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Mechanische Beatmung im Überblick

Von

Bhakti K. Patel

, MD,

  • University of Chicago

Inhalt zuletzt geändert Apr 2018
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Quellen zum Thema

Eine maschinelle Beatmung kann sein

Die Auswahl des geeigneten Verfahrens setzt ein grundlegendes Verständnis der Atemmechanik voraus.

Indikationen

Es gibt zahlreiche Indikationen für die endotracheale Intubation und die mechanische Beatmung (siehe Tabelle: Situationen, die eine Sicherung der Atemwege erforderlich machen), aber im Allgemeinen sollte die mechanische Beatmung berücksichtigt werden, wenn es klinische oder Laboranzeichen dafür gibt, dass der Patient keine Kontrolle über seine Atmung hat oder über keine angemessene Sauerstoffversorgung oder Ventilation verfügt.

Zu den Befunden gehören u. a.

  • Atemfrequenz > 30 min

  • Unfähigkeit, die arterielle Sauerstoffsättigung  >  90% mit fraktioniertem Sauerstoff (Fio2)  > 0.60 aufrechtzuerhalten

  • PaCO2  >50 mm Hg with pH < 7,25

Die Entscheidung über die Einleitung einer mechanische Beatmung sollte nach einer klinischen Abwägung, die die gesamte klinische Situation berücksichtigt, getroffen werden und sollte nicht verzögert werden, bis der Patient kritisch wird.

Mechanische Aspekte der Ventilation

Die normale Inspiration führt zu einem negativen intrapleuralen Druck, sodass sich ein Druckgradient zwischen der Atmosphäre und den Lungenalveoli ergibt, aus dem das Einatmen resultiert. Bei mechanischer Beatmung entsteht dieser Druckgradient aus dem (positiven) Druck, der von der Beatmungsquelle ausgeht.

Der Atemwegsspitzendruck wird zum Zeitpunkt der Eröffnung des Atemweges (Pao) gemessen und routinemäßig von einem Beatmungsgerät angezeigt. Dieser Druck repräsentiert den Gesamtdruck, der erforderlich ist, um ein Gasvolumen in die Lunge zu drücken. Er setzt sich aus den Drücken zusammen, die sich aus dem inspiratorischen Flusswiderstand (resistiver Druck), den elastischen Rückstellkräften der Lunge und der Brustwand (elastischer Druck) sowie aus dem alveolären Druck zu Beginn des Atemzuges (positiver endexspiratorischer Druck [PEEP]) ergeben ( Komponenten des Atemwegsdrucks bei mechanischer Ventilation; dargestellt für einen Atemzug mit inspiratorischem Plateau (inspiratory hold).). So

equation

So ergibt sich resistiver Druck aus dem Widerstand im Beatmungssystem und dem Luftstrom. Beim mechanisch beatmeten Patienten kommt es zu einem Widerstand gegenüber dem Gasfluss, der im Kreissystem der Beatmungseinheit, dem Endotrachealtubus und vor allem in den Atemwegen des Patienten auftritt. Merke: Auch wenn diese Einflussfaktoren konstant gehalten werden, führt ein gesteigerter Fluss zu einer Steigerung des resistiven Drucks.

Komponenten des Atemwegsdrucks bei mechanischer Ventilation; dargestellt für einen Atemzug mit inspiratorischem Plateau (inspiratory hold).

PEEP = positiver endexspiratorischer Druck.

Komponenten des Atemwegsdrucks bei mechanischer Ventilation; dargestellt für einen Atemzug mit inspiratorischem Plateau (inspiratory hold).

Der elastische Druck ist das Produkt aus der elastischen Rückstellkraft der Lungen und der Brustwand (Elastance) und dem Volumen des verabreichten Gases. Bei einem vorgegebenen Volumen steigt der elastische Druck durch Zunahme der Lungensteifheit (wie bei Lungenfibrose) oder durch die eingeschränkte Exkursionsfähigkeit von Brustwand oder Zwerchfell (z. B. auch bei massivem Aszites oder massiver Fettleibigkeit) an. Weil Elastance und Compliance sich invers verhalten, ergibt sich bei hoher Elastance eine geringe Compliance.

