Schonende Beatmung in der Neonatologie U. H. Thome Universitätsklinik und Poliklinik für Kinder und Jugendliche Leipzig, Abteilung für Neonatologie

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1 Neonatologie Schattauer Schonende Beatmung in der Neonatologie U. H. Thome Universitätsklinik und Poliklinik für Kinder und Jugendliche Leipzig, Abteilung für Neonatologie Schlüsselwörter Lunge, Frühgeborene, bronchopulmonale Dysplasie, mechanische Beatmung, nicht invasive Beatmung Zusammenfassung Bedingt durch ihre Unreife ist die Lunge eines Frühgeborenen nicht gut auf den postnatal notwendigen lebenserhaltenden Gasaustausch vorbereitet. Hauptprobleme sind lange Diffusionsstrecken, Surfactantmangel, Flüssigkeitsüberladung und inadäquate Kontrolle von freien Radikalen und Entzündugsreaktionen. Dadurch können chronische Schäden entstehen, die man unter dem Begriff bronchopulmonale Dysplasie zusammenfasst. Besonders schädlich sind große Tidalvolumina und hohe endinspiratorische Volumina, was bei der Steuerung der mechanischen Beatmung berücksichtigt werden muss. Dieses Ziel kann durch Verwendung einer höheren Beatmungsfrequenz oder Akzeptieren von höheren CO 2 -Partialdrucken (permissive Hyperkapnie) erreicht werden. Der Nutzen ist jedoch in klinischen Studien noch nicht eindeutig belegt. Hochfrequenzoszillationsbeatmung war jedoch einer optimierten konventionellen Beatmung nicht überlegen. Ebenso konnte für synchronisierte und volumenkontrollierte Beatmung kein langfristig bedeutsamer Nutzen nachgewiesen werden. Vielversprechend ist jedoch die zunehmend verbreitete nicht invasive Beatmung, mit deren Einführung die Häufigkeiten verschiedener Komplikationen rückläufig waren. Korrespondenzadresse: Prof. Dr. med. Ulrich H. Thome Universitätsklinik und Poliklinik für Kinder und Jugendliche, Abteilung für Neonatologie Liebigstr. 20a, Leipzig Tel.: 03 41/ Fax: 03 41/ Keywords Lung, preterm infant, bronchopulmonary dysplasia, mechanical ventilation, non-invasive ventilation Summary The immaturity of the preterm lung results in suboptimal function for gas exchange. Chiefly, thick diffusion barriers, surfactant deficiency, fluid overload and inadequate defence mechanisms against free radicals and inflammatory activities lead to lung damage. Chronic lung damange is summarized as bronchopulmonary dysplasia. Most deleterious are large tidal volumes and high end-inspiratory volumes, which must be avoided when selecting settings of mechanical ventilation. This goal can be achieved by adopting high ventilatory rates and strategies accepting higher partial pressures of CO 2 (permissive hypercapnia). Benefits and risks, however, have not yet been fully established. High-frequency oscillatory ventilation was not superior to optimized conventional ventilation. Furthermore, synchronized and volume-controlled ventilation have not yet been associated with long-term clinical benefits. Non-invasive ventilation is becoming increasingly popular, and was associated with falling complication rates. Gentle ventilation in neonatology Kinder- und Jugendmedizin 2010; 10: 9 14 Eingereicht am: 15. Juni 2009; angenommen am: 22. September 2009 Die Lunge eines Frühgeborenen ist in mehrfacher Hinsicht schlecht darauf vorbereitet, die Funktion des Gasaustausches zu übernehmen. Die terminalen Sacculi (Vorstufe der Alveolen, Letztere entwickeln sich erst postnatal) sind noch nicht voll ausgebildet, sodass die verfügbare Gasaustauschfläche niedrig ist. Die Lungenkapillaren haben noch keinen innigen Kontakt zu den Sacculi hergestellt, was eine erschwerte Gasdiffusion durch verlängerte Diffusionsstrecken bewirkt. Außerdem arbeitet die pränatale Lunge als exokrine Drüse und produziert Flüssigkeit, die das Lungenwachstum unterstützt und schließlich in das Fruchtwasser abgegeben wird. Zur Geburt muss jedoch auf Flüssigkeitsabsorption umgeschaltet werden, damit die terminalen Sacculi (es sind zum Zeitpunkt der Geburt noch nicht viele echte Alveolen vorhanden) von überschüssiger Flüssigkeit befreit werden und überhaupt Atemgas aufnehmen können. Bei Frühgeborenen funktioniert dieser Prozess nicht