spezielle beatmungssituationen in der neonatologie...48 spezielle beatmungssituationen in der...

Einleitung

In diesem Beitrag sollen 2 Sonderfälle der mechani-schen Beatmung in Ergänzung eines vorangegangenenArtikels aus Ausgabe 4/15 dieser Zeitschrift [1] behan-delt werden: zum einen die Funktionsweise, Indikatio-nen und Ergebnisse der Hochfrequenzbeatmung undzum anderen das Vorgehen beim Auftreten eines pul-monalen interstitiellen Emphysems.

Hochfrequenzbeatmung

Die Hochfrequenzbeatmung (High Frequency Ventila-tion [HFV] oder High Frequency Oscillation Ventilation[HFOV]) wurde in Münster von P. P. Lunkenheimer [2]entwickelt. Später stieß auch eine Arbeitsgruppe inKanada durch Zufall auf die Möglichkeit, mit hochfre-quenten Oszillationen den Gasaustausch aufrechtzuer-halten [3]. Die Hochfrequenzbeatmung ermöglicht beierheblicher Steigerung der Beatmungsfrequenz auf7–15 Hertz (420–900 Atemzüge/Minute) eine erheb-liche Verringerung der Tidalvolumina. Außerdem sindInspiration und Exspiration bei diesen hohen Frequen-zen immer inkomplett, was sich in einer in den Atem-wegen gedämpften Druckkurve widerspiegelt und dasalveoläre Tidalvolumen weiter reduziert. Die Spitzen-und Taldrücke erreichen nicht mehr die Alveolen, indenen nur noch geringe Druckamplituden messbarsind (Abb.1). Die Gasfüllung der Alveolen entspricht

somit weitgehend dem mittleren Atemwegsdruck.Inspiratorische Überdehnung und exspiratorischeAtelektasen werden vermieden.

Aufgrund der inkompletten In- und Exspiration undder Dämpfung der Druckkurve spielt die normale Kon-

vektion für den Gastransport in den Atemwegen nureine untergeordnete Rolle. Es kommt durch Turbulen-zen in den großen Atemwegen und radiales Mischen inden kleinen Atemwegen zu einer intensiven Durch-

mischung des Atemgases bis hinein in die Alveolen,

Spezielle Beatmungssituationen in derNeonatologie

Ulrich H. Thome

Übersicht

Einleitung 47Hochfrequenzbeatmung 47Beatmung beim pulmonaleninterstitiellen Emphysem 52Zusammenfassung 54

Neonatologie Scan 1 ê2016 êDOI http://dx.doi.org/10.1055/s-0041-107295 êVNR 2760512016149750717

Wid

erst

and

Compliance

Volu

men

Dru

ckD

ruck

Flow

Dämpfung

Zeit

Hochfrequenzbeatmung

Abb.1 Druck- und Flow-Kurven an verschiedenen Stellen der Atemwege während derHochfrequenzbeatmung. Die Dämpfung bewirkt immer kleinere Amplituden mit zuneh-mender Entfernung vom Tubuseingang.

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sodass entlang der Konzentrationsgradienten Sauer-stoff in die Lunge hinein und CO2 aus der Lungeherausbefördert wird (Abb.2).

Für die Einstellung der Hochfrequenzbeatmung müs-sen folgende Parameter gewählt werden:█ mittlerer Atemwegsdruck█ Oszillationsamplitude█ Oszillationsfrequenz█ Inspirations- zu Exspirationsverhältnis(I :E-Verhältnis)

Bei manchen Geräten muss auch der Bias-Flow, d.h. dieDurchströmung des Beatmungsschlauchsystems, ein-gestellt werden, andere regeln ihn automatisch. Beimanueller Regelung sollten die Empfehlungen desHerstellers beachtet werden.

Mittlerer Atemwegsdruck

Der Druck muss so hoch eingestellt werden, dass dieLunge des Patienten möglichst vollständig belüftet ist,ohne überbläht zu sein (Abb.3). Man nennt das eineHigh-Volume-Strategie [6].

Cave: Das Oszillieren in eine teilweise atelektati-

sche Lunge ist zu vermeiden, da dies mit vermehr-

ten Lungenschäden durch Scherkrafteinwirkungen

auf das Epithel und auch Hirnblutungen in Zusam-

menhang gebracht wurde. Der Mechanismus für

Letzteres ist unklar.