Der endexspiratorische Druck im Bereich der Alveolen entspricht normalerweise dem atmosphärischen Druck. Wenn allerdings die Alveolen aufgrund einer Atemwegobstruktion nicht vollständig entleert werden oder die Zeitdauer der Exspiration verkürzt ist, kann der endexspiratorische Druck gegenüber dem Atmosphärendruck positiv werden. Diesen Druck bezeichnet man als intrinsischen PEEP oder Auto-PEEP. Damit wird ausgedrückt, dass er sich von einem extern zugeführten (therapeutischen) PEEP, der durch die jeweilige Einstellung eines Beatmungsgerätes oder die Anwendung einer eng sitzenden Maske einen positiven Druck im Bereich des Atemweges entstehen lässt, unterscheidet.

Jede Anhebung des Atemwegsspitzendrucks (z. B. > 25 cm H2O) sollte unmittelbar von einer Messung des endinspiratorischen Drucks (Plateaudruck) gefolgt sein. Dies geschieht mit einem endinspiratorischen Atemanhalt („end-inspiratory hold maneuver“), um so die relativen Anteile des resistiven und elastischen Drucks zu ermitteln. Bei diesem Manöver wird das Exhalationsventil für etwa 0,3–0,5 Sekunden im Anschluss an die Inspiration geschlossen gehalten. Während dieser Zeit fällt der Atemwegsdruck vom Maximalwert in Abhängigkeit von der Abnahme des Atemstroms ab. Der sich daraus ergebende endinspiratorische Druck stellt nach Abzug des PEEP den elastischen Druck dar (vorausgesetzt, der Patient unternimmt keine aktiven Kontraktionen der inspiratorischen oder exspiratorischen Muskulatur zum Messzeitpunkt). Die Differenz zwischen Spitzen- und Plateaudruck ist dann der resistive Druck.

Erhöhter resistiver Druck (z. B. >10 cm H2O) lässt eine Verstopfung des Endotrachealtubus mit Sekret, intraluminale Hindernisse und Ansammlungen von Sekret oder auch einen Bronchospasmus vermuten.

Erhöhter elastischer Druck (z. B,.> 10 cm H2O) weist auf eine verminderte Lungencompliance hin, aufgrund von

  • Ödem, Fibrose oder Lobar-Atelektase

  • Große Pleuraergüsse, Pneumothorax oder Fibrothorax

  • Extrapulmonale Einschränkung, wie sie bei umlaufenden Verbrennungen oder anderen Brustwanddeformitäten, Aszites, Schwangerschaft oder massiver Fettleibigkeit auftreten kann

  • Ein Tidalvolumen, das für die zu beatmende Lungenmenge zu groß ist (z. B. wenn ein normales Tidalvolumen an eine einzelne Lunge abgegeben wird, weil der Endotrachealtubus falsch positioniert ist)

Der intrinsische PEEP (auto PEEP) kann bei passiven Patienten mit Hilfe des endexspiratorischen Atemhalts („end-expiratory hold“) ermittelt werden. Unmittelbar vor einem Atemzug wird das Exspirationsventil für 2 Sekunden geschlossen. Der Atemstrom nimmt ab, der resistive Druck wird dabei eliminiert. Der sich dann ergebende Druck reflektiert den intraalveolären Druck am Ende der Exspiration (intrinsischer PEEP). Obwohl eine genaue Messung davon abhängt, dass der Patient am Beatmungsgerät vollständig passiv ist, ist der Einsatz einer neuromuskulären Blockade ausschließlich zur Messung des intrinsischen PEEP unberechtigt. Eine nichtquantitative Methode zur Ermittlung des intrinsischen PEEP ist die Betrachtung des Verlaufs der exspiratorischen Flusskurve. Dauert der exspiratorische Flow bis zum nächsten Atemzug an, oder geht der Thorax vor Beginn des nächsten Atemzyklus nicht in die Ausgangsposition zurück, liegt ein intrinsischer PEEP vor. Aus einer Erhöhung des intrinsischen PEEP ergibt sich eine vermehrte Atemarbeit bei zugleich gemindertem venösem Rückstrom, der zu einer verminderten kardialen Funktion und Hypotension führen kann.

Der Nachweis eines intrinsischen PEEP sollte unmittelbar zur Suche nach den Ursachen einer Atemflussminderung Anlass geben (z. B. Sekrete in den Atemwegen; verringerter elastischer Rückstoß; Bronchospasmus), obwohl ein hohes Atemminutenvolumen (> 20 l/min) auch ohne das Vorliegen einer Atemwegsobstruktion zu einem intrinsischen PEEP führen kann. Sollte eine Begrenzung des Atemstroms vorliegen, kann durch Verkürzung der Inspirationszeit der intrinsische PEEP reduziert werden (z. B. durch Erhöhung des inspiratorischen Flows oder durch Senken der Beatmungsfrequenz). Dies führt dazu, dass ein größerer Anteil des Atemzyklus für die Exspiration zur Verfügung steht.

