intensivmedizin
Mechanische Beatmung im Überblick
Möglichkeiten und Formen der mechanischen Ventilation
Mechanische Beatmungsgeräte sind: volumengesteuert: Abgabe eines konstanten Volumens mit jedem Atemzug (Drücke können variieren) druckgesteuert: Abgabe eines konstanten Drucks bei jedem Atemzug (abgegebenes Volumen kann variieren) Kombination aus volumen- und druckgesteuert Assistiert-kontrollierte Beatmungsmodi sind Modi, die eine minimale Atmungsfrequenz aufrechterhalten, unabhängig davon, ob der Patient eine spontane Atmung initiiert oder nicht. 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. Die einstellbaren Parameter des Beatmungsgeräts unterscheiden sich je nach Modus, umfassen dabei jedoch Atemfrequenz Tidalvolumen Trigger-Sensitivität Flussrate Wellenform Inspiratorisches/exspiratorisches (I/E) Verhältnis Bei der volumengesteuerten Beatmung wird ein bestimmtes Tidalvolumen abgegeben. Dieser Modus umfasst: Lautstärkeregelung (V/C) Synchronisierte intermittierende obligatorische Beatmung (SIMV) 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. SIMVermöglicht 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 Modus ist nach wie vor beliebt, obwohl Studien darauf hinweisen, dass er keine vollständige Unterstützung durch das Beatmungsgerät wie V/C bietet, die Befreiung des Patienten von der mechanischen Beatmung nicht erleichtert und den Patientenkomfort nicht verbessert. Bei der druckgesteuerten Beatmung wird ein bestimmter Inspirationsdruck erzeugt. Dieser Modus umfasst: Druckgesteuerte Beatmung (PCV) Druckunterstützte Beatmung (PSV) Nichtinvasive Modalitäten, die über eine eng anliegende Gesichtsmaske angewendet werden (mehrere Typen verfügbar) 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 der alveolären Ventilation führen. Weil es hierbei jedoch zu einer Begrenzung des Dehnungsdrucks auf die Lunge kommt, kann diese Beatmungsform theoretisch gerade für Patienten mit Akute hypoxämische respiratorische Insuffizienz (AHRF, ARDS) (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. Druckbeatmungist 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 derdruckunterstützenden Beatmungwerden 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 unter einen voreingestellten Wert fällt, der durch einen Algorithmus bestimmt wird. 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. Es gibt jedoch keine Studien, die darauf hindeuten, dass dieser Ansatz bei der Beendigung der mechanischen Beatmung erfolgreicher ist als andere. Bei der NIPPV („noninvasive positive pressure ventilation“) wird eine positive Druckventilation über eine dicht aufsitzende Maske, die Nase oder Nase und Mund überdeckt, verabreicht. NIPPV-Helme sind eine Alternative für Patienten, die die üblichen eng anliegenden Gesichtsmasken nicht vertragen. Aufgrund ihres Einsatzes bei spontan atmenden Patienten wird die NIPPV in erster Linie als eine Form der druckunterstützenden Beatmung oder zur Erzeugung eines endexspiratorischen Drucks eingesetzt, obwohl auch eine Volumenkontrolle möglich ist. (Siehe auch Durchführung der nichtinvasiven Überdruckbeatmung .) NIPPV kann gegeben werden als Continuous Positive Airway Pressure (CPAP-Beatmung) Biphasischer positiver Atemwegsdruck (BiPAP) BeiCPAPwird konstanter Druck während des Atemzyklus ohne zusätzliche inspiratorische Unterstützung aufrecht erhalten. Der Arzt stellt beiBiPAPsowohl 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 Endotracheale Intubation ist notwendig bei Ausbildung einer NIPPV kann im ambulanten Bereich eingesetzt werden. Zum Beispiel wird häufig CPAP bei Patienten mit Obstruktive 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. Die Einstellungen des Beatmungsgerätes werden auf die jeweiligen klinischen Bedingungen zugeschnitten, dennoch gelten gewisse Grundregeln. 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 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 Mechanische Aspekte der Ventilation -Werten (z. B. Patienten mit COPD oder Asthma) haben möglicherweise Schwierigkeiten, tief genug einzuatmen, um einen ausreichend negativen Atemwegsdruck zu erreichen. (Verhältnis Inspiration:Exspiration) 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 chronische obstruktive Dieinspiratorische Flussratekann 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. DerFio2(Anteil des eingeatmeten Sauerstoffs) wird zunächst auf 1,0 (100% Sauerstoff) eingestellt und anschließend auf den niedrigsten Wert gesenkt, der zur Aufrechterhaltung einer angemessenen Sauerstoffzufuhr erforderlich ist. 