direkte Ventilationnaher Alveolen

Turbulenz

der am Tubuskonnektor applizierte Oszillationsdruck wird durch den flussabhängigen Widerstand und die Massenträgheit gedämpft

turbulenter Fluss und radiales Mischen

hoher peripherer Widerstand verstärkt die Druckschwankungen in proximalen Alveolen

distal gelegene Alveolen erfahren geringere Druckschwankungen

KONVEKTION

KONVEKTION& DIFFUSION

DIFFUSION

proximale Alveolen sind den Druckschwankungen der Atemwege ausgesetzt

atelektatische Kompartimentewerden vermehrt durch oszillatorische Druckschwankungenbelastet

laminarer Fluss und radiales Mischen

Gastransport durch Diffusion kollaterale Ventilation

kardiogenesMischen

belüftete Alveolensind vor großenDruckschwankungengeschützt

Pendelluft

asymmetrische Flussprofileinspiratorisches Flussprofilexspiratorisches Flussprofil

Abb.2 Mechanismen des Gastransports unter Hochfrequenzbeatmung. Der Gasaustausch funktioniert dadurch auch mit Tidalvolumina, die kleiner sind als derTotraum [4].

Beginn 2 cmH2O über dem mittleren Druck der vorherigen konventionellen Beatmung in der Regel 10 – 12 cmH2O

schrittweise (je 1 cmH2O) steigern, solange sich die Oxygenierung dadurch bessert

Röntgenbild

pulmonales interstitielles Emphysem?

↓ MAP MAP =

unterhalb der 9. Rippe oberhalb der 9. Rippe

oft bereits nach wenigen Stunden!

an 9. Rippe

↑ MAP

Zwerchfellstand (posteriorer Anteil)

ja nein

Abb.3 Flussdia-gramm zur initialenEinstellung undweiteren Steuerungdes mittlerenAtemwegsdrucks(MAP) [5].

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Da sich die Compliance der Lunge im Krankheitsverlaufändern kann, muss die Wahl des mittleren Atemwegs-drucks regelmäßig überprüft werden.

Merke: Es ist zu beachten, dass die Druckverhält-

nisse im Blutkreislauf und auch im Schädel mit der

Einstellung des mittleren Atemwegsdrucks zusam-

menhängen.

Je höher der mittlere Atemwegsdruck ist, umso niedri-ger ist das Herzzeitvolumen und umso höher ist derintrakranielle Druck [7,8]. Dieser Zusammenhang wirdjedoch modifiziert durch die pulmonale Compliance.Hatte in Tierversuchen die Lunge bei Surfactantmangel

eine schlechte Compliance, wurde das Herzzeit-volumen durch den mittleren Atemwegsdruck deut-lich weniger beeinträchtigt als bei einer gesundenLunge [8].

In einer klinischen Studie konnte darüber hinaus nach-gewiesen werden, dass das Lungenvolumen und dermittlere Atemwegsdruck in einem direkten Zusam-menhang miteinander stehen [9]. Es kommt also sehrdarauf an, den mittleren Atemwegsdruck individuellkorrekt auf die mechanischen Eigenschaften der Patien-

tenlunge einzustellen. Die Einstellung kann derzeit inder Routine nur anhand von Röntgenbildern des Tho-rax überprüft werden. Geeignet wären auch pulmono-logische Messverfahren, wie die Messung der funktio-nellen Residualkapazität, die aber leider in der klini-schen Routine für kleine Frühgeborene bis heute nichtzur Verfügung stehen.

Merke: Die richtige Einstellung des mittleren

Atemwegsdrucks ist entscheidend für den Erfolg

der Beatmung und sollte immer wieder hinterfragt

und angepasst werden.

Das Flussdiagramm zeigt einen Algorithmus zur Ein-stellung des mittleren Atemwegsdrucks (Abb.3).

Oszillationsamplitude

Die Oszillationsamplitude ist der wesentliche Faktorbei der Eliminierung von Kohlendioxid. Je höher dieOszillationsamplitude, desto mehr CO2 wird aus derLunge entfernt und umso niedriger wird der PaCO2

(arterieller Partialdruck des Kohlendioxids) des Patien-ten sein [10].

Oszillationsfrequenz

Üblicherweise werden Frequenzen zwischen 10 und15 Hertz eingesetzt, da die Lungenimpedanz zwischen10 und 30 Hertz ein Minimum aufweist [11] und dieGeräte mit steigender Frequenz ineffektiver werden[12]. Deshalb steigt der PaCO2 nach Erhöhen der Fre-quenz, während ein Senken der Oszillationsfrequenzdie CO2-Auswaschung verbessert.

Inspirations- zu Exspirationsverhältnis

Der Atemweg eines intubierten Patienten weist amEnde des Endotrachealtubus einen deutlichen Kaliber-

sprung auf. Der Endotrachealtubus ist enger als der sichdistal davon befindende nicht intubierte Teil der Tra-chea (Abb.4). Durch diesen Kalibersprung findet sichbei der Inspiration ein geringerer Strömungswider-stand als bei der Exspiration [13].