Möglichkeiten und Formen der mechanischen Ventilation

Beatmungsgeräte werden so eingestellt, dass sie mit jedem Atemzug ein konstantes Volumen (volumenkontrolliert), einen konstanten Druck (druckkontrolliert) oder eine Kombination von beiden liefern. Beatmungsmodi, die eine minimale Atmungsrate halten, unabhängig davon, ob der Patient eine spontane Atmung initiiert, werden als assistiert-kontrollierte Beatmung (A/C) bezeichnet. Drücke und Volumina sind in der Druck-Volumen-Kurve verbunden. Jedes vorgegebene Volumen führt somit zu einem zugehörigen Druckwert und umgekehrt. Dies ist unabhängig davon, ob der Ventilator druck- oder volumenkontrolliert arbeitet.

Bei Ventilatoren lassen sich verschiedene Beatmungsparameter einstellen: Atemfrequenz, Atemzugvolumen (Tidalvolumen), Triggersensitivität, Flussrate, Form der Beatmungskurve sowie Atemzeitverhältnis (Inspirations-/Exspirations-Verhältnis, „I/E-Ratio“).

Volumenbeatmung

In diesem Modus, der die Volumen-kontrollierte Beatmung (A/C) und die SIMV-Beatmung („synchronized intermittent mandatory ventilation“) umfasst, verabreicht das Beatmungsgerät jeweils ein einstellbares Atemhubvolumen. Der sich daraus ergebende Atemwegsdruck ist nicht von vornherein festgelegt, sondern variiert in Abhängigkeit von Resistance und Elastance des respiratorischen Systems und wird zudem durch die eingestellte Flussrate beeinflusst.

V/C-Ventilationstellt somit die einfachste und auch effektivste Möglichkeit für eine vollständig mechanische Beatmung dar. Hier führt jeder Atemantrieb, der einen eingestellten Schwellenwert übersteigt, zu einem fest eingestellten Atemhub. Falls der Patient dieses System nicht oft genug triggert, verabreicht der Ventilator die Atemhübe selbstständig und stellt somit ein gewünschtes Minimum von Atemzügen pro Zeiteinheit sicher.

SIMV ermöglicht auch das Einstellen einer Frequenz und eines Volumens, das mit den Atembemühungen des Patienten synchronisiert wird. Im Unterschied zum V/C-Modus werden die Atembestrebungen des Patienten, die sich oberhalb einer gewählten Atemfrequenz befinden, nicht assistiert. Dennoch ist das Inspirationsventil offen und der Patient kann ungehindert atmen. Dieser Beatmungsmodus ist nach wie vor populär, auch wenn hiermit nicht vollständig kontrolliert beatmet werden kann (wie bei der V/C-Ventilation), es nicht einfach ist, den Patienten von einer mechanischen Beatmung zu entwöhnen, und der Modus den Komfort des Patienten nicht erhöht.

Druckbeatmung

Dieser Form der mechanischen Beatmung umfasst die druckkontrollierte Beatmung (PCV), die druckunterstützte Beatmung (PSV) sowie verschiedene nichtinvasive Modi, die über eine dicht aufgesetzte Gesichtsmaske appliziert werden können. Allen diesen Methoden ist jedoch gemeinsam, dass der Ventilator einen voreingestellten inspiratorischen Druck verabreicht. Dies bedeutet, das Atemzugvolumen wird vom Widerstand und von der Elastizität des respiratorischen Systems bestimmt. Bei diesem Beatmungsmodus können mechanische Veränderungen im Atemsystem zu unbemerkten Veränderungen des Atemminutenvolumens führen. Weil es hierbei jedoch zu einer Begrenzung des Dehnungsdrucks auf die Lunge kommt, kann diese Beatmungsform theoretisch gerade für Patienten mit akutem Atemnotssyndrom (ARDS) günstig sein. Dennoch sind bislang klare klinische Vorteile gegenüber einer V/C-Ventilation nicht nachgewiesen worden. Zudem ist der Ausdehnungsdruck identisch, wenn das Volumen, das mit Druckbeatmung und V/C-Ventilation geliefert wird, gleich ist.

