neuere entwicklungen der x-pap-therapie für obstruktive ... · in einer vergleichsstudie zwischen...

Neuere Entwicklungen der X-PAP-Therapiefür obstruktive und zentrale schlafbezogeneAtmungsstörungenNew Developments in X-PAP Therapy for Obstructive and CentralSleep-Disordered Breathing

K.-H. Rühle1,2, K. J. Franke1,2, U. Domanski1,2, M. Schröder1,2, G. Nilius1,2

1 Klinik für Pneumologie, HELIOS-Klinik Ambrock Hagen2 Universität Witten-Herdecke, Lehrstuhl Innere Medizin I

VNR2760512013141214321

BibliografieDOI http://dx.doi.org/10.1055/s-0033-1344494Pneumologie 2013; 67: 551–561© Georg Thieme Verlag KGStuttgart · New YorkISSN 0934-8387

KorrespondenzadresseProf. Dr. med. Karl-Heinz RühleHELIOS-Klinik AmbrockKlinik für PneumologieAmbrockerweg 6058091 [email protected]

Fort- und Weiterbildung 551

Lernziele!

Aufgrund der hohen Prävalenz von schlafbezoge-nen Atmungsstörungen, insbesondere der ob-struktiven Schlafapnoe, wird die Pneumologiehäufig mit apparativen Therapieproblemen kon-frontiert. In dem vorliegenden Artikel werdensowohl die Standardtherapie mit kontinuierlichpositivem Überdruck (CPAP) als auch die ver-schiedenen Modifikationen mit positivem Atem-wegsdruck, wie zum Beispiel automatisch positi-ver Atemwegsdruck (APAP), Beatmung mit zweiDruckniveaus (BPAP) sowie Druckentlastungsver-fahren (pressure relief) vorgestellt. Lernziel solltees sein, die Funktionsweise der verschiedenenapparativen Methoden kennen zu lernen, um eintieferes Verständnis für die einzelnen Indikatio-nen zu entwickeln.

Einleitung!

Die Therapietreue von Patienten mit schlafbezo-genen Atmungsstörungen (SBAS), die mit konti-nuierlich positivem Atemwegsdruck (CPAP) be-handelt werden, ist in vielen Fällen nicht optimal.Die Akzeptanz bzw. Adhärenz einer Beatmungs-therapie von Patienten mit obstruktiver Schlaf-apnoe (OSA) liegt nach neueren Studien bei etwa75% der Patienten, bei denen eine CPAP-Therapieindiziert ist. So fand eine deutsche Arbeitsgruppeinnerhalb der ersten drei Monate nach Therapie-beginn eine Abbruchquote von etwa 10%. Beieiner Kontrolle nach etwa einem Jahr nutztenmehr als 25% aller Patienten die Therapie nichtmehr [1]. Da eine klare Korrelation zwischen An-wendungsdauer und Effektivität bzgl. Tages-schläfrigkeit besteht, wird eine ausreichend langeAnwendungsdauer pro Nacht angestrebt. Als Maßfür eine ausreichende Adhärenz wird heutehäufig ein Schwellenwert von 4 Stunden ange-nommen. Jedoch sollte die Therapiedauer proNacht aufgrund großer individueller Unterschie-de in Abhängigkeit vom klinischen Ansprechenfestgelegt werden. Eine Mindesttherapiedauer

von 4 Stunden/Nacht ist nicht in jedem Fall erfor-derlich [2]. Die Adhärenz hängt von vielen Fakto-ren ab, unter anderem von der Beatmungsquali-tät, aber natürlich auch von der inneren Einstel-lung des Patienten. Eine ausreichende Adhärenzist zu erwarten, wenn zum Beispiel nach der ers-ten Titrationsnacht mit CPAP keine relevantenProbleme berichtet werden [3].Unter anderemwird der Druck, gegen den die Pa-tienten atmenmüssen, als unangenehm bzw. sehrgewöhnungsbedürftig angesehen. Deshalb wur-den verschiedene Modifikationen der Druckan-wendung entwickelt, um die Beatmungstherapieangenehmer zu gestalten (X in X-PAP steht fürdie verschiedenen Druckmodifikationen). DieModifikationen betreffen sowohl den Charakterdes Druckverlaufs während der gesamten Nachtals auch die Druckanwendung während eineseinzelnen Atemzugs. Im Folgendenwerden insbe-sondere die neueren Entwicklungen auf dem Ge-biet der apparativen positiven Druckanwendung(PAP) mit ihren Vorteilen und Einschränkungendargestellt (●" Tab.1).

Tab. 1 Übersicht zu den verschiedenen apparativen Tech-niken zur Behandlung von Patienten mit schlafbezogenenAtmungsstörungen.

Verfahren mit fixem Druck– CPAP (Kontinuierlich positiver Atemwegsdruck)– OPAP (Offener positiver Atemwegsdruck)

Verfahren mit variablem Druck– APAP ( Automatisch positiver Atemwegsdruck)– AWPAP (Schnelle Druckreduktion im Wachzustand,SensAwake®)

Verfahren mit Druckreduktion während Exspiration– BPAP (Bilevel positiver Atemwegsdruck)– C-Flex® bei CPAP und APAP (Pressure Relief)– Bi-Flex® bei BPAP

Verfahren mit inspiratorisch erhöhtem undexspiratorisch erniedrigtem Atemwegsdruck– Flexline®, A-Flex®

Verfahren mit exspiratorisch erhöhtem positivenAtemwegsdruck– EPAP (Exspiratorisch positiver Atemwegsdruck)

Adaptive Verfahren– SPAP (Adaptive Servoventilation, ASV)

Rühle KH et al. Neuere Entwicklungen der X-PAP-Therapie… Pneumologie 2013; 67: 551–561

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Verfahren mit fixem Druck!

