Comparison of Conventional and Selective Mechanical Ventilation in the Anaesthetized Horse; Effects on Central Circulation and Pulmonary Gas Exchange
Authors: Nyman G. , Hedenstierna G. 
Published: May 2010

The central circulation, assessed by cardiac catheterization and thermodilution, and blood gases were studied in six horses anaesthetized on two occasions in dorsal recumbency and another six horses anaesthetized once in left lateral recumbency. A comparison was made between spontaneous breathing (SB), conventional general mechanical ventilation (CMV) without (zero) end‐expiratory pressure (ZEEP) and with positive end‐expiratory pressure (PEEP), and selective mechanical ventilation of the dependent lung regions with and without PEEP (SMV with PEEP and SMV with ZEEP). Selective mechanical ventilation was achieved with long tubings introduced through a tracheostomy by a fibreoptic bronchoscope.

Anaesthesia in dorsal recumbency with spontaneous breathing caused a marked reduction in cardiac output (Q̇t) compared with that in the standing, unsedated horse (from mean 40 to 24.5/min) and only a slight increase in arterial oxygen tension (PaO2) (14.5–22.1 kPa), despite a high oxygen inspiratory fraction (FIO2 ≥ 0.95). CMV with ZEEP and PEEP of 10 and 20 cm H2O caused a further reduction in Q̇t and no clear increase in PaO2. SMV did not further reduce Q̇t, compared with spontaneous breathing, even with selective PEEP of 20–30 cm H2O, and PaO2 increased markedly from 14.5 to 46.3 kPa when the highest PaO2 was selected irrespective of the PEEP level at which it had been measured.

Anaesthesia in left lateral recumbency with spontaneous breathing caused a derease in Q̇t to the same extent as in dorsal recumbency. PaO2 was 39.0 kPa with an FIO2 of ≥ 0.95. CMV with ZEEP and PEEP resulted in a further decrease in Q̇t but improved PaO2. SMV of the dependent (left) lung caused a further increase in PaO2 (39.0–61.3) compared with spontaneous breathing, and did not change Q̇t.

The improved oxygenation and preserved cardiac output associated with selective mechanical ventilation and PEEP, as compared with spontaneous breathing and conventional mechanical ventilation, indicates an increased oxygen delivery to peripheral tissue and less risk of hypoxaemia.

Vergleich der konventionellen und der selektiven mechanischen Beatmung beim anästhesierten Pferd

Bei 6 zweimal in Dorsallage und bei 6 einmal in linker lateraler Lage anästhesierten Pferden wurde mittels Herzkatheterisierung und Thermodilution der zentrale Kreislauf untersucht. Ferner wurden die Blutgaswerte in die Untersuchungen einbezogen. Dabei wurden die spontane Beatmung (SB), die konventionelle allgemeine mechanische Beatmung (CMV) ohne endexpiratorischen (ZEEP) und mit positivem endexpiratorischen Druck (PEEP) sowie die selektive mechanische Beatmung (SMV) der betreffenden Lungenregionen mit und ohne PEEP (SMV mit PEEP und SMV ohne ZEEP) verglichen. Die selektive mechanische Beatmung wurde durch mittels Tracheostomie und fiberoptischem Bronchoskop eingeführte lange Katheter erreicht.

Die Anästhesie in dorsaler Lage mit spontaner Beatmung verursachte im Vergleich zum stehenden nicht sedierten Pferd einen Rückgang des Herzminutenvolumens (Q̇t) (von 40 auf 24,51/min) und nur einen leichten Anstieg des arteriellen O2‐Druckes (PaO2) (14,5–22,1 kPa) trotz einer hohen O2‐Konzentration in der Inspirationsluft (HO2 0,95). CMV mit ZEEP und PEEP von 10 und 20 cm H2O bedingten einen weiteren Rückgang des Q̇t und keine deutliche Zunahme des PaO2. SMV reduzierte Q̇t im Vergleich zur spontanen Beatmung sogar mit selektivem PEEP von 20–30 cm H2O nicht weiter. Der PaO2 nahm von 14,5 auf 46,3 kPa deutlich zu, wenn unabhängig vom PEEP, bei dem der PaO2 gemessen wurde, der höchste PaO2 selektiert wurde.

Die Anästhesie in linker Seilenlage mit spontaner Beatmung bewirkte einen gleichen Rückgang des Q̇t wie in dorsaler Lage. Der PaO2 betrug bei einem FIQ2 von 0,95 39,0 kPa. CMV mit ZEEP und PEEP bedingte eine weitere Abnahme des Q̇t, verbesserte jedoch den PaO2. Die SMV der betreffenden (linken) Lunge verursachte im Vergleich zur spontanen Beatmung einen weiteren Anstieg des PaO2 (39,0–61,3 kPa), veränderte aber Q̇t nicht. Die durch die selektive mechanische Beatmung und PEEP im Vergleich zur spontanen und konventionellen mechanischen Beatmung erreichte Verbesserung der Oxygenierung bei gleichbleibendem Herzminutenvolumen deutet auf eine erhöhte O2‐Versorgung der peripheren Gewebe sowie auf ein verringertes Hypoxämic‐Risiko hin.