Eine der wichtigsten Maßnahmen bei vielen Notfällen ist die Anwendung von nicht-invasiver Atemunterstützung bzw nicht-invasiver Beatmung (NIV). Dieses häufig verkürzt als CPAP (dann gemeint: CPAP-ASB, Continuous Positive Airway Pressure-Assisted Spontaneous Breathing) bezeichnete Verfahren ist inzwischen breit verfügbar und kann prähospital, in Notaufnahmen oder auch notfallmäßig in Normalstationen verwendet werden. In der Intensivmedizin ist es selbstverständlich ein entscheidender Therapiebaustein. Die Theorie und der praktische Umgang sollten von jeder und jedem akutmedizinisch Tätigen beherrscht werden.
Indikation
Die Indikationen umfassen hyperkapnisches, hypoxisches und kombiniertes respiratorisches Versagen. Ebenfalls ein wichtigster Grund für NIV-Therapie: Auch bei drohender respiratorischer Erschöpfung (z.B. durch protrahierte Kompensation einer metabolischen Azidose) kann nichtinvasive Beatmung den entscheidenden Beitrag leisten. (super Review dazu: http://rc.rcjournal.com/content/64/6/617.full)
Die Therapie sollte jeweils frühzeitig begonnen werden, weil ihr Erfolg stark von der ausgestrahlten Ruhe des Behandlerteams abhängig ist. Wenn bereits hektisch die Intubation vorbereitet wird, ist die Chance für einen vernünftigen NIV-Versuch bereits vertan. Insbesondere soll NIV der Erschöpfung durch erhöhte Atemarbeit vorbeugen, daher sollte man unbedingt die entsprechenden Risikopatient*innen frühzeitig mit der notwendigen Beatmungsunterstützung versorgen. Sobald man überlegt, ob der Patient/die Patientin ein Überwachungs- oder Intensivbett brauchen wird, sollte man auch nicht-invasive Beatmung erwägen.
Ganz kurz zur Theorie
Leider benennen die Hersteller ihre Beatmungsmodi individuell, was nicht selten zu erheblicher Verwirrung führt. Es hilft, sich jeweils mit der physikalischen Idee zu beschäftigen und sich nicht mit den Begrifflichkeiten aufzuhalten.
Der positiv endexpiratorische Druck (PEEP) ist der Druck, der nach Expiration im System verbleibt. Seine Existenz ist unphysiologisch und setzt ein dicht sitzend angebrachtes Beatmungssystem voraus. Positive Effekte sind eine Schienung der kleinen Atemwege um einen endexpiratorischen Bronchial-Kollaps zu minimieren, Rekrutierung von dystelektatischen Lungenabschnitten, Verbesserung des Perfusions-Ventilations-Matching und auch eine Verdrängung von extravaskulärem Lungenwasser aus dem Alveolar- in den Peribronchialbereich, verbesserte Sauerstoff-Löslichkeit und Reduktion der Atemarbeit bei bronchoobstruktiven Patienten.
Die funktionelle Residualkapazität (FRC), also das Gasvolumen, das nach einer „normalen“ Exspiration in Ruhe noch in den Lungen bleibt, steigt unter PEEP-Beatmung. Es gibt eine physiologische Closing Capacity (das Lungenvolumen, bei dessen Unterschreitung ein Verschluss von kleinen Atemwegen besteht). Diese Kapazität ist unter anderem vom Lebensalter oder der Körperposition abhängig. Überdruckbeatmung hilft, die FRC oberhalb der Closing Capacity zu halten und so bronchiale Obstruktion zu verhindern.
In dystelektatischen Lungenarealen führt der PEEP zu einer Vordehnung, was die Einatmung vereinfacht und Lungenabschnitte wieder am Gasaustausch teilhaben lässt.