CPAP (Kontinuierlich positiver Atemwegs-druck)Die Behandlung der mittelgradigen und schwer-gradigen obstruktiven Schlafapnoe mit kontinu-ierlich positivem Atemwegsdruck hat sich seitvielen Jahren als Standardtherapie herauskristal-lisiert [4]. Seit einigen Jahren existieren in Europatechnische Mindestkriterien, die durch die Geräteerfüllt werden sollten. Nur die Verordnung norm-gerechter Geräte mit normgerechter Gebrauchs-anweisung ist zulässig (siehe●" Tab.2). Nach Indi-kationsstellung mittels Polygrafie bzw. Polysom-nografie wird durch eine nächtliche Titration derBehandlungsdruck gefunden, der sowohl die Ap-noen als auch die Hypopnoen, Schnarchen, O2-Desaturation und respiratorisch bedingte Weck-reaktionen (RERAs) verhindert. Bei schlechterToleranz bzw. Intoleranz des Beatmungsdruckskönnen verschiedene Modifikationen des CPAP-Verfahrens zum Einsatz kommen.

OPAP (Offener positiver Atemwegsdruck)Da manche Patienten die Maske oder den zufüh-renden Schlauch nicht tolerieren, wurde ein Ver-fahren entwickelt, das lediglich eine Nasenbrilleoder Nasenkanüle verwendet. Die Luft wird mithoher Flussrate über die beiden Nasenöffnungen(nasal High Flow, nHF) zugeführt, ohne dass eineMaske erforderlich wäre. Mit dieser so genanntentransnasalen Insufflation wird supraglottisch beieiner Flussrate von 30l/min ein Druck von etwa2 und bei 40 l/min etwa 3cm H2O gemessen [5].In einer ersten Untersuchung wurden Patientenmit allen Schweregraden von OSA mit der trans-nasalen Insufflation über eine offene Nasenkanü-le therapiert [6]. Es kam zu einer deutlichen Re-duktion des Apnoe/Hypopnoe-Index. Vor allemPatienten mit Hypopnoen profitierten am meis-ten. Da der Schlauch einen sehr geringen Durch-messer von wenigen Millimetern aufweist, mussder treibende Druck erhöht werden, um den ho-hen Widerstand in der Zuführung zu überwin-den. Mit dem Kompressor des Gerätes wird einDruck von mehr als 250mbar erzeugt. Durch diehohe Flussrate würden die Nasenschleimhäutesehr schnell auskühlen und austrocknen. Dieswird dadurch verhindert, dass die Atemluft durcheine Schlauchheizung auf 30–32°C angewärmtund die Luftfeuchtigkeit auf über 80% erhöhtwird. Neben einem kompressorbetriebenen GerätTNI® (Firma TNI Medical) ist ein weiteres Gerätzur transnasalen Insufflation auf dem Markt, dasden hohen Fluss mit einer Turbine generiert (Air-vo®, Firma Fisher und Paykel). In einer größerenUntersuchung an 56 Patienten konnte durchtransnasale Insufflation der AHI reduziert wer-den. Auch hier bestätigte sich, dass die höchsteErfolgsrate bei Patienten mit überwiegend Hy-popnoen zu verzeichnen war. Lag die prozentualeHypopnoerate während der Basisuntersuchung

bei über 90%, war die transnasale Insufflation bei50% der Patienten erfolgreich, d.h. der AHI fielunter 10/h [7]. Bei überwiegend obstruktiven Ap-noen lag die Erfolgsrate dagegen bei lediglich 18%aller Patienten. Zusammenfassend zeichnet sichab, dass das offene CPAP-Verfahren bei Unter-gruppenwie zum Beispiel Erwachsenenmit über-wiegend Hypopnoen und Patienten mit Schnar-chen indiziert sein kann. Die transnasale Insuffla-tion könnte damit eventuell als Alternative zuCPAP bei geringen Schlaf-Atmungsstörungen in-frage kommen.

Die größte Erfolgsrate unter nasaler High-Flow-Thera-pie ist bei Atmungsstörungen mit überwiegendHypopnoen zu erwarten.

Verfahren mit variablem Druck!

APAP (Automatisch positiver Atemwegs-druck)Die automatischen Beatmungsgeräte verändernden Beatmungsdruck zur Beseitigung der Ob-struktion in Abhängigkeit vom jeweiligen Ob-struktionsgrad der oberen Atemwege. Somit ge-lingt es, den jeweiligen Druck an die variable Ob-struktion anzupassen. Zur Steuerung des Druck-verhaltens werden verschiedene Atmungssignaleverwendet. Das am häufigsten eingesetzte Ver-fahren beinhaltet den Atemfluss (Flow) mit ge-nauer Analyse von Amplitude und Abflachungdes Flusssignals (Flattening). Zusätzlich werdenschnelle Druckschwankungen infolge des Schnar-chens zur Steuerung verwendet.Mittels forcierter Oszillations-Technik (FOT) wirddem Atemstrom kontinuierlich ein oszillierenderDruck aufgeprägt. Aus den resultierenden Druck-schwankungen kann der Widerstand in denAtemwegen gemessen werden.Mit einem weiteren Verfahren kann zwischenzentralen und obstruktiven Ereignissen differen-ziert werden. Jeweils zum Ende einer obstruk-tiven Phase entsteht bei Wiedereröffnung derAtemwege ein kurzer Unterdruck, der mit einemsensiblen Drucksensor erfasst werden kann (ob-structive pressure peak, OPP) [8]. Handelt es sichum eine Apnoe ohne Verschluss der Atemwege,fehlt dieses Signal.

Tab. 2 Zusammenstellung der Daten, die nach DIN EN17510–1: 2009–07 in der Gebrauchsanweisung von PAP-Geräten gefordert wird.

Stabilität des statischen Drucks (Langzeitgenauigkeit)

Stabilität des dynamischen Drucks– Bei verschiedenen Prüfdrucken und– verschiedenen Atemfrequenzen

Stabilität des dynamischen Drucks unter Berücksich-tigung klinischer Kriterien bei +/0,3 hPa.

