Acuut respiratoir falen (ARDS) en respiratoire insufficiëntie

Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) is een pulmonale uiting van een systemisch inflammatoir probleem. Het kan veroorzaakt worden door verschillende factoren, zoals een pneumonie of trauma (zie ook DD) en wordt gekarakteriseerd door ‘widespread’ beschadiging van het alveolaire-capillaire membraan, resulterend in (eiwitrijk, niet cardiaal) pulmonaal oedeem en als consequentie daarvan een hypoxemie en een respiratoire insufficiëntie. 
De definitie van ARDS is over de jaren heen meermaals aangepast en veranderd. De geüpdate Berlin criteria worden nu gehanteerd als definitie (figuur 1).

Figuur 1: de 'oude' definitie en de 'geüpdate' definitie.

Bron: Gutierez et al (2017), The maximum expression of hypoxia and hypoventilation: Acute respiratory distress syndrome

 

Kortom, er is sprake van ARDS indien er sprake is van: 

  • Acuut ontstane respiratoire insufficiëntie/distress
  • Hypoxemie
  • Diffuse infiltraten te zien op beeldvorming
  • Geen aanwijzing voor decompensatio cordis of overvulling
  • Aanwezigheid van een uitlokkende factor.

De ernst van de ARDS wordt bepaald door de ernst van de oxygenatie stoornis uitgedrukt in een PaO2/ FiO2 ratio (gemeten zuurstofsaturatie/toegediende zuurstofconcentratie). Middels de ratio kan een prognose voorspeld worden (figuur 2).

Figuur 2: de ernst van ARDS uitgedrukt in PaO2/FiO2 ratio en subsequent een mortaliteit.

Bron: www.derangedphysiology.com 

 

ARDS is een vorm van een respiratoire insufficiëntie. Maar in tegenstelling tot ARDS, kan (acute) respiratoire insufficiëntie zowel pulmonale als circulatoire oorzaken hebben, met een diffusie of ventilatie stoornis tot gevolg. Bij type 1 respiratoire insufficiëntie is sprake van hypoxemie terwijl bij type 2 respiratoire insufficiëntie (ook wel ventilatoir falen genoemd) er naast hypoxemie ook sprake is van hypercapnie (verhoogd CO2).

Pathofysiologie
ARDS kan ontstaan door verschillende oorzaken of triggers, grofweg te onderscheiden in directe (pulmonale) en indirecte (extrapulmonale) oorzaken of infectie en niet-infectie gerelateerde oorzaken. Via de verschillende routes wordt uiteindelijk een algemeen pathofysiologisch pathway geactiveerd. 
Directe oorzaken kunnen zijn een pneumonie, aspiratie, ernstig thoraxtrauma, reperfusie pulmonaal oedeem (na bijv. longtransplantatie) en inhalatie van rook en toxische gassen. Indirecte oorzaken kunnen zijn een ernstige sepsis, shock, ernstig niet-thoracaal trauma, pancreatitis, DIS (disseminated intravascular coagluation), TRALI (transfusion-related acute lung injury) of een drugs overdose. 
Beschadiging van alveolaire-capillaire membraan leidt tot verhoogde permeabiliteit (figuur 3) waardoor leukocyten (neutrofielen om specifiek te zijn, simpel gezegd vocht) in de alveoli terecht komen en andere pro-inflammatoire cytokines worden uitgescheiden. De precieze immunologische pathway is interessant, maar voor het klinische deel van je coschap niet zo heel relevant (zie bronnen voor eventuele verdere verdieping). 

Figuur 3: de pathofysiologie in ARDS met verhoogde permeabiliteit in de alveoli.

Bron: Huppert, Matthay and Ware, Pathogenesis of Acute Respiratory Distress Syndrome (2019) 

 

Om het probleem en dus ook de mogelijke oplossingen te kunnen begrijpen is het goed om te weten dat de immunologische reacties en de alveolaire schade een aantal belangrijke consequenties hebben. 

  • Verminderde gasuitwisseling
    Door de hoeveelheid vocht in en rondom de alveoli vermindert de kwaliteit van gasuitwisseling en ontstaat een ventilatie/perfusie mismatch; een deel van de longen wordt goed doorbloedt, maar niet goed geventileerd, of andersom. In het kader van bijvoorbeeld een pneumonie of atelectase treedt er dan shunting op: de ventilatie is verstoord er stroomt zuurstofarm bloed terug het hart in, met als resultaat een verminderde zuurstofspanning in de arteriële circulatie.
    De oorzaken van de ARDS kunnen leiden tot een verhoogde alveolaire dode ruimte en dus toename van dode ruimte ventilatie. Dit is het tegenovergestelde van shunting; voldoende ventilatie, maar de perfusie is verstoord. 
  • Verminderde compliantie
    Ofwel verhoogde stijfheid van de long door bijvoorbeeld veel vocht. 
  • Verhoogde pulmonale arteriële druk
    Door o.a. hypoxische vasoconstrictie of atelectase (surfactant houdt normaal de oppervlakte spanning van de alveoli intact waardoor ze niet collaberen, door verlies van surfactant collaberen de alveoli en ontstaat atelectase) neemt de druk op het arteriële vaatbed in de longen toe. 

