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ÖGARI-Leitlinien zur invasiven Beatmung von IntensivpatientenW. Oczenski, Ch. HörmannINHALTSVERZEICHNISI)Respiratorische InsuffizienzII) Indikation zur maschinellen Beatmung und Auswahl der AtemhilfeIII) Grundeinstellung des Respirators für die postoperativeNachbeatmungIV) Beatmungsstrategien beim ARDS (Acute Respiratory DistressSyndrome)IVa) Extrakorporale Gasaustauschverfahren1

I) Respiratorische Insuffizienz1) Begriffsdefinitionen und KlinikEine respiratorische Insuffizienz liegt vor, wenn die für die Aufrechterhaltung einessuffizienten Gasaustausches notwendige Atemarbeit vom Patienten nicht mehr aufgebrachtwerden kann. Die pulmonale O2-Aufnahme ist in Folge so stark beeinträchtigt, dass eineausreichende O2-Versorgung der Gewebe bzw. eine ausreichende Elimination vonKohlendioxid nicht mehr gewährleistet ist. Abbildung 1 fasst die Symptome der (drohenden)respiratorischen Insuffizienz zusammen.Abb.1 Symptome der (drohenden) respiratorischen Insuffizienz.Klinische Symptome der (drohenden) respiratorischen Insuffizienz: Tachypnoe (Atemfrequenz 35/min) - LEITSYMPTOM!Abnahme des Atemzugvolumens"Schaukelatmung" ("Froschbauchatmung", paradoxe Atmung)Einsatz der AtemhilfsmuskulaturFakultativ Dyspnoe Zyanose Psychomotorische Unruhe Schwitzen Tachykardie, HypertonieErhöhter Sympatikotonus Respiratorische Alkalose in der Blutgasanalyse (PaO2 , PaCO2 )Als Hypoxämie wird ein verminderter arterieller Sauerstoffgehalt infolge Abfall des PaO2auf 70 mmHg unter Raumluft bezeichnet.Hypoventilation ist als unzureichende Abatmung von CO2 definiert. In der Blutgasanalysefindet sich eine arterielle Hyperkapnie mit einem PaCO2 50 mmHg.2) Pathogenese und PathophysiologieGrundsätzlich unterscheidet man zwischen 3 Ursachen der respiratorischen Insuffizienz, dieals eigenständige Formen oder in Kombination auftreten können: Gasaustauschstörungen durch Erkrankungen des Lungenparenchyms Störungen der Ventilation, d.h des Atemgastransportes, durch eine Schwäche oder einVersagen der Atempumpe ( Atemmuskulatur) Gasaustauschstörungen als Folge von Perfusionsstörungen der Lunge.Operative Eingriffe führen sowohl zu einer Beeinträchtigung der Atemmechanik als auch zueiner Verschlechterung des pulmonalen Gasaustausches. Durch diese postoperativauftretenden Lungenveränderungen kommt es zu einer Verminderung des Atemzugvolumens,der statischen und dynamischen Lungenvolumina, zu einer Erhöhung der Atemfrequenz undzu einer Erniedrigung des Sauerstoffpartialdrucks.2

Insbesondere nach Oberbauchlaparotomien und Thorakotomien kommt es zu einer klinischausgeprägten Beeinträchtigung der Lungenfunktion, die sich am besten als "akute Restriktionaller Lungenvolumina" beschreiben lässt. Das Ausmaß dieser pulmonalen Funktionseinbußeist gekennzeichnet durch eine Abnahme der Vitalkapazität um 50% bis zu 75% Abnahme der funktionellen Residualkapazität um bis zu 35% Abnahme des inspiratorischen Reservevolumens auf bis zu 90%des Ausgangswertes.Die Herabsetzung der statischen Lungenvolumina ist vor allem bedingt durch: Operationsbedingte dorso-basale Atelektasen infolge erhöhtem intraabdominellen Drucksunterschiedlicher Genese Wundschmerzen mit konsekutiver oberflächerlicher „Schonatmung“mit niedrigem Atemzugvolumen und erhöhter Atemfrequenz Verminderung des Hustenstoßes Sekretretention „Hang over“ von Narkotika und MuskelrelaxantienWährend postoperativ vor allem mechanische Faktoren für das Auftreten einer akutenrespiratorischen Insuffizienz verantwortlich sind, treten bei kritisch kranken Patientenbiochemische Faktoren mit Aktivierung von körpereigenen Kaskaden- und Mediatorsystemenin den Vordergrund, die zur Entwicklung eines akuten Lungenversagens führen ( ALI/ARDS).Die respiratorische Insuffizienz wird unterteilt in ein Lungenparenchymversagen (Oxygenationsversagen) und in ein Atempumpversagen (Ventilationsversagen) (Abb.2)Beim pulmonalen Parenchymversagen (Oxygenationsversagen) steht die Störung derOxygenierung ( PaO2 , AaDO2 ) im Vordergrund Hypoxämisches Lungenversagen.Das pulmonale Pumpversagen (Ventilationsversagen) ist durch eine insuffizienteElimination von CO2 ( PaCO2 ) gekennzeichnet Hyperkapnisches Lungenversagen.3