Druckbeatmung ist eine druckkontrollierte Form der A/C-Ventilation. Jeder Atemansatz des Patienten, der eine gesetzte Schwelle überschreitet, wird mit einer vollständigen Druckunterstützung durch den Respirator beantwortet. Dabei ist die Zeitdauer der Inspiration ebenso festgelegt wie eine minimale Beatmungsfrequenz.

Bei der druckunterstützenden Beatmung werden die Atemzüge vom Patienten getriggert. Bei PSV wird keine minimale Zahl der Atemzüge festgesetzt. Der Ventilator hilft dem Patienten, indem er einen Druck liefert, der auf einem konstanten Level gehalten wird, bis der Inspirationsfluss des Patienten unterhalb eines zuvor festgelegten Algorithmus fällt. Dies bedeutet, je länger oder ausgedehnter der Atemversuch des Patienten ist, desto größer ist das Zugvolumen. Diese Beatmung ist die am meisten verbreitete Methode, um Patienten von der mechanischen Beatmung zu entwöhnen. Hier kann der Patient allmählich mehr und mehr Atemarbeit selbst übernehmen. Allerdings ist nicht bewiesen, dass diese Methode erfolgreicher ist.

Nichtinvasive positive Druckventilation (NIPPV)

Bei der NIPPV („noninvasive positive pressure ventilation“) wird eine positive Druckventilation über eine dicht aufsitzende Maske, die Nase oder Nase und Mund überdeckt, verabreicht. Helme, die NIPPV liefern, werden als eine Alternative für Patienten untersucht, die die standardmäßigen, eng anliegenden Atemmasken nicht gut vertragen. Wegen des Einsatzes bei spontan atmenden Patienten wird NIPPV meist als eine Form von PSV appliziert, obwohl auch volumenkontrolliert beatmet werden kann.

NIPPV kann gegeben werden als

  • Continuous Positive Airway Pressure (CPAP-Beatmung)

  • Bilevel positiver Atemwegsdruck (BiPAP)

Bei CPAP wird konstanter Druck während des Atemzyklus ohne zusätzliche inspiratorische Unterstützung aufrecht erhalten.

Der Arzt stellt bei BiPAP sowohl den positiven exspiratorischen Druck („expiratory positive airway pressure“, EPAP), als auch den inspiratorischen positiven Atemwegsdruck („inspiratory positive airway pressure“, IPAP) ein. Dabei werden die Atemzüge vom Patienten getriggert.

In beiden Modi, weil bei diesem Vorgehen der Atemweg nicht gesichert ist, besteht kein Aspirationsschutz. Daher muss der Patient über einen angemessenen Grad der Wachheit mit ausreichenden Schutzreflexen verfügen, um eine Aspiration zu vermeiden. Auch sollte keine unmittelbar geplante operative Maßnahme oder ein längerer Transport des Patienten bevorstehen. Eingetrübte Patienten oder solche mit vermehrter Sekretion innerhalb der Atemwege sind für NIPPV nicht gut geeignet. NIPPV ist ebenfalls nicht geeignet für hämodynamisch instabile Patienten, ebenso nicht bei Patienten mit einer verzögerten Magenentleerung wie etwa bei Ileus, intestinalen Obstruktionen im Allgemeinen oder auch Schwangerschaft. In solchen Fällen könnte eine größere Luftingestion zu Erbrechen und zu einer lebensbedrohlichen Aspiration führen. Zudem muss IPAP so eingestellt werden, dass der Wert unterhalb des Ösophagusöffnungsdrucks (20 cm H2O) liegt, um damit eine Insufflation des Magens zu vermeiden.

Die Überführung der NIPPV in eine konventionelle mechanische Beatmung mit endotrachealer Intubation ist notwendig bei Ausbildung einer Schocksituation, bei hochfrequenten Arrhythmien oder myokardialer Infarzierung mit notwendigem Transport zum Herzkatheterlabor oder OP, wo dann die Kontrolle der Atemwege mit vollständiger ventilatorischer Unterstützung notwendig wird.

NIPPV kann im ambulanten Bereich eingesetzt werden. Zum Beispiel wird häufig CPAP bei Patienten mit obstruktiver Schlafapnoe verwendet, während BiPAP bei Patienten verwendet werden kann, die ein begleitendes Obesitas-Hypoventilationssyndrom haben, oder für eine langfristige Beatmung bei Patienten mit neuromuskulären oder Brustwanderkrankungen.