Durch die FRC-Erhöhung verändert sich der Atemzyklus und entfernt sich tendenziell von der Atemruhelage in Bereiche mit geringerer Compliance. Hierdurch kann eine Abnahme des Tidalvolumens bzw erhöhte Atemarbeit für das Erreichen des gleichen Tidalvolumens entstehen. Dadurch ist eine Einschränkung der Decarboxylierung möglich. Das fixe PEEP-Niveau kann aus diesem Grund mit einer inspiratorischen Druckunterstützung kombiniert werden. So wird die verminderte Compliance durch inspiratorische Druckunterstützung ausgeglichen, um ausreichende Tidalvolumina zu erreichen.
Kurz gesagt registriert das Beatmungsgerät eine Anstrengungsbemühung („Trigger“), dies geschieht durch Messung des negativen Gasflusses. Es wird dann ein Überdruck verabreicht. Dieses Druckunterstützungsniveau ist einstellbar, der Druck addiert sich zum PEEP und ergibt den inspiratorischen Atemwegsdruck. Außerdem einstellbar ist die Sensitivität des Triggers.
Die inspiratorische Unterstützung minimiert die Atemarbeit und erhöht die Ventilation.
Die physiologischen Auswirkungen von PEEP-Beatmung sind hier exzellent erklärt: https://derangedphysiology.com/main/cicm-primary-exam/required-reading/respiratory-system/Chapter%20522/effects-positive-pressure-ventilation-pulmonary-physiology
Es ist sehr wichtig, sich mit dem eigenen Gerätepark vertraut zu machen, um nicht durch teilweise unterschiedlichen Nomenklaturen verwirrt zu werden. (Im englischen Sprachraum und der Literatur bestehen weitere grundsätzliche Unterschiede in der Benennung…)
Wichtig: Der Unterschied von CPAP mit Druckunterstützung zu einer Beatmung mit zwei verschiedenen Druckniveaus und einstellbarer Atemfrequenz („BiPAP“, „DuoPAP“, o.Ä.) ist fließend!
In der Theorie wird häufig über Oxygenation und Decarboxylierung als getrennte Konzepte gesprochen. Zum grundlegenden Verständnis von Beatmungspathophysiologie ist es sicher hilfreich, sich die Stellschrauben vereinfacht vorzustellen. Demnach wäre PEEP und Sauerstoffanteil am Inspirationsgas (FiO2) zur Beeinflussung der Oxygenierung geeignet und die Veränderung des Atemminutenvolumens (bei lungenprotektiv gewählten Tidalvolumen also steuerbar über die Atemfrequenz) verstellt die Ventilation und damit die Decarboxylierung.
Für Anfänger*innen und unübersichtliche Notfallsituationen ist dieses Verständnis sicherlich super nützlich! Für ein realitätsnäheres Modell kann man noch mitbedenken, dass in die alveoläre Gasgleichung auch das CO2 eingeht und somit erhöhte arterielle/alveoläre CO2-Konzentrationen den pAO2 (das A ist mit Absicht groß und steht für Alveole) verändern und dass bei erhöhter Atemarbeit durchaus ein relevanter Anteil des O2-Verbrauchs durch die Atemmuskeltätigkeit entsteht. Von der Verschiebung der Sauerstoffbindungskurve durch pH- und pCO2-Veränderungen ganz zu schweigen. Die Atemgase hängen also schon sehr eng zusammen.
Kontraindikationen:
Wie bei jeder Therapie ist es wichtig, sich über die Kontraindikationen im Klaren zu sein. Grundsätzlich ungeeignet sind Patient*innen mit gefährdeten oder verlegten Atemwegen. Dazu zählen selbstredend auch deutlich bewusstseinsgeminderte Patient*innen. Manchmal erlebt man zwar eine Situation wie beim obstruktiven Schlafapnoe-Syndrom, bei dem ein gewisser PEEP dafür sorgt, dass ein Kollaps der oberen Atemwege verhindert wird. Dadurch erscheint die Ventilation manchmal noch relativ normal. Man darf sich jedoch nicht davon ablenken lassen, dass ggf. eine Intubationsindikation besteht.
Wenn die Behandlung begonnen ist, muss der Patient engmaschig überwacht werden, um mitzubekommen, ob eine ausreichende Vigilanz und ausreichende Kontrolle über den Atemweg bestehen.
