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Atmungsunterstützung bei Neugeborenen und Säuglingen

Von

Arcangela Lattari Balest

, MD, University of Pittsburgh, School of Medicine

Inhalt zuletzt geändert Mrz 2018
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Erste Stabilisierungsmaßnahmen umfassen leichte taktike Stimulation, Kopfpositionierung und Absaugen des Mundes und der Nase, nach Bedarf gefolgt von

  • Zusätzlicher Sauerstoff

  • Continuous Positive Airway Pressure (CPAP-Beatmung)

  • Nichtinvasive positive Druckventilation (NIPPV)

  • Beutelbeatmung über Maske oder mechanische Beatmung

Neugeborene, die durch keine der oben genannten Maßnahmen mit Sauerstoff versorgt werden können, benötigen eine sorgfältige kardiale Untersuchung, um angeborene kardiopulmonale Anomalien auszuschließen und eine Behandlung mit hochfrequenter, oszillatorischer Beatmung, Stickoxid, eine extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO) oder beides.

Sauerstoff

Sauerstoff kann mit einer Nasenkanüle, einer Gesichtsmaske oder einer Sauerstoffmaske verabreicht werden. Die Sauerstoffkonzentration sollte so eingestellt werden, dass eine Pao2 von 50–70 mmHg bei reifen Neugeborenenund 50–80 mmHg bei Terminkindern oder eine Sauerstoffsättigung von 90 bis 94% in Frühgeborenen und 92 bis 96% in Terminkindern erreicht wird. Ein niedriger Pao2 bei Frühgeborenen reicht aus, um eine volle Sättigung des Hämoglobin zu gewährleisten, da das fetale Hämoglobin eine höhere Affinität zu O2 aufweist. Ein höherer Pao2 birgt das Risiko einer Retinopathie. Es spielt keine Rolle, auf welche Art und Weise O2 verabreicht wird, er muss auf jeden Fall angefeuchtet und angewärmt (36–37° C) sein, um das Auskühlen und Austrocknen der Sekrete und einen Bronchospasmus zu verhindern.

Bei Neugeborenen, die einen Anteil an inspiriertem (Fio2) 40% benötigen, wird ein arterieller Umbilikalkatheter (UAC) gelegt, um die Blutgase messen zu können. Kann dies nicht geschehen, werden der Blutdruck und die Blutgase über eine arterielle Kanüle überwacht.

Neugeborene, die auf all diese Behandlungen nicht ansprechen, benötigen Flüssigkeit, um das Herzzeitvolumen zu verbessern und sind Kandidaten für eine CPAP-, Beutel- oder Maskenbeatmung (40–60 Atemzüge/min). Wenn ein Säugling nicht oxygeniert werden kann oder eine länger andauernde Beutel- und Maskenbeatmung benötigt, sollte er intubiert und mechanisch beatmet werden. Sehr unreife Neugeborene (z. B. < 28 Gestationswochen oder < 1000 g) werden normalerweise sofort nach der Geburt beatmet, damit sie eine präventive Surfactanttherapie erhalten können. Da die Ursache für Atemnot bei Neugeborenen oft eine bakterielle Sepsis ist, ist es allgemein üblich bei Neugeborenen, die einen sehr hohen O2-Bedarf haben, Blutkulturen anzulegen und Antibiotika zu verabreichen, bis die Kulturergebnisse erhältlich sind.

Continuous Positive Airway Pressure (CPAP-Beatmung)

Kontinuierlicher positiver Atemwegsdruck (CPAP) liefert O2 bei einem positiven Druck von 5–7 mm H2O. Dies hält die Alveolen offen und verbessert die Oxygenierung durch Verminderung des Blutvolumens, das durch atelektatische Flächen geshuntet wird, während das Kind spontan atmet. CPAP kann durch eine Nasenbrille oder verschiedene andere Apparaturen bereitgestellt werden; außerdem kann CPAP bei endotrachealer Intubation über ein herkömmliches Beatmungsgerät verabreicht werden, bei dem die Atemfrequenz auf Null gestellt wird.