Als Konsequenz baut sich bei einer Hochfrequenzbeat-mung mit symmetrischer Oszillation (d.h. die Inspira-tion ist gleich lang wie die Exspiration) intrapulmonalein höherer Druck auf als am Y-Stück des Beatmungs-geräts. Diese Situation bezeichnet man als Air trapping,da die Luft in der Exspirationsphase weniger gut ent-weichen kann als sie bei der Inspirationsphase in dieLunge gelangt ist [14,15]. Demgegenüber ist eineOszillation mit halb so langer Inspiration wie Exspira-tion (d.h. ein I :E-Verhältnis von 30%) mit einem intra-pulmonal niedrigeren Druck als am Y-Stück assoziiert.

Ist das I :E-Verhältnis frei einstellbar, scheint mir einI :E-Verhältnis von 1:1,5, d.h. 40% der Periodendauerentfallen auf die Inspiration, ein günstiger Kompromisszu sein.

Merke: Bei gleich langer In- und Exspirationsphase

ist der intrapulmonale Druck unter HFOV etwas

höher als der am Gerät eingestellte mittlere Atem-

wegsdruck. Um das zu vermeiden, sollte die Inspi-

rationsphase etwas kürzer als die Exspirations-

phase sein.

Abb.4 Darstellungdes Tubusendes inder Trachea undder Gasflüsse beiIn- und Exspiration.


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Behandlungsergebnisse bei Frühgeborenenmit Atemnotsyndrom

Die Wertigkeit von Hochfrequenzoszillationsbeatmungim Vergleich zu konventioneller Beatmung wurde in 19randomisierten Studien an Frühgeborenen untersucht.Abb.5 zeigt eine Metaanalyse aller 14 Studien, die alsprimäres Studienziel die Vermeidung von Tod oderbronchopulmonaler Dysplasie (BPD) mit 36 Wochenpostmenstruell hatten. Studien mit verschiedenenBeatmungsstrategien wurden unterschiedlich mar-kiert, je nachdem, ob die Beatmungsstrategie in denjeweiligen Studienarmen lungenschonend optimiertwar [16]. Insgesamt gesehen ergab sich kein signifi-kanter Vorteil für die Hochfrequenzbeatmung. Eingleiches Ergebnis hatte auch eine auf individuellenPatientendaten basierende Metaanalyse [17].

Man erkennt eine große Gruppe von Studien, in denendie Hochfrequenzbeatmung durch Anstreben einesoptimalen Lungenvolumens (High-Volume-Strategie)mutmaßlich optimal durchgeführt wurde, nicht jedochdie konventionelle Beatmung hinsichtlich eines mög-lichst niedrigen Tidalvolumens durch möglichst hoheBeatmungsfrequenz. In diesen Studien hat die Hoch-frequenzbeatmung deutlich bessere Ergebnisse erzieltals die konventionelle Beatmung.

Daneben gibt es eine Gruppe von 3 Studien, bei denennicht nur die Hochfrequenzbeatmung wie beschriebenoptimiert wurde, sondern auch die konventionelleBeatmung. In diesen Studien war die Hochfrequenz-beatmung der konventionellen Beatmung nicht über-legen.

Eine weitere Gruppe von Studien mit unklaren Beat-mungsstrategien kann diesbezüglich nicht bewertetwerden.

In Abb.6 ist das Überleben ohne chronische Lungen-erkrankung in Abhängigkeit vom mittleren Geburts-gewicht in den jeweiligen Armen der zitierten Studienaufgetragen. Die Linie zeigt die Regressionsgeradedurch alle Ergebnisse und stellt somit das durch-schnittliche Therapieergebnis dar. Man erkennt an die-ser Grafik, dass Hochfrequenzbeatmung nur dann bes-sere Ergebnisse als die konventionelle Beatmung erzielthat, wenn die Ergebnisse der konventionellen Beat-mung unterdurchschnittlich waren.

Insgesamt kann aus diesen Ergebnissen geschlossenwerden, dass eine Optimierung der konventionellen

Beatmung Richtung Beatmungsfrequenzen von 60/min

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)

600 800 1000 1200Geburtsgewicht (g)

Rettwitz-Volk

Wiswell

KeszlerThome

Plavka

Van Reempts

Gerstmann

Moriette

Clark

SchreiberCourtney

Johnson

DurandCraft

1400

HFOV

konventionelle Beatmung

1600

90

80

70

60

50

40

30

20

Abb.6 Darstellung der Überlebensrate ohne chronische Lungenerkrankung in einempostmenstruellen Alter von 36 Wochen in allen Studien, die dieses Zielkriterium gemessenhaben. Die gestrichelte Linie ist die Regressionslinie über alle Ergebnisse [16].

