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Beatmungsformen

Der Respirator __________________________________________________________________ 2

CMV ( Controlled Mechanical Ventilation - Kontrollierte maschinelle Beatmung) ________________ 3

High Frequency-Ventilation (HFV)_______________________________________________________ 3

PCV (Pressure Controlled Ventilation)____________________________________________________ 4

Inversed Ratio Ventilation (IRV)_________________________________________________________ 4

Seitengetrennte Beatmung ______________________________________________________________ 5Synchrone Ventilation: _________________________________________________________________________5Asynchrone Ventilation: ________________________________________________________________________5Alternierende Ventilation: ______________________________________________________________________5

Extrakorporale CO 2-Elimination (ECCO 2-R) ______________________________________________ 5

CPAP (Continuous Positive Airway Pressure) ______________________________________________ 6High-Flow-CPAP: ____________________________________________________________________________6Demand-Ventil-CPAP (z.B. Servo 900 C): _________________________________________________________6

SIMV ( Synchronous Intermittend Mandatory Ventilation) ___________________________________ 7

APRV Airway Pressure Release Ventilation________________________________________________ 7

BIPAP Biphasic Positive Airway Pressure _________________________________________________ 8

PSV (Pressure Support Ventilation) ______________________________________________________ 9

Proportional Assist Ventilation (PAV) ____________________________________________________ 9

M M V ( Mandatory Minute Ventilation) _________________________________________________ 10

Die Eiserne Lunge ____________________________________________________________________ 10

Weaning ____________________________________________________________________________ 11

Literaturhinweise ____________________________________________________________________ 12

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Der RespiratorEine Definition zu Anfang:

Spontanatmung ist die aktive Einatmung (= Inspiration) und passive Ausatmung (= Exspiration)durch den Patienten selbst,

Beatmung ist die bernahme der inspiratorischen Atemarbeit durch ein Beatmungsgert(Respirator),

untersttze Spontanatmung ist die aktive Ein- und passive Ausatmung durch den Patienten selbst,wobei die Einatmung durch mechanische Hilfsmittel mehr oder weniger stark untersttzt wird(inspiratorische Assistenz).

Bei Ausfall der Atemmuskulatur durch Ateminsuffizienz auf der Intensivstation wird die Lunge des Patientenmit Hilfe eines Respirators (Ventilators) knstlich beatmet. Dabei wird ber einen in der Trachea liegendenTubus die Respiratorluft periodisch unter berdruck - Ausnahme die Eiserne Lunge, siehe dort - in die Lungegepret. Am Ende einer jeden Inspirationsphase wird der Luftstrom unterbrochen. Jetzt drcken dieelastischen Rckstell-krfte der Lunge die Luft wieder aus der Lunge heraus.Die respiratorischen Parameter wie (Be-) Atemfrequenz, Atemzug-, bzw. Atemminutenvolumen und dasVerhlt-nis von Inspirations- zu Exspirationszeit sowie den Sauerstoffanteil am inspiratorischen Gasgemischwird am Respirator fest eingestellt.berwachungssysteme verhindern, bzw. melden durch akustische und/oder optische Warnsignale fr denPatien-ten gefhrliche Situationen wie z.B. Dekonnektion vom Respirator oder zu hoher Beatmungsdruck.Teilweise knnen die Respiratoren auf diese Gefahren reagieren. So unterbricht der Respirator beiberschreiten der oberen Beatmungsdruckgrenze die Inspiration und leitet die Exspiration ein.Entspricht der end-exspiratorische Druck dem Atmosphrendruck knnen bei lnger andauernder BeatmungAtelektasen durch eine Umverteilung von lokalen Perfusions/Ventilations-Verhltnissen entstehen. Daherbesitzen die Respiratoren die Mglichkeit einen externen positiv-end-exspiratorischen Druck (PEEP) zuwhlen, der dies verhindert und zugleich die Gefahr eines Lungendems vermindert.Moderne Respiratoren erlauben die teilweise oder vollstndige bernahme der Ventilation, d.h. sie knnendie Spontanatmung des Patienten untersttzen, sie aber auch ersetzen.Diese teilweise oder vollstndige bernahme der Ventilation durch den Respirator ist indiziert, wenn

eine alveolre Hypoventilation durch Strungen der Atemmechanik oder auch des Atemantriebesvorliegen,

welche nicht in hinreichender Zeit beseitigt werden knnen oder durch Erkrankungen des Lungenparenchyms anders nicht zu beherrschende Gasaustauschstrungen

auftreten.Eine Respiratorbehandlung zielt immer auf die Wiederherstellung der Spontanatmung mit einer intaktenalveo-lren Gasaustauschflche hin. Hierzu ist die Vermeidung iatrogener Schden der RespiratortherapieGrundbedingung, d.h. die Respirator-Therapie mu dem Patienten angepat sein und nicht der Patient demRespirator.Je effektiver die Spontanatmung des Patienten ist, um so angepater soll der Respirator den Patienten mitseiner Beatmungs-Mechanik untersttzen; die vollstndige bernahme des Ventilation unter bewuterAusschaltung der Spontanatmung sollte bei modernen Respiratoren nur noch selten erforderlich sein.Eine Relaxierung, bzw. eine die Spontanatmung des Patienten ausschaltende hinreichend tiefe Sedierungfhrt immer zu einer Hypoventilation und Atelektasenbildung in den zwerchfellnahen Abschnitten der Lunge.Dieser Atelektasenbildung kann selbst eine minimale Spontanatmung des Patienten entgegenwirken.Es knnen verschiedene Beatmungsformen unterschieden werden:

