Helium / O2–Gemische (HELIOX) zur Therapie akuter Asthmaanfälle

Fragestellung: Helium (He) weist eine geringere Dichte als Sauerstoff (O2), Stickstoff oder Kohlendioxid auf. Diese Eigenschaft bedingt, dass eine heliumhaltige Gasmischung bei Zunahme der Flussgeschwindigkeit länger ein laminares Flussprofil aufweist, als dies bei Luft oder mit O2 angereicherten Gasmischungen der Fall ist. Daraus ergibt sich im Falle einer Atemwegsobstruktion die Möglichkeit einer Reduktion der Atemarbeit (engl. „work of breathing“ (WOB)) durch die Atmung eines He/O2–Gemisches (HELIOX). In der Literatur ist die Wirksamkeit von HELIOX bei der unteren Atemwegsobstruktion umstritten. Im Rahmen eines etablierten klinischen Protokolls wurde untersucht, ob sich durch HELIOX eine Reduktion der Atemarbeit bei Kindern mit schwerem Asthmaanfall erzielen lässt.

Methode: Kinder, die mit einer akuten Exazerbation eines bekannten Asthma bronchiale auf die Kinderintensivstation verlegt wurden, konnten nach schriftliche Einverständniserklärung durch die Eltern in die Studie eingeschlossen werden. HELIOX wurde über eine Maske mit Reservoirbeutel bei nicht intubiertem Patienten appliziert. Salbutamol (kontinuierlich 10mg/h) und Atrovent (250µg x 3 /d) wurden inhaliert und die Patienten erhielten Prednisolon (2mg/kg/d) i.v. verabreicht. Die Patienten waren während der Untersuchung mittels kontinuierlicher Überwachung. ihrer Herzfrequenz, der arteriellen O2-Sättigung (SaO2) sowie der Atmung (respiratorische Induktionsplethysmographie (RIP); Respitrace plus, Fa. NIMS, Florida) überwacht. Die RIP diente u.a. der Quantifizierung der WOB, wobei hierzu insbesondere der Phasenwinkel (PhAng) nichtinvasiv gemessen wurde. Eine Zunahme des PhAng imponiert klinisch als zunehmende Schaukelatmung und indiziert eine erhöhte WOB. Bei den Patienten wurden HELIOX (O2-Anteil von 25%) im Wechsel mit O2 (bis zu 100%) dargeboten. Es erfolgte ein Vergleich der WOB unter HELIOX- vs. O2-Atmung.

Ergebnisse: Es wurden 11 Patienten (w 4 / m 7; Alter 5,7J.; 59 Wechseln von O2 zu HELIOX) untersucht. Unter HELIOX kam es zu einer Abnahme der Atemfrequenz (n.s.) mit Abnahme der Expirationszeit (n.s.) sowie zu einer Verminderung des PhAng von 20 auf 15° (p=0,012). Bei 5 Patienten wurde HELIOX zusätzlich O2 beigemischt, da die SaO2 unter 92% abfiel.

Diskussion: Unter HELIOX-Inhalation lässt sich eine Abnahme des PhAng nachweisen, d.h. die Atemarbeit vermindert sich. Möglicherweise bedeutet eine Reduktion der WOB auch eine geringere Wahrscheinlichkeit des Versagens der Atempumpe mit der Notwendigkeit einer mechanischen Beatmung im Rahmen eines schweren Asthmaanfalles. Einige Patienten mit einer Oxygenierungsstörung neigten während der HELIOX-Gabe zu einer Verschlechterung der SaO2, so dass dann HELIOX mit O2 angereichert werden musste. In weiteren Studien sollte untersucht werden, bis zu welcher minimalen He-Konzentration noch Effekte bzgl. einer WOB-Reduktion zu erzielen sind.