Abb. 2. Formen der respiratorischen Insuffzienz.Respiratorische st an funktionellemLungengewebeMangelnde Druckdifferenz, umAtemgastransport zu gewährleisteninfolge Störung von- Atemantrieb- Muskelkraft- AtemmechanikOxygenierung CO2-Elimination ZusammenfassungDie Tabellen 1-3 geben einen Überblick über die verschiedenen Ursachen und Formen derrespiratorischen Insuffizienz.Tab. 1 Ursachen der akuten postoperativen respiratorischen Insuffizienz. Verminderung des LungenvolumensAtelektasenbildung durch- Obturation im Bereich des Bronchialsystems (Schleimpfropf, Fremdkörper)- erhöhter intraabdomineller Druck (Darmparalyse, Aszites)- Pleuraerguss- Zwerchfellhochstand (morbide Adipositas; abdominelles Kompartmentsyndrom) Verminderung der Zwerchfell- und Thoraxwandexkursionen- Schonatmung infolge SCHMERZEN!- Zentrale Dämpfung („Hang over“ von Narkotika, Muskelrelaxantien)- Erhöhter intraabdomineller Druck Verminderung des Hustenstoßes- Schonatmung infolge SCHMERZEN!- Zentrale Dämpfung („Hang over“ von Narkotika, Muskelrelaxantien)- Zähflüssiges Bronchialsekret (Dyskrinie)- Erhöhter intraabdomineller Druck Herz-Kreislaufinsuffizienz- Kreislaufschock unterschiedlicher GeneseKardiale Dekompensation4

LungenembolieSepsis/SIRSMassivblutungTab. 2 Überblick über die verschiedenen Ursachen für ein Lungenparenchymversagen.Ursachen für ein Lungenparenchymversagen ALI/ARDS (pulmonal-extrapulmonal)PneumonieKardiogenes LungenödemLungenfibrose (primär-sekundär)Tab. 3 Überblick über die verschiedenen Ursachen für ein Atempumpversagen.1. Zentrale Ursachen Störung im Atemzentrum (z.B. SHT, Intoxikation) Störung im zervikalen oder thorakalen Rückenmark (z.B. traumatischer Querschnitt,Tetanus)2. Periphere Ursachena Störungen der Atemmechanik:Obstruktive und restriktive VentilationsstörungenStörung der Thoraxwandintegrität (z.B. Serienrippenfraktur bei Thoraxtrauma)KyphoskolioseZwerchfellhernieMorbide Adipositasb Peripher neuromuskulär: Störung der neuromuskulären Überleitung (z.B. Myasthenia gravis, degenerativeMuskelerkrankungen, „Hang over“ von Muskelrelaxantien, Botulismus) Polyneurititiden (z. B. Guillain-Barré-Syndrom, toxisch, infektiös) Muskelschwäche nach Langzeitbeatmung (Atrophie, Critical illness polyneuropathy)5

II) Indikation zur maschinellen Beatmung und Auswahl der Atemhilfe1) Indikation zur maschinelle AtemhilfeDie Indikation zum Einsatz einer maschinellen Atemhilfe ist gegeben, wenn entweder ein Lungenparenchymversagen oder ein Atempumpversagenvorliegt (Abb.3).Der Patient ist nicht mehr imstande, die für einen adäquaten Gasaustausch notwendigeAtemarbeit zu leisten. In der Blutgasanalyse gilt dabei als Richtwert ein PaO2-Abfall auf 50mm Hg unter Raumluftatmung bei gleichzeitiger Tachypnoe 35/min.Abb. 3. Indikation zur maschinellen Atemhilfe.Indikation zur maschinellen AtemhilfePulmonales ParenchymversagenPulmonales PumpversagenHypoxämisches Lungenversagen OxygenationsversagenHyperkapnisches Lungenversagen VentilationsversagenStörung der OxygenationStörung der VentilationStörung der CO2-EliminationPaO2 PaCO2 Atemarbeit zur Aufrechterhaltung eines suffizienten Gasaustauscheskann nicht mehr aufgebracht werden.Maschinelle Beatmung erfordert nicht zwangsläufig die Intubation! Die initiale Atemhilfekann auch nicht-invasiv (NIV Non invasive Ventilation) über eine dichtsitzende MundNasen-Maske, Vollgesichtsmaske oder einen Beatmungshelm erfolgen.Da sich die NIV in den letzten Jahren als eigenständige Therapieform vor allem beimKrankheitsbild der COPD etabliert hat, wird die Durchführung dieser Beatmungsstrategiegesondert behandelt.6