Angabe der maximalen Durchflussrate

Angabe des maximalen Schalldruckpegels

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In einer Vergleichsstudie zwischen APAP undCPAP konnte eine über die Nacht integrierteDruckerniedrigung um 2mbar zu Gunsten vonAPAP erzielt werden [9]. Aufgrund der Regelungs-charakteristik von APAP lag der maximale Druckim Vergleich zu CPAP um etwa 4mbar höher. DieSchlafqualität war allerdings nicht verbessert.Nach Befragung der Patienten nach der Präferenzbevorzugten drei Viertel der Patienten das auto-matisch regulierende Gerät.Der Einsatz von APAP hat sich bei einigen Unter-gruppen von OSA-Patienten als sinnvoll heraus-gestellt. Vor allem bei Patienten mit höheremDruckbedarf konnte durch Verwendung einesAPAP-Gerätes eine signifikant höhere Nutzungs-zeit nachgewiesen werden [10]. Patienten mitausgeprägter Abhängigkeit der Atmungsstörungvon der Körperposition oder den Schlafstadien,hier insbesondere den REM-Phasen, profitierenebenfalls von der automatischen Druckanpas-sung, da der Druck während der überwiegendenZeit der Nacht abgesenkt werden kann [11]. Ineiner Cochrane-Analyse, bei der APAP mit CPAPverglichen wurde, konnten 30 Studien mit über1100 Patienten ausgewertet werden [12]. Zwarfand sich eine signifikante Differenz der Nut-zungszeiten von 0,21 Stunden. Dabei ist zu hinter-fragen, ob es sich tatsächlich um eine klinisch re-levante Verlängerung der Nutzungszeit handelt.In den meisten Studien fand sich eine Präferenzder Patienten für die APAP-Therapie.

Die Adhärenz von Patienten mit hohem Druckbedarfunter CPAP kann mit automatisch positivem Atem-wegsdruck (APAP) verbessert werden.

AWPAP (Schnelle Druckreduktion imWachzustand, SensAwake®)Viele Patienten empfinden den Druck nach demAufwachen mit mehrere Minuten dauerndenWachphasen als relativ unangenehm. Ein hoherpositiver Atemwegsdruck während der Wach-phasen ist allerdings nicht erforderlich, da wäh-rend dieser Zeit keine obstruktiven Ereignisseauftreten. Es konnte nun gezeigt werden, dass inder Wachphase unregelmäßige Atemflussmuster(Amplituden- und Frequenzschwankungen) auf-treten, die visuell ausgewertet, aber auch durcheinen entsprechenden Algorithmus identifiziertwerden können [13]. Die mit einem neuronalenNetzwerk gefundenen Algorithmen zur Erfassungder Wachphasen wurden in einem APAP-Gerätimplementiert (Sensawake®) und konnten zur au-tomatischen schnellen Druckabsenkung währendWachphasen genutzt werden [14] (●" Abb.1)

Die Detektion von Wachphasen mit unregelmäßigemAtemmuster kann mit geeigneten Algorithmen er-kannt und zur Einleitung einer schnellen Druckabsen-kung unter APAP-Therapie verwandt werden.

In einem intraindividuellen Vergleich an 42 Pa-tienten konnte mit dieser Technologie eine gerin-ge, aber signifikante Druckabsenkung gegenüberAPAP gezeigt werden [15]. Allerdings fand sichkein signifikanter Unterschied, wenn die Wach-zeiten nach Schlafbeginn (WASO) verglichenwurden. Auch die sonstigen Schlafparameter zurCharakterisierung der Schlafqualität ändertensich unter der schnellen Druckabsenkung wäh-rend der Wachphasen nicht. Die Studie überprüf-te allerdings nur jeweils eine Nacht mit und ohneDruckabsenkung während der Wachphasen.

Verfahren mit Druckreduktion währendExspiration!

BPAP (Bilevel positiver Atemwegsdruck)Manche OSA-Patienten, bei denen ein hoherDruckbedarf besteht, sind häufig nicht in der La-ge, gegen den hohen Druck auszuatmen. Bestehteine solche Druck-Dyspnoe, wird nach Alternati-ven gesucht, wobei neben APAP eine Druckthera-pie mit zwei unterschiedlichen Druckniveaus in-frage kommt. Die Methode gestattet, voneinanderunabhängig den Druck während Exspiration(EPAP) und Inspiration (EPAP) anzupassen. Durchden positiven endexspiratorischen Druck kannein Kollaps der oberen Atemwege während derExspiration vermieden werden. Ein höherer IPAP

APAP

mit

Wac

herk

ennu

ngAP

AP o

hne

Wac

herk

ennu

ng

P [cm H2O]

P [cm H2O]

Zeit [min]Schlafa

b Zeit [min]

20

4

20

4

Hypopnoen IrreguläreAtmung

Hypopnoen IrreguläreAtmung

Schlaf Wach

Schlaf Wach

3 mbar/min

0,5 mbar/min

Abb.1 Schema von APAP a ohne Wacherkennung mit langsamer Druckabsenkung (0,5mbar/min) im Wachzustand, da weder Apnoen noch Hypopnoen während der Wachphase auftreten.b APAP mit Wacherkennung mit schneller Druckabsenkung bei Wachphasen (Sensawake)® durchErkennung irregulärer Atmung.