richtig, deshalb enthalten die Sacculi zu viel Flüssigkeit, was die Diffusion der Atemgase zusätzlich zur ohnehin noch verdickten alveolokapillären Membran erschwert. Die Kompression des Thorax in der Austreibungsperiode spielt für den Flüssigkeitsgehalt nur eine untergeordnete Rolle. Allgemein bekannt ist, dass bei Frühgeborenen auch ein Surfactantmangel besteht. Die Surfactantsubstitution kann diesen Mangel jedoch nicht vollständig beheben, da dies ein funktionsfähiges Umverteilungs- und Recyclingsystem in der Lunge voraussetzt. Aufgrund des Laplace schen Gesetzes muss die Lunge das Surfactant so umverteilen, dass kleine Alveolen eine höhere Konzentration bekommen als große. Hinzu kommt, dass der erhöhte Flüssigkeitsgehalt der Lunge den Surfactant in seiner Funktion behindert. Nicht umsonst hat ein reifes Neugeborenes, bezogen auf sein Gewicht, etwa 10-mal soviel Surfactant wie ein Erwachsener, das Frühgeborene jedoch nicht. Kinder- und Jugendmedizin 1/2010

2 10 U. H. Thome: Schonende Beatmung in der Neonatologie Abb. 1 Algorithmus zur Feststellung einer bronchopulmonalen Dysplasie (BPD), modifiziert nach Walsh et al. (2) Schließlich fehlen auch die Mechanismen zur Entgiftung freier Radikale, sodass es auch von dieser Seite zu einer Schädigung kommen kann, insbesondere, wenn zur Kompensation der Diffusionsprobleme erhöhte inspiratorische Sauerstoffkonzentrationen (FiO 2 ) eingesetzt werden müssen. Inflammationsreaktionen werden ausgelöst durch Infektionen, mechanische Schädigung und Sauerstofftoxizität und können nicht so effektiv begrenzt werden wie beim reifen Neugeborenen. So führen sie zu erhöhtem Surfactantverbrauch und verschlimmern so den Surfactantmangel. Beatmungsbedingte Lungenschädigung Die Einführung und kontinuierliche Verbesserung der mechanischen Beatmung in der Neonatologie hat wesentlichen Anteil am dramatischen Anstieg der Überlebensrate kranker Früh- und Neugeborener in den letzten 30 Jahren. Dennoch ist die mechanische Beatmung auch heute kein risikoloses Therapieverfahren. Trotz breiter Anwendung von pränataler Steroidprophylaxe und Surfactantsubstitution sind beatmungsbedingte Lungenschäden häufig und führen nicht selten in einen chronischen Defektzustand, die bronchopulmonale Dysplasie (BPD) (1). Diese war früher gekennzeichnet durch Fibrose der Lunge und Epithelmetaplasien. Heute tritt sie hauptsächlich bei sehr unreifen Kindern auf und ist chrakterisiert durch eine reduzierte Alveolarisierung und verminderte Gasaustauschfläche. Eine BPD wird diagnostiziert, wenn ein Frühgeborenes auch in einem postmenstruellen Alter von 36 Schwangerschaftswochen noch mechanische Atemhilfe oder zusätzliche Sauerstoffzufuhr benötigt ( Abb. 1) (2). Auch wenn die Lungenfunktion sich im weiteren Verlauf zumeist so weit bessert, dass unter Spontanatmung von Raumluft ein adäquater Gasaustausch erreicht wird, lassen sich die Lungenveränderungen bei gezielter Di- Abb. 2 Die hauptsächlichen Schädigungsmechanismen der Lunge bei maschineller Beatmung bestehen in Überdehnung und Atlektasenbildung (modifiziert nach [14]). agnostik auch im Erwachsenenalter noch nachweisen (3). Für die Entstehung einer BPD werden mehrere Faktoren angeschuldigt, u. a. Surfactantmangel (4), Inflammationsreaktionen (5, 6), Sauerstofftoxizität (7) und das Beatmungstrauma (8). In Tierversuchen konnte gezeigt werden, dass ein hohes Tidalvolumen und besonders ein hohes inspiratorisches Volumen oder ein zu geringes endexspiratorisches Volumen die Lunge schädigen ( Abb. 2). Unreife, Surfactant-defiziente Lungen sind hierfür besonders anfällig (9) und können bereits durch eine Handvoll übergroßer Atemzüge nachhaltig geschädigt werden (10). Optimierung der konventionellen Beatmung Bei der Anwendung mechanischer Beatmung sollte aus den genannten Gründen besonderes Augenmerk auf die Vermeidung großer Tidalvolumina und großer endinspiratorischer Volumina gelegt werden. Bereits vor Einführung des exogenen Surfactants gab es hierzu drei randomisierte Studien, die zeigten, dass eine Beatmung mit einer Frequenz von 60/min seltener akute Lungenschäden in Form von Lecksyndromen (Pneumothorax, intersititelles Emphysem) auslöste als eine Beatmung mit einer Frequenz von 20 40/min (11 13). Aufgrund der in beiden Gruppen gleichen Blutgasziele ist davon auszugehen, dass bei der höheren Frequenz kleinere Tidalvolumina appliziert wurden. Eine Reduktion der BPD konnte in diesen Studien jedoch nicht nachgewiesen werden. Möglicherweise sind noch höhere Beatmungsfrequenzen mit noch kleineren Tidalvolumina oder höhere Fallzahlen notwendig. Leider sind der Kompensation von kleineren Tidalvolumina über höhere Beatmungsfrequenzen durch die sich aus der Lungenzeitkonstante t = Resistance * Compliance (14) ergebenden minimalen In- und Exspirationszeiten physikalische Grenzen gesetzt. Eine weitgehend vollständige In- und Exspiation ist nur gewährleistet, wenn die entsprechenden Zeiten mindestens dem Drei- Kinder- und Jugendmedizin 1/2010 Schattauer 2010

3 U. H. Thome: Schonende Beatmung in der Neonatologie 11 fachen der Zeitkonstante der jeweiligen Lunge entsprechen ( Abb. 3), woraus sich eine individuelle maximale Beatmungsfrequenz ergibt. Wird die so vorgegebene minimale Exspiationszeit unterschritten, kann die Atemluft nicht mehr vollständig entweichen und es kommt zu Air trapping. Hochfrequenzbeatmung Die Hochfrequenzbeatmung überwindet die oben beschriebene Hürde und verwendet bei Beatmungsfrequenzen zwischen 300/min (5 Hz) und 1200/min (20 Hz) Tidalvolumina, die kleiner sind als der Totraum (15). Der Gasaustausch erfolgt durch Turbulenzen in den großen Atemwegen und erleichterte Diffusion in den terminalen Atemwegen (16). Die im Gerät verwendete Technik hat dabei wenig Einfluss auf die intratrachealen Druckkurven (17) Wichtiger ist das Insprations-/Exspirations-Verhältnis (17, 18). Die Druckschwingungen (Oszillationen) unterliegen im Endotrachealtubus und in den Atemwegen einer erheblichen Dämpfung, sodass nur ein Bruchteil der ursprünglichen Druckamplitude in den Alveolen ankommt (17, 18). Die CO 2 -Eliminierung wird wesentlich von der Oszillationsamplitude bestimmt, weniger von der Frequenz. Da die Amplitude bei vielen Geräten mit steigender Frequenz absinkt (19), führt eine Frequenzsteigerung in der Regel nicht zu einer besseren CO 2 -Eliminierung. In Abhängigkeit vom verwendeten Gerät kann auch das Gegenteil passieren. Die Einstellung des mittleren Atemwegsdruckes ist bei der Hochfrequenzbeatmung unabhängig von der Ozillationsamplitude, was dem Anwender mehr Freiheit in der Optimierung des Lungenvolumens gibt als bei konventioneller Beatmung. Nach diversen Tierversuchen ist es für die Lunge schonender, den mittleren Atemwegsdruck ausreichend hoch einzustellen, um möglichst die gesamte Lunge zu belüften, Atelektasenbildung zu vermeiden und eine möglichst niedrige alveoloarterielle Sauerstoffdifferenz zu erreichen (20, 21). Bei optimiertem Lungenvolumen kommt man in der Regel mit einem relativ geringen Sauerstoffgehalt in der Atemluft aus. Es besteht jedoch die Gefahr, die Lunge Abb. 3 Füllung und Entleerung der Lunge in Abhängigkeit von ihrer Zeitkonstante gemäß der Formel V(t) = V 0 * e t/τ, mit Zeitkonstante τ = R * C (R = Resistance, C = Compliance); mindestens das 3- bis 5-Fache der Zeitkonstanten ist für eine vollständige In- und Exspiration notwendig. zu überblähen und die Perfusion zu beeinträchtigen (22), insbesondere, wenn die Lungenfunktion sich unter der Therapie bessert und der mittlere Atemwegsdruck nicht entsprechend reduziert wird. Trotz ermutigender Tierversuchsergebnisse zeigten die meisten klinischen Studien keine Vorteile für Frühgeborene bei primärem Einsatz von Hochfequenzbeatmung. Inzwischen wurden 19 randomisierte Studien mit insgesamt 3841 Patienten veröffentlicht, bei denen der elektive Einsatz von Hochfrequenzbeatmung über mindestens 5 Tage mit konventioneller Beatmung verglichen wurde. In der Gesamtschau zeigen diese Studien, dass Hochfrequenzbeatmung nur dann zu niedrigerer BPD-Inzidenz führte, wenn sie mit einer niederfrequenten konventionellen Beatmung mit großen Tidalvolumina verglichen wurde. Eine optimierte konventionelle Beatmung erreichte gleich gute Ergebnisse wie Hochfrequenzbeatmung (23). Da