Schnarchen oder Stridor zwingen zum Handeln: häufig kann über eine Kopfreklination und/ oder einen Esmarch-Handgriff („Jaw-Thrust“) vorrübergehend wieder Ventilation ermöglicht werden. Eine endotracheale Atemwegssicherung wird dann meist unausweichlich.
Bei Kontraindikationen muss sicherlich nicht erwähnt werden, dass ein Mittelgesichtstrauma oder eine Schädelbasis-Fraktur Kontraindikationen für NIV sind. Die denkbare Komplikation des Spannungs-Pneumocephalons will man sich gar nicht vorstellen.
Es besteht bei jeder Überdruckbeatmung eine gewisse Gefahr für die Entstehung eines Pneumothoraxes.
Relative und absolute Kontraindikationen sind in der abgelaufenen S3-Leitlinie so zusammengefasst:
Tipps, Tricks und Caveats:
Ruhe und strukturierte Titration helfen, dabei dass sich Patienten gut an NIV-Beatmung adaptieren können. Oft wird dann von „mangelhafter Compliance“ gesprochen. Eigentlich verbietet sich diese Bezeichnung ja hier allein schon, weil immer, wenn es um Druck-Volumen-Beziehungen geht, der Begriff physikalisch besetzt ist. Außerdem schwingt in der Bedeutung von Therapie-Inadhärenz immer ein gewisser Vorwurf von Ignoranz oder mangelhafter Selbstverantwortung mit.
Ich empfehle unbedingt mal eine ruhige Minute im Krankenhaus/ RTW zu nutzen und einen NIV-Selbstversuch gemeinsam mit dem Kollegen/der Kollegin des Vertrauens zu machen. Selbst ganz in Ruhe, ohne Dyspnoe oder kritische Erkrankung ist das eine besondere Erfahrung und unter einer dichten Maske mit völlig ungewohnter Atemphysik kann man schon mal Angst bekommen.
Für eine erfolgreiche NIV-Therapie ist es ganz entscheidend, den Patienten/ die Patientin und seine Umgebung zu beruhigen. In den Köpfen vieler Health-Care-Professionals ist NIV eng verbunden mit einer lebensbedrohlichen Erkrankung und der letzte Schritt vor der Intubation. Immer wieder erlebt man, dass den Patient*innen gegenüber auch entsprechende Äußerungen gemacht werden („Wenn das jetzt nicht klappt, müssen wir Sie ins künstliche Koma legen…“ Man muss sich mal vorstehen, wie rational der/die dyspnoeische Patient*in, unter dessen/deren dichter Maske ein 30-50km/h-Fahrtwind herrscht und dem/der vielleicht gerade noch sterile Abdeck-Tücher zur ZVK-Anlage übers Gesicht geworfen werden, mit so einer Aussage umgehen kann.)
Häufig wird zur NIV standardmäßig eine anxiolytische oder sedierende Medikation gegeben. In vielen Fällen ist das jedoch nicht notwendig, wenn man ruhig und strukturiert die Therapie beginnt und mit dem Patienten zusammen anpasst.
Es gilt ja grundsätzlich eigentlich das Prinzip, dass -wo immer möglich- Sedierung vermieden werden soll. In diesem Fall wären wir besonders froh, nicht noch mit unerwünschten Arzneimittelwirkungen z.B. von Opioiden (z.B. proemetische Wirkung) oder Benzodiazepinen (z.B. prodelirogenes Potential) jonglieren zu müssen. Wenn es sich vermeiden lässt, sollte auf Sedierung verzichtet, zumindest ein Zuviel vermieden werden. Tipps zum Therapiestart und zur Titration der Beatmungseinstellung sind im How-To zu finden (Hands-On: Nicht-invasive Beatmung (kidney-campus.de) . Falls durch die Unruhe des Patienten die NIV-Therapie unmöglich wird oder die/der Patient*in eine sedierende Medikation wünscht, sollte man sie/ihn selbstverständlich mit der entsprechenden Medikation versorgen
Es stehen viele verschiedene Maskentypen zu Verfügung. Man sollte sich etwas Zeit mit der Auswahl der richtigen Form und Größe lassen, um den Tragekomfort möglichst zu erhöhen. Die Maske muss an der „schwächsten“ Stelle eine Abdichtung mit einem Verschlussdruck größer als dem inspiratorischen Druck (mind. PEEP + Druckunterstützung) gewährleisten.