Ventilatoreinstellungen

Die Einstellungen des Beatmungsgerätes werden auf die jeweiligen klinischen Bedingungen zugeschnitten, dennoch gelten gewisse Grundregeln.

Das Hubvolumen und die Beatmungsfrequenz bestimmen das Atemminutenvolumen. Ein zu hohes Volumen birgt die Gefahr einer Überblähung, ein zu geringes Volumen dagegen die Gefahr einer Atelektase. Ein zu hohes Volumen kann zur Hyperventilation und zur respiratorische Alkalose zusammen mit einer unzureichenden Ausatmungszeit und AutoPEEP führen; ein zu niedriges Volumen gefährdet das Atemminutenvolumen und kann zu einerrespiratorischen Azidose führen. Ein geringes Atemzugvolumen von 6 bis 8 ml/kg ideales Körpergewicht (IBW- Einstellung des Beatmungsgeräts bei ARDS) wurde zunächst für Patienten mit ARDS empfohlen. Ein solches niedriges Tidalvolumen ist jedoch normalerweise auch bei bestimmten Patienten mit normaler Lungenmechanik angebracht (1, 2) wie bei denjenigen, die während der Operation eine mechanische Beatmung erhalten (3, 4). Bei anderen Patienten (z. B. Patienten mit Trauma, Obtundation, schwerer Azidose) kann mit einem etwas höheren Atemzugvolumen (z. B. 8 bis 10 ml/kg) begonnen werden. Bei Patienten mit Lungenerkrankungen, die eine maschinelle Beatmung benötigen, wird eher das Idealgewicht (IBW) als das reale Körpergewicht zur Bestimmung des angemessenen Tidalvolumens herangezogen:

equation

Die Anpassung der Sensitivität bestimmt das Ausmaß des negativen Drucks, den der Patient aufwenden muss, um den Ventilator zu triggern. Eine typische Einstellung dieser Triggerschwelle ist dabei –2 cm H2O. Wird der Wert zu hoch gewählt (z. B. tiefer als –2cm H2O), ist der Patient nicht imstande, einen Triggerimpuls zu starten. Ein zu geringer Wert (z. B. höher als –2cm H2O) dagegen kann zur Hyperventilation führen, indem sich die Ventilation durch eine Form der Eigentriggerung der Steuerung durch den Patienten entzieht. Patienten mit hohen AutoPEEP können Schwierigkeiten haben, tief genug zu atmen, um einen ausreichenden negativen Einatmungsdruck zu erreichen.

Das VerhältnisI:E ist das Verhältnis von Einatmungszeit zu Ausatmungszeit. Das I:E-Verhältnis kann bei einigen Beatmungsmodi eingestellt werden. Die normale Einstellung für Patienten ohne Störung der Atemmechanik ist grundsätzlich 1:3. Patienten mit Asthma oder COPD-Exazerbationen sollten ein Verhältnis von 1:4 oder sogar höher erhalten, um den Anteil des AutoPEEP zu begrenzen.

Die inspiratorische Flussrate kann bei einigen Methoden auf andere Weise eingestellt werden (es wird aber entweder nur die Flussrate oder das Atemzeitverhältnis verändert, nicht beide Parameter zugleich). Der inspiratorische Flow sollte grundsätzlich auf etwa 60 l/min eingestellt werden, kann jedoch auf bis zu 120 l/min bei Patienten mit limitiertem Atemstrom angehoben werden, um mehr Zeit für die Exhalation zu ermöglichen und somit AutoPEEP zu begrenzen.

Fio2 wird zunächst auf 1,0 gesetzt und anschließend auf das niedrigste Niveau herabgesenkt, um eine angemessene Oxygenierung aufrecht zu erhalten.

