Klinischer Hintergrund
Bei gewichtsbasierter Arzneimitteldosierung und bei der Einstellung des Beatmungsgeräts ist die Wahl des zugrunde gelegten Körpergewichts nicht trivial. Das aktuelle Körpergewicht schließt die Fettmasse ein, die bei Adipositas einen erheblichen Anteil des Gesamtgewichts ausmachen kann, ohne dass dem eine Zunahme des pharmakokinetisch relevanten Gewebes entspricht. Eine Dosierung nach dem aktuellen Körpergewicht birgt dann die Gefahr einer Überdosierung, besonders bei Arzneimitteln mit enger therapeutischer Breite. Zugleich kann eine Dosierung allein nach dem Idealgewicht zu subtherapeutischen Spiegeln führen, da sie das tatsächliche Verteilungsvolumen bei Adipositas unterschätzt [2].
Das Instrument dieses Rechners erfüllt zwei Zwecke: die Berechnung des Idealgewichts nach Devine für Anwendungen, in denen Lungengröße oder Nierenfunktion aus der Körpergröße statt aus dem Gewicht abgeschätzt werden, und die Berechnung eines adjustierten Körpergewichts als Kompromiss zwischen Idealgewicht und aktuellem Gewicht für die Dosierung bei Adipositas.
Berechnung von Idealgewicht und adjustiertem Körpergewicht
Das Idealgewicht nach Devine berechnet sich aus Geschlecht und Körpergröße:
Bei einer Körpergröße unter 60 Zoll (152 cm) wird der Klammerausdruck auf null gesetzt, das Idealgewicht entspricht also dem Basisgewicht von 50 kg bzw. 45,5 kg.
Das adjustierte Körpergewicht berechnet sich als:
Der Faktor 0,4 bedeutet, dass 40 Prozent der Differenz zwischen aktuellem Gewicht und Idealgewicht zum Idealgewicht addiert werden. Es handelt sich um einen empirisch gewählten Korrekturfaktor, der das erhöhte Verteilungsvolumen bei Adipositas teilweise berücksichtigen soll, ohne vollständig nach dem Gesamtgewicht zu dosieren.
Die Devine-Formel wurde 1974 publiziert und für die Dosierung von Aminoglykosiden abgeleitet. Sie beruht auf Beobachtungen zum Verhältnis von Körpergröße und Idealgewicht bei Erwachsenen und ist seither die verbreitetste Methode zur Abschätzung des Idealgewichts in der klinischen Praxis, obwohl sie nie formal gegen eine gemessene Körperzusammensetzung in einer modernen Kohorte validiert wurde.
Interpretation in der Praxis
| Situation | Zu verwendendes Gewicht | Anmerkung |
|---|---|---|
| Lungenprotektive Beatmung beim ARDS | Idealgewicht | Das Tidalvolumen wird auf 6 mL/kg Idealgewicht eingestellt. Die Lungengröße folgt der Körpergröße, nicht der Fettmasse [3]. |
| Abschätzung der Nierenfunktion (Cockcroft-Gault) | Idealgewicht bei Normalgewicht, adjustiertes Körpergewicht bei Adipositas | Bei einem BMI über 30 wird häufig das adjustierte Körpergewicht empfohlen, um eine Überschätzung der Kreatinin-Clearance zu vermeiden. |
| Dosierung von Arzneimitteln mit enger therapeutischer Breite | Adjustiertes Körpergewicht bei Adipositas | Aminoglykoside, Vancomycin und Zytostatika sind typische Beispiele, bei denen die Dosierung nach dem aktuellen Gewicht eine Toxizität riskiert. |
| Narkoseeinleitung | Idealgewicht oder fettfreie Masse | Propofol und Opioide werden zweckmäßig nach der fettfreien Masse dosiert, die bei nicht extremer Adipositas näherungsweise dem Idealgewicht entspricht [2]. |
Wird das Idealgewicht für die Beatmungseinstellung verwendet, muss die Körpergröße gemessen und nicht geschätzt werden. Eine fehlerhafte Größenschätzung ist eine der häufigsten Fehlerquellen der klinischen Praxis und führt unmittelbar zu einem falschen Tidalvolumen. Kann die Patientin oder der Patient nicht stehen, sollte die Größe im Liegen mit dem Maßband (Ferse bis Scheitel) gemessen oder aus der Kniehöhe abgeleitet werden.
Validierung und Testgüte
Die Devine-Formel wurde im modernen Sinne nicht gegen Referenzmethoden der Körperzusammensetzung in großen Kohorten validiert. Sie beruht auf der Annahme eines linearen Zusammenhangs zwischen Körpergröße und Idealgewicht, der für sehr kleine oder sehr große Personen nicht zwangsläufig gilt. Die Formel liefert zudem keine Information über die Verteilung der Körperzusammensetzung zwischen fettfreier Masse und Fettmasse, was bei Adipositas der pharmakokinetisch entscheidende Unterschied ist.
