Beschreibung der Studie

Im Rahmen einer roboter-assistierten Prostataentfernung ist im Zuge der Vollnarkose eine künstliche Beatmung erforderlich, d.h., während der Operation werden die Patienten standardmäßig mit Hilfe eines Narkosegerätes beatmet. Die während des roboter-assistierten Eingriffs chirurgischerseits benötigte starke Kopftief-Lagerung sowie das Füllen der Bauchhöhle mit Kohlenstoffdioxid stellen die Beatmung durch die resultierende Lungenkompression vor eine Herausforderung. Wir möchten in dieser Zeit die Druckverhältnisse im Beatmungssystem und die regionalen Belüftungsverhältnisse in der Lunge messen. Bei der künstlichen Beatmung wird standardmäßig durchgehend ein beim Ausatmen als leichter „Gegenwind“ vorstellbarer positiver Druck eingestellt, um einen Kollaps der Lungenbläschen während der Ausatmung zu verhindern. Aufgrund seiner Eigenschaft wird dieser somit auch „positiv-endexspiratorischer Druck“ genannnt. In unserer Studie möchten wir die Vermutung prüfen, dass im Rahmen der Kopftieflagerung in Kombination mit laparoskopischer Chirurgie ein höherer positiv-endexspiratorischer Druck für eine gleichmäßigere Belüftung der Lunge und zum Offenhalten der Lungenbläschen vorteilhaft ist. Daher möchten wir im Laufe der Operation, soweit die klinischen Gegebenheiten das erlauben, den standardmäßig verwendeten positiven-endexspiratorischen Druck während der Ausatmung variieren, um die Auswirkungen auf die Eigenschaften des Atemsystems zu messen. Ziel der Studie ist es somit zu untersuchen, ob während der Beatmung in Kopftieflagerung durch eine Erhöhung dieses positiv-endexspiratorischen Drucks lagerungsbedingte Einschränkungen der Lungenfunktion reduziert werden können. Im Falle einer Studienteilnahme werden vor Einleitung der Narkose einen Gurt mit Messelektroden um den Brustkorb legen sowie Klebeelektroden auf die Stirn setzen. Die damit verbundenen Messungen werden uns ermöglichen, die Belüftung der Lunge sowie die Sauerstoffversorgung des Gehirns zu erfassen. Während der Narkose werden zudem der Gasdruck und der Gasfluss in den Atemwegen aufgezeichnet. Hierzu werden Messstellen mit dem Beatmungsschlauch verbunden. Zusätzlich wird nach Einleitung der Narkose zur Druckmessung ein weicher Schlauch in die Speiseröhre, ähnlich einer Magensonde, eingeführt. Die Narkosedauer wird sich durch diese Maßnahmen nicht verlängern.

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Studiendetails

Studienziel Primärer Endpunkt ist die Homogenität in der regionalen Ventilation indiziert über Verhältnis dorsaler zu ventraler Belüftung (abbildbar über Elektroimpedanztromographie). Verglichen wird die Ventilation in Trendelenburg-Lagerung während des Standard-PEEP von 7mbar mit der Ventilation während des individuellen "best-PEEP" (während horizontalen intratidalen Compliance-Profils). Die Messungen werden während der Harnröhrenanastomose stattfinden, da in dieser Phase am wenigsten Elektokauterisation genutzt wird, die die Elektroimpedanztomographie beeinträchtigen kann.
Status Teilnahme bald möglich
Zahl teilnehmender Patienten 30
Stationärer Aufenthalt Keiner
Studientyp Interventionell
Finanzierungsquelle Universitätsklinikum Freiburg Klinik für Anästhesiologie und Intensivmedizin

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Teilnahme­voraussetzungen

Einschlusskriterien

  • Einverständnis des Patienten
  • Alter > 18 Jahre
  • elektive laparoskopische roboter-assistierte radikale Prostatektomie
  • ASA Status I-III
  • BMI < 30 kg x m-2

Ausschlusskriterien

  • Ablehnung durch den Patienten
  • Alter <18 Jahre
  • vorbekannte Lungenerkrankung
  • Kontraindikationen für EIT-Messungen (aktive Implantate, z.B. Schrittmacher, Kardioverter)
  • BMI ≥ 30 kg x m-2