PEEP kann bei jeder dieser Beatmungsmodi eingesetzt werden. PEEP steigert das endexspiratorische Lungenvolumen und beugt somit dem Verschluss der Atemwege am Ende der Exspiration vor. Die meisten Patienten, die eine maschinelle Beatmung erfahren, profitieren von der PEEP-Anwendung in Höhe von etwa 5 cm H2O. Somit kann der Entstehung von Atelektasen entgegengewirkt werden. Die Ausbildung von Atelektasen ist ein häufiges Problem nach endotrachealer Intubation, Sedierung, Paralyse und/oder Beatmungstherapie in Rückenlage. Höhere PEEP-Werte verbessern die Sauerstoffversorgung bei Erkrankungen wie kardiogenes Lungenödem und ARDS. PEEP erlaubt die Verwendung geringerer Werte von Fio2 unter Beibehaltung einer adäquaten arteriellen Oxygenierung. Dieser Effekt ist besonders im Hinblick auf die Begrenzung der Lungentraumatisierung durch hohe inspiratorische Sauerstofffraktionen (Fio2 ≥ 0,6) bedeutsam. PEEP erhöht den intrathorakalen Druck und kann somit den venösen Rückstrom behindern, was eine Hypotonie bei einem hypovolämischen Patienten provozieren kann, und Teile der Lunge überdehnen kann, wodurch eine ventilationssinduzierte Lungenschädigung entstehen kann (VALI). Wenn dagegen PEEP zu niedrig ist, kann es zu einer zyklischen Atemwegöffnung und -schließung kommen, welche ebenfalls zu VALI durch die sich daraus ergebenden wiederholten Reißkräfte führen kann. Es ist wichtig zu berücksichtigen, dass sich die Druckvolumenkurve für verschiedene Bereiche der Lunge unterscheidet. Diese Schwankungen führen dazu, dass die Volumenzunahme bei gegebenem PEEP in abhängigen Lungenbereichen geringer ist als in nicht-abhängigen Bereichen.

Referenzen der Ventilatoreinstellungen

  • 1. Serpa Neto A, Cardoso SO, Manetta JA, et al: Association between use of lung-protective ventilation with lower tidal volumes and clinical outcomes among patients without acute respiratory distress syndrome: A meta-analysis. JAMA 308:1651–1659, 2012. doi: 10.1001/jama.2012.13730.

  • 2. Gajic O, Dara SI, Mendez JL, et al: Ventilator-associated lung injury in patients without acute lung injury at the onset of mechanical ventilation. Crit Care Med 32:1817–1824, 2004.

  • 3. Futier E, Constantin JM, Paugam-Burtz C, et al: A trial of intraoperative low-tidal-volume ventilation in abdominal surgery. N Engl J Med 369(5):428–437, 2013. doi: 10.1056/NEJMoa1301082.

  • 4. Yang M, Ahn HJ, Kim K, et al: Does a protective ventilation strategy reduce the risk of pulmonary complications after lung cancer surgery? A randomized controlled trial. Chest 139:530–537, 2011. doi: 10.1378/chest.09-2293.

Positionierung des Patienten

Mechanische Beatmung erfolgt in der Regel mit dem Patienten in halbaufrechter Position. Jedoch bei Patienten mit ARDS die Bauchlage eine bessere Sauerstoffversorgung vor allem durch die Schaffung von mehr gleichmäßiger Belüftung herbeiführen. Gleichmäßige Belüftung verringert den Anteil der Lungen, die keine Belüftung haben (d. h. die Menge von Shunts), die im Allgemeinen am größten in den dorsalen und kaudalen Lungenregionen ist, während sie eine minimale Wirkung auf die Perfusionsverteilung hat.

Obwohl viele Forscher sich für eine versuchsweise Bauchlage bei Patienten mit ARDS aussprechen, die hohen PEEP (z. B. > 12 cm H2O) und Fio2 (z. B. > 0,6) erfordern, haben Studien bis vor kurzer Zeit keine Verbesserung der Sterblichkeit für diese Positionierung gezeigt (allerdings waren diese Studien gewöhnlicherweise untermotorisiert). Eine kürzlich durchgeführte, groß angelegte, prospektive Studie in mehreren Institutionen untersuchte Patienten mit gemäßigten schwerwiegenden Fällen von ARDS (PaO2: FIO2 < 150 mm Hg auf FIO2 ≥ 0,6, PEEP > 5 cm H2O) und einem Atemvolumen von etwa 6 ml/kg. Diese Patienten verbrachten während der Beatmung randomisiert ≥ 16 h in Bauchlage oder in Rückenlage. Die Studie, die insgesamt 466 Patienten einbezog, fand eine niedrigere Mortalität für 28 und 90 Tage in der Gruppe, die in Bauchlage gelegen hatte, ohne dass es zu einem signifikanten Auftreten von mit der Behandlung zusammenhängender Komplikationen kam (1).