HFV better | CMV better

HLVS: high lung volume strategy

0,1 1 10

Author Year Clark 1992 Gerstmann 1996 Wiswell 1996 Keszler 1997 Rettwitz-Volk 1998 Plavka 1999 Thome 1999 Moriette 2001 Durand 2001 Courtney 2002 Johnson 2002 Craft 2003 Van Reempts 2003 Schreiber 2003 Total

Studien mit HFV als HLVS und konventioneller Beatmung mit niedriger BeatmungsfrequenzStudien mit unklaren BeatmungsstrategienStudien mit HFV als HLVS und konventioneller Beatmung mit einer hohen Anfangsfrequenz von mind. 60/minStudien mit HFV als HLVS und unklarer konventioneller BeatmungsstrategieGesamtergebnis gemäß eines Fixed-Effects-Modells

Abb.5 Metaanalyse der 14 Studien, die Hochfrequenzbeatmung mit konventionellerBeatmung verglichen und die Tod oder BPD in einem postmenstruellen Alter von 36Wochen als primäres Zielkriterium hatten [16].



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und höher undMinimierung des Tidalvolumens gleichgute Ergebnisse zu erzielen vermag wie die Hochfre-quenzbeatmung.

Merke: Es kommt nicht auf die Wahl des Verfahrens

an, sondern auf die optimale Durchführung.

Dies gilt zumindest für den Zustand der Kinder impostmenstruellen Alter von 36 Wochen.

Möglicherweise hat die Hochfrequenzoszillations-beatmung jedoch Vorteile für Kinder mit besondersschwerer Lungenerkrankung. So hat z.B. eine italieni-sche Arbeitsgruppe in einer neueren Studie nur Kinderrandomisiert, die keine antenatale Glukokortikoid-prophylaxe erhalten hatten. Sie fanden eine deutlichschnellere Entwöhnung von der Beatmung bei Kindernmit Hochfrequenzbeatmung [18].

Auch könnte die Lungenentwicklung der Kinder lang-fristig noch von der zuvor durchgeführten Hochfre-quenzoszillationsbeatmung profitieren. Eine Nach-untersuchung von Teilnehmern der UKOS-Studie imAlter von 11–14 Jahren ergab eine signifikant bessereLungenfunktion bei den Jugendlichen, die als Frühge-borene Hochfrequenzbeatmung erhalten hatten(Abb.7) [19], obwohl die während der stationären The-rapie festgestellten Ergebnisse, gemessen an der Rateder bronchopulmonalen Dysplasie im postmenstruellenAlter von 36 Wochen, in beiden Gruppen fast exaktgleich gewesen waren. Auch waren die kognitiven Leis-

tungen der mit HFOV beatmeten Kinder tendenziellbesser und in keinem Aspekt schlechter als bei denkonventionell beatmeten Kindern. Diese Ergebnissedeuten auch darauf hin, dass die Feststellung einerbronchopulmonalen Dysplasie im postmenstruellenAlter von 36 Wochen nur ein recht grobes Instrumentzur Messung der postnatalen Lungengesundheit ist.Offenbar ist es möglich, mit genauer Lungenfunktions-messung auch nach vielen Jahren noch Unterschiedeherauszuarbeiten, die zuvor durch bloße Anwendungder klinischen BPD-Definition nicht nachweisbarwaren.

Zusammenfassend sind bei Frühgeborenen die kurz-fristigen Therapieergebnisse mit Hochfrequenzoszilla-tionsbeatmung gleich gut wie mit einer optimiertenkonventionellen Beatmung. Trotz der beschriebenen,überwiegend unentschieden ausgegangenen Studienund Metaanalysen könnten mit Hochfrequenzoszilla-tion beatmete Frühgeborene langfristig Vorteile imSinne einer besseren Lungenfunktion haben. Auchdeuten die italienischen Ergebnisse auf mögliche Vor-

teile der Hochfrequenzoszillation bei besonders schwererkrankten Frühgeborenen hin.

Merke: Die Ergebnisse bei unkomplizierten Früh-

geborenen sind mit HFOV nicht besser als mit einer

optimierten konventionellen Beatmung. Bei

schwerem Lungenversagen und für die langfristige

Lungenentwicklung könnte HFOV Vorteile haben.

Leider kann die Frage, welche Kinder am ehesten vonHochfrequenzbeatmung profitieren, aufgrund der vor-liegenden Daten nicht beantwortet werden. Kandida-ten sind aber alle Kinder, die früh eine erhebliche pul-monale Dysfunktion aufweisen.

Merke: Aufgrund der aktuellen Ergebnisse scheint

es angebracht, wieder über einen verstärkten Ein-

satz der Hochfrequenzoszillation nachzudenken.