CPAP ist dann indiziert, wenn ein Fio2 40% nötig ist, um eine akzeptable Sättigung mit Pao2 (50–70 mmHg) bei Säuglingen mit Atemnot zu erreichen und die Zeitdauer begrenzt ist (z. B. Atelektasen, leichtes Atemnotsyndrom, Lungenödem). Bei diesen Säuglingen kann CPAP eine erforderliche mechanische Beatmung verhindern.

Nichtinvasive positive Druckventilation (NIPPV)

NIPPV ({blank} Mechanische Beatmung im Überblick : Nichtinvasive positive Druckventilation (NIPPV)) liefert eine positive Druckbeatmung unter Verwendung von Nasenzinken oder Nasenmasken. Sie kann synchronisiert (d. h. durch die Inspirationsanstrengung des Kindes ausgelöst) oder unsynchronisiert sein. NIPPV kann eine Sicherungsrate bieten und die spontanen Atemzüge eines Kindes vermehren. Der Spitzendruck kann auf die gewünschten Grenzen gesetzt werden. Sie ist besonders nützlich bei Patienten mit Apnoe, um die Extubation zu erleichtern und Atelektase zu verhindern.

Maschinelle Beatmung

Trachealtuben sind für die mechanische Beatmung erforderlich ({blank} Endotracheale Intubation):

  • Trachealtuben mit einem Durchmesser von 2,5 mm (die kleinste Größe) werden in der Regel für Säuglinge verwendet < 1250 g.

  • 3 mm für Säuglinge von 1250–2500 g

  • 3,5 mm für Säuglinge > 2500 g

Während der Intubation sollte sicherheitshalber O2 verabreicht werden. Die orotracheale Intubation wird bevorzugt. Orotracheale Intubation ist bevorzugt. Das Rohr sollte so eingefügt werden, dass die

  • 7 cm-Markierung bei Säuglingen, die 1 kg wiegen, an der Lippe ist

  • 8 cm-Markierung bei Säuglingen mit 2 kg

  • 9 cm-Markierung bei Säuglingen mit 3 kg

Die Spitze des Endotrachealtubus sollte etwa auf halbem Weg zwischen Schlüsselbein und Karina auf dem Röntgenbild der Brust positioniert werden, was ungefähr dem Wirbelniveau T2 entspricht. Falls Lage oder Durchgängigkeit zweifelhaft sind, sollte der Tubus entfernt werden, das Kind erneut über eine Maske beatmet und der Tubus erneut gelegt werden. Bei einer plötzlichen Verschlechterung der Beatmungssituation (plötzliche Veränderung von Sauerstoffsättigung, Blutgasen, Blutdruck oder Durchblutung) muss der Tubus sofort auf seine Lage und Durchgängigkeit überprüft werden. Beatmungsgeräte können das Atemgas entweder mit einem vorgegebenen Druck oder mit einem vorgegebenen Volumen applizieren.

Sie sind entweder assistiert kontrolliert (AC, dabei wird das Beatmungsgerät so eingestellt, dass es bei jeder Einatmung des Patienten einen vollen Atemzug abgibt) oder mit einer intermittierenden, obligatorischen Beatmung eingestellt (IMV, bei der das Beatmungsgerät eine Anzahl von Atemzügen in einer bestimmten Zeitspanne abgibt und der Patient dazwischen selber atmen kann, ohne das Atemgerät zu triggern). Sie können auch mit einer normalen oder hohen Atemfrequenz arbeiten (400–900 Atemzüge/min). Die optimale Art der Beatmung hängt von der Reaktion des Säuglings ab. Volumenbestimmte Beatmungsgeräte werden als nützlich für größere Kinder mit sich änderndem Lungenwiderstand betrachtet (z. B. bei bronchopulmonaler Dysplasie), da sie bei jedem Atemzug ein gesichertes Atemvolumen sicherstellen und somit eine angemessene Beatmung ermöglichen. Der AC-Modus wird häufig zur Behandlung von weniger schweren Lungenerkrankungen und zur Verringerung der Abhängigkeit von Beatmungsgeräten verwendet, wobei eine geringe Erhöhung des Atemwegsdrucks oder ein kleines Gasvolumen bei jeder Spontanatmung möglich ist. Hochdruckjetventilation, oszillierende und Fluss-unterbrechende Beatmungsgeräte werden bei extrem früh geborenen Säuglingen verwendet (< 28 Wochen) und bei einigen Säuglingen mit air leaks, erweiterter Atelektase oder Lungenödemen.