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ist erforderlich ist, um die höhere Kollapsneigungwährend der Inspiration zu verhindern und Hy-popnoen mit O2-Desaturation zu vermeiden [16].In kleineren Vergleichsstudien von BPAP versusCPAP resultierte durch BPAP allerdings kein rele-vanter Vorteil bezüglich höher Adhärenz oderVerbesserung der schlafbezogenen Atmungsstö-rung [4]. Allerdings bietet das Verfahren gewisseVorzüge bei der Behandlung von Untergruppen[17]. Etwa 25% der Patienten mit Intoleranz ge-genüber hohen CPAP-Drücken, die bei persistie-renden Hypopnoen mit O2-Desaturation notwen-dig wurden, konnten auf BPAP umgestellt werden[18]. In einer Analyse bei mehr als 2500 Patienten,die entweder CPAP oder BPAP erhielten, wurden

die Erkrankungen der Patienten ermittelt, die pri-mär auf eine BPAP-Therapie eingestellt oder diespäter von CPAP auf die BPAP-Therapie umgestelltwurden. Die Korrelate für eine BPAP-Therapiewaren höheres Alter, Body Maß Index (BMI) >35,chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD),schwergradiges obstruktives Schlafapnoesyn-drom, schwergradige O2-Desaturation und Tages-schläfrigkeit [19]. Sollte eine solche Konstellationoder die Zugehörigkeit zu einer dieser Patienten-gruppen vorliegen, verspricht in diesen Fällen dieprimäre Verordnung einer BPAP-Therapie im Ver-gleich zu CPAP die höhere Adhärenz.

Patienten mit OSA und pathologischem Übergewichtund/oder COPD profitieren häufig von einer Ein- oderUmstellung auf eine BPAP-Therapie (Bilevel positiverAtemwegsdruck)

C-Flex® bei CPAP und APAP (Pressure Relief)Hinter dem Druckabsenkungsverfahren zu Be-ginn der Ausatmung steht die Vorstellung, dassdie Atmung unter CPAP dadurch erleichtert unddie Akzeptanz einer kontinuierlichen Überdruck-atmung erhöht wird. Die Druckabsenkung hängtvon der Geschwindigkeit der Ausatmung ab. Beidem Gerät C-Flex® (Fa Respironics) stehen dreiStufen für die Druckabsenkung zur Verfügung.Bei der höchsten Stufe 3 liegt die maximaleDruckabsenkung bei etwa 30% des gewähltenCPAP-Niveaus [20]. Da die Kollapsneigung deroberen Atemwege vor allem zu Beginn der Inspi-ration am höchsten ist, wird der reduzierte Druckbei dem Verfahren schon vor Beginn der folgen-den Inspiration auf das voreingestellte CPAP-Ni-veau angehoben (●" Abb.2).Eine deutliche Druckentlastung findet sich vor al-lem bei hohen Atemfrequenzen und CPAP-Wer-ten über 8mbar. Damit unterscheidet sich dasVerfahren von der BPAP-Therapie, bei der derDruck erst zu Beginn der Einatmung erhöht wird.In einer Studie an 51 Patienten mit einer CPAP-Therapie mit und ohne Flex-Technologie konntedie Äquivalenz beider Therapieformen nachge-wiesenwerden [21]. Die Adhärenz der untersuch-ten Patientengruppe lag bei über 5 Stunden proNacht, was einer sehr guten Nutzungszeit ent-spricht. Die kurze Druckreduktion in der Aus-atmung dürfte die Nutzungszeit vor allem beiPatienten mit verminderter Adhärenz infolge vonDruckproblemen positiv beeinflussen. Häufigwird das Flex-Verfahren in Kombination mit an-deren Methoden zur Druckreduktion (z.B. APAPoder BPAP) kombiniert (●" Abb.3).

Bei den CPAP-Druckentlastungsverfahren (C-Flex®)wird der Druck abhängig von der Geschwindigkeit derAusatmung reduziert, wird aber schon vor Beginn derfolgenden Inspiration wieder auf das vorgegebeneCPAP-Niveau angehoben

IPAP

EPAP

P [cm H2O]

Flow [l/s]

0 4 8 12Zeit [s]

4

8

Abb.3 Bilevelmit Druckentlastung. Flow-proportionale Druckabsenkung des EPAP (siehe Pfeile).

Druckminderungwährend Ausatmung

Feineinstellungwährend Ausatmung

Atemfluss[l/s]

CPAP[mbar]

1

1

0

Zeit [s]

10

8

6

4

0

Abb.2 Modifizierte CPAP-Atmung (C-Flex). Während der Esxpiration wird der PAP kurzfristigabgesenkt, steigt aber zu Beginn der Inspiration wieder auf das vorgegebene CPAP-Niveau an.Die Druckentlastung ist von der Höhe des exspiratorischen Flusses abhängig [20].



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BPAP mit Pressure ReliefDer Effekt einer BiLevel-Therapie mit Druckent-lastung wurde bei einer Gruppe von 104 Patien-ten, bei der die Adhärenz unter 4 Stunden proNacht lag, überprüft. Bei der einen Hälfte der Pa-tientenwurde CPAP fortgeführt, die andere Hälfteerhielt eine Behandlung mit BPAP und zusätzli-cher Druckentlastung. Nach jeweils 3 Monatenwurde die Adhärenz überprüft. In der CPAP-Gruppe nutzten 28% die CPAP-Therapie mehr als4 Stunden pro Nacht, in der mit Bi-Flex behandel-ten Gruppe fand sich ein signifikant höherer An-teil mit 49% [22].