Behandlungsergebnisse bei reifenNeugeborenen

Nur 2 kleine randomisierte Studien haben die Ergeb-nisse der Hochfrequenzbeatmung bei reifen Neu-geborenen untersucht. In einer Studie wurden zurextrakorporalen Membranoxygenierung (ECMO) verleg-te Patienten randomisiert und mit Hochfrequenzoszil-

FEV1

besser

schlechter

DLCO

HFOV (n = 127)CMV (n = 121)

Vitalkapazität***z-

Scor

e

1

0,5

0

–0,5

–1

–1,5

–2

Abb.7 Z-Scores verschiedener Lungenfunktionsparameter von ehemals frühgeborenenJugendlichen, die HFOV oder CMV erhalten hatten [19]. (DLCO: Diffusionskapazität derLunge für Kohlenmonoxid; FEV1: maximales Exspirationsvolumen in der ersten Sekunde[Tiffeneau-Test]; * p < 0,05).


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lation oder konventioneller Beatmung behandelt, mitdem Ergebnis, dass weniger mit HFOV behandelte Kin-der ECMO benötigten [20].

In einer weiteren randomisierten Cross-over-Studiewurde festgestellt, dass Hochfrequenzbeatmung dieLungenfunktion etwa so günstig beeinflusst, wie kon-ventionelle Beatmung in Kombination mit inhalativemStickstoffmonoxid. Für die Kombination beider Modali-täten, d.h. Hochfrequenzbeatmung mit Stickstoff-monoxid, wurde ein zusätzlicher synergistischer Effektnachgewiesen [21]. Dies gilt möglicherweise nicht fürKinder mit Zwerchfellhernie. Deren Mortalität war ineiner noch nicht publizierten Studie des europäischenECMO-Netzwerks mit Hochfrequenzbeatmung höherals mit konventioneller Beatmung.

Ähnlich sieht es für Hochfrequenzbeatmung bei pädia-trischen und adulten Patienten mit Acute RespiratoryDistress Syndrome (ARDS) aus. Für das pädiatrischeARDS gibt es eine relativ alte randomisierte Studie [22]und eine sehr große und neuere retrospektive Studie[23]. Bei ersterer waren die Ergebnisse bei HFOV zwaretwas besser, aber in der konventionell beatmetenGruppe wurde vermutlich keine lungenprotektiveBeatmung durchgeführt. In der zweiten Studie schnittHFOV deutlich schlechter ab als konventionelle Be-atmung mit längerer Beatmungsdauer und längeremKrankenhausaufenthalt.

In der Erwachsenenmedizin gab es 4 Studien; nur inder ältesten war HFOV der CMV überlegen, aber auchhier war die CMV nicht lungenprotektiv [24]. Weitere2 z.T. sehr große Studien fanden keine Vorteile mehr[25,26], und in einer vierten Studie war HFOV sogarklar schlechter [27]. Somit konnte auch für diesePatientengruppen kein Überlebensvorteil nachgewie-sen werden.

Cave: Studien ergaben keine Vorteile für HFOV bei

Kindern und Erwachsenen.

Beatmung beim pulmonaleninterstitiellen Emphysem

Das pulmonale interstitielle Emphysem (PIE) stellt i.d.R.eine Komplikation der Beatmung dar, wenngleich esgelegentlich auch bei Continuous Positive Airway Pres-

sure (CPAP) oder ganz selten auch bei einem spontanatmenden Kind beobachtet werden kann.

Wie der Name schon sagt, handelt es sich um Luftan-

sammlungen im Interstitium, die sich bei Surfactant-mangel und Flüssigkeitsüberschuss und dadurchschlecht dehnbare Alveolen und überdehnte terminaleBronchiolen bilden können. Da die Verbindung dieserpathologischen Hohlräume mit den Atemwegen nursehr dünn ist und sie nicht von einem Kapillarsystemumsponnenwerden, nehmen diese Luftansammlungennicht am Gasaustausch teil. Sie stellen Raumforderun-

gen dar, die das funktionierende Lungengewebe ver-drängen und die Gasaustauschfläche reduzieren,sodass es i.d.R. zu einem deutlichen Anstieg des FiO2-Bedarfs kommt.

Merke: Der deutliche Anstieg des FiO2-Bedarfs ist

oft auch ein frühes klinisches Zeichen für die Ent-

wicklung eines interstitiellen Emphysems.

Im weiteren Verlauf kann das interstitielle Emphysemimmer mehr zunehmen und die Oxygenierung desPatienten immer weiter erschweren. Die Reaktion desklinischen Teams besteht dann i.d.R. in einem Anheben

des Beatmungsdrucks, um das Kind weiterhin am Lebenhalten zu können, was jedoch die Entwicklung desEmphysems beschleunigt.

Cave: Eine adäquate Oxygenierung kann schwierig

oder unmöglich werden, und als katastrophale

Komplikation droht eine Luftembolie, wenn die

Luft auch noch in das Gefäßsystem eindringt.