Die initialen Ventilatoreinstellungen werden je nach dem Schweregrad der Atemstörung geschätzt. Typische Einstellungen für ein Kleinkind mit mäßiger Atemnot sind

  • FIO2 = 40%

  • Inspirationszeit (IT) = 0,4 s

  • Ausatmungszeit = 1,1 s

  • IMV oder AC-Rate = 40 Atemzüge/min

  • Spitzeninspirationsdruck (PIP) = 15 cm H2O für Säuglinge mit geringem Geburtsgewicht und bis zu 25 cm H2O für Säuglinge bis kurz vor der 40 SSW

  • Oositiver endexspiratorischer Druck (PEEP) = 5 cm H2O

Diese Einstellungen können der Oxygenierung des Kindes, den Bewegungen der Thoraxwand, den Atemgeräuschen und den Atemanstrengungen und den arteriellen oder kapillaren Blutgasen angepasst werden.

  • Der Paco2 kann durch die Erhöhung des Minutenvolumens verringert werden, entweder durch die Erhöhung des Gesamtvolumens (Erhöhung PIP oder Verringerung PEEP) oder eine Erhöhung der Atemfrequenz.

  • Erhöht wird der Pao2 durch einen höheren Fio2 oder einen höheren Atemwegsmitteldruck (höherer PIP, PEEP oder Atemfrequenz oder verlängerte IT).

Patientengetriggerte Beatmungsgeräte kommen oft zum Einsatz, um den vom Ventilator abgegebenen Atemhub mit dem Beginn des spontanen Atemzugs des Patienten zu synchronisieren. Es scheint, dass dies die Beatmungszeit verkürzen und das Barotrauma vermindern kann. Ein drucksensitiver, luftgefüllter Ballon, der mit einem Druckaufnehmer (Graseby-Kapsel) verbunden und auf dem Abdomen des Kindes genau unterhalb des Xiphoids befestigt ist, kann den Beginn der Zwerchfellkontraktionen ermitteln. Ein mit Hilfe eines Tubusadapters angebrachter Fluss- oder Temperatursensor kann den Beginn der spontanen Atmung registrieren.

Beatmungsdrücke und -volumina sollten so niedrig wie möglich sein, um ein Barotrauma und eine bronchopulmonale Dysplasie zu verhindern. Eine Erhöhung des Paco2 ist tolerierbar, solange der pH 7,25 (erlaubte Hyperkapnie) bleibt. Genauso ist ein Pao2 von nur 40 mmHg zulässig, solange der Blutdruck normal ist und keine metabolische Azidose vorliegt.

Eine begleitende Behandlung der mechanischen Beatmung besteht bei einigen Patienten in

  • Paralytika

  • Sedierung

  • Stickstoffmonoxid

Paralytika (z. B. Vecuronium- oder Pancuroniumbromid 0,03–0,1 mg/kg i.v. alle 1–2 h nach Bedarf [mit einer Pancuroniumtestdosis von 0,02 mg/kg bei Neugeborenen]) und Sedativa (z. B. Fentanyl 1–4 mcg/kg i.v. alle 2–4 h oder Midazolam 0,05–0,15 mg/kg i.v. über 5 min alle 2–4 h) können die endotracheale Intubation erleichtern und das Kind ruhighalten, damit die spontanen Bewegungen und Atemzüge die optimale Beatmung nicht stören. Diese Medikamente sollten selektiv verwendet werden, da paralysierte Kinder eine längere Ventilatorunterstützung benötigen und sich damit das Risiko eines Barotraumas erhöht.