Bei fehlsitzenden Masken besteht eine relevante Gefahr von Druckulzera insbesondere im Bereich der Nase.
Es kann sehr hilfreich sein, mit Patient*innen zu vereinbaren regelmäßig NIV-Pausen zu machen. Allein schon die Entfernung von Schweiß und die Möglichkeit Sekret abzuhusten, entlastet viele Betroffene sehr. Husten unter NIV-Maske ist nahezu unmöglich und mindestens extrem unangenehm.
Ein anästhesiologischer Life-Hack: Um weniger Angst vor einer Entsättigung während NIV-Pausen zu haben, grundsätzlich unter die Beatmungsmaske eine O2-Brille anlegen. Üblicherweise bemerken Patienten den Fremdkörper unter dem Maskenwulst nicht, im Bereich der Wangen besteht auch quasi keine Gefahr für Druckulzera. Durch die zusätzliche Möglichkeit der Sauerstoffinsufflation werden die Beatmungs-Pausen (z.B. zum Husten, Schweiß abwischen, für Anamnese oder Therapiezielgespräche) entspannter. Für die eventuell gebotene Intubation ergeben sich zusätzliche Vorteile durch O2-Brille unter NIV-Maske (siehe unten).
Überdruckbeatmung hat Auswirkungen auf den Kreislauf.
Durch intrathorakal vermehrten Druck kann der venöse Rückstrom zum Herzen reduziert werden. Hierdurch sinkt die Vorlast, das Schlagvolumen nimmt ab und es kann zum Blutdruckabfall kommen. Mindestens SpO2, engmaschige nichtinvasive Blutdruckmessung und eine EKG Ableitung werden also benötigt, um diesen Effekt zu monitoren. Unter Umständen ist eine Volumengabe und/oder eine Katecholamintherapie notwendig. Das ist problemlos unter NIV möglich und stellt keine Intubationsindikation dar!
Je nach intrakranieller Compliance, kann der durch PEEP-Applikation reduzierte venöse Rückstrom schon zum Anstieg des intrakraniellen Drucks durch venösen Rückstau führen. Patienten mit intrakraniellen Akutpathologien eigenen sich also in der Regel nicht für eine NIV-Therapie.
Durch den Überdruck entsteht fast immer eine Aerophagie (=Luftschlucken). Auch wenn der Ösophagusverschlussdruck oberhalb des eingestellten inspiratorischen Drucks liegen sollte, kommt es unter z.B. auch zur Druckapplikation beim spontanen und unwillkürlichen Speichelschluck, wodurch minimale Atemgasmengen in Ösophagus und Magen eingebracht werden. Insgesamt kann hierdurch eine relevante gastrale Überdehnung entstehen. Im Falle einer Intubationsnotwendigkeit erhöht das erheblich die Aspirationsgefahr. Zusätzlich bemerken manche Patienten die gastrale Distension oder es entsteht eine Übelkeit (welche von Opioid-Applikation noch verstärkt wird). Einfache Abhilfe kann geschaffen werden, wenn man eine Magensonde anlegt. Diese kann an einen Sammelbeutel angeschlossen werden, welcher sich dann zumeist langsam aufpustet. Aktives Absaugen von Mageninhalt ist natürlich auch möglich und vor einer Narkoseeinleitung sicher sinnvoll. Patient*innen mit langstreckiger nicht-invasiver Beatmungsunterstützung benötigen immer eine Magensonde.
