Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Einfluss einer "Open-Lung-Concept" Beatmung bei unterschiedlichen Raumluft-Sauerstoff-Gemischen während der Allgemeinanästhesie auf die intra- und postoperative Lungenfunktion des Pferdes

Schulte-Bahrenberg, Sabine

This study provides a review of current literature on the effects of general anaesthesia on pulmonary function, including effects of different concentrations of oxygen in air and its influence on recurrence of atelectasis during open-lung-ventilation. The aim of this study was the evaluation of the influence of three different concentrations of oxygen in air on the pulmonary function of horses in dorsal recumbency during general anaesthesia, including the recovery period. Thirty-six warm-blood horses weighing at least 400 kg were included in the study. All of these horses were presented to the clinic due to colic symptoms and underwent an emergency surgical procedure in dorsal recumbency. The horses were randomly allocated to one of three groups. Group A35% was ventilated with 35%, group B55% with 55% and group C90% with 90% oxygenated air using the open-lung-concept. Premedication (0.04-0.08 mg/kg romifidine i.v.), induction (0.05 mg/kg diazepam i. v. and 2.2 mg/kg ketamine i.v.), maintenance (inhalation: isoflurane) and hemodynamic pharmacological support, as well as postanaesthetic sedation (0.01-0.02 mg/kg romifidine i.v.) were identical in all horses. Beginning 20 minutes after induction of general anaesthesia, arterial partial oxygen pressure (PaO2), arterial partial carbon dioxide pressure (PaCO2), arterial pH, PaO2/FiO2 ratio, heart rate, arterial blood pressure, respiratory rate, end-expiratory rate of carbon dioxide (EtCO2), alveolar dead space, as well as inspiratory and end-expiratory concentration of isoflurane were analysed. The postoperative period was divided into two time spans, the first one ranging from the end of ventilation until the beginning of spontaneous breathing and the second from the beginning of spontaneous breathing until return of the swallowing reflex. In both time spans, evaluation of arterial blood gases and acid-base status took place. The quality and duration of the anaesthetic recovery period was evaluated as a measure for the clinical effects of oxygen concentration during ventilation. Included were the number of attempts to rise, time to first movement, time to sternal recumbency, time to standing position and the quality of recovery. The arterial oxygenation was significantly higher in horses of group C90% than in horses of group A35% or B55%. However, there was no significant difference between the oxygenation of horses in group A35% or B55%. In the intra- and postoperative period, the PaO2/FiO2 ratios of group C90% horses were higher than those of group A35% and B55% horses, of which group B55% were even lower than group A35% horses. At least one measurement during the anaesthetic period revealed an arterial hypoxemia (PaO2 < 60 mmHg) in 33% of the horses in group A35%, 50% of horses in group B55% and only in 8% of horses in group C90%. This arterial hypoxemia was observed particularly at the beginning of anaesthesia and especially in horses suffering from an affection of the large intestine. In the postanaesthetic period the PaO2 was highest in horses of group C90%, followed by those of group A35%. There was no significant difference in timing of events during the recovery period, except for an earlier regain of the swallowing reflex of horses in group B55% compared to horses in group A35%. The number of attempts to rise, the over-all manner as well as the balance and coordination during the recovery period was equal in all groups. Reason for intraoperative exclusion from analysis of twelve additional horses were severe hypotension in five cases, extended hypoxemia in one case, need of assisted recovery in one case, temporary flutter of the diaphragm in another case, and, due to incurable conditions revealed during surgery, euthanasia in four cases. In conclusion, using lower concentrations of oxygen for ventilation during anaesthesia is possible, even in the critically ill equine patient. In horses with an affection of the large intestine, using decreased concentrations of oxygen is accompanied with a higher risk of hypoxemia. Otherwise the use of 35% oxygen has no disadvantage in comparison with the use of 90% oxygen in the carrier gas. According to studies of the physiology of the lung, the use of 55% oxygen in this study seems to provide no benefit. The negative effects of using high concentrations of oxygen in the carrier gas, as described in anaesthesia studies in man, could neither be confirmed nor contradicted by this study. Hence, an influence of the composition of inspiratory gas on atelectasis formation in the critically ill equine patient in dorsal recumbency could not be evaluated in this study. The oxygen concentration did not influence the recovery period.