Die Bauchlage ist bei Patienten mit Wirbelsäuleninstabilität oder erhöhtem intrakraniellem Druck kontraindiziert. Diese Position erfordert auch eine große Sorgfalt des ICU-Personals, um Komplikationen wie Dislokation des Endotrachealtubus oder der intravaskulären Katheters zu vermeiden.

Referenzen der Positionierung des Patienten

Sedierung und Beruhigung

Obwohl viele Patienten die Beatmung über einen Endotrachealtubus ohne Beruhigungsmittel tolerieren, verlangen einige eine intravenöse Verabreichung von Beruhigungsmitteln (z. B. Propofol, Lorazepam, Midazolam) und Analgetika (z. B. Morphin, Fentanyl), um Stress und Angst zu minimieren. Diese Medikamente können auch zu einem gewissen Grad zu einer Verminderung des Energieaufwands führen, wodurch die CO2-Produktion und der O2-Verbrauch gesenkt werden kann. Die Dosis sollte auf die gewünschte Wirkung hin titriert werden, unter Befolgung der Leitlinien zur Sedierung bzw. Analgesie. Patienten mit ALI/ARDS, die eine mechanische Beatmung benötigen, wird in der Regel eine höhere Sedierung und Analgesie verordnet. Der Einsatz von Propofol über einen Zeitraum, der länger als 24 bis 48 h ist, erfordert eine regelmäßige Kontrolle der Serum-Triglyzeride. Es liegen Hinweise darauf vor, dass eine kontinuierlich verabreichte intravenöse Sedierung die Dauer der machinellen Beatmung verlängert. Deswegen ist es das Ziel eine ausreichende, jedoch nicht übermäßige Sedierung, die durch eine kontinuierliche Sedierung mit täglichen Unterbrechungen oder intermittierende Infusionen erreicht werden kann.

Neuromuskuläre Blocker werden wegen der Gefahr einer längeren neuromuskuläre Schwäche und der Notwendigkeit einer kontinuierlichen starken Sedierung nicht standardmäßig bei Patienten mit mechanischen Beatmung verwendet. Allerdings zeigte eine Studie eine geringere Mortalität nach 90 Tagen bei Patienten, die 48 h neuromuskuläre Blocker erhalten hatten (1). Ausnahmen, die von einer neuromuskulären Blockade profitieren können, sind Patienten, die einige der anspruchsvolleren und komplizierteren Formen der mechanischen Beatmung nicht tolerieren und Zittern verhindern, wenn die Kühlung nach einem Herzstillstand eingesetzt wird.

Referenzen der Sedierung und Beruhigung

Komplikationen und Schutzvorkehrungen

Die Komplikationen der mechanischen Beatmung lassen sich unterteilen in solche, die sich aus folgenden Gründen ergeben

  • Endotracheale Intubation

  • Maschinelle Beatmung selbst

  • Längerfristige Immobilität und Unfähigkeit, normal zu essen

Ein endotrachealer Tubus birgt die Gefahr einer Sinusitis (die jedoch selten von klinischer Bedeutsamkeit ist), einer ventilatorassoziierten Pneumonie ( Im Krankenhaus erworbene Pneumonie), einer Trachealstenose, von Schädigungen der Stimmlippen sowie in seltenen Fällen von tracheoösophagealen oder tracheovaskulären Fisteln (selten). Eitriges Trachealaspirat bei einem fiebrigen Patienten, der > 48 h nach der Beatmung eine erhöhte Leukozytenanzahl aufweist, legt eine entilatorassoziierte Pneumonie nahe.

Komplikationen bei laufender Beatmung sind Pneumothorax, O2-Toxizität, Hypotonie und VALI.

Sauerstofftoxizität bezieht sich auf entzündliche Veränderungen, alveoläre Infiltration und schließlich auf Lungenfibrose, die sich nach längerer Exposition mit hohem F entwickeln könnenio2 (z. B, >0.6). Die Toxizität ist konzentrations- und zeitabhängig. Eine Fio2> 0,6% sollte immer dann vermieden werden, wenn dies nicht für das Überleben des Patienten unerlässlich ist. Liegt die Fio2 unterhalb von 0,6%, so wird dies dagegen für lange Zeit gut toleriert.