2) Klassifizierung der Atemhilfen (Beatmungsformen)Für die Behandlung der respiratorischen Insuffizienz stehen eine Reihe unterschiedlicherBeatmungsformen (Atemhilfen) in den Intensivrespiratoren zur Verfügung.Die Beatmungsform (Atemhilfe) beschreibt den Anteil der Atemarbeit, die der Patient leisten muss bzw. den Anteil, welcher vomRespirator übernommen wird (kontrolliert oder augmentiert), d.h. die Interaktion zwischen Patient und Respirator sowie die Freiheitsgrade (Druck oder Volumen) während der Beatmung.Die kontrollierte Beatmung ist heutzutage lediglich Teil einer Gesamtpalette von Methoden,die uns als Atemhilfen zur Verfügung stehen. Kontrollierte und augmentierende Atemhilfenunterscheiden sich im Grad der Atemarbeit, die vom Respirator übernommen wird.Wird diegesamte Atemarbeit vom Respirator übernommen, spricht man von kontrollierter odermandatorischer Beatmung. Übernimmt der Patient einen Teil der Atemarbeit, spricht man vonaugmentierter oder assistierter Atemhilfe (Abb.4).Abb. 4 Formen der maschinellen Atemhilfen.Maschinelle AtemhilfenKontrolliertAtemarbeit übernimmtzur Gänze derRespiratorAugmentiertAtemarbeit übernimmtzum Teil der Respirator,zum Teil der PatientSpontanAtemarbeit übernimmtfast zur Gänze derPatientBei der kontrollierten Beatmung wird die Inspiration unabhängig von einer eventuellbestehenden Eigenatmung des Patienten eingeleitet, d.h. es erfolgt keinerlei Synchronisationzwischen Patient und Beatmungsgerät. Der Respirator übernimmt die gesamte Atemarbeit undsteuert Zeitablauf und Größe eines jeden verabreichten Atemhubes.Kontrollierte Beatmungsformen werden unterteilt in Volumenkontrollierte ( volumenregulierte) Beatmung (VCV): Atemhubvolumen wird vorgegeben, inspiratorischer Flow ist konstant.Freiheitsgrad: Inspiratorscher Atemwegsdruck Druckkontrollierte Beatmung ( druckregulierte) Beatmung (PCV): Beatmungsdruckamplitude ( Inspirationsdruck minus PEEP) wird vorgegeben,inspiratorischer Flow ist dezelerierend.Freiheitsgrad: Atemhubvolumen Hybridformen ( Mischformen) basierend auf einer Volumenregelung druckregulierte volumenkonstante Beatmung (PRVC, Autoflow, Bi-Level VG) Volumenkontrollierte Beatmung mit druckkontrolliertem Beatmungsmuster,7

inspiratorischer Flow ist dezelerierend.Augmentierende Atemhilfen können als Kombination von maschineller Atemhilfe undSpontanatmung zur Unterstützung einer insuffizienten Spontanatmung definiert werden.An augmentierenden Atemhilfen steht eine Reihe von Beatmungsverfahren zur Verfügung: Kontinuierlicher positiver Atemwegsdruck (CPAP)Biphasischer positiver Atemwegsdruck (BIPAP/APRV, Bi-Vent, Bi-Level, DuoPAP)Druckunterstützte Spontanatmung (PSV/ASB, IHS, BiPAP)Druckunterstützte, volumenkonstante Spontanatmung (VS)Druckunterstützte proportionale Spontanatmung (PAV/PPS, NAVA)Synchronisierte intermittierende maschinelle Beatmung (SIMV)In Abhängigkeit vom Hersteller und Beatmungsgerät werden für die aufgelisteten Atemhilfenunterschiedliche, zum Teil markenrechtlich geschützte Bezeichnungen verwendet. OhneSpontanatmung entspricht BIPAP einer druckkontrollierten Beatmung (PCV). Aus diesemGrund wird in Abhängigkeit vom Hersteller und Beatmungsgerät der PCV-Modus gänzlichdurch die Beatmungsform BIPAP ersetzt. Aus Gründen der Einfachheit werden die erstmaligpublizierten Bezeichnungen angeführt und auf die Synonyma von Atemhilfen nicht nähereingegangen.Methoden der Unterstützung der SpontanatmungA) Modulation des Atemzugvolumens durch maschinelle DruckunterstützungJede spontane Einatembemühung des Patienten resultiert in einer maschinellenDruckunterstützung durch das Beatmungsgerät ( augmentierte oder assistierteSpontanatmung). Es erfolgt eine Modulation des Atemzugvolumens (VT) durch maschinelleUnterstützung eines jeden einzelnen Atemzugs (Breath to breath support).Atemhilfen PSV/ASB: Konstante Druckunterstützung, unabhängig der patienteneigenen Atemarbeit.PAV/PPS: Variable Druckunterstützung, proportional zur patienteneigenen Atemarbeit.NAVA:Variable Druckunterstützung, proportional zum elektrischen Zwerchfellsignal.B) Modulation des Atemminutenventilation durch maschinelle DruckunterstützungAugmentation der Minutenventilation durch intermittierende maschinelle Atemhübe währendnicht-assistierter Spontanatmung. Der spontane Atemzug erfährt keine Druckunterstützung(nicht augmentierter spontaner Atemzug).Atemhilfen BIPAP/APRV: Druckkontrollierte Beatmung und die Möglichkeit der Spontanatmung inunabhängiger Abfolge.Spontanatmung während der maschineller In- und Exspiration möglich( simultane Spontanatmung) SIMV:Volumen- oder druckkontrollierte Beatmung und die Möglichkeit derSpontanatmung in zeitlicher Abfolge.Spontanatmung nur während der maschinellen Exspiration möglich8