Letztere außerdem mit häufigeren pulmonalen Lecks (Pneumothorax, interstitielles Emphysem) verbunden war, kann sie als generelle Standardbeatmung für Frühgeborene nicht empfohlen werden. Bei besonders schwerem Lungenversagen hat Hochfrequenzbeatmung jedoch erkennbare Vorteile und wirkt synergistisch mit inhalativ verabreichtem Stickstoffmonoxid (24). Permissive Hyperkapnie Eine andere Möglichkeit zur Reduktion des Tidalvolumens ist die Inkaufnahme einer Hypoventilation und somit einer Hyperkapnie. Man spricht von permissiver Hyperkapnie. Die bei Atmung von Raumluft mit Hyperkapnie einhergehende verschlechterte Oxigenierung kann unter maschineller Beatmung leicht durch eine Steigerung des inspiratorischen Sauerstoffanteils (FiO 2 ) kompensiert werden ( Abb. 4). Mäßige Hyperkapnie hat physiologische Vorteile, denn sie führt zu Vasodilatiation, höherem Herzzeitvolumen und Myokardprotektion und erleichtert das Entladen des an Hämoglobin gebundenen Sauerstoffes in der Peripherie durch Rechtsverschiebung der Sauerstoffbindungskurve des Hämoglobins. Außerdem schafft permissive Hyperkapnie einen größeren Sicherheitsabstand zur akzidentellen Hypokapnie, die aufgrund zerebraler Vasokonstriktion zur zerebralen Ischämie mit weitreichenden Folgen führen kann. Jedoch konnte trotz ermutigender retrospektiver Daten (25, 26) für die permissive Hyperkapnie in klinischen Studien an Frühgeborenen kein langfristig anhaltender Nutzen nachgewiesen werden (27 29), vermutlich aufgrund zu kleiner Fallzahlen und zu geringer PCO 2 -Unterschiede zwi- Schattauer 2010 Kinder- und Jugendmedizin 1/2010

4 12 U. H. Thome: Schonende Beatmung in der Neonatologie schen beiden Behandlungsgruppen. Es wurden jedoch auch keine erhöhten Komplikationsraten gefunden. Es kann daher als leidlich gesichert gelten, dass PCO 2 -Werte bis 55 keine erhöhten Risiken mit sich bringen, sofern große Schwankungen des PCO 2 vermieden werden (30). Weitere Studien sind hier notwendig und auch in Arbeit. Besser ist die Beweislage in der Erwachsenenmedizin. Eine große randomisierte Multicenterstudie verglich Tidalvolumina von 6 ml/kg KG und 12 ml/kg KG bei Patienten mit akutem Atemnotsyndrom und wies nach, dass mit dem kleineren Tidalvolumen eine höhere Überlebensrate und weniger Tage mit Multiorganversagen assoziiert waren (31). Man muss davon ausgehen, dass ähnliche Effekte auch in der Neonatologie zu erwarten sind. Entsprechende Studien werden jedoch durch die wesentlich größeren Schwierigkeiten, die bei der Messung sehr kleiner Tidalvolumina auftreten, erschwert. Synchronisierte Beatmung Die Verfügbarkeit von hochempfindlichen Sensoren und digitaler Steuerung hat zu einer erheblichen Innovation bei der Entwicklung von Beatmungsgeräten auch für die Neonatologie geführt. Die meisten derzeit angebotenen Geräte bieten verschiedene Modi der patientengetriggerten oder sogar patientengesteuerten Beatmung. Patientengetriggerte Beatmungsformen sind Assist/Control, bei der das Gerät jeden Atemversuch des Patienten mit einem maschinellen Hub beantwortet, und SIMV Abb. 4 Abhängigkeit von PaCO 2 und PaO 2 vom Atemminutenvolumen bei zwei verschiedenen inspiratorischen Sauerstoffkonzentrationen (21 % und 30 %); bei 30 % und gesunder Lunge kann die Oxigenierung selbst bei erheblicher Hypoventilation aufrecht erhalten werden. (Synchronized Intermittend Mandatory Ventilation), bei der nur die vom Bediener voreingestellte Anzahl der Atemzüge unterstützt wird. Weitergehende Entwicklungen ermöglichen bei einigen Geräten auch die Steuerung der Inspirationsdauer oder sogar des Inspirationsdruckes (proportional assistierende Beatmung, PAV) durch den Patienten. Zur Erfassung der patienteneigenen Atembewegungen dienen Flowsensoren, die als Pneumotachograph oder Hitz - drahtanemometer ausgeführt sind und meist unmittelbar zwischen Endotrachealtubus und Beatmungskreis einbaut werden. Hier können sie selbst kleine Volumenströme frühzeitig und exakt erfassen, führen jedoch zu einer Vergrößerung des Totraumes, was wiederum durch intensivere Beatmung kompensiert werden muss. Außerdem kommt es zu Artefakten durch Kondenswasser. Ultraschallflowsensoren