Verringerung des Risikos einer Schädigung beim Übergang von der kontrollierten zur unterstützten maschinellen Beatmung
Die Überwachung der Atemarbeit der Patientin/des Patienten, die Titrierung der Sedierung und die Auswahl des richtigen Beatmungsmodus sind beim Übergang von der kontrollierten zur unterstützten Beatmung von entscheidender Bedeutung.
Dr. Irene Telias, eine der weltweit führenden Expertinnen für Atemphysiologie, möchte uns dabei helfen, den Patientinnen und Patienten mehr Freiheit zu schenken. Dazu setzt sie Überwachungstechniken mit personalisierter lungen- und zwerchfellprotektiver Beatmung ein.
Die wichtigsten Erkenntnisse aus diesem Artikel.
- Vermeidung potenziell schädigender Atemarbeit
- Vermeidung von unnötig hoher Sedierung, Überkompensation, Dyssynchronie, Zwerchfellatrophie, unnötig hoher bzw. niedriger Atemarbeit und Ähnlichem
- Überwachungstechniken und ihre Vorteile und Einschränkungen
- Beatmungsmodi, die den Übergang erleichtern
Kann Leben retten, aber auch potenzielle Verletzungen herbeiführen
Die maschinelle Beatmung ist eine Intervention, die häufig bei akut erkrankten erwachsenen Patientinnen und Patienten eingesetzt wird, die entweder Atemunterstützung oder einen Schutz der Atemwege benötigen. Das Beatmungsgerät erleichtert den Gasaustausch, während andere Behandlungen eingesetzt werden, um den klinischen Zustand der Patientin/des Patienten zu verbessern. Obwohl die maschinelle Beatmung eine lebensrettende Maßnahme ist, kann sie für die Patientinnen und Patienten potenziell gefährlich sein. Daher ist ein sorgfältiges Management der Beatmungseinstellungen und der während der maschinellen Beatmung verwendeten Medikamente von entscheidender Bedeutung, um Organschädigungen zu verhindern.
Beurteilung des Übergangs von der vollständig kontrollierten zur unterstützten Beatmung
Eine der größten Schwierigkeiten bei der maschinellen Beatmung ist der Übergang von der vollständig kontrollierten zur unterstützten maschinellen Beatmung, der so schnell wie möglich vollzogen werden muss, um die Behandlungsergebnisse zu verbessern. Dieser Übergang muss jedoch so erfolgen, dass eine Verschlimmerung der Atemprobleme der Patientin/des Patienten vermieden wird, wodurch das ITS-Team gezwungen wäre, die vollständig kontrollierte Beatmung wiederaufzunehmen.
Um zwischen Atemzügen ohne aktive Atemmuskulatur (vollständig kontrollierte Beatmung) und Atemzügen mit aktiver Muskulatur (unterstützte Beatmung) zu unterscheiden, müssen wir die Atemarbeit der Patientin/des Patienten überwachen. Dr. Irene Telias war von 2015 bis 2017 in Toronto tätig, zunächst als Clinical Fellow und dann als Fellow in der Forschung und im klinischen Bereich. Sie promoviert inzwischen an der University of Toronto über angewandte Atemphysiologie.
Dr. Telias ist eine der weltweit führenden Expertinnen für Atemphysiologie, genauer gesagt für die Atemarbeit während der maschinellen Beatmung auf der Intensivstation (ITS) und deren Einfluss auf beatmungsbedingte Lungenschädigungen und Zwerchfelldysfunktion. Bei der Beurteilung des Übergangs von der vollständig kontrollierten zur unterstützten maschinellen Beatmung verwendet Dr. Telias immer Überwachungstechniken, um die maschinelle Beatmung und Sedierung zu titrieren und so Atemanstrengungen zu vermeiden, die Verletzungen verursachen können. „Eine Inspirationsanstrengung im mittleren Bereich steht mit besseren Ergebnissen für die Patientinnen und Patienten in Verbindung und könnte für die meisten ein akzeptables Ziel sein“, sagt Dr. Telias.
Eine Inspirationsanstrengung im mittleren Bereich steht bei Patientinnen und Patienten mit besseren Ergebnissen in Verbindung und könnte für die meisten ein akzeptables Ziel sein.
Bewertung der Herausforderungen beim Übergang
Der Übergang von vollständiger Sedierung und kontrollierter Beatmung zur Spontanatmung ist immer eine große Herausforderung, sagt sie. „Warum? Erstens ist sich die Patientin/der Patient nur teilweise dessen bewusst, was passiert, und verspürt in der Regel starkes Unbehagen, da er einen Schlauch im Hals hat“, erläutert Dr. Irene Telias.