Op histopathologisch niveau zijn er 3 fases van ARDS te onderscheiden:

  1. Exudatieve (vroege) fase als resultaat van diffuse alveolaire en endotheel schade
  2. Proliferatieve fase (7-14 dagen na start) waarin herstel van de beschadigde alveolaire structuur en barrière centraal staat met proliferatie van fibroblasten
  3. Fibrotische fase met chronische inflammatie en fibrose van de alveoli. Deze volgt in sommige, maar niet alle patiënten.  

Zoals eerder genoemd is een respiratoire insufficiëntie dus niet per se een ARDS, maar is er onderscheid te maken in type 1 en 2 insufficiëntie. Een type 1 respiratoire insufficiëntie ontstaat vaak door een ventilatie-perfusiemismatch, shunting of een diffusiestoornis. Een type 2 respiratoire insufficiëntie ontstaat vaak door centrale hypopneu (afgenomen diepte/frequentie ademhaling), (neuro)musculaire aandoeningen, COPD of hypoventilatie als gevolg van obesitas of uitputting. 

Epidemiologie
De meest voorkomende oorzaak van ARDS is een sepsis; 20-40% van de septische patiënten ontwikkelt een ARDS. ARDS ontwikkelt zich in ongeveer 40% van de COVID-19 patiënten. Ongeveer 10-15% van de IC-patiënten hebben een ARDS. De mortaliteit van een ARDS ligt op ongeveer 20-40%, maar is hoger bij patiënten met een hogere leeftijd en multi-orgaanfalen. 

 

Anamnese
Vraag naar mogelijke uitlokkende factoren tot 72 uur voor het ontstaan van de respiratoire insufficiëntie. 

Differentiaal Diagnose
Zoals reeds bij pathogenese besproken kun je de oorzaken van een ARDS en/of respiratoire insufficiëntie onder verdelen in pulmonale en niet pulmonale oorzaken. 

  • Pulmonaal
    • Pneumonie (legionella, COVID etc etc.)
    • Aspiratie
    • Pulmonale vasculitis
    • Longcontusie
    • Inhalatie trauma
  • Niet-pulmonaal
    • Sepsis
    • Trauma
    • Pancreatitis
    • TRALI
    • Non-cardiogene shock

Naast een DD voor ARDS kun je uiteraard ook een bredere DD voor een respiratoire insufficiëntie opstellen. Ook hier helpt het om in ‘systemen’ of categorieën te denken.  

  • Diffusiestoornis 
    • Emfyseem, 
    • Interstitieeel longlijden, 
    • ARDS, 
    • Pneumonie, 
    • Overvulling
  • Shunt
    • Anatomisch (bv intracardiaal)
    • Extracardiaal (bijv. hepatopulmonaal syndroom)
    • Fysiologisch (bijv. secundair aan pneumonie, atelectase of pneumothorax)
    • Ventilatie-perfusie mismatch (bijv. o.b.v. longziekte, longembolie)
  • Centrale hypopneu
  • Neuromusculaire aandoening (bijv. Guillain-Barre) 
  • Ernstig obstructief longlijden 
  • Zeer ernstig restrictief longlijden
  • Obesitas hypoventilatie
  • Uitputting

 

Lichamelijk onderzoek
Benader een respiratoir insufficiënte patiënt volgens de ABCDE-protocol
Let in de B vooral op symptomen passend bij een respiratoire insufficiëntie zoals: tachypneu, cyanose, onrust, tachycardie, bewustzijnsdaling, angst, gebruik van hulpademhalingsspieren, intrekkingen of neusvleugelen. Bij auscultatie kan het zijn dat je weinig afwijkingen hoort of juist diffuse crepitaties. Roze sputum is karakteristiek voor een ARDS. 

Klinisch beeld
Een patiënt met (ernstige) ademhalingsmoeilijkheden, zich vaak uitend in tachypneu met gebruik van hulpademhalingsspieren en een hypoxemie, vaak slecht reagerend op extra zuurstof toediening. 

