title: Atemarbeit bei druckentlastendem PAP im Vergleich zur konventionellen CPAP-Therapie
title: Work of Breathing in pressure relief PAP in comparison to conventional CPAP therapy
Creators: name: Wilhelm, Susanne
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2016
Subjects: Medical sciences, Medicine
Medizin, Gesundheit
Atemarbeit , druckentlastender PAP
CPAP-Therapie
Work of Breathing
pressure relief PAP
CPAP
CPAP therapy

description: Within the conventional
      CPAP-therapy, which continues to be the gold-standard therapy
      for treatment of obstructive sleep apnea, relevant compliance
      problems caused by an increased expiration pressure
      frequently occur (Hill, 2000). Against this background,
      Philips-Respironics (Murriville, USA) has developed a
      pressure-relieving CPAP-therapy, which automatically reduces
      pressure during expiration via controlling respiratory flow
      in three pressure-relief phases (C-Flex 1-3). The effect of a
      pressure-relieving CPAP-therapy with respect to inspiratory
      flow limitations was examined, as previously studied by
      Canisius et al. (Canisius et al., 2009), whose data was used
      for this post-hoc analysis. Here, no relevant discrepancies
      were observed in the appearance of flow limitations between
      CPAP and C-Flex. However a significant increase in the
      inspiration time ratio/expiration time ratio (Ti7Te) and the
      inspiratory breath cycle (Ti/Ttot), as well as a
      significantly increased respiratory rate in C-Flex2 and
      C-Flex 3 (REM sleep) could be observed. Taking into account
      changes in the breathing parameters, particularly the
      extension of the inspiratory time and the simultaneous
      consecutive reduction of the expiration time, the question
      arose as to what extent the breathing effort changes under
      the pressure relieving PAP therapy. Scientific studies from
      Schneider et al. (Schneider et al., 2009) have led to the
      presumption that the C-Flex therapy increases the respiratory
      effort due to the increase of the inspiration time and the
      change of the inspiration/expiration time ratio in favour of
      the inspiration to reach the tidal volume. On the basis of
      the data from Canisius et al. (Canisius et al., 2009), an
      alternative theory was put forward, i.e. that an extension of
      the inspiratory time together with a consecutive reduction of
      the expiration time under C-Flex could lead to the decrease
      of the exhalation effort. A precise analysis of the
      respiratory effort under C-Flex has to date not been possible
      due to technical limitations. This should now be clarified in
      the presented post-hoc analysis. 51 The bases of the analysis
      were the waveforms of 24 patients from Canisius et al.
      (Canisius et al., 2009). The majority of the patients were
      already treated sufficiently with the CPAP-therapy, the rest
      were newly treated. 22 patients passed through all
      ventilation modes (CPAP and C-Flex 1-3) during NREM- a
      REM-sleep for 15 minutes each. In only two patients could the
      modi not be measured in all sleep stages. With the help of
      computer assisted automated respiratory effort analysis, the
      respiratory effort of a single breath could be determined.
      The result of this analysis could not demonstrate any
      increase of the respiratory work under C-Flex in comparison
      to CPAP. Instead an average linear decrease of the
      respiratory effort between CPAP and C-Flex of 1.22 joule was
      shown. These differences occurred because of the large
      variation of values as well as the insufficient numbers of
      patients and are therefore not statistically significant.
      This applies for REM- as well as NREM-stages. A significant
      difference in the respiratory effort could be detected by
      correlation between the respiratory effort under C-Flex and
      BMI. A significant reduction of the respiratory effort under
      CFlex- 3 and a decreasing BMI could be shown. To verify the
      existing hypothesis, further studies with higher case numbers
      are necessary. Should a reduction of the breathing effort be
      traceable, the C-Flex therapy could be applied to disorders,
      which are accompanied by an enhanced respiratory effort such
      as amyotrophic lateral sclerosis or chronic obstructive lung
      disease.