Adressen und Kontakt

Klinik für Anästhesiologie und Intensivmedizin, Freiburg im Breisgau

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1 Zusammenfassung Eine im Zuge einer Intubationsnarkose notwendige mechanische Beatmung bedingt eine Vielzahl von pulmonalen Veränderungen mit der Gefahr von Sekundärschäden und bedarf daher einer optimalen Beatmungssteuerung. Teil der Beatmungsstrategie ist die Vermeidung eines Kollaps der terminalen Atemwege mittels Anbringen eines positiven endexspiratorischen Drucks (PEEP). Für die Wahl der Höhe des PEEP ist neben pulmonalen Vorerkrankungen, Ernährungszustand und operativ bedingten Besonderheiten die Lagerung ein entscheidender Einflussfaktor. Unter der wachsenden Anzahl an laparoskopischen, roboter-assistierten Eingriffen stellt hier die Trendelenburg-Kopftieflagerung eine Extreme dar, deren atemphysiologischen Auswirkungen bislang unzureichend erforscht sind. Ziel dieser monozentrischen, prospektiven und kontrollierten Interventionsstudie ist daher die Untersuchung der Atemmechanik in Abhängigkeit des PEEP in Trendelenburg-Lagerung während laparoskopischer roboter-assistierter radikaler Prostatektomie (RARP). Die Messung der regionalen Ventilation erfolgt hierbei nicht-invasiv mittels Elektroimpedanztomographie. Nach Messung der Zielparameter als Ausgangswerte im Sinne eines Kontrollwertes in erfolgter Trendelenburg-Lagerung (ca. 30-40°) unter Applikation eines PEEP von 7 mbar (Klinikstandard) wird während der Operation anhand der mittels graphischen Benutzeroberfläche (GUI) berechneten intratidalen Compliance der PEEP in Stufen von 3 mbar bis zum Erreichen eines horizontalen Compliance-Profils oder aber maximal 24 mbar gesteigert und anschließend stufenweise auf den Ausgangswert zurückgeführt. Neben den Beatmungsdaten wird parallel die zerebrale Oxygenierung mittels Nah-Infrarot-Spektroskopie (NIRS) aufgezeichnet. Die Hypothese der geplanten Studie lautet, dass eine Erhöhung des positiven endexspiratorischen Druckes (PEEP) in Trendelenburg-Lagerung Ventilation, Compliance und Oxygenierung verbessert und sich somit protektiv auf die Lungenfunktion auswirkt. 2 Hintergrund Die laparoskopische roboter-assistierte radikale Prostatektomie (RARP) löst zunehmend die offene radikale Prostatektomie ab. Aktuelle Reviews zeigen nicht nur die Nicht-Unterlegenheit der RARP, sondern, dass diese zudem mit einer kürzeren Krankenhausverweildauer und weniger Bedarf an Bluttransfusionen einhergeht [1]. In Zukunft dürfte die Zahl der RARP damit weiter wachsen. Intraoperativ steigen aufgrund der Anlage des Kapnoperitoneums und der für den Eingriff nötigen Trendelenburg-Kopftieflagerung der abdominelle Druck und in der Folge die Beatmungsdrücke. Zur Minimierung (post-)operativer pulmonaler Komplikationen wie Atelektasenbildung durch Lungenkompression ist folglich ein optimales intraoperatives anästhesiologisches Management erforderlich. Gleichzeitig ist die Studienlage diesbezüglich unzureichend. Eine Untersuchung einer türkischen Arbeitsgruppe von 2017 zeigt, dass Patienten in Trendelenburg-Kopftieflagerung mit einer Beatmung ohne positiv-end-exspiratorischen Druck (PEEP) eine schlechtere post-operative pulmonale Funktion aufweisen als bei Beatmung mit einem PEEP von 8 cm H2O [2]. Jedoch ist in unserer Klinik ein PEEP von 7 mbar ohnehin Standard und es konnte von unserer Arbeitsgruppe gezeigt werden, dass eine weitere Anpassung des PEEP an die intra-operative Lagerung (hier Bauchlagerung) grundsätzlich sinnvoll ist und