Spontanatmung untersttzend Spontanatmung ersetzend Mischform der beidenPSV

Pressure Support VentilationCMV

Controlled Mechanical VentilationBIPAP

Biphasic Positive Airway PressureCPAP

Continuous Positive Airway PressurePCV

Pressure Controlled VentilationEiserne Lunge

MMVMandatory Minute Ventilation

IRVInversed Ratio Ventilation

APRVAirway Pressure Release Ventilation

HFVHigh Frequency Ventilation

SIMVSynchronous Intermittend Mandatory

Ventilation

Seitengetrennte Beatmung

ECCO2-RExtrakorporale CO2-Elimination

Auf die einzelnen Beatmungsformen soll nun im einzelnen nher eingegangen werden.

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CMV(Controlled Mechanical Ventilation - Kontrollierte maschinelle Beatmung)

Bei dieser Beatmungsform wird der zeitliche Ablauf (I:E-Verhltnis) ebenso wie das Atemzugvolumen (AZV)durch die Respiratoreinstellung bestimmt.Eine Spontanatmung ist nicht mglich. Die intrapulmonalen Druckverhltnisse richten sich nach derBeschaffenheit der Lunge (Compliance, Resistance).Daher verfgen Respiratoren ber die Option Einstellung des oberen Atemwegspitzendruckes, der bei einerberschreitung des maximal gewnschten Spitzendruckes durch den Respirator warnt und in der Regel beiErreichen des Spitzendruckes den Beatmungshub abbricht.Auf Grund des vom Respirator gemessenen Spitzendruck im Bereich der oberen Atemwege kann man sichden Spitzendruck im Bereich der Alveolen gem des Gesetzes von Laplace

P = 2 * T / r; mit P = Beatmungsdruck,T = Oberflchenspannung;r = Radius des respiratorischen Gefes

berechnen:Spitzendruck in den

Hauptbronchien [mm Hg]Spitzendruck in denAlveolen [mm Hg]

30 41725 34720 27815 20810 1395 69

wobei TAlveole THauptbronchien / 4; rAlveole = 0,12 bis 0,15 [mm]; rHauptbronchus = 5,5 bis 9,5 mm

Der Vorteil dieser Beatmungsform ist die Volumenkonstanz des AZV trotz Vernderung derLungenverhltnisse (z.B. keine Hyperventilation neurochirurgischer Intensivpatienten durch Verbesserungder Lungencompliance und Anstieg des AZV, bzw. Hyperkapnie durch Verschlechterung der Compliance).Diese Beatmungsform verlangt einen tief sedierten (und/oder relaxierten) Patienten, der nicht in der Lage ist,eine Spontanatmung zu entwickeln.Heutzutage, wo immer mehr klar wird, wie notwendig eine mglichst frhe Spontanatmung des Patienten zurVerhinderung bzw. Verbesserung des ARDS ist, ersetzt die SIMV-Beatmung mit entsprechend hoher SIMV-Frequenz weitestgehend die CMV-Beatmung.Daher ermglichen neue Beatmungsgerte wie der Servo 300 dem Patienten mittels einer Steuerung einenhheren Flow zu erhalten.Erzeugt der Patient bei seinem Inspirations-Versuch einen Sog, welcher unter einem voreingestellten end-exspira-torischen Druckniveau liegt, so schaltet der Servo kurzfristig auf druckkontrollierte Beatmung um. BeiTriggerung liefert der Respirator nun einen Flow entsprechend dem Bedarf des Patienten. Sinkt der Flow aufden voreingestellten Wert zurck, schaltet der Respirator wieder auf volumenkontrollierte Beatmung um.Man sollte jedoch auch hierbei immer bedenken: der Patient mu erst einen Sog gegen die Maschineaufbauen bis eine Spontanatmung ermglicht wird. So kurz dieser Moment auch ist, er erhht dieWahrscheinlichkeit der Ausbildung von Atelektasen.CMV ist eine kontrollierte Beatmungsform, bei welcher der Patient passiv bleiben sollte, d.h. keine Spontan-atmung vorhanden sein sollte.

High Frequency-Ventilation (HFV)Der von Intensivmedizinern umgangssprachlich gefhrte Begriff Jet-Ventilation meint in der Regel keine Jet-Ventilation, sondern die Hochfrequenz-Oszillations-Ventilation (HFO).Die Unterschiede bestehen in der Atemfrequenz (AF) und dem Atemzugvolumen (AZV) (siehe Tabelle weiterunten).Heute wird die HFV in der Intensivmedizin meistens als Kombination mit der CMV in den Sptstadien desARDS eingesetzt. Die HFV berlagert hier also nicht die Spontanatmung des Patienten, sonder diemaschinellen Hbe des Respirators.Die HFV vermag hier oftmals fr eine zustzliche Eliminierung von CO2 zu sorgen, so da die AZV der CMVgesenkt werden knnen, woraus geringere Spitzendrcke der Beatmung resultieren.Probleme ergeben hier das Monitorring der Beatmung: der in der Lunge herrschende Druck ist immer hher,als die Respiratoranzeige und die Vol