 

Aanvullend onderzoek

  • Arterieel bloedgas (met lactaat)
  • Overweeg uitgebreid bloedonderzoek met bloedbeeld, nierfunctie, infectiewaarden
  • Overweeg kritisch D-dimeer, tropnonine T, NT-pro-BNP, CKMB
  • Bloedkweken, urinekweek, urinesneltest op legionella en pneumococcen antigeen, sputumkweek
  • X-thorax (vaak met bilaterale afwijkingen, tekenen van overvulling, atelectase of pneumonie) 
  • ECG (myocardinfarct uitsluiten)
  • Overweeg CT-scan (longembolieën, subtielere afwijkingen longweefsel), sensitiever dan X-thorax. 

 

Behandeling
Bij de behandeling van een ARDS of een respiratoire insufficiëntie werk je eerst volgens het ‘treat first what kills first principe’. In veel gevallen betekent dat in een eerste stap de hypoxie herstellen (conform de ABCDE-methodiek; het B-probleem oplossen). Zodra de situatie stabieler is en het acute gevaar geweken is kun je nadenken over de verdere oplossingen van het probleem 

  • Zuurstof toedienen
    De basis van het oplossen van een hypoxie is het toedienen van zuurstof. Dit kan non-invasief via een neusbril, non-rebreather masker, kap-ballon combinatie in een acute situatie, optiflow of een NIV-masker. De beste keuze is afhankelijk van de ernst van respiratoire insufficiëntie en de middelen die je op dat moment tot je beschikking hebt. 
  • Mechanische beademing
    Bij onvoldoende effect van non-invasieve zuurstoftoediening is mechanische beademing een belangrijke component in het behandelen van een ernstige ARDS. Een belangrijk voordeel van een mechanische beademing in het geval van een ARDS is dat je PEEP (positive end expiratory pressure) kunt geven, ofwel druk. Door de continue druk die je doormiddel van PEEP op de longblaasjes zet, help je de alveoli om open te blijven en ‘duw’ je als het ware het vocht uit de alveoli terug de capillairen in en verbeter je de diffusie en gasuitwisselingscapaciteit.
    • Mechanische beademing op zichzelf kan schade toebrengen aan de alveoli en dus ook een negatief effect hebben op de longen (barotrauma). 
  • Vochtbeperking
    Het ideale vochtbeleid is per patiënt verschillend. Het is echter belangrijk om je te realiseren dat overvulling een belangrijke oorzaak van een respiratoire insufficiëntie kan zijn en dat je liever minder dan meer vocht in de longen hebt. Een vochtbeperking is dan ook wenselijk. Aan de andere kant, is het in het geval van bijv. een ernstige sepsis waarbij een respiratoire insufficiëntie gepaard gaat met bijvoorbeeld ernstige hypotensie belangrijk om de afweging te maken of je liever met vulling de bloeddruk op peil wilt proberen te krijgen, of dat je vochtbeperking wilt nastreven.  
  • IC opname
    Afhankelijk van de ernst van de situatie is een IC opname geïndiceerd. 
  • Farmacologische opties
    Er is geen vast farmacologische behandeling voor de behandeling van ARDS of respiratoire insufficiëntie. Afhankelijk van de onderliggende oorzaak zijn er echter wel medicijnen die een plek kunnen hebben in je beleid. Denk aan; 
    • Antibiotica (bij een infectieus probleem)
    • Diuretica (bij overvulling of decompensatie)
    • Bronchodilatatie (bij astma/ COPD)
    • Corticosteroïden (bij bijv. exacerbatie COPD)
    • Therapeutisch antistolling (bij longembolie)
    • Anti-arrythmica (bij ritmestoornissen)

 

Prognose
Hoge mortaliteit van 50-75% afhankelijk van onderliggende oorzaak. Pneumonie kan de kans verhogen tot 86%.

 

Bronnenlijst

  1. Het Acute Boekje, “Respiratoire insufficiëntie”, 06-04-2017, hetacuteboekje.nl 

  2. Het Acute Boekje, “ARDS”, 06-04-2017, hetacuteboekje.nl

  3. European Lung white book, “Acute respiratory distress syndrome”, erswhitebook.org 

  4. Huppert, LA, Matthay, MA, Ware, LB, Pathogenesis of Acute Respiratory Distress Syndrome, Semin Respir Crit Care Med. 2019Feb; 40(1):31-39

  5. Van der Stap, J, Voortman, M, Acute Respiratoire Insufficiëntie, Nursing, 2020; 26(7):47-53

  6. Definition, causes and differential diagnosis of ARDS, 2018, derangedphysiology.com