( sequenzielle Spontanatmung)Vorteile augmentierender Atemhilfen in der Intensivbeatmung Erhaltene Zwerchfellmotilität- Geringere Atrophie der Atemmuskulatur- Physiologische Verteilung des inspiratorischen Atemgases- Bessere Belüftung der dorso-basalen Lungenkompartimente- Atelektasenprophylaxe durch Belüftung und Rekrutierung von dorso-basalenAlveolarkompartimentenVerbesserung des Ventilations-/Perfusions-Verhältnisses ( BIPAP)Verbesserung des GasaustauschesGeringerer Bedarf an AnalgosedierungGeringere hämodynamische NebenwirkungenGeringerer Bedarf an KatecholaminenSchnellere Entwöhnung vom Respirator3) BeatmungsmusterDas Beatmungsmuster beschreibt den zeitlichen Verlauf von Druck, Volumen und Flow unddamit die intrapulmonale Gasverteilung innerhalb eines Atemzyklus.Das Beatmungsmuster wird durch folgende Einstellgrößen am Respirator bestimmt: Inspiratorische Druckdifferenz (Pinsp minus PEEP) bzw. Atemhubvolumen (VT) Frequenz (f) Positiver endexspiratorischer Druck (PEEP) Verhältnis von Inspirationszeit zu Exspirationszeit (I:E-Verhältnis) Inspiratorische Sauerstofffraktion (FIO2)Bei der Einstellung des Beatmungsmusters muss zwischen Oxygenationsparametern undVentilationsparametern unterschieden werden (Tabelle 4).Tab. 4 Ventilations- und Oxygenationsparameter unter maschineller r Steuerung des PaCO2Steuerung des PaO2Atemhubvolumen (VT)FIO2Inspiratorische Druckdifferenz(Pinsp minus PEEP)PEEPAtemfrequenz (f)I:E-Verhältnis9

III) Grundeinstellung des Respirators für die postoperative NachbeatmungIn der postoperativen Nachbeatmung kommen vor allem folgende Beatmungsformen zumEinsatz: Kontrollierte Beatmunga) Druckkontrollierte Beatmung (PCV, BIPAP)b) Volumenkontrollierte Beatmung (VCV)c) Druckregulierte volumenkonstante Beatmung (PRVC, Autoflow, Bi-Level-VG) Druckunterstützte Spontanatmung (PSV/ASB)1) Biphasic Positive Airway Pressure (BIPAP)Synonyma: BIPAP, Bi-Vent, DuoPAP, Bi-LevelBIPAP ist eine zeitgesteuerte, druckkontrollierte Atemhilfe mit der Möglichkeit derungehinderten (simultanen) Spontanatmung unabhängig vom mandatorischen Atemzyklus.Ohne Spontanatmung entspricht BIPAP einer druckkontrollierten Beatmung (PCV).Einstellgrößen am Respirator (in Abhängigkeit vom Respiratortyp und Hersteller) Oberes (inspiratorisches) Druckniveau (Pinsp) Unteres (exspiratorisches) Druckniveau (PEEP) Zeitdauer des oberen Druckniveaus (Tinsp) und der Atemfrequenz (f) o d e r Zeitdauer des oberen und des unteren Druckniveaus (Thoch und TPEEP) o d e r mandatorisches I:E-Verhältnis und Atemfrequenz (f) Inspiratorische Sauerstoffkonzentration (FIO2) Druckanstiegsgeschwindigkeit (”Rampe”) Flowtrigger oder DrucktriggerGrundeinstellung des Respirators (in Abhängigkeit vom Respiratortyp und Hersteller) Oberes Druckniveau (Pinsp): Unteres Druckniveau (PEEP): Zielgröße: Atemhubvolumen (VT):10-12 mbar über PEEP5–8 mbar6-8 ml/kg KG (bezogen auf Idealgewicht) Druckanstiegsgeschwindigkeit (Rampe)0,2 sec 10/min (nach PaCO2 bzw. PetCO2) oder2 sec4 sec10/min (nach PaCO2 bzw. PetCO2)Mandatorische Atemfrequenz (f)Phasenzeit Thoch Tinsp:Phasenzeit TPEEP:Mandatorische Atemfrequenz (f) Inspiratorische O2-Konzentration (FIO2): Flowtrigger50% bzw. nach PaO22-5 l/minIm BIPAP-Modus wird der Inspirationsdruck zumeist als absoluter Druck, d.h. unabhängigvom PEEP-Niveau, eingestellt. Die inspiratorische Druckdifferenz errechnet sich aus derDifferenz von Inspirationsdruck minus PEEP.10