Auto-BPAP mit Pressure ReliefBei diesem Verfahren werden exspiratorischer(EPAP) und inspiratorischer Druck (IPAP) abhän-gig von der Obstruktion geregelt. Bei Apnoenund Schnarchen wird der exspiratorische Druckangehoben. Bei obstruktiven Hypopnoen wirdder inspiratorische Druck erhöht. Hinzu kommtbei jedem Atemzug die Druckentlastung bei derExspiration (siehe●" Abb.4). Eine weitere Opti-mierung des Druckes wird durch eine regelmäßi-ge Überprüfung der Kontur der Flusskurve ange-strebt. Nach 10 Minuten normaler Atmung wirdder inspiratorische Druck langsam abgesenkt, bissich die Zeichen einer Flusslimitation ergeben.Danach folgt in diesem kontinuierlichen, proakti-ven Prozess ein langsamer Druckanstieg, bis sichdie Flusskontur völlig normalisiert hat und damiteine optimale Druckeinstellung besteht.In einer Studie an Risikopatienten wurde das Ver-fahren überprüft [23]. 47 OSA-Patientenmit wäh-rend der Titrationsperiode geringer Schlafeffi-zienz von weniger als 70% und mehr als 20 Arou-sals pro Stunde wurden als Risikogruppe einge-stuft, die Risikogruppe wurde ergänzt von Patien-ten, die die Titration abgebrochen hatten und dieder Arzt als gering compliant einschätzte. Als Er-folgskriterium einer guten Einstellung wurdenNutzungszeiten von mehr als 4 Stunden definiert.Unter Auto-BPAP erreichten 62%, unter CPAP nur52% der Patienten diesen Schwellenwert, die Dif-ferenz war allerdings nicht signifikant. Somitzeigte sich tendenziell in einer ausgewählten Risi-kogruppe eine Besserung unter dem aufwändige-ren Druckverfahren.

Verfahren mit inspiratorisch erhöhtemund exspiratorisch erniedrigtem Atem-wegsdruck!

Flexline® und A-Flex®

Eine weitere Modifikation des einzelnen Atem-zugs wurde in einem Gerät mit dynamischerDruckcharakteristik mit inspiratorischer Druck-anhebung und exspiratorischer Druckabsenkungrealisiert (Flexline®). Dieses Verfahren kann so-wohl im CPAP-Modus, aber auch im BPAP- oderAPAP-Modus implementiert werden. An zehn

Probanden wurde das Verfahren getestet, wobeiunterschiedliche Atemfrequenzen vorgegebenwurden [24].Bei einer Atemfrequenz von 25 und einem CPAP-Wert von 8cm H2O lag die Amplitude (Differenzzwischen maximaler Inspiration und maximalerExspiration bei 7,3+–1,9cm H2O) (●" Abb.5). Inder klinischen Testung wurde das konventionelleVerfahren mit CPAP mit der in- und exspiratori-schen Druckvariation verglichen. Es zeigte sich,dass die sinusoidale Druckapplikation weder zurHyperventilation mit Zunahme zentraler Apnoenführte noch Auswirkungen auf die Schlafqualitätnach sich zog. Ein Vorteil gegenüber dem konven-tionellen CPAP-Verfahren konnte nicht objekti-

Hypopnoe

P [cm H2O]

1 mbar/min

1,5 mbar/min

Leckage

Reaktionen aufobstruktive Ereignisse

NormalatmungFlow-Limitations-Check:Proaktiv

Zeit [s]

Zeit [s]

Apnoe

Pcrit

Popt

Schnarchen

IPAP

EPAP

P [cm H2O]

IPAP

EPAP

8

4

0

8

4

0

Abb.4 Auto-BIPAP: a Bei Erkennung obstruktiver Ereignisse wie Apnoen und Schnarchen wirdder EPAP erhöht. Wenn Hypopnoen erfasst werden, wird der IPAP erhöht. Bei Überschreiten einerLeckage-Schwelle wird der IPAP abgesenkt. b Bei länger dauernder Normalatmung >10 Minutenwird der IPAP langsam abgesenkt, bis eine Flusslimitation zu erkennen ist (Pcrit). Bei Flusslimita-tion wird IPAP bis zur Normalisierung erhöht (Popt).

0 5 10 15 20 25Zeit [s]

30

Dru

ck [c

m H

2O]

12

10

8

6

4

2

Abb.5 Atemzyklus gesteuerte Druckmodulation (Flexline-Modus). Dynamische Druckkurve mitinspiratorischer Druckanhebung und exspiratorischer Druckabsenkung. Eingestellter Druck 8cmH2O, Flexstufe 3 (Rote Linie). Druckverlauf bei geringer Atemfrequenz von 10/min (grüne Kurve)Druckverlauf bei hoher Atemfrequenz von 25/min (blaue Kurve). Modifiziert nach Nilius et al.[24].



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viert werden. Wie bei allen anderen Druckmodi-fikationen bleibt es dem erfahrenen Somnologenüberlassen, welche Therapieform bei Intoleranzzum Einsatz kommt.Einen dem Flexline®-Druckverfahren ähnlichenDruckverlauf findet man bei der A-Flex®-Metho-de (●" Abb.6).Bei jeweils 30 Patienten wurde APAP mit C-Flex®

und A-Flex verglichen [25]. Unter APAP mit C-Flex konnte gegenüber APAP allein eine signifi-kante Zunahme der Adhärenz mit 5,2+–1,8 ver-sus 4,0+–1,7 Stunden beobachtet werden. APAPmit A-Flex erbrachte keinen zusätzlichen Vorteil.

Verfahren mit exspiratorisch erhöhtempositiven Atemwegsdruck!

EPAP (Exspiratorisch positiver Atemwegs-druck)Um die Therapie mit positivem Atemwegsdruckbei OSA zu vereinfachen, wurde überprüft, obeine effektive Therapie durch alleinige Erhöhungdes exspiratorischen Druckes mit nasalen Venti-len, die sich während der Einatmung öffnen, aberwährend der Ausatmung einen hohen Wider-stand (etwa 80cm H2O/L/sec bei einer Flussratevon 100mL/sec) bieten, möglich ist (●" Abb.7). Ineiner Pilotstudie konnte durch in die Nasenöff-nungen eingefügten Ventile der AHI von 24,8 auf14,2 /h reduziert werden (Provent® Sleep ApneaTherapy, Ventus Medical). Der prozentuale Anteilvon Schnarchen verringerte sich von 26,9 auf 9,4%des Nachtschlafs [26].Es handelt sich um selbstklebende Ventile, die nureinmal verwendet werden sollen. Im Vergleich zueiner randomisierten Vergleichsgruppe mitSchein-CPAP fiel der AHI von 16/h auf 8/h in derBehandlungsgruppe mit EPAP: die Tagesschläfrig-keit, gemessen mit dem Score der Epworth Slee-piness Scale (ESS), fiel von mehr als 13 signifikantauf unter 8 [27]. Auch die Langzeitakzeptanz nach12 Monaten bei denjenigen Patienten, die nach 3Monaten profitierten, war zufriedenstellend [28].Folgende Erklärungen werden für die Wirksam-keit der Methode angeführt: Da vor dem Beginnder Einatmung ein positiver Atemwegsdruckherrscht, ist die Kollapsneigung zu Beginn der In-spiration verringert. Zudem erzeugt der erhöhteDruck am Ende der Ausatmung ein erhöhtes Lun-genvolumen, sodass die Zugspannung des oberenAtemwegs zunimmt und dieser damit stabilisiertwird [29].