Das Emphysem kann jedoch auch in einen Zustandchronischer, schwerer pulmonaler Dysfunktionmünden,der einer BPD sehr ähnlich ist, oder in eine BPD über-gehen. Bei einem Fallbericht konnte die Persistenz desEmphysems über den errechneten Geburtsterminhinaus nachgewiesen werden, auch per Computer-tomografie, und später dann per Lungenhistologie [28].

Merke: Es handelt sich um eine Komplikation, die

die Gesundheit der kleinen Patienten massiv und

nachhaltig schädigen kann.

Zusammenfassung

Die Hochfrequenzoszillationsbeatmung ist einer

optimierten konventionellen Beatmung hinsichtlich

der kurzfristigen Behandlungsergebnisse nicht über-

legen, könnte aber bei Frühgeborenen langfristig mit

einer besseren Lungenfunktion assoziiert sein.



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Risikofaktoren

Die Risikofaktoren für die Entwicklung eines pulmona-len interstitiellen Emphysems sind:█ Frühgeburtlichkeit█ Surfactantmangel█ Behandlung mit Atemwegsüberdruck, insbesondereintensive maschinelle Beatmung

█ Einsatz von Hochfrequenzoszillationsbeatmung█ Einsatz von langen Inspirationszeiten

Diagnose

Die Diagnose erfolgt i.d.R. durch ein Röntgenbild. DasRöntgenbild ist gekennzeichnet durch relativ harte

Kontraste zwischen dem komprimierten Gewebe undden luftgefüllten pathologischen Hohlräumen. Diesewerden in runde Blasen vom Typ 1 oder längliche Bla-sen vom Typ 2 [29] unterteilt. Nur das Vorhandenseinvon Blasen vom Typ 2 sichert die Diagnose (Abb.8).

Prävention

Präventiv wirken:█ pränatale Lungenreifeinduktion█ möglichst frühzeitige Surfactantgabe█ Verwendung einer lungenschonenden Beatmung mitniedrigen Spitzendrücken und kurzen Inspirations-zeiten

Merke: Unter Hochfrequenzoszillationsbeatmung

tritt das pulmonale interstitielle Emphysem häufi-

ger auf, deshalb sollte diese Beatmungsform Früh-

geborenen mit höhergradigem Atemnotsyndrom

vorbehalten bleiben.

Behandlung

Das pulmonale interstitielle Emphysem ist potenziellreversibel, und die Reversibilität ist umso mehr gege-ben, je früher eine gezielte Behandlung eingeleitetwird. Zur Behandlung sollten die physikalischenGesetzmäßigkeiten so ausgenutzt werden, dass mög-lichst wenig Luftnachschub in die großen Blasen unddie interstitiellen Spalten stattfindet, sodass dieResorption der dort vorhandenen Luft letztlich über-wiegt und sich die überblähten Gewebsspalten wiederverschließen können.

Von Bedeutung ist hier zunächst die Reduktion des

Tidalvolumens. Ist das pulmonale interstitielle Emphy-sem nur einseitig ausgebildet, kann das Tidalvolumenauf der betroffenen Seite durch Lagerung des Kindesauf die entsprechende Thoraxseite (Abb.9) oder durchAnbringen eines Tape-Verbands verringert werden,während der Gasaustausch vorwiegend über die ande-re Seite bewerkstelligt wird. Das sind auch die einzigenBehandlungsmöglichkeiten beim spontan atmendenKind.

Merke: Ob es sinnvoll ist, ein unter Spontanatmung

noch suffizient atmendes Kind zur Behandlung

eines pulmonalen interstitiellen Emphysems zu

intubieren, ist nicht geklärt.

Auch die einseitige Intubationwurde erfolgreich ange-wendet [30].

Cave: Große Vorsicht ist bei den Beatmungsein-

stellungen unter Lagerungstherapie vonnöten, um

nicht auf der Gegenseite ein Emphysem zu induzie-

ren. Es sollten hohe Beatmungsfrequenzen und

kleine Tidalvolumina bevorzugt werden.

Die speziellen Beatmungseinstellungen umfassen alswesentlichen Faktor das Verkürzen der Inspirationszeitauf Werte zwischen 0,1 und 0,2 Sekunden [31]. Auf-

Abb.8 Röntgen-bild eines Frühge-borenen mit pul-monalem intersti-tiellen Emphysem.Deutlich erkennbarsind die länglichenBlasen, die hartenKontraste zwischenden Blasen und demkomprimierten Lun-gengewebe und dieÜberblähung dergesamten Lunge.

Abb.9 Lagerungbei einseitigem pul-monalen intersti-tiellen Emphysemzur einseitigenKompression desThorax (die Schulterhängt frei).


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grund des hohen Strömungswiderstands durch dieengen interstitiellen Spalten und ihrer dennoch leich-ten Dehnbarkeit weisen die Luftansammlungen desinterstitiellen Emphysems sehr lange Zeitkonstantenauf (τ=R × C) [1].