Zweitens wirken in Sedierung viele starke Reize auf das Atemzentrum des Gehirns ein. Die Patientinnen und Patienten sind häufig noch sehr krank. Beispielsweise ist eine systemische Entzündung aufgrund einer bestehenden oder einer neuen Infektion ein starker und direkter Atemreiz für die Patientin/den Patienten. „Da die Patientin/der Patient atmet und das Beatmungsgerät in dieser kritischen Phase ebenfalls Unterstützung leistet, ist es entscheidend, das Timing des Atemmusters der Patientin/des Patienten und des Insufflations- und Exspirationsmusters des Beatmungsgeräts aufeinander abzustimmen. Wenn es an Synchronität zwischen diesen Ereignissen mangelt, tritt eine Dyssynchronie von Patient/in und Beatmungsgerät auf. Dieses Phänomen wird mit einer erhöhten Patientensterblichkeit in Verbindung gebracht“, sagt Dr. Irene Telias.
Sie fährt fort: „Diese Dyssynchronie von Patient/in und Beatmungsgerät kann für die Patientin/den Patienten sehr unangenehm und potenziell gefährlich für die Lunge und den Hauptatemmuskel der Patientin/des Patienten, das Zwerchfell, sein.“ Wie lassen sich diese Herausforderungen bewältigen? Wie können Ärztinnen und Ärzte die maschinelle Beatmung anpassen oder individuell einstellen, um Verletzungen der Patientin/des Patienten beim Übergang von der vollständig kontrollierten Beatmung zur unterstützten Beatmung zu vermeiden?
Bei der Beurteilung des Übergangs von der vollständig kontrollierten zur unterstützten maschinellen Beatmung verwendet Dr. Telias immer Überwachungstechniken, um die maschinelle Beatmung und Sedierung zu titrieren und so Atemanstrengungen zu vermeiden, die Verletzungen verursachen können.
Individuelle Anpassung von maschineller Beatmung und Sedierung
Laut Dr. Irene Telias haben Studien gezeigt, dass Patientinnen und Patienten mit Inspirationsanstrengungen im mittleren Bereich – nicht übermäßig, aber auch nicht zu flach – bessere Ergebnisse auf der Intensivstation erzielen, einschließlich niedrigerer Sterblichkeitsraten. Es gibt jedoch keine Einheitsgröße, und es ist immer eine individuelle Anpassung der Behandlung erforderlich. „Es gibt mehrere wichtige Möglichkeiten, die Patientenversorgung zu personalisieren, damit die Chancen auf Inspirationsanstrengungen, die im mittleren Bereich liegen, erhöht werden“, so Dr. Telias. „Zunächst ist die Art der eingesetzten maschinellen Beatmung wichtig, ebenso wie die Unterstützung, die das Beatmungsgerät bietet, und wie wir das vom Beatmungsgerät bereitgestellte Atemmuster an das Atemmuster der Patientin/des Patienten anpassen, damit die Patientin/der Patient synchron mit dem Beatmungsgerät atmet und fortlaufend vom Beatmungsgerät unterstützt wird. Das ist ein Element einer lungen- und zwerchfellprotektiven Beatmungsstrategie – die richtige Einstellung des Beatmungsgeräts.“
Der zweite Teil des individuellen Anpassungsprozesses an die Patientin/den Patienten ist die Verwendung von Sedativa zur Regulierung des Atemantriebs. Die am häufigsten eingesetzten Sedativa sind Propofol und Benzodiazepine. „Ärztinnen und Ärzte müssen diese Medikamente jedoch sehr sorgfältig titrieren“, sagt Dr. Irene Telias, „denn wenn sie zu viele dieser Medikamente verwenden, können Nebenwirkungen auftreten. Wenn die Patientin/der Patient beispielsweise lange Zeit sehr hohe Dosen an Beruhigungsmitteln erhält, kann es zu einer Atrophie der Atemmuskulatur und der peripheren Muskulatur kommen, da er sich mehrere Tage nicht bewegt hat.“ Weitere Faktoren neben der korrekten Einstellung der Beatmung und der Sedierung sind ebenfalls wichtig, wie z. B. das Verständnis und die Behandlung der Ursache für zu hohe oder zu niedrige Atemanstrengungen. Beispielsweise fühlen sich Patientinnen und Patienten häufig unwohl oder sind verängstigt, und diese Faktoren müssen angegangen werden.