Adaptive Verfahren!

SPAP (Adaptive Servoventilation, ASV)Zentrale Schlafapnoe (CSA) und Cheyne-StokesAtmung (CSR) sind häufig nur unzureichenddurch CPAP zu beseitigen. Lediglich etwa 50%aller Patienten sprechen auf diese Therapie an.Auch andere Therapieverfahren wie BIPAP-STführten nicht zu dem erwarteten Erfolg, da einefixe Druckunterstützung die Atmung nicht stabi-lisiert.Bei der adaptiven Servoventilation wird ein fixerAusatmungsdruck (EPAP) gewählt, der auch aufAutomatik mit variablem Druck (Auto-EPAP) ein-gestellt werden kann. Es hat sich bewährt, dassder EPAP in der ersten Einstellungsnacht durchTitration bestimmt wird. Der Ausatmungsdruck(EPAP) dient zum Offenhalten der oberen Atem-wege (●" Abb.8).

C-Flex®

Flow

CPAP

CPAP

APAP

APAP

C-Flex +®

C-Flex®

A-Flex®

Nasaler Fluss

Nasaler Druck

Endtidaler PCO2

[l/s]

Inspiration

Exspiration

0

15

10

0

0

40

[cm/H2O]

[mm Hg]

Abb.7 Fluss- und Druckverlauf unter EPAP-Atmung (EPAP=exspiratorisch positiver Atemwegs-druck). Druckanstieg in der Exspiration auf 13cm H2O, Abfall auf 0cm H2O während Inspiration.Der endtidale PCO2 steigt deutlich über 40mm Hg. Modifiziert nach Braga et al [29].

Abb.6 Schema der inspirato-rischen Druckunterstützung:Im Rahmen der CPAP-Therapiekann die C-Flex®-Technologie zu-geschaltet werden, bei C-Flex+®

wird neben der exspiratorischenDruckentlastung der Druck zu-sätzlich während der Inspirationerhöht. Bei der APAP-Therapiekann ebenfalls der C-Flex®-Modus aktiviert werden, beiA-Flex® wird zusätzlich zuC-Flex® eine inspiratorischeDruckunterstützung gewählt.



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Zu Beginn einer Einstellung auf ASV werden zu-erst die Atmungscharakteristika des jeweiligenPatienten erfasst und analysiert. Damit gelingt es,ein individuelles Flussverhalten zu definieren.Bei der CSR variiert das Tidalvolumen mit einemCrescendo- und einem Decrescendo-Muster.Durch die antizyklisch modulierte Ventilation er-folgt eine variable inspiratorische Druckunter-stützung (IPAP): Wenn ein erhöhter Fluss gemes-sen wird, wird der IPAP reduziert, bei geringemFluss wird der IPAP erhöht (●" Abb.9,●" Abb.10).Als Zielgröße dient der über ein gleitendes Fens-ter von 3–4min jeweils ermittelte Atemfluss.Die modernen Geräte synchronisieren die Druck-unterstützung, indem die letzte durchschnittlicheAtemfrequenz, das zeitliche Verhältnis von In-und Exspiration (ti/te-Verhältnis), die Länge derApnoen, die Richtung, Größe und Änderung desFlows und die Atemfrequenz kontinuierlich er-fasst werden.Eine Metaanalyse von 14 Studien bei Patientenmit Herzinsuffizienz und CSA/CSR verglich CPAPmit ASV. Gezeigt wurde, dass ASV bzgl. AHI-Re-duktion und LVEF-Zunahme effektiver war [30].In einer randomisierten Multicenterstudie nutz-ten die Patienten die ASV-Therapie im Vergleichzu CPAP signifikant länger (5,2±0,9 vs 4,1±1,1h/Nacht) [31].In einer weiteren Studie wurde bei 70 Patientenmit Herzinsuffizienz mit sowohl zentraler alsauch obstruktiver Schlafapnoe CPAP mit ASV ver-glichen [32]. Das ASV-Verfahren war bei einerKontrolluntersuchung nach einem Jahr signifi-kant effektiver bezüglich der Reduktion des CSA-Index sowie des BNP-Spiegels.Unklar ist bis jetzt allerdings, ob sich durch diePAP-Therapie eine Verbesserung der Prognose er-zielen lässt [33].

Die adaptive Servoventilation (ASV) mit antizyklischerVentilation ist die zur Zeit effektivste Therapie deszentralen Schlafapnoesyndroms.

Abb.9 Schema der Druckunterstützung unter adaptiver Servoventilation (rote Kurve) beiCheyne-Stokes-Atmung (schwarze Kurve). Die Cheyne-Stokes-Atmung ist durch ein zyklischesAtemmuster mit Crescendo- und Decrescendo-Atmung charakterisiert. In den Phasen der Hyper-ventilation wird die Druckunterstützung reduziert, während der Phasen mit Hypoventilationwird die Druckunterstützung erhöht.