Sehr kurze Inspirationszeiten lassen keinen vollständi-gen Gasaustausch dieser Bereiche mehr zu und verrin-gern somit selektiv das Tidalvolumen in den großenüberblähten Alveolen und auch die Luftmenge, die indas interstitielle Emphysem fließt, während der Gas-austausch in den deutlich „schnelleren“ normalenAlveolen weniger beeinträchtigt wird. Dann kann maninnerhalb von weniger als 24 Stunden oftmals einenerheblichen Rückgang der emphysematösen Verände-rungen oder ein vollständiges Verschwinden beobach-ten (Abb.10).

Merke: Surfactant darf erst nach Rückgang der

emphysematösen Veränderungen gegeben wer-

den, da dieses sonst die pathologischen Luftan-

sammlungen stabilisiert.

Anmerkung des Autors

Ich würde eine Surfactantgabe durchführen, bevor dieInspirationszeit wieder normalisiert wird. Eine Reduk-tion des endexspiratorischen Druckes (PEEP) ist nachmeiner Erfahrung zur Behandlung eines pulmonaleninterstitiellen Emphysems nicht notwendig.

Die Hochfrequenzoszillation mit niedrigemmittlerenAtemwegsdruck wird immer wieder für die Behand-lung des pulmonalen interstitiellen Emphysems emp-fohlen. Nach meinen Erfahrungen ist die hier beschrie-bene Methode mit kurzen Inspirationszeiten undLagerung jedoch wesentlich erfolgreicher, sodass derHochfrequenzoszillation hier keine Empfehlung ausge-sprochen wird.

Merke: Die Behandlung eines pulmonalen intersti-

tiellen Emphysems besteht in sehr kurzen Inspira-

tionszeiten und Reduzieren des regionalen Tidal-

volumens durch Lagerung oder Tapeverband.

Zusammenfassung

Die Hochfrequenzbeatmung ist eine Beatmungsformmit geringen alveolären Druck- und Volumenschwan-kungen. Die Einstellung des mittleren Atemwegsdrucksmuss genau auf den Patienten abgestimmt und regel-mäßig überprüft und ggf. korrigiert werden. In großenStudien konnte keine Reduktion der BPD bei Frühge-borenen unter HFOV gegenüber einer lungenprotekti-ven konventionellen Beatmung nachgewiesen werden.Nachuntersuchungen von ehemaligen Studienteilneh-mern im Jugendalter ergaben jedoch Hinweise, dassHFOV längerfristig nachweisbare Vorteile haben könn-te. Welche Frühgeborenen von HFOV profitieren, istderzeit nicht geklärt. Für reife Neugeborene prekärerOxygenierung konnten kurzfristige Vorteile im Zusam-menhangmit HFOV nachgewiesenwerden. Bei Kindernund Erwachsenen scheinen die Nachteile bei HFOV zuüberwiegen.

Das pulmonale interstitielle Emphysem ist eineschwerwiegende Komplikation, bei der sich raumfor-dernde, aber nicht zum Gasaustausch beitragendeLuftansammlungen im Interstitium der Lunge bilden.Die Rückbildung gelingt am ehesten durch eine kon-ventionelle Beatmung mit extrem kurzer Inspirations-zeit und – bei einseitiger Ausprägung – durch Reduk-tion des Tidalvolumens auf der betroffenen Seite mit-tels Lagerung oder Tape-Verband.

Interessenkonflikt: Kein Interessenkonflikt angegeben.

Alveole 1:(dilatiert, eingerissen)

▪ Compliance erhöht▪ Widerstand unverändert▪ daher Zeitkonstante verlängert

Alveole 2: (klein, intakt)

▪Compliance niedrig▪Strömungswiderstand normal▪daher Zeitkonstante kurz

2

1

bei kurzer Inspirationszeit in Alveole 1 kein Druckausgleich mehr, d.h. das Tidalvolumen der Alveole 1 fällt

Abb.10 Über-dehnte Alveolenund interstitielleLuftansammlungenhaben längere Zeit-konstanten als nor-male Alveolen, weilihre Complianceaufgrund des höhe-ren Radius größerist (La Place’schesGesetz). Die Zeit-konstante (τ=R×C)steigt mit steigen-der Resistance (R)oder Compliance(C). Eine kurzeInspirationszeitermöglicht deshalbeine selektiveReduktion desTidalvolumens inden überdehntenBereichen.



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Über den Autor

Ulrich H. Thome

Jahrgang 1964, Univ.-Prof. Dr. med.