Ist der PaO2 niedrig, kann die Oxygenierung durch folgende Maßnahmen verbessertwerden: Erhöhung der FIO2 (symptomatische Therapie). Gleichgerichtete Erhöhung des unteren Druckniveaus (PEEP) und des oberenDruckniveaus (Insp. Druckdifferenz bleibt gleich keine Änderung der Ventilation).- PEEP Pinsp Gegensinnige Veränderung der Phasenzeiten und in Abhängigkeit vomweiteren pulmonalen Gasaustausch schrittweiser Übergang auf Inverse Ratio-BIPAP.- Tinsp f konstant oder- Tinsp TPEEP Ist der PaCO2 erhöht oder erniedrigt, wird die Ventilation durch folgende Maßnahmenkorrigiert: PaCO2 erniedrigt :(Hyperventilation) Reduktion des oberen Druckniveaus Erniedrigung der Atemfrequenz PaCO2 erhöht (Hypoventilation): Erhöhung des oberen Druckniveaus Erhöhung der AtemfrequenzDer wesentliche Vorteil des BIPAP-Modus gegenüber den PCV-Modus besteht in derungehinderten Spontanatmung, wodurch ein fließender Übergang von einer kontrolliertenBeatmung bis hin zur völligen Spontanatmung (CPAP-Atmung) ermöglicht wird, ohne dieBeatmungsform wechseln zu müssen.Im BIPAP-Modus kann der Patient zu jedem Zeitpunkt des mandatorischen Atemzyklus, d.h.sowohl auf dem unteren als auch auf dem oberen Druckniveau spontan atmen, indem dasExspirationsventil öffnet, wenn der Atemwegsdruck den am Exspirationsventil angelegtenSteuerdruck ( Pinsp bzw. PEEP) überschreitet ( Patient atmet aus). Über einenRegelmechanismus gibt das exspiratorische Membranventil gerade soviel Atemgas frei, wiefür die Konstanthaltung des Atemwegsdrucks notwendig ist ( offenes System).Unterschreitet der vorgegebene Steuerdruck den Atemwegsdruck ( Patient atmet ein), wirdvom Respirator Atemgas nachgeliefert, um den Atemwegsdruck konstant zu haltenVereinfacht kann man BIPAP auch als ein Spontanatemverfahren auf zwei unterschiedlichenCPAP-Druckniveaus definieren. Fehlt die Spontanatmung, liegt eine zeitgesteuerte,druckkontrollierte Beatmung vor.2) Volumenkontrollierte BeatmungBei einer volumenkontrollierten (volumenkonstanten) Beatmung wird ein vorgegebenesAtemhubvolumen (Tidalvolumen) bezogen auf das Idealgewicht des Patienten vomRespirator appliziert. Die resultierenden Atemwegsdrücke sind abhängig von der Höhe deseingestellten Tidalvolumens und den atemmechanischen Eigenschaften (Compliance undResistance) des Patienten. Die Höhe des Inspirationsflows ist entweder direkt wählbar oderresultiert aus der Einstellung der Inspirationsdauer. Ist der Inspirationsflow so hoch, dass daseingestellte Tidalvolumen bereits vor Ablauf der Inspirationszeit erreicht wird, ergibt sicheine inspiratorische Pause ( No-Flow-Phase bei geöffnetem Inspirationsventil).11