description: Im Rahmen der konventionellen
      CPAP-Therapie, die weiterhin der Goldstandard der Therapie
      der obstruktiven Schlafapnoe ist, kommt es häufig aufgrund
      des erhöhten Exspirationsdruckes zu relevanten Compliance-
      Problemen (Hill, 2000). Vor diesem Hintergrund hat die Firma
      Philips- Respironics (Murriville, USA) eine druckentlastende
      PAP-Therapie entwickelt, die während der Exspiration den
      Druck atemflussgesteuert in drei Druckentlastungsstufen
      (C-Flex 1-3) automatisch absenkt. Bereits in einer Arbeit von
      Canisius et al. (Canisius et al., 2009), deren Daten für
      diese Posthoc- Analyse verwendet wurden, ist die Auswirkung
      einer druckentlastenden CPAP-Therapie hinsichtlich
      inspiratorischer Flusslimitationen untersucht worden. Hier
      zeigten sich keine relevanten Unterschiede im Auftreten von
      Flusslimitationen zwischen CPAP und C-Flex. Allerdings konnte
      eine signifikante Zunahme des
      Inspirationszeit-/Exspirationszeit-Verhältnisses (Ti/Te) und
      des inspiratorischen Atemzyklus (Ti/Ttot) festgestellt werden
      sowie eine in C-Flex 2 und C-Flex 3 (REM-Schlaf) signifikant
      zunehmende Atemfrequenz. Aufgrund der Veränderungen der
      Atmungsparameter, insbesondere der Verlängerung der
      Inspirationszeit bei konsekutiver Verkürzung der
      Exspirationszeit, stellte sich die Frage, inwieweit sich die
      Atemarbeit unter der druckentlastenden PAP-Therapie verändert
      wird. Untersuchungen von Schneider et al. (Schneider et al.,
      2009) legten die Vermutung nahe, dass die C-Flex-Therapie
      bedingt durch Erhöhung der Inspirationszeit und einer
      Veränderung des Inspirationszeit-
      /Exspirationszeitverhältnisses zugunsten der Inspiration zum
      Erreichen des Tidalvolumens eine Erhöhung der Atemarbeit
      verursacht. Aufgrund der Daten von Canisius et al (Canisius
      et al., 2009) war aber eine Gegenthese denkbar, nämlich dass
      eine Verlängerung der Inspirationszeit mit konsekutiver
      Verkürzung der Exspirationszeit unter C-Flex zu einer
      Verminderung der Ausatemarbeit führen könnte. Eine genaue
      Analyse der Atemarbeit unter C-Flex war jedoch bisher
      technisch nicht möglich. Dies sollte nun in der hier
      vorliegenden post-hoc Analyse geklärt werden. 49 Grundlage
      der Analyse waren die Signalkurven der 24 Patienten aus der
      Arbeit von Canisius et al. (Canisius et al., 2009). Der
      Großteil der Patienten war bereits suffizient mit einer
      CPAP-Therapie versorgt, die restlichen Patienten wurden neu
      eingeleitet. 22 Patienten durchliefen dabei sowohl im NREM-
      als auch im REM-Schlaf alle Beatmungsmodi (CPAP und C-Flex
      1-3) für jeweils 15 Minuten. Nur bei zwei Patienten konnten
      die Modi nicht in allen Schlafstadien gemessen werden. Mit
      Hilfe einer computergestützten automatisierten
      Atemarbeitsanalyse konnte die Atemarbeit pro einzelnen
      Atemzug bestimmt werden. Es erfolgte eine visuelle
      Nachkontrolle und Korrektur. Die Ergebnisse dieser Analyse
      konnten keinen Anstieg der Atemarbeit unter CFlex im
      Vergleich zu CPAP nachweisen. Stattdessen zeigte sich eine
      lineare Abnahme der Atemarbeit zwischen CPAP und C-Flex 3 im
      Mittel von 1,22 Joule. Allerdings waren diese Unterschiede am
      ehesten auf Grund der großen Streuung der Werte und nicht
      ausreichend hoher Patientenzahlen statistisch nicht
      signifikant. Dies galt sowohl für REM- als auch NREM-Phasen.
      Ein signifikanter Unterschied der Atemarbeit konnte jedoch in
      einer Korrelation zwischen BMI und Atemarbeit unter C-Flex
      nachgewiesen werden. So zeigte sich bei abnehmendem BMI eine
      signifikante Reduktion der Atemarbeit unter CFlex- 3. Zur
      Verifizierung der bisherigen Vermutung sind weitere Studien
      mit höheren Fallzahlen notwendig. Sollte hier eine Reduktion
      der Atemarbeit nachweisbar sein, so könnte die Therapie mit
      C-Flex ihren Einsatz bei Erkrankungen finden, welche mit
      einer erhöhten Atemanstrengung einhergehen, beispielsweise
      bei einer amyotrophen Lateralsklerose oder einer chronisch
      obstruktiven Lungenerkrankung finden.