Die Wahl der Beatmungsdrücke

Zusammenfassung

Bei der klassischen intraoperativen volumenkontrollierten Beatmung mit konstantem Gasfluss, muss als einziger Beatmungsdruck das PEEP-Niveau vom Anwender festgelegt werden. Die inspiratorischen Atemwegsdrücke ergeben sich durch das applizierte Tidalvolumen und die respiratorische Compliance sowie durch den momentanen Gasfluss und den Atemwegswiderstand. Bei einer für beatmete Patienten normalen Compliance von etwa 50 - 60 ml/mbar, ist eine Druckdifferenz von 7 - 10 mbar erforderlich, um mit einem Tidalvolumen von ca. 6 ml/kg ideales Körpergewicht zu beatmen. Die Verlaufskurve des Atemwegsdruckes über die Zeit beinhaltet wertvolle Informationen über Veränderungen der Atemmechanik, kann aber nur in Kenntnis der Beatmungseinstellungen interpretiert werden, da sie durch die Einstellung verschiedener Beatmungsparameter (Höhe des inspiratorischen Gasflusses, Vorhandensein einer inspiratorischen Pause, Atemfrequenz) wesentlich beeinflusst wird. Die Anwendung von PEEP führt in einem unselektierten Patientengut nicht zu einer Verbesserung des Gasaustausches, obwohl PEEP zu einer partiellen Rekrutierung von Atelektasen führt, und Atelektasen bei 90 % aller erwachsenen Patienten nach Narkoseeinleitung nachweisbar sind. Dagegen profitieren stark übergewichtige Patienten und vermutlich auch Patienten mit erhöhtem intraabdominellem Druck sowohl hinsichtlich des Gasaustausches als auch hinsichtlich des Ausmaßes der Atelektasenbildung von PEEP. Außerdem verlängert PEEP wesentlich die Apnoetoleranz (Zeit bis zum Abfall der O₂-Sättigung unter Apnoe) adipöser Patienten, so dass auch unter Sicherheitsgesichtspunkten die Anwendung von PEEP bei diesen Patienten während der Narkoseeinleitung sinnvoll erscheint. Für eine annähernd vollständige Rekrutierung intraoperativ entstandener Atelektasen, ist ein Atemwegsdruck von etwa 40 cm H₂O erforderlich, der 7 - 10 Sekunden aufrecht erhalten werden sollte. Zur Vermeidung schwerwiegender Blutdruckabfälle und Herzrhythmusstörungen, sollte ein solches Rekrutierungsmanöver aber nur bei normovolämischen Patienten durchgeführt werden.

Abstract

In volume-controlled mechanical ventilation with constant inspiratory gas flow, which is most often used during general anesthesia, only the end-expiratory airway pressure (PEEP) has to be set by the user. Inspiratory airway pressures result from the combination of tidal volume and respiratory compliance as well as instantaneous gas flow and respiratory resistance. Given a normal respiratory compliance of 50 - 60 ml/mbar in mechanically ventilated patients, a driving pressure of 7 - 10 mbar is necessary for a tidal volume of about 6 ml / kg predicted body weight. The profile of airway pressure over time offers valuable information about respiratory mechanics. However, since the respiratory settings have a tremendous influence on the airway pressure - time profile, its interpretation has to be performed knowing the specific ventilator settings like inspiratory gas flow, presence or absence of an inspiratory pause and respiratory rate. Surprisingly, PEEP does not improve gas exchange in an unselected group of patients, although PEEP decreases the size of atelectasis and atelectasis can be detected after induction of anesthesia in 90 % of adult patients. However, in obese patients gas exchange improves significantly when PEEP is applied. Furthermore, PEEP increases the apnoea interval tolerated without desaturation and thereby increases the safety margin during induction of anesthesia. If atelectasis shall be completely recruited, an airway pressure of 40 cm H₂O is needed for 40 seconds. In order to avoid a severe drop in arterial blood pressure which may be accompanied by cardiac arrhythmia, such a recruitment manoeuvre should only be performed in normovolemic patients.

Schlüsselwörter:

Atelektasen - Narkosebeatmung - PEEP - Rekrutierungsmanöver

Key Words:

atelectasis - general anesthesia - PEEP - alveolar recruitment

Kernaussagen

• Intraoperativ wird in erster Linie volumenkontrolliert mit konstantem inspiratorischem Gasfluss beatmet. Entscheidende Steuerungsgröße ist das Tidalvolumen.

• Die Druckdifferenz unmittelbar vor und nach Sistieren des inspiratorischen Gasflusses wird als Resistancedruck bezeichnet. Er nimmt zu bei Bronchokonstriktion (Asthma, allergische Reaktionen), Sekret in den Atemwegen oder partieller Obstruktion des Endotrachealtubus (Sekret, Knickung).

• Die Compliance kann sich während der Narkosebeatmung verändern: durch Thoraxrigidität (nach Opiatgabe zur Narkoseeinleitung), Tubusdislokation mit einseitiger Intubation, Spannungspneumothorax und Atelektasenbildung.

• Unvollständige Exspiration führt zu intrinsischem PEEP. Dieser wird vom Respirator nicht angezeigt, sodass die Differenz zwischen endexspiratorischem und endinspiratorischem Atemwegsdruck scheinbar erhöht ist.

• Obwohl die PEEP-Beatmung zur Standardtherapie bei schwerem akutem Lungenversagen gehört, ist unklar, wie der optimale PEEP-Wert individuell ermittelt werden kann.

• Die Funktionale Residualkapazität vermindert sich durch Rückenlage und Narkoseeinleitung um jeweils bis zu 20 %. Bei stark Übergewichtigen kann die FRC auf bis zu 50 % des Ausgangsvolumens sinken.

• Unterschreitet die FRC die Closing Capacity, kommt es zum Verschluss kleiner Atemwege.

• Resorptionsatelektasen entstehen, wenn die Gasresorption aus den Alveolen ins Blut höher als die Frischgaszufuhr aus den Atemwegen ist. Eine hohe FiO₂ begünstigt die Entstehung von Resorptionsatelektasen.

• Erhöhte Gefahr von Kompressionsatelektasen besteht bei erhöhtem intraabdominellem Druck (Adipositas, Pneumoperitoneum, akutes Abdomen).

• Atelektasen sind die Hauptursache für intraoperative Verschlechterungen des Gasaustauschs.

• PEEP reduziert Atelektasen, verbessert aber den Gasaustausch im unselektierten Patientengut nicht! Der Grund: Durch Veränderungen von regionaler Ventilation und Perfusion können Totraum, Shunt und Ventilations-Perfusions-Mismatch zunehmen.

• Man beatmet intraoperativ mit PEEP bei Adipositas, bei erhöhtem intraabdominellen Druck, bei vorbestehendem akuten hypoxämischen Lungenversagen und bei progredienter Verschlechterung des Gasaustausches.

• Alveoläres Recruitment erfolgt während der Inspiration - PEEP soll hingegen die Entstehung von Atelektasen in der Exspiration verhindern. Zur weitgehenden Rekrutierung von Atelektasen ist ein Atemwegsdruck von ca. 40cmH₂O für 7-10 Sekunden erforderlich.

• Nach dem Rekrutierungsmanöver verhindert ein PEEP-Niveau von etwa 10cmH₂O das erneute Auftreten von Atelektasen.

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