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BeatmungBeatmung dient der Unterstützung oder dem Ersatz unzureichender oder nicht vorhandener Spontanatmung. Ihre lebenserhaltende Funktion ist zentraler Bestandteil in der Anästhesiologie, der Notfallmedizin und der Intensivmedizin. Es wird unterschieden zwischen der kontrollierten Beatmung und der assistierten Beatmung. Der Begriff Beatmung wird in der professionellen Notfallmedizin verwendet, in der Ersten Hilfe spricht man von der Atemspende. Weiteres empfehlenswertes Fachwissen
Klinische AnwendungBeatmung wird dann angewandt, wenn die Spontanatmung ausfällt (Apnoe) oder insuffizient wird. Dies kann unter anderem in Narkose, bei Vergiftungen, Kreislaufstillständen, neurologischen Erkrankungen oder Kopfverletzungen auftreten, außerdem bei Lähmung der Atemmuskulatur aufgrund von Rückenmarksläsionen oder der Wirkung von Medikamenten. Eine Reihe von Lungenerkrankungen oder Thoraxverletzungen sowie Herzkrankheiten, Schock und Sepsis können ebenfalls eine Beatmung erforderlich machen. Abhängig von der klinischen Situation kann die Beatmung über wenige Minuten, aber auch über Monate hinweg fortgeführt werden. Während die Rückkehr zur Spontanatmung in der Routine-Narkose selten ein Problem darstellt, ist die Entwöhnung (das so genannte Weaning) eines Intensivpatienten nach längerer Beatmungsdauer ein schwieriger Prozess, der Tage oder Wochen in Anspruch nehmen kann. Einige Patienten mit schweren Hirnschäden, Rückenmarksverletzungen oder neurologischen Erkrankungen erlangen die Fähigkeit zur Spontanatmung nicht zurück und bedürfen daher der andauernden Beatmung (Heimbeatmung). TechnikenÜber- und Unterdruck-BeatmungWährend der Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid zwischen Blut und Alveolen durch Diffusion stattfindet und keine äußere Anstrengung erfordert, muss die Atemluft durch die Atemwege aktiv dem Gasaustausch zugeführt werden. Bei der Spontanatmung wird in der Pleurahöhle durch die Atemmuskulatur ein Unterdruck erzeugt. Der dabei entstehende Druckunterschied zwischen atmosphärischem Druck und intrathorakalem Druck erzeugt einen Luftstrom.
Bereits 1955 konnte von Stoffregen gezeigt werden, dass bei beiden Verfahren die gleiche transpulmonale Druckdifferenz besteht. Mund-zu-Mund- und BeutelbeatmungDie einfachste Form der Beatmung ist die Atemspende, die in der Laienreanimation angewandt wird. Hierunter versteht man die Beatmung mit der Ausatemluft des Helfers, also entweder die „Mund-zu-Mund-“ oder „Mund-zu-Nase-Beatmung“. Diese Technik ist jedoch begrenzt, da mit ihr keine mit Sauerstoff angereicherte Luft gegeben werden kann: Nur 16 Prozent Sauerstoffanteil können so erreicht werden; im Vergleich dazu hat Raumluft 21 Prozent Sauerstoff, Beatmungsgeräte können bis zu 100 Prozent Sauerstoff erreichen. Durch den direkten Kontakt mit Körperflüssigkeiten besteht bei der Mund-zu-... Beatmung immer das geringe Risiko der Krankheitsübertragung, dieses kann man durch die Verwendung einer Beatmungshilfe minimieren. Professionelle Helfer sollten daher zu Hilfsmitteln wie dem Beatmungsbeutel greifen, sofern die Technik beherrscht wird. Ein Beatmungsbeutel besteht aus einer Gesichtsmaske, die über Mund und Nase des Patienten gestülpt wird, um einen dichten Abschluss zu erreichen; einem elastischen, kompressiblen Beutel und einem Ventil, welches den Luftstrom lenkt. Eine Sauerstoffquelle kann an ein Reservoir am Beutel angeschlossen werden, um eine höhere Sauerstoffkonzentration zu erreichen. Diese einfache Technik kann ausreichen, einen ateminsuffizienten oder apnoeischen Patienten über Stunden zu beatmen. Mechanische Ventilatoren / BeatmungsgeräteIn der Anästhesiologie und Intensivmedizin werden routinemäßig Beatmungsgeräte benutzt. Diese Ventilatoren ermöglichen eine Vielzahl unterschiedlicher Beatmungsmodi, die von der assistierten Spontanatmung (ASB) zur vollständig kontrollierten Beatmung reichen. Moderne Ventilatoren erlauben eine kontinuierliche Adaption der Invasivität entsprechend