sind noch nicht marktreif. Ein abdomineller Beweungssensor zur Erfassung der patienteneigenen Atembewegungen wird derzeit nur bei einem Gerät zur nicht invasiven Beatmung (Infant Flow) angeboten. Trotz dieser Neuerungen konnte bisher nicht nachgewiesen werden, dass synchronisierte Beatmung die Behandlungsergebnisse tatsächlich verbessert. Die erste Studie (32) zeigte positive Effekte bei Subgruppenanalysen, hatte jedoch im Gesamtkollektiv eine extrem hohe Rate von BPD. Zwei weitere, sehr große randomisierte Multicenterstudien (33, 34) konnten keinerlei Vorteile für synchronisierte Beatmung finden. Unter Berücksichtigung dieser Ergebnisse wiegt schwer, dass zur Synchronisierung ein den Totraum und somit den Beatmungsbedarf vergrößernder Totraum eingesetzt werden muss. Deshalb muss ein breiter Einsatz von synchronisierter Beatmung bei sehr kleinen Frühgeborenen kritisch gesehen werden. Volumenkontollierte Beatmung/Volumengarantie Die volumenkontrollierte Beatmung ist mehr in der Erwachsenenmedizin gebräuchlich, da hier die notwendige Messtechnik nicht miniaturisiert werden muss. Sie kann im Gegensatz zur druckkontrollierten Beatmung auf Änderungen der Lungenmechanik durch automatisches Nachführen des Inspirationsdruckes reagieren. Unterschieden werden hier die volumenkontrollierte Beatmung, bei der bei jedem Atemzug ein bestimmtes, voreingestelltes Tidalvolumen abgegeben wird, und die volumengarantierte Beatmung, bei der der Inspirationsdruck nach dem exhalierten Tidalvolumen der vorangegangenen Atemzüge gesteuert wird. Die volumengarantierte Beatmung reagiert somit langsamer auf Änderungen des Patienten, nutzt aber zur Steuerung einen relevanteren Parameter, denn das exhalierte Tidalvolumen ist das, was tatsächlich an allen Lecks vorbei den Patienten erreicht hat. Nachteilig ist bei beiden Verfahren, dass ein den Totraum vergrößernder Flowsensor notwendig ist. Kleinere klinische Studien mit Frühgeborenen belegen, dass volumengarantierte Beatmung im Durchschnitt mit weniger Inspirationsdruck auskommt als synchronisierte druckkontrollierte Beatmung (35 37) und außerdem die Episoden mit Hyperventilation vermindert (38). Volumenkontrollierte Beatmung konnte in einer Studie die Anzahl von Bradykardien bei Frühgeborenen vermindern (39). Aufgrund der geringen Fallzahlen bleibt jedoch unklar, ob sich aus den zitierten Ergebnissen langfristige Vorteile für die Gesundheit des Patienten ergeben. Nicht invasive Beatmung Wenn die Beatmung nicht über einen endotrachealen Tubus, sondern nur in den Kinder- und Jugendmedizin 1/2010 Schattauer 2010

5 U. H. Thome: Schonende Beatmung in der Neonatologie 13 Nasenrachenraum appliziert wird, spricht man von nicht invasiver Beatmung (NIV). Dabei kann die Koordination zwischen Zwerchfell und Stimmbändern ungestört ablaufen und das Kind kann sein endexspiratorisches Lungenvolumen sowie sein Atemzug- und Atemmminutenvolumen selbst kontrollieren (40). Nicht invasive Beatmung gilt daher als schonendere Alternative zur invasiven (d. h. über einen endotrachealen Tubus applizierten) Beatmung. Es kann ein kontinuierlicher positiver Druck (nasal continuous positive airway pressure [NCPAP]) oder ein zwischen In- und Exspirationsdruck wechselndes Druckniveau (non-invasive positive pressure ventilation [NIPPV]) eingesetzt werden. NCPAP hilft beim Erhalten eines ausreichenden endexspiratorischen Lungenvolumens, optimiert dadurch die Surfactantfunktion und wirkt der Atelektasenbildung entgegen. NIPPV verbessert zudem die CO 2 -Abatmung. Der Einsatz nicht invasiver Beatmung als initiale Therapie im Kreißsaal wird von W. Lindner und H. Fuchs im Artikel Nasaler CPAP als initiale Atemhilfe bei Frühgeborenen im Kreißsaal auf den Seiten 3 8 in dieser Ausgabe besprochen. Außerdem wird nicht invasive Beatmung häufig als Atemhilfe zur Vermeidung einer Intubation oder Reintubation eingesetzt. In randomisierten Studien konnte NCPAP das respiratorische Versagen nach Extubation deutlich besser verhindern als eine Kopfbox (41). Als noch wirksamer erwies sich NIPPV (42, 43). Außerdem vermindern NCPAP und NIPPV die Häufigkeit von