Da die volumenkontrollierte Beatmung ein einfacher und sicherer Beatmungsmodus ist,kommt er bevorzugt für die Beatmung der gesunden Lunge zur Anwendung ( Überbrückung des narkosebedingten Ventilationsausfalls).Einstellgrößen am Respirator bei volumenkontrollierter Beatmung Atemhubvolumen (VT)Atemfrequenz (f)Positiver endexspiratorischer Druck (PEEP)I:E-Verhältnis oder Inspirationszeit (Tinsp)Inspiratorischer FlowInspiratorische Sauerstoffkonzentration (FIO2)Obere DruckbegrenzungGrundeinstellung des Respirators bei volumenkontrollierter Beatmung Atemhubvolumen: 6-8 ml/kg KG (bezogen auf Idealgewicht)Atemfrequenz: 10-15/min (nach PaCO2 bzw. PetCO2)Positiver endexspiratorischer Druck (PEEP): 5-8 mbarI:E -Verhältnis: 1:2 oder Inspirationszeit (Tinsp)Niedriger inspiratorischer Flow: 30-40 l/min (kurze endinspiratorische Pause)Inspiratorische Sauerstoffkonzentration (FIO2): 50% bzw. nach PaO2Obere Druckbegrenzung: 30 mbarDer wesentliche Nachteil von volumenkontrollierten Beatmungsformen besteht darin, dass siezwar eine patientengetriggerte Beatmung ( Assist Control Ventilation [A/C]) ermöglichen,jedoch keine Spontanatmung unabhängig vom mandatorischen Atemzyklus. Ein fließenderÜbergang von der kontrollierten Beatmung bis hin zur völligen Spontanatmung (CPAPAtmung) - so wie im BIPAP-Modus - ist nicht möglich!3) Druckunterstützte Spontanatmung(PSV Pressure Support Ventilation)(ASB Assisted Spontaneous Breathing)PSV (ASB) ist eine druckgeregelte, flowgesteuerte patientgetriggerte augmentierendeAtemhilfe, bei der jeder Atemzug des Patienten druckunterstützt wird ( „Breath to breathsupport“). Bleibt die Patiententriggerung aus, erfolgt keine Druckunterstützung vomRespirator!Diese Atemhilfe dient zur Unterstützung einer insuffizienter Spontanatmung(Atempumpschwäche) und erfordert sowohl eine intakte zentrale Atemregulation als auchneuromuskuläre Steuerung der Atemmuskulatur.Ähnlich, wie der Anästhesist die wiedereinsetzende Spontanatmung des Patienten amBeatmungsbeutel fühlt und manuell unterstützt, kann der Respirator eine insuffizienteSpontanatmung unterstützen, indem mit Beginn einer spontanen Inspiration die Druck- oderGasflussveränderungen (Druck- bzw. Flowtriggerung) im Respirator erfasst werden. NachÖffnen des Inspirationsventils erfolgt der inspiratorische Atemgasfluss, so dass der amRespirator eingestellte Inspirationsdruck ( Druck über PEEP) erreicht wird, welcherwährend der gesamten Einatemphase konstant gehalten wird.12

Das Gerät übernimmt partiell die inspiratorische Atemarbeit, der Patient steuert Atemfrequenz Atemhubvolumen und Inspirationszeit.Einstellgrößen am Respirator bei PSV (ASB) Inspiratorische Druckunterstützung (Pinsp über PEEP)Positiver endexspiratorischer Druck (PEEP)Druckanstiegsgeschwindigkeit (”Rampe”)Triggerschwelle (Druck- oder Flowtrigger)Inspiratorische Sauerstoffkonzentration (FIO2)Grundeinstellung des Respirators bei PSV (ASB) Inspiratorische Druckunterstützung (Pinsp):Zielgröße: Atemhubvolumen (VT):Positiver endexspiratorischer Druck (PEEP):Druckanstiegsgeschwindigkeit (Rampe):Inspiratorische Sauerstoffkonzentration (FIO2):Triggerschwelle:10-12 mbar über PEEP6-8 ml/kg KG (bezogen auf Idealgewicht)5-8 mbar0,2 sec50% bzw. nach PaO2.2-5 l/min bzw. 1 mbar unter PEEPBei der Beatmungsform PSV/ASB wird bei den heutigen Generationen vonIntensivrespiratoren der Inspirationsdruck als Druck über PEEP ( Druckdifferenz,Relativdruck) eingestellt.Die Höhe der inspiratorischen Druckunterstützung richtet sich nach klinischen Kriterien: Atemfrequenz: Zielgröße: AF 25-30/min Einsatz der Atemhilfsmuskulatur (Ziel: Vermeidung durch adäquate Druckunterstützung) Subjektives Empfinden von Atemnot (Ziel: Vermeidung von Dyspnoe)4) Postoperative Entwöhnung vom Respirator (Weaning)Unter Entwöhnung vom Respirator (Weaning) versteht man die Übertragung der Atemarbeitund der Atemregulation vom Beatmungsgerät auf den Patienten.Die Entwöhnung eines beatmeten Patienten beginnt, wenn der erste Schritt zur Verminderungder Invasivität der Atemhilfe eingeleitet werden kann.Die Entwöhnung vom Respirator (Weaning) kann entweder über die Beatmungsform BIPAPoder/und die Beatmungsform PSV/ASB vorgenommen werden.Das Weaning beginnt mit einer Rücknahme der Beatmungsinvasivität, d.h. in Abhängigkeitvon der Oxygenierung erfolgt zunächst eine Reduktion der FiO2 auf 50% und inAbhängigkeit von der Ventilation eine Reduktion des oberen Druckniveaus (Pinsp).Die weitere Entwöhnung erfolgt bei der Beatmungsform BIPAP durch schrittweise Reduktionder Beatmungsfrequenz auf 10/min. Bei ausreichender Spontanatmung kann entweder dieBeatmungsform BIPAP beibehalten werden oder es wird auf die Atemhilfe PSV/ASB beizunächst unveränderten Druckniveaus (Pinsp [PSV/ASB[ Pinsp [BIPAP] minus PEEP)umgestellt.13

