intensivmedizin
Mechanische Beatmung im Überblick
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. 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 (siehe Abbildung Komponenten des Atemwegsdrucks bei mechanischer Ventilation; dargestellt für einen Atemzug mit inspiratorischem Plateau (inspiratory hold) ). So, So ergibt sichresistiver Druckaus 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. PEEP=positiver endexspiratorischer Druck. Derelastische Druckist 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 (wie bei massivem Aszites oder massiver Fettleibigkeit) an. Weil Elastance und Compliance sich invers verhalten, ergibt sich bei hoher Elastance eine geringe Compliance. Derendexspiratorische Druckim 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 Atelektase None Große Pleuraerguss , 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) Derintrinsische 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. 