Ziel dieser Arbeit ist die Evaluierung der Auswirkungen einer Reduktion der Sauerstoffkonzentration im Trägergas, bei Beatmung nach dem „Open-Lung-Concept“ während der Allgemeinanästhesie, auf die intra- und postoperative Lungenfunktion des Pferdes. Die Studie wurde an 36 Warmblutpferden mit einem Körpergewicht von mindestens 400 kg durchgeführt, welche der Klinik für Pferde der Stiftung Tierärztliche Hochschule aufgrund eines akuten Abdomens vorgestellt und einem Risikoeingriff in Rückenlage unterzogen wurden. Die Probanden wurden randomisiert auf die Gruppen A35%, B55% und C90% verteilt und während der Allgemeinanästhesie mit 35% Sauerstoff (A35%), 55% Sauerstoff (B55%) oder 90% Sauerstoff (C90%) im Trägergas nach dem „Open-Lung-Concept“ beatmet.  Die Narkoseprämedikation (0,04 – 0,08 mg/kg KGW Romifidin i.v.), Einleitung (0,05 mg/kg KGW Diazepam i.v. und 2,2 mg/kg KGW Ketamin i.v.), Aufrechterhaltung (Inhalationsnarkose: Isofluran) einschließlich kreislaufunterstützender Maßnahmen, und postnarkotische Sedierung (0,01 – 0,02 mg/kg KGW Romifidin i.v.), erfolgte in beiden Gruppen identisch. Ab der 20. Minute nach Narkoseeinleitung wurden arterieller Sauerstoffpartialdruck, Oxygenierungsindex, Anzahl der benötigten Rekrutierungsmanöver, arterieller Kohlendioxidpartialdruck, pH-Wert, Herzfrequenz, mittlerer arterieller Blutdruck, Atemfrequenz, exspiratorische Kohlendioxidkonzentration, alveolärer Totraum, sowie in- und exspiratorische Isoflurankonzentration ermittelt. Die postoperative Auswertung erfolgte, ausgehend vom Einsetzen der spontanen Atmung, ab der Beendigung der Beatmung und bis zur Extubation nach Wiederkehren des Schluckreflexes. Dazu wurden arterieller Sauerstoffpartialdruck, Oxygenierungsindex, arterieller Kohlendioxidpartialdruck und pH-Wert ermittelt. Des Weiteren wurde das Aufwach- und Aufstehverhalten subjektiv mittels Score und objektiv durch die Erfassung von Zeitpunkten während der Aufstehphase ausgewertet. Im Vergleich der drei Gruppen, liegen die Mittelwerte des PaO2 der Gruppe C90% während des gesamten Narkoseverlaufs hochsignifikant über denen der Gruppen A35% und B55%, welche sich nicht signifikant unterscheiden. Der Oxygenierungsindex der Gruppe C90% liegt dabei signifikant und der der Gruppe A35% tendenziell über dem der Gruppe B55%. In der Gruppe A35% wiesen 33% der Probanden, in der Gruppe B55% 50% der Probanden und in der Gruppe C90% 8% der Probanden mindestens zu einem Messzeitpunkt einen PaO2 < 60 mmHg auf, vermehrt zu Beginn der Narkose und bei Probanden mit Dickdarmerkrankungen. Postoperativ ergaben sich für die Probanden der Gruppe C90% die höchsten arteriellen Sauerstoffpartialdrücke, gefolgt von denen der Gruppe A35%. Der zeitliche Verlauf der Aufstehphase und die Anzahl der Aufstehversuche war in den drei Gruppen, abgesehen von einem in der Gruppe B55% früher als in der Gruppe A35% beobachteten Schluckakt, ohne signifikanten Unterschied. Bezüglich der Qualität der Aufstehversuche zeigten Pferde der Gruppe A35% ein schwach signifikant koordinierteres Verhalten in Seiten- und Brustlage. Ansonsten ergaben sich keine signifikanten Unterschiede. Grund für den Abbruch der Messungen bzw. den Ausschluss von der Auswertung von 12 weiteren Pferden, war in fünf Fällen eine massive Hypotonie, in einem Fall eine manifeste Hypoxämie, ein weiteres Pferd fiel zwischenzeitlich mit Zwerchfell-Flattern auf, ein Pferd musste in der Aufstehphase unterstützt werden und vier Pferde wurden im Narkoseverlauf aufgrund des OP-Situs euthanasiert. Diese Gründe führten entweder dazu, dass nicht alle erforderlichen Daten erhoben werden konnten, oder ermöglichte keine Beatmung nach dem vorgesehenen Schema des modifizierten „Open-Lung-Concepts“, so dass eine Auswertung und, damit einhergehend, ein Vergleich mit den anderen Probanden nicht erfolgen konnte. In der Studie konnte gezeigt werden, dass eine Beatmung nach dem „Open-Lung-Concept“ mit reduzierten Sauerstoffkonzentrationen im Trägergas möglich ist. Bei Probanden mit Erkrankungen des Dickdarms war allerdings das Risiko einer Hypoxämie zu Beginn der Allgemeinanästhesie erhöht. Lagen keine hochgradigen Störungen des Gasaustauschs vor, konnten keine Nachteile einer Beatmung mit 35% Sauerstoff gegenüber der mit 90% Sauerstoff nachgewiesen werden. In Übereinstimmung mit theoretischen Überlegungen zur Lungenphysiologie, erwies sich eine mittlere O2 Konzentration nicht als vorteilhaft. Ein negativer Effekt hoher Sauerstoffkonzentrationen, wie er in humanmedizinischen Studien postuliert wurde, konnte in dieser Studie für das Pferd in Rückenlage, weder ausgeschlossen noch nachgewiesen werden. Die Aufwach- und Aufstehphase wurde von der Sauerstoffkonzentration nicht beeinflusst.

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Zitierform:

Schulte-Bahrenberg, Sabine: Einfluss einer "Open-Lung-Concept" Beatmung bei unterschiedlichen Raumluft-Sauerstoff-Gemischen während der Allgemeinanästhesie auf die intra- und postoperative Lungenfunktion des Pferdes. Hannover 2008. Tierärztliche Hochschule.

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