Bei Einsetzen der Spontanatmung unter volumenkontrollierter Beatmung ( getriggerteAtemhübe), wird ebenfalls auf die Atemhilfe PSV/ASB umgestellt, wobei der Plateaudruck(„Absolutdruck“) der volumenkontrollierten Beatmung für die Wahl des Inspirationsdrucksder Atemhilfe PSV/ASB („Relativdruck“; Pinsp Pplat minus PEEP) herangezogen werdensollte.Als nächster Schritt erfolgt unter Monitoring der Spontanatemfrequenz und des PaCO2 dieschrittweise Annäherung der beiden Druckniveaus bis eine Druckdifferenz p (Pinsp minusPEEP) von 8-12 mbar erreicht ist. In Abhängigkeit der Oxygenierung wird die FiO2 auf 50% und der PEEP schrittweise auf 8-10 mbar reduziert.Zeigt der Patient unter PSV/ASB bei einer Druckunterstützung von 5 mbar über PEEP oderim BIPAP-Modus bei einer Druckunterstützung von 8-12 mbar und einer mandatorischenAtemfrequenz von 5/min bei einem PEEP-Niveau von 5-8 mbar keine Zeichen derrespiratorischen Insuffizienz kann in der postoperativen Respiratorentwöhnung die Extubationdirekt aus der Beatmungsform BIPAP bzw. PSV oder nach Durchführung eineszweistündigen „CPAP-trials“ vorgenommen werden, vorausgesetzt der Patient ist wach undzeigt bei vorhandenen Schutzreflexe ( Hustenreflex!) keine Zeichen der respiratorischenInsuffizienz.Abbildung 5a/b fasst die postoperative Entwöhnung vom Respirator mittels derBeatmungsformen BIPAP und PSV/ASB zusammen.Abb. 5a Postoperative Entwöhnung vom Respirator mittels der Beatmungfsform BIPAP.Postoperative Entwöhnung vom Respirator (”Step by step approach”)über die Beatmungsform BIPAP Möglichst früh augmentierte Spontanatmung durchReduktion der Analgosedierung (“bedarfsadaptiert“)OxygenationVentilation Schrittweise Reduktion der FIO2auf 50% Normalisierung des I:E-Verhältnissesauf 1:2 Schrittweise Reduktion des PEEPNiveaus auf 8-10 mbar Schrittweise Reduktion von Pinsp bisDruckdifferenz (Pinsp minus PEEP)von 8-12 mbar Schrittweise Reduktion dermandatorischen Atemfrequenzbis auf 8-10/min Extubation bei einer Druckunterstützung von 8-10 mbar,einer mandatorischen Atemfrequenz von 5/min undeinem PEEP von 5-8 mbar oder nach Umstellung auf CPAP mit 5-8 mbar PEEP („CPAP-trial“)sofern Extubationskriterien erfüllt ( Patient ist wach, keine Zeichender respiratorischen Insuffizienz, Schutzreflexe vorhanden)14