dem Zustand des Patienten. Bei beatmeten Patienten besteht eine Neigung zum Kollaps von Alveolen (Atelektasebildung). Durch Nutzung eines PEEP (Positiv-endexspiratorischen Druckes) versucht man, die Lunge am Ende eines Atemzyklus offenzuhalten. Darüberhinaus kommt PEEP bei Krankheitsbildern wie beispielsweise Pneumonie, ARDS und Lungenödem zum Einsatz. Sichern der AtemwegeMechanische Beatmung kann nur dann erfolgreich und sicher erfolgen, wenn die Atemwege des Patienten offengehalten werden und wenn die Luft ungehindert in die Lungen und wieder heraus strömen kann. Außerdem müssen Leckagen vermieden werden, damit Luftstrom und Druckverhältnisse den eingestellten Werten entsprechen. Ein weiteres Risiko ist die Aspirationspneumonie. Bei der Aspiration gelangt Mageninhalt über die Speiseröhre (Ösophagus) und Luftröhre (Trachea) in die Lungen. Durch Verstopfung der Luftwege oder auch durch den Säuregehalt des Mageninhalts kann es zu schweren Beeinträchtigungen der Lungenfunktion kommen. Maßnahmen zur Vermeidung der Aspiration hängen von der Situation des individuellen Patienten ab - den wirksamsten Schutz bietet allerdings die endotracheale Intubation. Eine ganze Reihe von Maßnahmen und Geräten bieten Schutz gegen den Kollaps der Atemwege, Luftleckagen und Aspiration:
Beatmungsinduzierte Lungenschäden und lungenprotektive BeatmungIm Allgemeinen wird die Prognose des Beatmungspatienten von der zugrundeliegenden Erkrankung und deren Antwort auf die Therapie bestimmt. Aber auch die Beatmung selbst kann ernsthafte Probleme verursachen, die ihrerseits den Aufenthalt auf einer Intensivstation verlängern und manchmal zu bleibenden Schäden oder gar zum Tod führen können. Daher ist es wünschenswert, die Beatmungsdauer so kurz wie möglich zu halten. Infektiöse Komplikationen, hier besonders Pneumonien, treten bei einer Vielzahl von Patienten, die länger als einige Tage beatmet bleiben, auf. Die endotracheale Intubation unterläuft die natürlichen Abwehrmechanismen gegen Lungeninfektionen, insbesondere den Prozess der „mukozilliären Clearance“. Dieser kontinuierliche Transport von Sekreten aus den Lungen in die oberen Luftwege dient der Abfuhr von Bakterien und Fremkörpern. Die intubationsbedingte Ausschaltung dieses Mechanismus gilt als Hauptfaktor bei der Entstehung von Pneumonien. Es gibt Hinweise darauf, dass Sauerstoff in höheren Konzentrationen (> 40 %) auf Dauer selbst zu Schäden am Lungengewebe beatmeter Patienten führen kann. Daher empfiehlt es sich, die niedrigste angemessene Sauerstoff-Konzentration einzustellen. Allerdings kann bei Patienten mit schweren Störungen des pulmonalen Gasaustausches eine hohe Sauerstoffkonzentration überlebensnotwendig sein. Die meisten Beatmungsformen gründen auf der Anwendung von Überdruck auf die Lungen. Das Gewebe erkrankter Lungen kann durch die dabei entstehende mechanische Belastung (Überdehnung, Scherkräfte, zu hohe Plateaudrücke, zu niedriger PEEP) sowie durch entzündliche Prozesse zusätzlich geschädigt werden. Die dadurch verursachte Verschlechterung des pulmonalen Gasaustauschs erfordert dann wiederum eine noch aggressivere Beatmung. „Lungenprotektive Beatmung“ ist ein Sammelbegriff für Strategien zur Minimierung der beatmungsinduzierten Lungenschäden. Viele von ihnen basieren auf Ventilatoreinstellungen zur Vermeidung der Überdehnung und zyklischem Kollabieren der Lungen. Grundlagen der maschinellen BeatmungGrundsätzlich wird unterschieden zwischen der kontrollierten (mandatorischen) Beatmung, bei der die Atemarbeit des Patienten vollständig übernommen wird und der unterstützten (augmentierten) Spontanatmung, bei der Atemfrequenz und Atemtiefe, also das Atemhubvolumen, durch den Patienten kontrolliert werden. Die mandatorische Ventilation lässt sich in volumengesteuerte mechanische Ventilation, druckkontrollierte mechanische Ventilation und demandatorische mechanische Ventilation unterteilen.
Augmentierte Spontanatmung kann man in CPAP, Druckunterstützung und proportionaler Druckunterstützung finden.
