Im heutigen Beitrag geht es um ein hochkomplexes Thema – die künstliche Beatmung (Ventilation) eines Menschen mittels Beatmungsmaschine. Ich möchte euch hier einen sehr simplifizierten, aber verständlichen Überblick geben.
Während die Spontanatmung eine Unterdruckatmung ist (bei Einatmung wird Umgebungsluft durch Vergrößerung des Brustkorbraumes regelrecht in die Alveolen gesaugt), ist die künstliche Beatmung eine Überdruckatmung (es wird Luft in die Lungen gedrückt). Dies kann z.B. über einen Beatmungsbeutel, eine Larynxmaske oder einen Trachealtubus erfolgen. Ganz allgemein verwenden wir im klinischen Alltag zwei Formen der Beatmung, und zwar die volumenkontrollierte Ventilation (VCV) und die druckkontrollierte Ventilation (PCV).
Bei VCV stellt man ein gewünschtes Atemzugvolumen (Tidalvolumen, TV) ein (z.B. 450 ml), welches die Maschine applizieren soll. Dies erfolgt primär anhand eines berechneten oder voreingestellten Inspirationsflusses (i.d.R. 30-60 l/min). Je höher der Fluss ist, desto schneller wird das TV verabreicht. Die Maschine verabreicht die 450 ml wie ein Metronom und nimmt dabei keine Rücksicht auf den Druck, den sie mit der Applikation des TV auf die Atemwege erzeugt. So kann es bei einem adipösen Patienten (abdominelle Masse verdrängt Zwerchfell nach oben, wodurch die Lunge basal komprimiert und die Thoraxexkursion beeinträchtigt wird) aufgrund der erniedrigten Compliance (Dehnbarkeit) der Lunge und Thoraxwand zu sehr hohen Atemwegsdrücken kommen (CAVE: Barotrauma). Aus diesem Grund wird ein maximal Atemwegsdruck (Pmax, i.d.R. 30-35 cm H2O) eingestellt, d.h. wird dieser erreicht, so wechselt die Maschine aus Sicherheitsgründen in die Exspiration, unabhängig davon ob die ganzen 450 ml TV verabreicht worden sind. Hier muss man sich dann auf Ursachensuche begeben (s. DOPERS). Bei VCV ist also das TV die Konstante und der Atemwegsdruck die Variable.
Bei PCV stellt man wiederum den Inspirationsdruck (Pinsp) ein, z.B. 15 cm H2O. Die Menge des applizierten TV ist abhängig von der Compliance des Lungengewebes und der Thoraxwand sowie der Resistance der Lunge (z.B. Bronchospasmus?). So könnte bei einem schlanken Menschen ein Pinsp von 15 cm H2O z.B. 600 ml TV erzeugen, bei einem adipösen Patienten aber vielleicht nur 250 ml. Entsprechend ist bei PCV der Atemwegsdruck die Konstante und das Tidalvolumen die Variable. Daher ist PCV keine gute Wahl, wenn ein spezifisch gewünschtes Tidalvolumen appliziert werden soll.
Ich selbst verwende im OP eine Kombination aus VCV und PCV, die sich Pressure Regulated Volume Control (PRVC, Link) nennt. Dabei errechnet die Maschine nach jedem verabreichten Hub den für den nächsten Atemzug erforderlichen optimalen Druck, um ein eingestelltes TV zu verabreichen. Es handelt sich also um eine druckkontrollierte Beatmung mit Volumengarantie in Echtzeitanpassung.
Weitere Variablen, die wir an unserer Maschine einstellen können, seht ihr in der Abbildung. Hinzu kommen noch der O2-Gehalt der Einatemluft (FiO2; angepasst an SpO2 oder SaO2), der oben erwähnte Pmax und klassischerweise bei VCV der Inspirationsfluss. In der Exspirationsphase fällt der Druck in den Atemwegen auf einen von der Maschine aufrechterhaltenen Wert ab (PEEP, s.u.). PEEP verhindert u.a. einen Kollaps der Alveolen, denn stetiges Zusammenfallen (bei Exspiration) und Wiedereröffnen (bei Inspiration) der Lungenbläschen kann Lungenschäden verursachen (s. ARDS).
Cheers.
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