möglichen Lungenschädigungen durch künstliche Beatmung vorbeugen könnte [3]. Für die Trendelenburg-Kopftieflagerung erscheint somit eine Erhöhung des PEEP ebenfalls erwägenswert, wurde aber bislang unzulänglich wissenschaftlich evaluiert. Daher soll in der vorliegenden Studie untersucht werden, inwieweit sich Ventilation, Compliance und Oxygenierung auf verschiedenen PEEP-Stufen in Trendelenburg-Lagerung verändern. Hierzu soll im Falle einer Unterdehnung der Lunge, also einer fortlaufenden Abfolge von Rekrutierung und Derekrutierung unter Applikation des Ausgangs-PEEP, der PEEP stufenweise in Schritten von 3 mbar bis zum Erreichen eines horizontalen intratidalen Complianceprofils oder aber bis maximal 24 mbar titriert werden. Diese Titration erfolgt individuell unter intratidaler Compliance-Analyse in Echtzeit, wodurch eine Überdehnung vermieden und der für jeden Patienten individuell optimale PEEP-Wert gefunden werden kann [4]. Hierzu kommen ein bereits mehrfach erfolgreich verwendetes Programm mit grafischer Darstellung der intratidalen Compliance [5] und das Gliding Slice Modell [6,7] für die Datenanalyse zur Anwendung. Die Analyse der regionalen Ventilation erfolgt mittels Elektroimpedanztomographie (EIT, Pulmovista, Dräger medical, Lübeck). Der Einbezug arterieller Blutgasmessungen erfolgt ausschließlich im Rahmen des klinischen Routine-Monitorings. Sollte sich anhand der Atemmechanik-Analyse herausstellen, dass eine Erhöhung des PEEP sich positiv auf die Lungenfunktion auswirkt, ist es Ziel, durch die entsprechende Anpassung der Beatmungsstrategie in Zukunft nicht nur die intra-operative Ventilation, Compliance und Oxygenierung zu optimieren, sondern auch Sekundärschäden einer Patientengruppe zu vermeiden, die angesichts der zunehmenden Verbreitung roboter-assistierter Chirurgie voraussichtlich weiter wachsen wird. [1] Ilic D., Evans S.M., Allan C.A., Jung J.H., Murphy D., Frydenberg M. (2018): Laparoscopic and robot-assisted vs open radical prostatectomy for the treatment of localized prostate cancer: a Cochrane systematic review. BJU Int 121(6): 845-853. [2] Haliloglu M., Bilgili B., Ozdemir M., Umuroglu T., Bakan N. (2017): Low Tidal Volume Positive End-Expiratory Pressure versus High Tidal Volume Zero-Positive End-Expiratory Pressure and Postoperative Pulmonary Functions in Robot-Assisted Laparoscopic Radical Prostatectomy. Med Princ Pract 26(6): 573-578. [3] Spaeth J., Daume K., Goebel U., Wirth S., Schumann S. (2016): Increasing positive end-expiratory pressure (re-) improves intraoperative respiratory mechanics and lung ventilation after prone positioning. Br J Anaesth 116(6): 838-846. [4] Wirth et al. Intraoperative positive end-expiratory pressure evaluation using the intratidal compliance-volume profile. Br J Anaesth. 2015 Mar;114(3):483-90 [5] Bühler et al. Monitoring of intratidal lung mechanics: a Graphical User Interface for a model-based decision support system for PEEP- titration in mechanical ventilation J Clin Monit Comput 2014 28:613–623 [6] Schumann et al. Estimating intratidal nonlinearity of respiratory system mechanics: a model study using the enhanced gliding-SLICE Method Physiol Meas 2009 Dec; 30:1341-1356 [5] Schumann et al. Analysis of dynamic intratidal compliance in a lung collapse model. Anesthesiology 2011 May;114(5):1111-1117. [7] Schumann et al. Analysis of dynamic intratidal compliance in a lung collapse model. Anesthesiology 2011 May;114(5):1111-1117.

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