Durch das Beatmungssystem entsteht ein technischer Totraum. Dieser kommt zum anatomischen Totraum dazu. Da der Totraum pro Atemhub konstant ist, besteht bei geringen Tidalvolumina keine lineare Beziehung zwischen Tidalvolumen und alveolärer Ventilation (Vt- Vtot = alveoläre Ventilation). Es ist also ein erheblicher Unterschied ob sich 6l AMV auf 30 Atemhübe à 200ml oder auf 15 Atemhübe à 400ml verteilt.
https://derangedphysiology.com/main/cicm-primary-exam/required-reading/respiratory-system/Chapter%20522/effects-positive-pressure-ventilation-pulmonary-physiology
Noch ein Wort zum Airtrapping. Bei kontrollierter Beatmung besteht die Gefahr, dass ein Atemzyklus initiiert wird, obwohl die Expiration noch nicht abgeschlossen ist. Dies ist an einer abgebrochenen expiratorischen Flusskurve zu erkennen. Hierdurch verbleibt expiratorisch Atemgas zurück („Airtrapping“), dies führt zu einem alveolären Überdruck, dem so genannten Auto-PEEP. Um einen Eindruck des endexpiratorischen Gesamtdrucks zu erhalten wird dieser intrinsische PEEP zum technisch applizierten PEEP dazuaddiert. Unter CPAP(-ASB)-Beatmung besteht eine deutlich geringere Gefahr für dieses Phänomen, weil Patienten grundsätzlich frei ausatmen können. Bei tachypnoeischen Patienten kann es dennoch zu entsprechendem expiratorischem Flussabriss kommen.
https://derangedphysiology.com/main/cicm-primary-exam/required-reading/respiratory-system/Chapter%205215/intrinsic-peep-and-positive-pressure-ventilation
Die beiden zuletzt beschriebenen Effekte zeigen, dass eine Tachypnoe atemphysiologische Probleme beinhaltet. Hier bietet es sich an, durch psychische Beruhigung und eventuell Medikamente eine Verringerung der Atemfrequenz (beispielsweise mit Opioiden) anzustreben. Außerdem sollte hier versucht werden, die inspiratorische Druckunterstützung so anzuheben, dass die Tidalvolumina zunehmen.
Das wäre dann ein Grund den Patienten zu intubieren, um eine lungenprotektive Beatmung mit adäquatem PEEP zu etablieren und darüber die transpulmonalen Druckschwankungen zu minimieren.
Eine schwere Vigilanzstörung führt häufig zu insuffizientem CPAP(-ASB) und erfordert häufig die invasive Beatmung. Vor allem, wenn eine Atemwegsgefährdung besteht oder droht, sollte man nicht zögern, die Intubation zu veranlassen (Hilfe holen!).
Übrigens: Wenn man die Präoxygenationsmaske entfernt, strömt bei Apnoe nur noch passiv Raumluft in die Lunge. Hier zahlt es sich aus, bereits zu Beginn der NIV-Therapie eine O2-Brille angelegt zu haben. Falls es zum Atemstillstand kommt und die CPAP-Maske zur Durchführung der Intubation entfernt wird, kann nun via Nasenbrille ein hoher O2-Fluss angelegt werden und die Zeit von Apnoebeginn bis Hypoxie nachweislich verlängert werden.
Gute Übersicht hier: Home – REBEL EM – Emergency Medicine Blog (Artikel Apneic Oxygenation)
Gerade nicht-atemwegserfahrene Kolleg*innen sollten Strategien haben, um die Intubation soweit zu verzögern, bis Backup-Material oder entsprechend erfahrene Helfer*innen vor Ort sind. In den allermeisten Fällen ist adäquat angepasste und eingestellte NIV-Beatmung hierfür der wichtigste Baustein!
In den meisten Fällen profitieren Patient*innen jedoch so gut, dass ausreichend Zeit besteht zugrundeliegende Pathologien zu therapieren. Durch das Beherrschen von guter NIV-Unterstützung können viele Patient*innen vor unnötigen Intubationen bewahrt werden.
Dieser Artikel wurde reviewed von Dr. med. Marianne Kruse (Fachärztin für Anästhesiologie und Intensivmedizin an der Klinik für Anästhesiologie, Intensiv- und Schmerzmedizin am BG-Klinikum Unfallkrankenhaus Berlin)
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