Überwachungstechniken, die den Übergang erleichtern
Wie überwachen wir die Stärke der Atemarbeit der Patientin/des Patienten und wie bringen wir diese in einen mittleren Bereich, um den Übergang von der vollständig kontrollierten zur unterstützten Beatmung zu erleichtern? Es gibt mehrere Überwachungstechniken, die den Übergang erleichtern können.
Der Ösophagusdruck (Pes) beispielsweise ist der Goldstandard bei der Messung der Inspirationsanstrengung und des Verletzungsrisikos einer Patientin/eines Patienten. Bei dieser Messtechnik wird ein Pes-Katheter mit einer Ballonspitze in den Ösophagus eingeführt, um die lokalen Drücke als Surrogatparameter für den intrathorakalen Druck aufzuzeichnen. Wenn wir atmen, saugen wir Luft in unsere Lungen, indem wir den intrathorakalen Druck verringern. Pes misst die Änderung des intrathorakalen Drucks, der durch die Atemmuskulatur erzeugt wird.
Dr. Telias zufolge gibt es zwei weitere Techniken, die einfacher und weniger invasiv sind, Pocc und P0.1, da bei beiden kein Katheter eingeführt werden muss.
„Diese werden mit dem Beatmungsgerät gemessen, daher nennen wir sie nicht-invasive Überwachungstechniken“, sagt Dr. Irene Telias. „Beide stützen sich auf das gleiche Prinzip: dass wir einen sogenannten endexspiratorischen Halt erzeugen. Das ist wie ein Atemstopp, während die Patientin/der Patient einatmet. Wenn die Patientin/der Patient gegen einen verschlossenen Atemweg einatmet, ändert sich der Atemwegsdruck jeweils proportional zur Änderung des intrathorakalen Drucks. Mithilfe dieses Tricks können wir nachahmen, was wir sehen würden, wenn wir einen Ösophaguskatheter eingeführt hätten. Wir können Veränderungen des intrathorakalen Drucks messen, ohne etwas in den Thorax einführen zu müssen. Diese Techniken werden verwendet, um den Atemantrieb der Patientin/des Patienten zu messen und zu prüfen, ob die Anstrengung gerade zu hoch oder zu gering ist. Sobald eine genauere Beurteilung des Atemantriebs und der Atemarbeit der Patientin/des Patienten vorliegt, müssen möglicherweise etwas invasivere Techniken (z. B. Pes) zum Einsatz kommen, aber diese beiden Techniken, Pocc und P0.1, sind Screening-Techniken, die bei allen beatmeten Patientinnen und Patienten angewendet werden können, weil nichts eingeführt werden muss.“
Eine weitere verfügbare Technik zur Überwachung des Atemantriebs und der Atemarbeit der Patientin/des Patienten ist die elektrische Aktivität des Zwerchfells (Edi). Wie Pes erfordert sie das Einführen eines naso- oder orogastralen Katheters. Edi-Katheter enthalten jedoch immer auch eine Ernährungssonde, die in nahezu allen Situationen benötigt wird. Ein Edi-Katheter wird an das Beatmungsgerät angeschlossen und sein Signal wird von diesem verarbeitet. Das Edi-Signal wird direkt auf dem Bildschirm des Beatmungsgeräts angezeigt und liefert Informationen über Stärke und Zeitpunkt des Atemantriebs und der Atemarbeit der Patientin/des Patienten. So können Ärztinnen und Ärzte die Beatmungseinstellungen und die Medikation anpassen und sicherstellen, dass die Atemanstrengung der Patientin/des Patienten im sicheren Bereich liegt und eine bessere Synchronisierung von Patient/in und Beatmungsgerät besteht.
Das Gute ist, dass eine zu starke Unterstützung – also Überkompensation – durch diesen Modus des Beatmungsgeräts sehr unwahrscheinlich ist, da er proportional zum Atemantrieb und zur Atemarbeit der Patientin/des Patienten arbeitet.“
Beatmungsmodi, die potenzielle Vorteile beim Übergang bieten
Die Auswahl des besten Beatmungsmodus und der optimalen Beatmungseinstellungen für jede Patientin/jeden Patienten ist eine der wichtigsten Maßnahmen, um eine lungen- und zwerchfellprotektive Beatmungsstrategie umzusetzen. NAVA ist für viele Patientinnen und Patienten ein wichtiges Instrument. Dabei handelt es sich um einen proportionalen Beatmungsmodus, der Edi verwendet, um eine Beatmungsunterstützung im Verhältnis zu Atemantrieb und Atemarbeit der Patientin/des Patienten zu bieten.