Apnoen (44, 45). Der vermehrte Einsatz nicht invasiver Beatmung war mit einem Rückgang der BPD-Häufigkeit assoziiert (46, 47). Die Applikation nicht invasiver Beatmung erfolgt in der Regel über einen im Nasopharynx platzierten Tubus, in beide Nasenlöcher platzierte binasale Prongs oder eine Nasenmaske. Für die Erzeugung des positiven Druckes können wahlweise ein Wasserschloss, ein Beatmungsgerät oder der Infant Flow Driver Fazit für die Praxis Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass es weniger wichtig ist, welche Beatmungsmaschine und welches Verfahren angewendet werden. Entscheidend für das Frühgeborene ist, die Beatmungsindikation streng zu stellen und adäquate und schonende Einstellungen der Geräte zu finden. eingesetzt werden. In einer randomisierten Studie erwies sich der Infant Flow Driver dem konventionellen Beatmungsgerät als überlegen (49). Bezüglich des CPAP mit Wasserschloss gibt es experimentelle Hinweise, dass die Vibration des Atemgases die Ventilation verbessert (50, 51), aber es ist unklar, ob das zu besseren Langzeitergebnissen führt. Das Wasserschloss ist auf jeden Fall eine sehr preisgünstige Alternative. Eine Metaanalyse der Cochrane-Gruppe ergab, dass binasale Prongs respiratorisches Versagen mit der Notwendigkeit der Reintubation zuverlässiger verhindern als einfache nasopharyngeale Tuben (48). Dies überrascht nicht, da kurze binasale Prongs dem Luftstrom den geringsten Widerstand entgegensetzen und außerdem ein Abströmen des Atemgases durch ein offenes zweites Nasenloch verhindern. Allerdings ist auch nicht invasive Beatmung eine Überdruckanwendung und kann zu Komplikationen (pulmonales interstitielles Emphysem, Pneumothorax) führen. Ein weiterer möglicher Nachteil ist, dass kein Surfactant intratracheal appliziert werden kann. In einer randomisierten Multicenterstudie wurde Intubation mit Surfactantgabe mit dem primären Einsatz von NCPAP verglichen (52). Im Endergebnis waren beide Vorgehensweisen gleichwertig, sodass weiterhin im Einzelfall anhand des individuellen Zustandes des Kindes entschieden werden muss, welcher der beiden Möglichkeiten der Vorzug gegeben wird. Ein neues Verfahren, Surfactant unter Spontanatmung mit einer intratracheal platzierten Magensonde zu verabreichen, befindet sich in klinischen Studien und kann derzeit noch nicht empfohlen werden. Literatur 1. Lemons JA, Bauer CR, Oh W et al. Very low birth weight outcomes of the National Institute of Child health and human development neonatal research network, January 1995 through December NICHD Neonatal Research Network. Pediatrics 2001; 107: E1. 2. Walsh MC, Wilson-Costello D, Zadell A et al. Safety, reliability, and validity of a physiologic definition of bronchopulmonary dysplasia. J Perinatol 2003; 23: Hakulinen AL, Jaervenpaeae AL, Turpeinen M, Sovijaervi A. Diffusing capacity of the lung in school-aged children born very preterm, with and without bronchopulmonary dysplasia. Pediatr Pulmonol 1996; 21: Soll RF. Prophylactic natural surfactant extract for preventing morbidity and mortality in preterm infants (Cochrane Review). The Cochrane Library Speer CP. New insights into the pathogenesis of pulmonary inflammation in preterm infants. [Review] [89 refs]. Biol Neonate 2001; 79: Kotecha S. Cytokines in chronic lung disease of prematurity. Eur J Pediatr 1996; 155: S14-S Frank L. Antioxidants, nutrition, and bronchopulmonary dysplasia. Clin Perinatol 1992; 19: Dreyfuss D, Saumon G. Ventilator-induced lung injury: lessons from experimental studies. Am J Respir Crit Care Med 1998; 157: Frank L, Sosenko IR, Gerdes J. Pathophysiology of lung injury repair: Special features of the immature lung. In: Polin RA, Fox WW (eds). Fetal and neonatal physiology. Philadelphia: WB Saunders 1998; Bjoerklund LJ, Ingimarsson J, Curstedt T et al. Manual ventilation with a few large breaths at birth compromises the therapeutic effect of subsequent surfactant replacement in immature lambs. Pediatr Res 1997; 42: Heicher DA, Kasting DS, Harrod JR. Prospective clinical comparison of two methods for mechanical ventilation of neonates: rapid rate and short inspiratory