Inhaliertes Stickoxid (5–20 ppm) kann für eine refraktäre Hypoxie verwendet werden, wenn eine pulmonale Konstriktion zu dieser Hypoxie beiträgt (z. B. idiopathische pulmonale Hypertonie, Pneumonie oder kongenitale Zwerchfellhernie und kann den Einsatz von ECMO verhindern

Eine Entwöhnung von der künstlichen Beatmung kann vorgenommen werden, sobald der Atmungszustand sich verbessert. Der Säugling kann durch ein Ausschleichen entwöhnt werden.

  • Fio2

  • Inspirationsdruck

  • Rate

Continuous-flow-Ventilatoren mit einem positiven Druck ermöglichen dem Kind die spontane Atmung gegen den PEEP, während die Beatmungsfrequenz erniedrigt wird. Die Rate wird reduziert, wenn der Säugling einen größeren Anteil der Atemarbeit übernimmt. Säuglinge, die eine angemessene Sauerstoffversorgung und Beatmung auf niedrigeren Einstellungen aufrechterhalten, tolerieren typischerweise eine Extubation. Der letzte Schritt in der Entwöhnung vom Beatmungsgerät ist die Applikation von nasalem oder nasopharyngealem kontinuierlichem positivem Atemwegsdruck (CPAP oder NIPPV) und schließlich bei Bedarf die Gabe von angefeuchtetem O2 in den Inkubator oder über eine Sauerstoffbrille.

Kinder mit einem sehr niedrigen Geburtsgewicht können meist besser von der Beatmung entwöhnt werden, wenn gleichzeitig Methylxanthine (z. B. Aminophyllin, Theophyllin, Koffein) verabreicht werden. Methylxanthine sind zentral wirksame Substanzen, die das Atemzentrum stimulieren und Apnoephasen und Bradykardien, die die Entwöhnung vom Beatmungsgerät verzögern, vermindern können. Koffein wird deshalb bevorzugt, weil es besser verträglich, einfacher zu verabreichen, sicherer ist und weniger Überwachung erfordert. Kortikosteroide, einst für die Entwöhnung vom Beatmungsgerät und zur Behandlung chronischer Lungenkrankheiten routinemäßig benutzt, werden bei Frühgeborenen nicht mehr länger empfohlen, da die Risiken (z. B. vermindertes Wachstum, Entwicklungsverzögerung) den Nutzen überwiegen. Die einzige Ausnahme besteht bei todkranken Kindern; in diesem Fall sollten aber die Eltern über den Nutzen und die Risiken informiert werden.

Komplikationen

Zu den häufigeren Komplikationen maschineller Beatmung bei Neugeborenen gehören

Extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO)

ECMO ist eine Form des kardiopulmonalen Bypasses, der bei Kindern verwendet wird, die nicht adäquat durch konventionelle Beatmungsgeräte oxygeniert oder ventiliert werden können. Die Auswahlkriterien variieren von Zentrum zu Zentrum. Im Allgemeinen sollte das Kind an einer reversiblen Krankheit leiden (z. B. persistierender, pulmonaler Hochdruck, angeborene Zwerchfellhernie, massive Pneumonie) und < 7 Tage mechanisch beatmet worden sein.

Nach einer systemischen Heparinisierung zirkuliert das Blut durch einen großlumigen Katheter von der V. jugularis interna zum Membranoxygenator, der als künstliche Lunge dient, das CO2 entfernt und O2-gesättigtes Blut zuführt. Mit Sauerstoff angereichertes Blut fließt dann wieder zur V. jugularis interna (venovenöse ECMO) oder zu den Karotiden (venoarteriale ECMO). Die venoarterielle ECMO wird verwendet, wenn sowohl die Atmung als auch der Kreislauf unterstützt werden muss (z. B. bei einer massiven Sepsis). Die Flussrate kann an die gewünschte O2- Sättigung und den angestrebten Blutdruck angeglichen werden.

ECMO ist bei Kindern < 34 Wochen und < 2 kg aufgrund des Risikos der intraventrikulären Blutung unter der systemischen Heparinisierung kontraindiziert. Zu den Komplikationen von ECMO zählen Thrombembolie, Luftembolie, neurologische (Schlaganfall, Krampfanfälle) oder hämatologische (z. B. Hämolyse, Neutropenie, Thrombozytopenie) Probleme und ein cholestatischer Ikterus.

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