„Das Gute ist, dass eine zu starke Unterstützung – also Überkompensation – durch diesen Modus des Beatmungsgeräts sehr unwahrscheinlich ist, da er proportional zum Atemantrieb und zur Atemarbeit der Patientin oder des Patienten arbeitet“, erläutert Dr. Telias.
Andere Modi, wie z. B. die Druckunterstützung, können die Patientin/den Patienten zu stark oder zu schwach beatmen. Die Druckunterstützung ist der Modus, der am häufigsten beim Übergang von der vollständig kontrollierten zur unterstützten maschinellen Beatmung verwendet wird.
„Die Druckunterstützung bietet eine konstante Unterstützung für jede Atemanstrengung“, sagt Irene Telias. „Wenn das Beatmungsgerät bei jeder Atemanstrengung eine konstante Unterstützung bietet, wird der Grad der durch das Gerät unterstützten Spontanatmung der Patientin oder des Patienten wahrscheinlich abnehmen. Wenn die Unterstützung für die Patientin oder den Patienten zu groß ist, atmet sie/er nur kurz ein, um den Atemzug auszulösen, ist dann aber während des gesamten Atemzugs passiv. Wenn die Patientin/der Patient in dieser Situation einschläft, wird er manchmal sogar apnoisch, was bedeutet, dass er mehrere
Sekunden lang nicht atmet. Die Patientin/der Patient kann aufwachen und nach Luft ringen, was natürlich den Schlaf beeinträchtigt. Diese Situation wird Apnoe während Druckunterstützung genannt. Schlafstörungen sind ein großes Problem auf der Intensivstation. Sie können sich sicher vorstellen, dass es auf der Intensivstation sehr schwierig ist, tief und erholsam zu schlafen. Wir sind überzeugt, dass der Schlaf eine sehr wichtige physiologische Funktion hat, insbesondere für die Heilung, daher bevorzugen wir Methoden, die eine bessere Schlafqualität und -quantität fördern.“
Laut Dr. Telias können proportionale Beatmungsmodi wie NAVA und eine proportionale unterstützte Beatmung dieses Phänomen verhindern und zu einer besseren Schlafqualität und -quantität auf der Intensivstation beitragen.
„Der Grad der Unterstützung ist proportional zu den Anstrengungen der Patientin/des Patienten“, sagt Dr. Telias, „so wird sichergestellt, dass die Patientin/der Patient weiterhin ein gewisses Maß an Atemarbeit ausübt und selten apnoisch wird, was das Risiko von Schlafstörungen und Zwerchfellatrophie verringert. Die Hauptvorteile dieses Modus bestehen darin, dass er die Synchronisierung von Patient/in und Beatmungsgerät verbessert, eine übermäßige Unterstützung sowie Atemmuskulaturatrophie verhindert und weniger Schlafstörungen verursacht. Die meisten Patientinnen und Patienten könnten von NAVA profitieren, mit Ausnahme derjenigen, die aufgrund einer Störung der Gehirnfunktion einen übermäßig hohen Atemantrieb und eine übermäßige Atemanstrengung haben und nicht auf Anpassungen der Beatmungseinstellungen oder der Sedierung reagieren. Unter diesen Umständen können proportionale Modi, einschließlich NAVA, manchmal zu einer übermäßigen Unterstützung führen, welche die Lungenschädigung der Patientin oder des Patienten verschlimmern können.“
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass, obwohl der Übergang von der vollständig kontrollierten zur unterstützten maschinellen Beatmung äußerst schwierig ist, die derzeit verfügbaren Überwachungstechniken zusammen mit der sicheren Nutzung proportionaler Beatmungsmodi dazu beitragen können, eine effektive und individuell angepasste lungen- und zwerchfellprotektive Beatmung zu erreichen, die letztendlich zur Entwöhnung der Patientinnen und Patienten beiträgt.
Überwachungstechniken
Die elektrische Aktivität des Zwerchfells (rosa) kann Ärztinnen und Ärzten helfen, die Einstellungen des Beatmungsgeräts und die Medikation anzupassen, um sicherzustellen, dass die Atemarbeit der Patientin/des Patienten im sicheren Bereich liegt und eine bessere Synchronisierung zwischen Patient/in und Beatmungsgerät besteht (graue Überlagerung bei Druckkurve, gelb).