time versus slow rate and long inspiratory time. J Pediatr 1981; 98: Oxford region controlled trial of artificial ventilation (OCTAVE) study group. Multicentre randomised controlled trial of high against low frequency positive pressure ventilation. Arch Dis Child 1991; 66: Pohlandt F, Saule H, Schroeder H et al. Decreased incidence of extra-alveolar air leakage or death prior to air leakage in high versus low rate positive pressure ventilation: results of a randomised sevencentre trial in preterm infants. Eur J Pediatr 1992; 151: Carlo WA, Martin RJ. Principles of neonatal assisted ventilation. [Review] [45 refs]. Pediatr Clin N Am 1986; 33: Slutsky AS, Kamm RD, Drazen JM. High frequency oscillatory ventilation using tidal volumes smaller than the anatomical dead space. International Anesthesiology Clinics 1983; 21: Kurata T, Ohta Y, Kondo T et al. O2 uptake and CO2 elimination during mechanical ventilation with high frequency oscillation. Tok J Exp Clin Med 1991; 16: Schattauer 2010 Kinder- und Jugendmedizin 1/2010

6 14 U. H. Thome: Schonende Beatmung in der Neonatologie 17. Thome U, Pohlandt F. Effect of the TI/TE ratio on mean intratracheal pressure in high-frequency oscillatory ventilation. J Appl Physiol 1998; 84: Gerstmann DR, Fouke JM, Winter DC et al. Proximal, tracheal, and alveolar pressures during highfrequency oscillatory ventilation in a normal rabbit model. Pediatr Res 1990; 28: Fredberg JJ, Glass GM, Boynton BR, Frantz ID, III. Factors influencing mechanical performance of neonatal high- frequency ventilators. J Appl Physiol 1987; 62: McCulloch PR, Forkert PG, Froese AB. Lung volume maintenance prevents lung injury during high frequency oscillatory ventilation in surfactant-deficient rabbits. Am Rev Respir Dis 1988; 137: Froese AB, McCulloch PR, Sugiura M et al. Optimizing alveolar expansion prolongs the effectiveness of exogenous surfactant therapy in the adult rabbit. Am Rev Respir Dis 1993; 148: Traverse JH, Korvenranta H, Adams EM et al. Impairment of hemodynamics with increasing mean airway pressure during high-frequency oscillatory ventilation. Pediatr Res 1988; 23: Thome UH, Carlo WA, Pohlandt F. Ventilation strategies and outcome in randomised trials of high frequency ventilation. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed 2005; 90: F466-F Kinsella JP, Truog WE, Walsh WF. Randomized, multicenter trial of inhaled nitric oxide and highfrequency oscillatory ventilation in severe, persistent pulmonary hypertension of the newborn. J Pediatr 1997; 131: Kraybill EN, Runyan DK, Bose CL, Khan JH. Risk factors for chronic lung disease in infants with birth weights of 751 to 1000 grams. J Pediatr 1989; 115: Garland JS, Buck RK, Allred EN, Leviton A. Hypocarbia before surfactant therapy appears to increase bronchopulmonary dysplasia risk in infants with respiratory distress syndrome. Arch Pediatr Adolesc Med 1995; 149: Mariani G, Cifuentes J, Carlo WA. Randomized trial of permissive hypercapnia in preterm infants. Pediatrics 1999; 104: Carlo WA, Stark AR, Wright LL et al. Minimal ventilation to prevent bronchopulmonary dysplasia in extremely low birthweight infants. J Pediatr 2002; 141: Thome UH, Carroll WF, Wu T-J et al. Outcome of extremely preterm infants randomised at birth to different PaCO2 targets during the first seven days of life. Biol Neonate 2006; 90: Fabres J, Carlo WA, Phillips V et al. Both Extremes of Arterial Carbon Dioxide Pressure and the Magnitude of Fluctuations in Arterial Carbon Dioxide Pressure Are Associated With Severe Intraventricular Hemorrhage in Preterm Infants. Pediatrics 2007; 119: The Acute Respiratory Distress Syndrome Network. Ventilation with lower tidal volumes as compared with traditional tidal volumes for acute lung injury and the acute respiratory distress syndrome. N Engl J Med 2000; 342: Bernstein G, Mannino FL, Heldt GP et al. Randomized multicenter trial comparing synchronized and conventional intermittent mandatory ventilation in neonates. [see comments]. J Pediatr 1996; 128: Baumer JH. International randomised controlled trial of patient triggered ventilation in neonatal