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 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.JAMA308:1651–1659, 2012. doi: 10.1001/jama.2012.13730 2.Guay J, Ochroch EA, Kopp S: Intraoperative use of low volume ventilation to decrease postoperative mortality, mechanical ventilation, lengths of stay and lung injury in adults without acute lung injury.Cochrane Database Syst RevJul; 2018(7): CD011151, 2018. doi: 10.1002/14651858.CD011151.pub3 3.Neto AS, Simonis FD, Barbas CS, et al: Lung-protective ventilation with low tidal volumes and the occurrence of pulmonary complications in patients without acute respiratory distress syndrome: A systematic review and individual patient data analysis.Crit Care Med43:2155–2163, 2015. doi: 10.1097/CCM.0000000000001189 4.Futier E, Constantin JM, Paugam-Burtz C, et al: A trial of intraoperative low-tidal-volume ventilation in abdominal surgery.N Engl J Med369:428–437, 2013. doi: 10.1056/NEJMoa1301082 5.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.Chest139:530–537, 2011. doi: 10.1378/chest.09-2293 Mechanische Beatmung erfolgt in der Regel mit dem Patienten in Rückenlage, 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. 0,6) benötigen, befürworten, haben erste Studien keine Verringerung der Sterblichkeit mit dieser Strategie gezeigt (diese Studien waren jedoch nicht ausreichend aussagekräftig und hatten andere Probleme mit dem Studiendesign). Eine nachfolgende durchgeführte, groß angelegte, prospektive Studie ( Literatur zur Lagerung des Patienten ) in mehreren Institutionen untersuchte Patienten mit gemäßigten schwerwiegenden Fällen von ARDS (PaO2: FiO2 < 150 mmHg 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. Es wird angenommen, dass Verbesserungen bei der Patientenauswahl und den Behandlungsprotokollen für die besseren Ergebnisse im Vergleich zu früheren Studien verantwortlich sind ( Die Bauchlage bei wachen, spontan atmenden, hypoxämischen Patienten mit COVID-19, die mit Sauerstoff aus der Nasenkanüle mit hohem Durchfluss versorgt werden, verringerte die Hypoxämie und reduzierte in einer großen klinischen Studie das Risiko eines Behandlungsversagens, definiert als Notwendigkeit einer Intubation oder Tod innerhalb von 28 Tagen ( Literatur zur Lagerung des Patienten ). Die Bauchlage ist bei Patienten mit Wirbelsäuleninstabilität oder erhöhtem intrakraniellem Druck kontraindiziert. Diese Position erfordert auch eine große Sorgfalt des Intensivstation-Personals, um Komplikationen wie Dislokation des Endotrachealtubus oder der intravaskulären Katheters zu vermeiden. 1.Guérin C, Reignier J, Richard JC, et al: Prone positioning in severe acute respiratory distress syndrome.N Engl J Med368(23):2159–2168, 2013. doi: 10.1056/NEJMoa1214103. 2.Scholten EL, Beitler JR, Prisk GK, et al: Treatment of ARDS with prone positioning.Chest151:215–224, 2017. doi: 10.1016/j.chest.2016.06.032. Epub 2016 Jul 8 3.Ehrmann S, Li J, Ibarra-Estrada M, et al: Awake prone positioning for COVID-19 acute hypoxaemic respiratory failure: a randomised, controlled, multinational, open-label meta-trial.Lancet Respir Med9(12):1387–1395, 2021. doi: 10.1016/S2213-2600(21)00356-8 , Riker-SAS (Riker Sedation-Agitation Scale) ) orientiert. 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. 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 ( Literatur zur Sedierung und Beruhigung ). Leider wurden diese Ergebnisse in einer größeren Follow-up-Studie zur frühen neuromuskulären Blockade bei ARDS nicht repliziert und mit einer leichteren Sedierung ohne neuromuskuläre Blockade verglichen ( 1.Papazian L, Forel JM, Gacouin A, et al: Neuromuscular blockers in early acute respiratory distress syndrome.N Engl J Med363:1107–1116, 2010. doi: 10.1056/NEJMoa1005372 2.National Heart, Lung, and Blood Institute PETAL Clinical Trials Network, Moss M, Huang DT, Brower RG, et al: Early neuromuscular blockade in the acute respiratory distress syndrome.N Engl J Med380(21):1997–2008, 2019. doi:10.1056/NEJMoa1901686 