Beatmungsbedingte Lungenverletzung (VALI), manchmal als beatmungsinduzierte Lungenverletzung bezeichnet, ist eine alveoläre Verletzung, die mit der mechanischen Beatmung zusammenhängt. Mögliche Mechanismen umfassen eine Überdehnung der Alveolen (d. h. Volutrauma) und die Scherkräfte, die durch wiederholtes Öffnen und Zusammenfallen von Alveolen (d. h. Atelektrauma) erzeugt werden, was zur Freisetzung von Entzündungsmediatoren führt, was wiederum zu einer erhöhten Alveolarpermeabilität, Flüssigkeitsansammlung und einem Verlust an Tensid führt.

Wenn sich eine akute Hypotonie bei einem mechanisch beatmeten Patienten entwickelt, vor allem dann, wenn sie von Tachykardie und/oder einem plötzlichen Anstieg des inspiratorischen Drucks begleitet wird, sollte immer ein Spannungspneumothorax in Betracht gezogen werden; Patienten mit solchen Befunden sollten sofort eine Brustuntersuchung und eine Röntgenaufnahme erhalten (oder eine sofortige Behandlung, wenn die Untersuchung ein Bestätigungstest ist). Häufiger ist die Hypotonie ein Ergebnis der sympathetischen Lysis durch sedierende Wirkstoffe oder Opioide, die zur Vereinfachung der Intubation und Beatmung eingesetzt werden. Eine Hypotonie wird auch durch die Minderung des venösen Rückstroms aufgrund des erhöhten intrathorakalen Drucks hervorgerufen. Dies ergibt sich vor allem dann, wenn hohe PEEP-Drücke eingesetzt werden. Die gleiche Situation entsteht bei hohem intrinsischem PEEP durch Asthma oder COPD. Wenn sich keinerlei physikalische Hinweise auf das Vorliegen eines Spannungspneumothorax ergeben, jedoch eine ventilationsbedingte Ätiologie der Hypotonie nicht ausgeschlossen werden kann, sollte der Patient unter Einsatz einer portablen Röntgeneinheit vom Ventilator diskonnektiert und vorsichtig via Beatmungsbeutel (mit 2–3 Atemzügen/min und 100%iges O2 inspiratorisch) ventiliert werden. Währenddessen wird Flüssigkeit intravenös gegeben (z. B. 500–1000 ml 0,9%ige NaCl-Lösung, bei Kindern 20 ml/kg). Eine unmittelbar einsetzende Verbesserung der Hypotonie legt eine ventilationsbedingte Ursache nahe. In diesen Fällen muss dann die Ventilatoreinstellung entsprechend korrigiert werden.

Relative Immobilität erhöht das Risiko für venöse thromboembolische Erkrankungen, Hautschäden und Atelektase.

Die meisten Krankenhäuser haben standardisierte Protokolle, um Komplikationen zu reduzieren. Das Anheben des Kopfendes des Bettes auf > 30 ° verringert das Risiko von ventilatorassoziierter Pneumonie und das routinemäßige Drehen des Patienten alle 2 h verringert das Risiko von Hautschäden (siehe Vorbeugung von Druckgeschwüren). Bei allen Patienten, die maschinell beatmet werden, sollte eine Thromboseprophylaxe durch 5000 Einheiten Heparin (8–12-stündlich) mit/ohne apparative intermittierende Kompression eingeleitet werden. Um eine gastrointestinale Blutung möglichst zu verhindern, ist die Gabe von H2-Blockern (z. B. Ranitidin 150 mg bzw. Famotidin 20 mg p.o. bzw. 12-stündlich intravenös) oder Sucralfat (1 g p.o. im Abstand von jeweils 6 h) angezeigt. Protonenpumpenblocker sollten Patienten vorbehalten bleiben, bei denen schon eine im Vorfeld bestehende Indikation gegeben ist oder solchen, die eine floride Blutung aufweisen. Routinemäßige Ernährungsauswertungen sind zwingend notwendig und sollten initiiert werden, wenn eine laufende mechanische Beatmung geplant ist.

Nicht vergessen werden sollte, dass die effektivste aller Möglichkeiten, die Komplikationen von maschineller Beatmung zu begrenzen, die Begrenzung dieser Beatmung selbst ist. Tägliche "Sedierungspausen" und versuchsweise Spontanatmung unter Beobachtung helfen, den frühesten Zeitpunkt, ab dem der Patient von mechanischen Unterstützung befreit werden kann, zu bestimmen.

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