Nach Medizinstudium und Promotion

in Düsseldorf Ausbildung als Kinder-

arzt und pädiatrischer Intensivmedi-

ziner an der Universitätskinderklinik

Ulm. Ab 1998 für 3 Jahre an der Uni-

versität von Alabama in Birmingham

(USA) zur Forschung und gleichzeitig

Ausbildung zum Neonatologen. Nach

Rückkehr Oberarzt und Habilitation an der Universität

Ulm. Seit 2008 Leiter der selbständigen Abteilung für

Neonatologie am Universitätsklinikum Leipzig. Weiterbil-

dungsermächtigung für Neonatologie und Pädiatrische

Intensivmedizin.

Korrespondenzadresse

Prof. Dr. med. Ulrich H. Thome

Facharzt für Kinder- und Jugendmedizin/Neonatologie/

Pädiatrische Intensivmedizin

Abteilung Neonatologie der Universitätsklinik für

Kinder- und Jugendmedizin

Zentrum für Frauen- und Kindermedizin

Liebigstr. 20a, Haus 6

04103 Leipzig

[email protected]

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CME-Fragen

█1Was gilt für die Hochfrequenz-oszillationsbeatmung?

A Die Amplitude wird unverändert in die peripheren Atemwege übertragen.

B Die typischerweise verwendete Atemfrequenz liegt über 20 Hertz.

C Die Oxygenierung wird durch den mittleren Atemwegsdruck bestimmt.

D Die CO2-Elimination steigt mit steigender Frequenz.

E Sie sollte mit einem mittleren Atemwegsdruck von wenigstens 5mbar über der konventionellenBeatmung durchgeführt werden.

█2Die Hochfrequenzoszillations-beatmung

A verringert erwiesenermaßen die Häufigkeit der BPD.

B ist das Standardverfahren für die Beatmung Frühgeborener.

C verhindert das Auftreten eines interstitiellen Emphysems.

D ist vorteilhaft bei reifen Neugeborenen mit schwerem Lungenversagen.

E erfordert mehr Sedierung als konventionelle Beatmung.

█3Zum Einstellen der Hochfrequenz-beatmung muss folgender Para-meter nicht vorgewählt werden:

A inspiratorischer Spitzendruck

B mittlerer Atemwegsdruck

C Inspirations- zu Exspirationsverhältnis

D Oszillationsamplitude

E Oszillationsfrequenz

█4Bei gleich langer In- und Exspira-tionszeit ist der mittlere Druck inder Lunge bei der Hochfrequenz-beatmung

A niedriger als im Beatmungsschlauchsystem.

B gleich hoch oder höher als im Beatmungsschlauchsystem.

C abhängig vom Gerät.

D unabhängig vom mitteren Druck im Beatmungsschlauchsystem.

E ohne vorhersagbare Tendenz.

█5Die Steuerung der Oxygenierungerfolgt bei HFOV durch

A die Oszillationsamplitude.

B die Oszillationsfrequenz.

C den mittleren Atemwegsdruck.

D das I : E-Verhältnis.

E den Bias-Flow.

█6Die Steuerung der Ventilation (CO2-Auswaschung) erfolgt bei Hochfre-quenzbeatmung hauptsächlichdurch

A die Oszillationsamplitude.

B die Oszillationsfrequenz.

C den mittleren Atemwegsdruck.

D das I : E-Verhältnis.

E den Bias-Flow.

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CME-Fragen Spezielle Beatmungssituationen in der Neonatologie

█7Welche Aussage ist richtig?Metaanalysen zeigen,

A dass HFOV unabhängig von der Strategie der CMV unterlegen ist.

B dass es von der gewählten Strategie in beiden Vergleichsgruppen abhängt, welche Beatmungüberlegen ist.

C dass HFOV unabhängig von der Strategie der CMV überlegen ist.

D dass HFOV besonders für sehr kleine Kinder nützlich ist.

E dass die Ergebnisse der verschiedenen Studien gut reproduzierbar waren.

█8In einer Nachuntersuchung im Altervon 11–14 Jahren hatten Kinder, diemit HFOV behandelt worden waren,

A einen Gehörschaden.

B eine schlechtere Lungenfunktion als die Vergleichsgruppe.

C schlechtere schulische Leistungen.

D vermehrt Konzentrationsstörungen.

E eine bessere Lungenfunktion als die Vergleichsgruppe.

█9Welche Aussage zum pulmonaleninterstitiellen Emphysem ist falsch?

A Es ist mit der Entwicklung einer BPD assoziiert.

B Es kann in das Säuglingsalter hinein fortbestehen.

C Es kann auch unter Spontanatmung auftreten.

D Es stellt nur eine alveoläre Überblähung dar.

E Es kann mit stark verschlechterter Sauerstoffaufnahme einhergehen.

█10Beim akuten Auftreten eines pulmo-nalen interstitiellen Emphysems istwelche Maßnahme sinnvoll?

A Beatmung mit niedriger Frequenz

B sofortige Surfactantgabe

C Erhöhen des PEEP

D Beatmung mit sehr kurzen Inspirationszeiten

E Beatmung mit HFOV



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