und oxygenierten Hb verglichen. Hierfür wurde die Differenz der NIRS-Meßwerte der einzelnen FiO2-Stufen zum Ausgangswert unter CMV mit einer FiO2 von 0,21 (baseline) bestimmt.

III.4.2.1. Die cerebrale Konzentration an totalem Hb bei verschiedener FiO2 unter CMV und PLV

Die einzelnen Tiere der beiden Gruppen zeigten erhebliche Unterschiede in der cerebralen Konzentration des totalen Hb zu den einzelnen Meßzeitpunkten.

↓71

Die wechselnde FiO2 unter CMV beeinflußte das totale Hb nicht. Auch unter PLV ergab sich innerhalb der Gruppe mit niedrigem PFC-Volumen keine Änderung des totalen Hb durch die wechselnde FiO2 im Vergleich zur baseline (Abb. 16). In der Gruppe mit hohem PFC-Volumen war das totale Hb unter einer FiO2 von 0,5, und 1,0 im Vergleich zur baseline in gleicher Weise signifikant erniedrigt. Verglichen mit der CMV war in dieser Gruppe bei einer FiO2 von 0,5 eine signifikante Erniedrigung des totalen Hb nachweisbar.

III.4.2.2. Die cerebrale Konzentration an oxygeniertem Hb bei verschiedener FiO2 unter CMV und PLV

Auch für das oxygenierten Hb zeigten die einzelnen Tiere in beiden Gruppen erhebliche Unterschiede zu den einzelnen Meßzeitpunkten.

Mit steigender FiO2 unter CMV kam es zum signifikanten Anstieg des oxygenierten Hb. Es ergaben sich keine Unterschiede zwischen den einzelnen FiO2-Stufen. Unter PLV änderte sich mit wechselnder FiO2 das oxygenierte Hb im Vergleich zur Baseline nicht. Jedoch ergab sich im Vergleich zur CMV unter PLV mit hohem PFC-Volumen ein signifikant niedrigeres oxygeniertes Hb bei einer FiO2 von 0,5.

↓72

Abbildung 16: Konzentrationsänderungen des A) cerebralen totalen Hb ( Hb total) und B) cerebralen oxygenierten Hb ( HbO2) unter CMV und PLV mit unterschiedlicher FiO2

Dargestellt sind die Einzelwerte und der Mittelwert für die Änderungen der Konzentration des A) cerebralen totalen Hb (Δ Hb total) und B) cerebralen oxygenierten Hb (ΔHbO2) im Vergleich zur Baseline (0) unter CMV (gerahmte Symbole) und PLV (schwarzausgefüllte Symbole) mit unterschiedlicher FiO2, die Volumengruppen mit 10 ml/kg PFC (Dreiecke) und 30 ml/kg PFC (Karo) sind getrennt abgebildet. Statistisch signifikante Unterschiede zur Baseline (#p < 0,01) sowie im Vergleich CMV und PLV (*p< 0,01) sind gekennzeichnet.

III.4.3. Hämodynamische und ventilatorische Parameter bei verschiedener FiO2 unter CMV und PLV

Die Herzfrequenz und der arterielle Mitteldruck (Tab. 6a u. b) unterschieden sich nicht im Vergleich zwischen CMV/FiO2 0,21 (Ausgang), CMV/- und PLV/FiO2 0,5 und CMV/- und PLV/FiO2 1,0. Dabei ergab sich ebenfalls kein Unterschied zwischen CMV und PLV mit identischer FiO2. Auch die beiden Volumengruppen unterschieden sich untereinander nicht.

Tabelle 6a: Herzfrequenz [min-1] unter CMV und PLV

Volumen

FiO2 0,21

FiO2 0,5

FiO2 1,0

CMV

CMV

PLV

CMV

PLV

10 ml

133 ±23

133 ±24

130 ±19

125 ±20

129 ±13

30 ml

124 ±13

121 ±19

130 ±23

111 ±19

125 ±25

↓73

Tabelle 6b: Arterieller Mitteldruck [mmHg] unter CMV und PLV

Volumen

FiO2 0,21

FiO2 0,5

FiO2 1,0

CMV

CMV

PLV

CMV

PLV

10 ml

54 ±11

56 ±9

50 ±5

53 ±9

52 ±6

30 ml

53 ±8

56 ±11

54 ±4

52 ±6

53 ±7

Dargestellt sind die Mittelwerte und Standardabweichungen der Herzfrequenz und des arteriellen Mitteldruckes unter CMV und PLV mit verschiedener FiO2. Zwischen den Gruppen und im Vergleich zum Ausgang (CMV/FiO2 0,21) fanden sich keine signifikanten Unterschiede.

Durch den Beginn der PLV kam es zum Anstieg des PaCO2. Protokollgemäß war die Erhöhung des PIP möglich, um den Unterschied des PaCO2 zwischen CMV und PLV auf 3 mmHg zu begrenzen. In der 30 ml–Volumengruppe war dafür eine signifikante Anhebung des PIP im Vergleich zur CMV notwendig (Tab.7). In dieser Gruppe kam es so auch zum Anstieg des Tidalvolumens.

Tabelle 7: Tidalvolumen [ml/kg], PIP [cm H2O] und PaCO2 [mmHg] unter CMV und PLV

Volumen

Tidalvolumen [ml/kg]

PIP [cm H2O]

PaCO2 [mmHg]

CMV

PLV

CMV

PLV

CMV

PLV

10 ml

7,8 ±1,2

10,8 ±3,3

13 ±1,7

14,5 ±1,8

43 ±3

43 ±5

30 ml

8,3 ±0,7

13,5 ±2,6*

11,5 ±1,1

15,5 ±1,4*

40 ±6

44 ±4

Dargestellt sind die Mittelwerte und Standardabweichungen des Tidalvolumnes, des PIP und PaCO2 im Vergleich CMV und PLV. Der PIP und das Tidalvolumen waren unter PLV mit 30 ml im Vergleich zur CMV signifikant erhöht (* p< 0,001). Der PIP wurde im Weiteren bei verschiedener FiO2 unter PLV unverändert belassen.


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25.10.2005