MinimalerinspiratorischerDruck

ExspiratorischerDruck

Offenhalten der Atemwege

4–15 mbar

MaximalerinspiratorischerDruck

35 cm H2O

Fixe/variableAtemfrequenz

Fixer/Auto-EPAP

(Tidalvolumen)

IPAP

2

3

41

10

5

0

Abb.8 S-PAP=Servo-PAP=ASV=Adadaptive Servo-Ventilation. Vorgehen bei der Druckeinstel-lung: 1 Festlegung des EPAP oder auto EPAP. 2 Festlegen des minimalen IPAP. 3 Festlegen desmaximalen IPAP. 4 Fixe Backup-Atemfrequenz (oder automatisch). Durch den Gerätealgorithmuserfolgt die Synchronisation mit der Atmung des Patienten anhand des initialen Flows, der letztendurchschnittlichen Atemfrequenz, des ti/te-Verhältnisses, der Länge der Apnoen, der Richtung,Größe und Änderung des Flows.



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Interessenkonflikt!

K.-H. Rühle und G. Nilius erhielten finanzielleUnterstützung von Fisher & Paykel Healthcare,Fa. Heinen und Löwenstein, ResMed, TNI, Vita-phone und Weinmann.Der Artikel wurde finanziell nicht unterstützt.K. J. Franke, U. Domanski und M. Schröder gebenan, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Literatur1 Galetke W, Puzzo L, Priegnitz C et al. Long-term therapy

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Schlussfolgerungen

Die Therapie mit CPAP ist in denmeisten Fällen bei obstruktiverSchlafapnoe erfolgreich. Bei nichtausreichender Adhärenz bietenCPAP-Variationen die Möglichkeitder Differenzialtherapie. Objektive,relevante Verbesserungen der Adhä-renz durch verschiedene Druckent-lastungsverfahren konnte in Unter-gruppen von OSA nachgewiesen

werden. Die adaptive Servoventila-tion (S-PAP) stellt bei CSA/CSR-At-mung eine Methode dar, die gegen-über CPAP effektiver sein dürfte.Durch gute Betreuung in der Kombi-nation mit dem Einsatz optimierterDruckverfahren kann die Adhärenzvon Patienten mit SBAS günstig be-einflusst werden.

Abb.10 Polygrafie im frühen Verlauf einer adaptiven Servoventilation (ASV). Die Druckunter-stützung bis zu 17mbar (siehe unterste Kurve) während der Phasen mit Hypoventilation verhin-dert eine relevante Verminderung des Atemflusses. Die Flussamplituden zeigen aber noch eindeutliches Crescendo-und Decrescendo-Muster. Nach wenigen Stunden entwickelt sich unter ASVein regelmäßiges Flussprofil.



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22 Ballard RD, Gay PC, Strollo PJ. Interventions to improvecompliance in sleep apnea patients previously non-com-pliant with continuous positive airway pressure. J ClinSleep Med 2007; 3: 706–712

23 Powell ED, Gay PC, Ojile JM et al. A pilot study assessingadherence to auto-bilevel following a poor initial encoun-ter with CPAP. J Clin Sleep Med 2012; 8: 43–47

24 Nilius G, Burian S, Franke KJ et al. Effects of a breath-trig-gered modulation of positive airway pressure ventilationon the AHI from patients with obstructive sleep apnoea.Pneumologie 2009; 63: 433–438

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30 Sharma BK, Bakker JP, McSharry DG et al. Adaptive servo-ventilation for treatment of sleep-disordered breathingin heart failure: a systematic review and meta-analysis.Chest 2012; 142: 1211–1221

31 Kasai T, Usui Y, Yoshioka T et al. Effect of flow-triggeredadaptive servo-ventilation compared with continuouspositive airway pressure in patients with chronic heartfailure with coexisting obstructive sleep apnea andCheyne-Stokes respiration. Circ Heart Fail 2010; 3:140–148

32 Randerath WJ, Nothofer G, Priegnitz C et al. Long-termauto-servoventilation or constant positive pressure inheart failure and coexisting central with obstructivesleep apnea. Chest 2012; 142: 440–447

33 Zeller J, Hetzenecker A, Arzt M. Sleep-disordered breathingin patients with chronic heart failure: epiphenomenonor bidirectional relationship. Pneumologie 2013; 67:150–156



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CME-Fragen X-PAP-Therapie bei schlaf-bezogenen Atmungsstörungen

█1 Welche Aussage zur automatischen Drucksteuerung(APAP) bei obstruktiver Schlafapnoe ist falsch?A Bei erniedrigter Sauerstoffsättigung wird bei der

APAP-Therapie automatisch der Druck erhöht.B Bei erniedrigtem Atemfluss zum Beispiel unter 30%

der durchschnittlichen Flussrate wird der Druckerhöht.

C Die Detektion von Schnarchen kann zu einer Druck-erhöhung führen.

D Flattening, d.h. die Abflachung des Flusssignals, istein Indiz für eine Widerstandserhöhung in den obe-ren Luftwegen und kann zu einer Druckerhöhungführen.

E Die forcierte Oszillations-Technik dient zur Messungdes Widerstandes in den oberen Atemwegen undkann zur Steuerung von APAP verwendet werden.

█2 Welche Aussage zur Indikation von APAP ist richtig?

A APAP empfiehlt sich, wenn ein geringer Druck beider Titration ermittelt wurde.

B Wenn der Patient über ausgetrocknete Schleimhäuteklagt, sollte primär ein APAP-Gerät verordnetwerden.

C Wenn bei der CPAP-Titration ein hoher Druckbedarfermittelt wurde, ist bei Verordnung eines APAP-Ge-rätes eine im Vergleich zu CPAP höhere Nutzungszeitzu erwarten.

D Die meisten Patienten bevorzugen bei Vergleich vonCPAP und APAP die CPAP-Therapie.

E Bei ausgeprägter Lageabhängigkeit der Obstruktionist APAP nicht indiziert.