In einer Übersicht zu Größenmaßen für pharmakokinetische Studien bei Adipositas fanden Green und Duffull, dass das Gesamtkörpergewicht das Verteilungsvolumen am besten beschrieb, während die fettfreie Masse die Clearance am besten abbildete [1]. Kein einzelnes Größenmaß beschrieb Clearance und Verteilungsvolumen gleichermaßen zufriedenstellend. Für die Dauertherapie, bei der die Clearance im Vordergrund steht, empfahlen die Autoren, die Dosierung bei Adipositas nicht auf das Gesamtkörpergewicht, sondern eher auf die fettfreie Masse zu stützen [1]. Das adjustierte Körpergewicht ist eine pragmatische Annäherung an diesen Grundsatz, wurde aber in kontrollierten Studien nicht gegen die gemessene fettfreie Masse validiert.
Für die lungenprotektive Beatmung stützt sich die Empfehlung von 6 mL/kg Idealgewicht auf die große randomisierte ARDS-Studie (ARMA, 2000), die bei niedrigem Tidalvolumen eine geringere Sterblichkeit gegenüber dem traditionellen Volumen zeigte. In einer Übersicht von 2017 weisen Sahetya et al. darauf hin, dass die Idealgewichtsmethode unvollkommen ist, weil das belüftete Lungenvolumen zwischen Personen gleicher Körpergröße wegen Unterschieden in Entzündung, Konsolidierung, Ödem und Atelektasen erheblich variiert [3]. Dennoch bleiben 6 mL/kg Idealgewicht die in den geltenden Leitlinien empfohlene Strategie, und bessere Methoden zur individuellen Titration des Tidalvolumens wie Driving Pressure und transpulmonaler Druck haben sie in der breiten klinischen Praxis noch nicht ersetzt [3].
Limitationen
Die Devine-Formel gilt für Erwachsene. Sie ist für Kinder nicht validiert und darf bei unter 18-Jährigen nicht verwendet werden, da dort die Beziehung zwischen Größe und Gewicht anders und altersabhängig ist.
Die Formel setzt eine bekannte und korrekte Körpergröße voraus. In Akutsituationen, besonders auf Intensivstationen, ist eine gemessene Größe oft nicht verfügbar und wird durch Schätzungen ersetzt, die um 5 bis 10 cm abweichen können, was ein falsches Idealgewicht und damit eine falsche Dosis oder ein falsches Tidalvolumen ergibt.
Das adjustierte Körpergewicht mit dem Korrekturfaktor 0,4 ist ein Kompromiss ohne starke empirische Grundlage. Der Faktor wurde nicht in großen prospektiven Studien validiert und kann je nach Verteilungsvolumen, Lipophilie und Clearance-Mechanismus des Arzneimittels sowohl zu Über- als auch zu Unterdosierung führen. Bei lipophilen Substanzen, bei denen die Fettmasse ein erhebliches Verteilungsvolumen darstellt, kann das adjustierte Körpergewicht das tatsächliche Verteilungsvolumen unterschätzen. Bei hydrophilen Substanzen, bei denen die Fettmasse pharmakokinetisch weniger bedeutsam ist, kann das adjustierte Körpergewicht das relevante Verteilungsvolumen weiterhin überschätzen [1].
Bei extremer Adipositas (BMI über 50) wird die Differenz zwischen Idealgewicht und aktuellem Gewicht so groß, dass auch das adjustierte Körpergewicht unplausible Dosen ergeben kann. Hier sollte die Dosierung, wo verfügbar, anhand eines therapeutischen Drug-Monitorings individualisiert werden, statt sich auf ein formelbasiertes Gewicht zu verlassen.
Das Instrument darf nicht bei größeren Amputationen verwendet werden, da die Körpergröße die verbleibende Körpermasse dann nicht abbildet. Bei Muskeldystrophie oder anderen Zuständen mit stark reduzierter Muskelmasse überschätzt das Idealgewicht das pharmakokinetisch relevante Gewebe.
Quellen
- Green B, Duffull SB. What is the best size descriptor to use for pharmacokinetic studies in the obese? Br J Clin Pharmacol 2004;58(2):119–133. PMID: 15255794
- Ingrande J, Lemmens HJ. Dose adjustment of anaesthetics in the morbidly obese. Br J Anaesth 2010;105 Suppl 1:i16–23. PMID: 21148651
- Sahetya SK, Mancebo J, Brower RG. Fifty Years of Research in ARDS. Vt Selection in Acute Respiratory Distress Syndrome. Am J Respir Crit Care Med 2017;196(12):1519–1525. PMID: 28930639