Intermittierende mandatorische Ventilation ist die Mischform von mandatorischer und augmentierter Ventilation. Der Beatmete kontrolliert Frequenz und Atemtiefe. In aller Regel erfolgt die Atemunterstützung durch ASB. Nomenklatur der maschinellen Beatmung und AtmungsunterstützungAufgrund einer fehlenden Standardisierung auf dem Gebiet der maschinellen Beatmung und der hohen Anzahl von Anbietern sind diverse Bezeichnungen für Beatmungsformen entstanden. Diese Bezeichnungen beziehen sich zum Teil auf identische Beatmungsformen. Sie können jedoch auch von Hersteller zu Hersteller unterschiedliche Ausprägung und Bedeutung haben. Folgende Aufzählung ist nicht abschließend:
BeatmungsparameterDie Einstellung der Beatmungsparameter erfolgt ausgehend von Größe, Gewicht und klinischem Zustand des Patienten und wird anhand von Klinik, Vitalparameter und Blutgasanalysen validiert. Die wichtigsten Beatmungsparameter sind unter anderem: Sauerstoffkonzentration (FiO2)Die Sauerstoffkonzentration ist (abhängig vom Hersteller) in Grenzen von 21 % bis 100 % am Gasgemisch einstellbar. Eine Beatmung mit 100 % Sauerstoff wird bei lebensbedrohlichen Zuständen vorgenommen, bei der Präoxigenierung vor einer Intubation, vor endotrachealem Absaugen des Patienten und im Rettungsdienst. AtemfrequenzDie Atemfrequenz beschreibt die Anzahl der applizierten Beatmungszyklen pro Minute, der Einstellbereich beträgt . Speziell für Neonatologie entwickelte Geräte erreichen weitaus höhere Beatmungsfrequenzen. Der typische Einstellbereich liegt bei etwa . Die Atemfrequenz kann auf einen Absolutwert oder auf einen Minimalwert eingestellt werden. Die Einstellung auf einen Minimalwert wird verwendet, um eine assistierte Beatmung durchzuführen. TidalvolumenDas Tidalvolumen (Atemzugvolumen, kurz AZV) ist das eingestellte Volumen, das pro Atemhub appliziert werden soll. Das Tidalvolumen der selbstständigen Spontanatmung beträgt beim Erwachsenen etwa 0,5 l. Bei der Beatmung kann dieser Wert genau auf den Patienten eingestellt werden, man kann sich hierbei an die Faustformel halten. Dieser Parameter ist der wichtigste Parameter bei volumenabhängiger Beatmung. AtemminutenvolumenDas Atemminutenvolumen gibt das Volumen an, das pro Minute appliziert wird. Es hängt stark von der gewählten Beatmungsform ab.
Typische Einstellwerte sind hier Inspirationsflow (Flow)Der Flow ist der Wert für die Menge des in den Patienten einfließenden Gases bezogen auf die Zeit. Ein hoher Flow sorgt also für eine schnelle Belüftung, ein niedriger für eine bessere Verteilung der Atemgase in der Lunge. Der Flow wird also so gering wie möglich gewählt und nur so hoch wie nötig. Der Inspirationsflow kann konstant, abnehmend (dezelerierend) oder zunehmend (akzelerierend) sein. Vorteile dieser unterschiedlichen Flowformen werden seit 40 Jahren kontrovers diskutiert. Maximaler InspirationsdruckBei der volumengesteuerten Beatmung mit konstantem Flow ergibt sich ein kurzfristiger Spitzendruck, der in der Plateauphase (inspiratory hold) auf den sogenannten Plateaudruck abfällt. Die inspiratorischen Beatmungsdrücke sind bei der volumengesteuerten Beatmung ein Freiheitsgrad und abhängig von Tidalvolumen, Widerstand (Resistance) und Dehnbarkeit (Compliance) der Lunge. Der eingestellte Druck (P max) wird bei der druckgesteuerten Beatmung durch einen hohen Flow am Anfang der Inspirationsphase rasch erreicht, dann nimmt der Flow wieder ab. Es kann nachfolgend so lange Beatmungsgasgemisch vom Gerät zugeführt werden, bis die Inspirationszeit abgelaufen ist. Hier ist das Tidalvolumen der Freiheitsgrad. Der Flow wird bei dieser Form als dezelerierender (langsamer werdender) Flow bezeichnet. Adjuvante Maßnahmen
GeschichteFrühe Beschreibungen verschiedener Maßnahmen zur Beatmung finden sich bei Hippokrates, Avicenna und Paracelsus. Aus dem 1. Jahrhundert v. Chr. berichten römische Ärzte sogar von einer Tracheotomie. 1763 wandte Smellie ein flexibles Metallröhrchen zur Intubation der Trachea an, Fothergill nahm einen Blasebalg zu Hilfe. 1876 wurde die erste Eiserne Lunge gebaut, die bis weit ins 20. Jahrhundert hinein von großer Bedeutung sein sollte. Um 1900 entstand die Laryngoskopie und bereitete den Weg für die heute übliche endotracheale Intubation. Um die Mitte des 20. Jahrhunderts entstanden die ersten maschinellen Respiratoren der Firmen Puritan Bennett, Bird, Blease, Dräger, Engström, Emerson usw. Literatur
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Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Beatmung aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar. |