█3 Welche Aussage ist im Zusammenhang mit der DetektionvonWachphasen unter APAP richtig?A In dem APAPAlgorithmus werden die Ergebnisse des

Elektro-Okulogramms (EOG) berücksichtigt.B Ein unregelmäßiges Flussmuster mit Amplituden-

und Frequenzschwankungen kann als Hinweis fürWachphasen und als Steuersignal für ein APAP-Gerätverwendet werden.

C Bei Registrierung von wiederholten Apnoen in derWachphase wird der Druck durch das APAP-Gerätschnell abgesenkt.

D Vor allem während der Wachphasen ist ein hoherAtemwegsdruck erforderlich.

E Wachphasen können nur mittels Polysomnografieerfasst werden.

█4 Welche Aussage zur Druckentlastung (pressure relief)unter CPAP ist richtig?A Pressure Relief ist eine Methode zur Erkennung von

Wachphasen.B Von einer Druckentlastung profitieren die Patienten

vor allem während der Inspiration.C Die Druckentlastung wird vor allem während der

Exspiration wirksam.D Unter CPAP mit Druckentlastung wird der Druck

während der gesamten Exspiration bis zur nächstenInspiration abgesenkt.

E Die Druckabsenkung während der Exspiration wirddurch den inspiratorischen Fluss gesteuert.

█5 Welche Aussage zur adaptiven Servoventilation (ASV) istrichtig?A Die Therapie mit ASV ist vor allem bei obstruktiver

Schlafapnoe indiziert.B ASV reduziert die Hyperkapnie bei chronisch

obstruktiver Lungenerkrankung (COPD).C Adaptive Servoventilation verhindert die Obstruk-

tion bei Asthma bronchiale.D Adaptive Servoventilation stellt die optimale Mög-

lichkeit zur assistierten Beatmung bei Overlap-Syndrom dar.

E Zentrale Schlafapnoen (CSA) und Cheyne-Stokes-Atmung (CSR) sind häufig nur durch ASV zubeseitigen.

█6 Welche Aussage zur Therapie mit exspiratorisch positivemAtemwegsdruck (EPAP) ist richtig?A EPAP führt zu einer Erhöhung des Apnoe/Hypopnoe-

Index.B Die Therapie mit EPAP stellt ein aufwändiges appa-

ratives Verfahren dar.C Die exspiratorische Druckerhöhung wird durch

Ventile in beiden Nasenöffnungen mit geringemWiderstand während der Ausatmung erzeugt.

D Einer der Wirkmechanismen von EPAP beruht aufder Erhöhung des endexspiratorischen Lungenvolu-mens und Stabilisierung der oberen Atemwege.

E Die Therapie mit exspiratorisch positivem Atem-wegsdruck wirkt nur bei primärem Schnarchen.



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█7 Welche Aussage zur adaptiven Servoventilation (ASV) istfalsch?A Der Ausatmungsdruck (EPAP) dient zum Offenhalten

der oberen Atemwege.B Zu Beginn einer Einstellung auf ASV prüft das Gerät

zuerst den Atemfluss des Patienten zur Charakteri-sierung des Atemmusters.

C Die zusätzliche Druckunterstützung durch ASVerfolgt jeweils bei gesteigerter Ventilation.

D Wenn ein erhöhter Atemfluss des Patienten gemes-sen wird, reduziert das Gerät die Druckunterstüt-zung, bei geringem Atemfluss wird die Druckunter-stützung erhöht.

E Auch bei längerer Anwendung scheint das ASV-Ver-fahren im Vergleich zu CPAP effektiver bezüglich derReduktion des CSA-Index sowie des BNP-Spiegels zusein.

█8 Welche Aussage bezüglich Therapieadhärenz ist falsch?

A Die häusliche CPAP-Therapiedauer pro Nacht solltein Abhängigkeit vom klinischen Ansprechen festge-legt werden.

B Eine Mindesttherapiedauer von 6 Stunden pro Nachtist in jedem Fall erforderlich.

C Die Adhärenz hängt von der Beatmungsqualität ab.D Eine ausreichende Adhärenz ist zu erwarten, wenn

während der ersten Titrationsnacht mit CPAP keinerelevanten Probleme berichtet werden.

E Selbst bei optimaler Betreuung nutzen nur etwa 75%der OSA Patienten die XPAP-Therapie.

█9 Welche Aussage bezüglich nasaler High-Flow-Therapie istrichtig?A Mit transnasaler Insufflation wird supraglottisch bei

einer Flussrate von 20l/min ein Druck von etwa 6cmH2O gemessen.

B Auch bei einem dünnen Schlauch von wenigenMillimetern reicht der vom Kompressor erzeugteDruck von 50mbar aus, um einen Fluss von30l/min zu erzeugen.

C Um die Abkühlung der Nasenschleimhäute durch diehohe Flussrate zu verhindern, wird die Atemluftdurch eine Schlauchheizung auf 37°C angewärmt.

D Die Luftfeuchtigkeit bei der nasalen High-Flow-Therapie sollte mindestens 40% betragen.

E Mittels transnasaler Insufflation kann in den oberenAtemwegen ein Druck von etwa 2 bis 3cm H2Oerzeugt werden.

█10 Welche Aussage bezüglich des klinischen Effekts einernasalen High-Flow-Therapie ist richtig?A Von einer nasalen High-Flow-Therapie profitieren

am meisten OSA-Patienten mit überwiegendHypopnoen.

B Bei Patienten mit überwiegend Schnarchen ist einenasale High-Flow-Therapie nicht indiziert.

C Von einer nasalen High-Flow-Therapie profitierenam ehesten OSA-Patienten mit einem hohen Apnoe-Index.

D High-Flow-Therapie stellt eine Alternative zur adap-tiven Servoventilation dar.

E Die nasale High-Flow-Therapie wird hauptsächlichüber eine nasale Maske appliziert.



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neuere entwicklungen der x-pap-therapie für obstruktive ... · in einer vergleichsstudie zwischen...

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