Basics und Physiologie der Beatmung

Basics und Physiologie der Beatmung#

Bei Vorliegen einer Ateminsuffizienz[1]) kann eine künstliche Beatmung durchgeführt werden. Dabei wird die Atmung des Patienten künstlich durch geeignete Hilfsmittel ersetzt oder ergänzt. Es handelt sich um eine Überdruckbeatmung[2], d. h. es wird mit Druck Luft in die Atemwege des Patienten gepumpt. (Im Unterschied dazu wird bei der natürlichen Atmung Luft mit Unterdruck durch den Patienten eingesogen.) Man unterscheidet zwischen einer kontrollierten und einer assistierten Beatmung.

Bei der kontrollierten Beatmung wird die gesamte Atmung künstlich aufrecht erhalten; hingegen bei der assistierten Beatmung hat der Patient eine eigene Spontanatmung, die aber nicht ausreichend ist (zu langsam oder zu seicht). Man unterstützt dabei die Atembemühungen des Patienten, indem man zusätzliche oder tiefere Atemhübe verabreicht.

Wichtig

Der wesentliche Unterschied zwischen der physiologischen und der künstliche Beatmung sinf die Druckverhältnisse: Während bei der physiologischen Atmung die Luft eingesogen wird (negativer Atemwegsdruck), erfolgt bei der künstlichen Beatmungn der Gasfluss durch einen Überdruck.

Die Basics#

Die physiologische Atmung funktioniert nach dem Unterdruck-Prinzip, es wird Luft vom Patienten eingesogen. Die künstliche Beatmung hingegen ist grundsätzlich eine Überdruck-Beatmung. Mittels Druckdifferenz (Δp, Driving Pressure) zwischen dem Innenraum (Lunge) und dem Außenraum (Beatmungsgerät) wird ein Gasfluss (Flow) erzeugt. Um die Beatmung grundlegend zu kontrollieren bedient man sich folgender Parameter:

Frequenz \(f\)

der Atemzyklen

I:E-Verhältnis

Dauer von Inspiration (I) und Exspiration (E)

Flow

Fluss im Verlauf des Atemzyklus

Volumen (V)

ergibt sich aus Flow über die Zeit

Druck

im Verlauf des Atemzyklus

Complicance

Dehnbarkeit der Lunge

Resistance

Atemwegswiderstand

Die Compliance bzw. Resistance spiegeln im Wesentlichen die gegebenen Eingenschaften des Gewebes und des Atemwegs wider.

Essentiell ist das Verständnis dass die Parameter miteinander in Verbindung stehen und sich gegenseitig beeinflussen:

  • Die Frequenz limitiert die Zeiten für Inspiration und Exspiration

  • Bei gegebener Compliance und gewähltem Zielvolumen (und Flow) ergeben sich gewisse Druckverhältnisse (Wahl: Volumen, Freiheitsgrad: Druck)

  • Bei gegebener Compliance und gewähltem Druck ergibt sich ein Volumen (Wahl: Druck, Freiheitsgrad: Volumen (und Flow))

Unterscheidung nach Prinzip#

Support

Jeder getriggerte Atemzug des Patienten wird vom Respirator durch positiven Druck unterstützt

  • PSV, ASB, …

Augmentation

Intermittierende maschinelle Atemhübe zur Augmentation des AMV mit simultaner Spontanatmung, der spontane Atemhub erfährt keine Druckunterstützung):

  • BIPAP, APRV, SIMV

  • z.B. bei ARDS, intraoperativ bei Eingriffen ohne Relaxierung möglich (Vorraussetzung: keine Lungenpathologie, kreislaufstabil, temperaturstabil)

Konrollierte Beatmung

PCV, PCV-VG, VCV, VCV-VG, CMV, IPPV, CPPV

Das PEEP-Ventil sorgt für einen positiven Druck am Ende der Ausatmung#

PEEP steht für Positive End-Exspiratory Pressure (positiver end-exspiratorischer Druck), d. h. positiver Druck in den Atemwegen (auch) am Ende der Ausatmungsphase.

Der PEEP sorgt dafür, dass am Ende der Ausatmungsphase (Exspiration) der Druck in den Atemwegen nicht auf 0 absinkt, sondern stattdessen ein positiver Druck aufrecht erhalten wird. Dadurch wird das Zusammenfallen der Alveolen verhindert.

PEEP Physiologisch 5–10mmHg in der Trachea nach Expiration, durch Tubus verhindert. PEEP verschiebt VT nach oben (red. IRV) und hebt damit die FRC AZV = Totraumventilation (va. bei AF > 30/min) und Frischluftventilation!! Die Höhe des PEEPs richtet sich nach der Hämodynamik, KG, Lagerung des Patienten!

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Fig. 34 PEEP-Ventil#

© Ch. Pallinger ℓ MfG

Ein PEEP kann mittels eines PEEP-Ventils erreicht werden. Es wird dabei auf die Ausatemöffnung des Beatmungsbeutels bzw. Beatmungsschlauches aufgesteckt. Durch Drehen der Kappe kann der gewünschte PEEP eingestellt werden. Die Einstellung kann an der angebrachten Skala abgelesen werden[3]. Es gibt PEEP-Ventil-Produkte sowohl als Einweg-, als auch als Mehrwegmaterial![4] Bei der Maskenbeatmung ist zu beachten, dass der PEEP nur erreicht werden kann, wenn das Beatmungssystem luftdicht ist. Sobald die Maske nicht mehr dicht aufsitzt, verliert das PEEP-Ventil seine Wirkung, da die Ausatemluft unkontrolliert über die Leckage entweichen kann.

FiO₂#

Toxische Sauerstoffwirkung bei > 0,4 FiO₂

  • Erhöht Sauerstoffradikale mit erhöhter Permeabilität/Ödem, Zerstört Surfactant, aktiviert Makrophagen und Granulozyten, Stört Zilienfunktion.

  • Resorbtionsatelektasen bei hohem paO₂ in der Alveole = viel O₂ geht ins Blut, der Partialdruck der in der Alveole verbleibt ist unter dem hydrostatischen Druck der Umgebung = Atelektase.

Eskalationsstrategie#

  • Atemtherapie

  • Pharmakologische Therapie

    • Bronchodilatatoren

    • Sekretolytika

    • Antiinflammation

  • NIV/CPAP

  • NIV/CPAP+PS

  • Intubation:

    • erhaltene Spintanatmung: PSV/ASB, ASV, BIPAP

    • kontrollierte Beatmung: BIBAP, PCV-VG

  • Eskalation:

    • Lagerungstherapie (Bauch-, Seitenlage)

    • NO-Inhalation

    • ILA

    • ECMO

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