respiratory distress syndrome. [see comments]. Arch Dis Child Fetal Neonatal 200; Ed 82: F5-F Beresford MW, Shaw NJ, Manning D. Randomised controlled trial of patient triggered and conventional fast rate ventilation in neonatal respiratory distress syndrome. [see comments]. Arch Dis Child Fetal Neonatal 2000; Ed 82: F14-F Cheema IU, Ahluwalia JS. Feasibility of tidal volume-guided ventilation in newborn infants: a randomized, crossover trial using the volume guarantee modality. Pediatrics 2001; 107: Herrera CM, Gerhardt T, Claure N et al. Effects of volume-guaranteed synchronized intermittent mandatory ventilation in preterm infants recovering from respiratory failure. Pediatrics 2000; 110: Abd El-Moneim ES, Fuerste HO, Krueger M et al. Pressure support ventilation combined with volume guarantee versus synchronized intermittent mandatory ventilation: a pilot crossover trial in premature infants in their weaning phase. Pediatr Crit Care Med 2005; 6: Cheema IU, Sinha AK, Kempley ST, Ahluwalia JS. Impact of volume guarantee ventilation on arterial carbon dioxide tension in newborn infants: a randomised controlled trial. Early Hum Dev 2007; 83: Hummler HD, Engelmann A, Pohlandt F, Franz AR. Volume-controlled intermittent mandatory ventilation in preterm infants with hypoxemic episodes. Intensive Care Med 2006; 32: Kosch PC, Hutchinson AA, Wozniak JA et al. Posterior cricoarytenoid and diaphragm activities during tidal breathing in neonates. J Appl Physiol 1988; 64: Davis PG, Henderson-Smart DJ. Nasal continuous positive airways pressure immediately after extubation for preventing morbidity in preterm infants [Systematic Review]. Cochrane Database of Systematic Reviews 2006; (1). 42. Davis PG, Lemyre B, De Paoli AG. Nasal intermittent positive pressure ventilation (NIPPV) versus nasal continuous positive airway pressure (NCPAP) for preterm neonates after extubation [Systematic Review]. Cochrane Database of Systematic Reviews 2006; (1). 43. De Paoli AG, Davis PG, Lemyre B. Nasal continuous positive airway pressure versus nasal intermittent positive pressure ventilation for preterm neonates: a systematic review and meta-analysis. [Review] [19 refs]. Acta Paediatrica 2003; 92: Henderson-Smart DJ, Subramanian P, Davis PG. Continuous positive airway pressure versus theophylline for apnea in preterm infants. [update in Cochrane Database Syst Rev. 2001; (4): CD001072; PMID: ]. [Review] [2 refs]. Cochrane Database of Systematic Reviews 2000; CD Lemyre B, Davis PG, De Paoli AG. Nasal intermittent positive pressure ventilation (NIPPV) versus nasal continuous positive airway pressure (NCPAP) for apnea of prematurity [Systematic Review]. Cochrane Database of Systematic Reviews 2006; (1). 46. Poets CF, Sens B. Changes in intubation rates and outcome of very low birth weight infants: a population-based study. [see comments]. Pediatrics 1996; 98: Kulkarni A, Ehrenkranz RA, Bhandari V. Effect of introduction of synchronized nasal intermittent positive-pressure ventilation in a neonatal intensive care unit on bronchopulmonary dysplasia and growth in preterm infants. Am J Perinatol 2006; 23: De Paoli AG, Davis PG, Faber B, Morley CJ. Devices and pressure sources for administration of nasal continuous positive airway pressure (NCPAP) in preterm neonates. Cochrane Database Syst Rev 2008; CD Mazzella M, Bellini C, Calevo MG et al. A randomised control study comparing the Infant Flow Driver with nasal continuous positive airway pressure in preterm infants. Arch Dis Child Fetal Neonatal 2001; Ed 85: F86-F Lee KS, Dunn MS, Fenwick M, Shennan AT. A comparison of underwater bubble continuous positive airway pressure with ventilator-derived continuous positive airway pressure in premature neonates ready for extubation. Biol Neonate 1998; 73: Pillow JJ, Hillman N, Moss TJ et al. Bubble continuous positive airway pressure enhances lung volume and gas exchange in preterm lambs. Am J Respir Crit Care Med 2007; 176: Morley CJ, Davis PG, Doyle LW et al. Nasal CPAP or intubation at birth for very preterm infants. N Engl J Med 2008; 358: Kinder- und Jugendmedizin 1/2010 Schattauer 2010