Abb. 5b Postoperative Entwöhnung vom Respirator mittels der Beatmungsformen BIPAPund PSV/ASB.Postoperative Entwöhnung vom Respirator (”Step by step approach”)über die Beatmungsformen BIPAP und PSV/ASB Möglichst früh augmentierte Spontanatmung durchReduktion der Analgosedierung (“bedarfsadaptiert“)OxygenationVentilation Schrittweise Reduktion der FIO2auf 50% Normalisierung des I:E-Verhältnissesauf 1:2 Schrittweise Reduktion des PEEPNiveaus auf 8-10 mbar Schrittweise Reduktion von Pinsp bisDruckdifferenz (Pinsp minus PEEP)von 8-12 mbar Schrittweise Reduktion dermandatorischen Atemfrequenzauf 8-10/min Umstellungvon BIPAP auf PSV/ASBbei Spontanatmungsfrequenz 5/min weitere Reduktion der Druckdifferenzbis auf 5 mbar über PEEP Extubation bei niedriger Druckunterstützung von 5 mbar undeinem PEEP von 5-8 mbar oder nach Umstellung auf CPAP mit 5-8 mbar PEEP („CPAP-trial“)sofern Extubationskriterien erfüllt ( Patient ist wach, keine Zeichender respiratorischen Insuffizienz, Schutzreflexe vorhanden)Die Frage nach dem „optimalen“ Zeitpunkt zur Durchführung einer Tracheotomie wird in derLiteratur kontroversiell diskutiert. Die meisten Empfehlungen beruhen auf kleineren (nicht-)randomisierten Studien oder Metaanalysen. Vor dem Hintergrund der derzeit verfügbarenLiteratur kann gesagt werden, dass eine frühe Tracheotomie, d.h. innerhalb von 7 Tagen nachBeginn der maschinellen Beatmung, zu keiner Verbessserung der Überlebensrate führte,allerdings konnte die Beatmungsdauer verkürzt werden. Allerdings muss betont werden, dassauch die nicht-invasive Beatmung (NIV) zu einer siginfikanten Verkürzung derBeatmungdauer führt. Dies ist bei der Indikationsstellung zur Tracheotomie stets zuberücksichtigen, da die Effektivität der NIV beim tracheotomierten Patienten eingeschränktist (Leckage im Stomabereich).Das Ende der Weaning-Phase hat prinzipiell nichts mit dem Atemweg zu tun, sie ist auchdann abgeschlossen, wenn der Patient über eine Trachealkanüle spontan atmet und keineZeichen der respiratorischen Erschöpfung zeigt.Nach der Extubation muss vor allem das Abhusten von Bronchialsekret durchatemtherapeutische Maßnahmen und durch frühe Mobilisation unterstützt und erleichtertwerden, um Sekretretentionen vorzubeugen.15

Bei Patienten mit erhöhtem Risiko für ein Weaningversagen hat sich die möglichst frühzeitigeAnwendung einer nicht-invasiven Atemhilfe mittels „Masken-CPAP“ oder „MaskenPSV“ bewährt, um eine Reintubation zu vermeiden.5) Weiterführende LiteraturOczenski. Atmen-Atemhilfen – Atemphysiologie und Beatmungstechnik, 9. Auflage, Thieme201216

IV) Beatmungsstrategie beim ARDS (Acute Respiratory Distress Syndrome)1) DefinitionTrotz neuer Behandlungsstrategien ist die Therapie des akuten Lungenversagens (acuterespiratory distress syndrome [ARDS]) nach wie vor eine intensivmedizinischeHerausforderung [1].Der Begriff Acute Respiratory Distress Syndrom (ARDS) fasst einen Symptomenkomplexzusammen, welcher durch die „Amerikanisch-Europäische Konsensus-Konferenz“ definiertwurde [2]. Bei dieser Definition werden die Schwere der Oxygenationsstörung, der akuteBeginn, das Thoraxröntgen und der pulmonal-arterielle Verschlussdruck (PCWP) alsKriterium zum Auschluss einer Linksherzinsuffizienz verwendet [3]. Hinsichtlich desSchweregrades der Oxygenationsstörung wird zwischen dem „Acute Lung Injury (ALI)“ unddem „Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS)“ unterschieden (Tabelle 5). DieEinteilung orientiert sich lediglich an der Schwere der Oxygenationsstörung, ausgedrückt alsQuotient des arteriellen Sauerstoffpartialdrucks und der inspiratorischen Sauerstofffraktion(PaO2/FIO2), jedoch unabhängig von der Höhe des eingestellten PEEP-Niveaus.Tab. 5 Definition der Amerikanisch-Europäischen Konsensus-Konferenz [2].Acute Lung Injury (ALI) Akuter Beginn PaO2/FIO2 300 mmHg (unabhängig vom PEEP-Niveau) Bilaterale Infiltrate im Thoraxröntgen PCWP 18 mmHg oder keine klinischen Zeichen einer linksatrialen HypertonieAcute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) Akuter Beginn PaO2/FIO2 200 mmHg (unabhängig vom PE

Maschinelle Beatmung erfordert nicht zwangsläufig die Intubation! Die initiale Atemhilfe kann auch nicht-invasiv (NIV Non invasive Ventilation) über eine dichtsitzende Mund-Nasen-Maske, Vollgesichtsmaske oder einen Beatmungshelm erfolgen. Da sich die NIV in den let