1.1 Luftleitungssystem Gasaustauschendes System 31

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1 1 Anatomie des Respirationstraktes Luftleitungssystem Gasaustauschendes System 31 2 Physiologie des Respirationstraktes Äußere und innere Atmung Zusammensetzung der Atemgase Respiratorischer Quotient Atemmechanik Übertragungen der Volumenänderungen des Thoraxraumes auf die Lunge Unterschiede zwischen Spontanatmung und Beatmung Druckgrößen in der Atemphysiologie und Beatmungstherapie Atemmechanische Größen Physikalische Grundlagen Resistance - Maß für den Strömungswiderstand Compliance - Maß für die Lungendehnbarkeit 59 Statische Compliance 64 Dynamische Compliance 64 Effektive Compliance 65 Spezifische Compliance 67 Druck-Volumen-Diagramm Atemarbeit Pulmonaler Gasaustausch Nachweis von Gasaustauschstörungen Alveolo-arterielle Sauerstoffpartialdruckdifferenz Oxygenierungsindex Ventilations-/Perfusionsverhältnis Lungendurchblutung Verteilung der Lungendurchblutung Regulation der Lungendurchblutung Hypoxische pulmonale Vasokonstriktion (HPV) Totraum - Totraumventilation Intrapulmonaler Rechts-Links-Shunt

2 2.17 Kompartmentmodell der Lunge Sauerstofftransport im Blut Sauerstoffsättigung Sauerstoffbindungskurve Sauerstoffbindungskapazität Sauerstoffgehalt Arteriovenöse 0 2 -Gehaltsdifferenz (Ca-vD0 2 ) Sauerstofftransportkapazität (Sauerstoffangebot) Sauerstoffverbrauch (Sauerstoffaufnahme) Gemischt-venöse Sauerstoffsättigung Sauerstoffextraktionsrate Beziehung zwischen 0 2 -Angebot und 0 2 -Aufnahme - D0 2 /V0 2 -Ratio Kohlendioxid-Transport im Blut Statische Lungenvolumina Verschlussvolumen (Closing Volume) - Verschlusskapazität (Closing Capacity) Dynamische Atemvolumina Atemflusswerte (Fluss-Volumen-Diagramm) Differenzialdiagnose zwischen obstruktiven und restriktiven Ventilationsstörungen Präoperative pulmonale Risikoeinschätzung Allgemeinanästhesie und Lungenfunktion Faktoren der pulmonalen Gasaustauschstörung Prävention intraoperativer Atelektasen Messung der FRC beim beatmeten Patienten Zusammenfassung der atemphysiologischen Kenngrößen beim Erwachsenen Atemregulation Physiologische Regelmechanismen Pathologische Atmungstypen Grundlagen des Säure-Basen-Haushaltes Respiratorische Insuffizienz Respiratorisches System Atempumpe Definition und Klinik der respiratorischen Insuffizienz

3 3.4 Pathophysiologie der postoperativen pulmonalen Funktionseinschränkung Pathomechanismen der postoperativen und posttraumatischen respiratorischen Insuffizienz Kenngrößen für die Indikation zur maschinellen Atemhilfe bei akuter respiratorischer Insuffizienz Beatmungstechnik Atemzyklus Grafische Darstellung des Atemzyklus Druck-Zeit-Diagramm bei volumenkontrollierter Beatmung Druck-Zeit-Diagramm bei Variation des Inspirationsflows Interpretation typischer Druck-Zeit-Diagramme bei volumenkontrollierter Beatmung Druck-Zeit-Diagramm bei druckkontrollierter Beatmung Flow-Zeit-Diagramm Interpretation typischer Flow-Zeit-Diagramme bei volumenkontrollierter Beatmung Interpretation typischer Flow-Zeit-Diagramme bei druckkontrollierter Beatmung Volumen-Zeit-Diagramm Druck-Volumen-Schleife (Pressure-Volume-Loop) 216 Interpretation der Druck-Volumen-Schleife bei volumenkontrollierter Beatmung 219 Interpretation der Druck-Volumen-Schleife bei druckkontrollierter Beatmung 222 Tracheale Druck-Volumen-Schleife - SpiroDynamics Beatmungsmuster - Beatmungsformen Definition: Beatmungsmuster Definition: Beatmungsform (Atemhilfe) 229 Klassifizierung der Beatmungsformen nach der Atemarbeit Auswahl der Atemhilfe Kontrollierte Beatmungsformen (CMV = Controlled Mechanical Ventilation= Continuous Mandatory Ventilation) 234 Volumenkontrollierte Beatmung (VCV = Volume Controlled Ventilation) 236 Drucklimitierte Beatmung (PLV = Pressure Limited Ventilation) Druckkontrollierte Beatmung (PCV = Pressure Controlled Ventilation)

4 Druckregulierte volumenkonstante Beatmung (PRVC = Pressure Regulated Volume Controlled Ventilation) Maßnahmen zur Verbesserung der Oxygenierung 252 PIF: Maß für die Beatmungsinvasivität 252 Inspiratorische Sauerstoffkonzentration 252 Beatmung mit erhöhtem positivem endexspiratorischem Druck (PEEP = Positive Endexpiratory Pressure) 253 Seufzer-Beatmung 272 Beatmung mit umgekehrtem Atemzeitverhältnis (IRV = Inverse Ratio Ventilation) 273 Messmanöver intrinsischer PEEP> Augmentierte Beatmungsformen 284 Assistierte-kontrollierte Beatmung (A/C = Assist-Control Ventilation) 284 Intermittierende mandatorische Beatmung (IMV = Intermittent Mandatory Ventilation 287 Synchronisierte intermittierende mandatorische Beatmung (SIMV = Synchronized Intermittent Mandatory Ventilation) Mandatorische Mindest-Ventilation (MMV = Mandatory Minute Ventilation) 292 Beatmungsoption AutoFlow" 295 Druckunterstützte Spontanatmung (ASB = Assisted Spontaneous Breathing) 298 Druckunterstützte volumenkonstante Spontanatmung (VS = Volume Support) 306 Beatmungsoption Automode" 310 Spontanatmung mit kontinuierlichem positivem Atemwegsdruck (CPAP = Continuous Positive Airway Pressure) 311 Biphasic Positive Airway Pressure (BIPAP) 320 Bi-Level VC Zusätzliche Beatmungsoptionen 337 Automatische Tubuskompensation (ATC = Automatic Tube Compensation) 337 Proportionale druckunterstützte Spontanatmung (PPS = Proportional Pressure Support) 342 Neurally Adjusted Ventilatory Assist (NAVA) Seitengetrennte Beatmung (ILV = Independent Lung Ventilation) Nicht-invasive Beatmung (NIV = Non-invasive Ventilation) Entwöhnung vom Respirator (Weaning) Definition Pathophysiologie der Entwöhnung vom Respirator

5 5.2.1 Voraussetzung für eine erfolgreiche Entwöhnung (Allgemeine Weaning-Strategien) Determinanten der erforderlichen Atemarbeit 396 Patientenabhängige Faktoren 397 Beatmungssystemabhängige Faktoren Methoden der Entwöhnung vom Respirator (respiratorbezogene Weaning-Strategien) Diskontinuierliches Weariing Kontinuierliches Weaning Entwöhnungsindizes ( Predictors of Weaning Outcome") Hechelindex (RSBI) Atemwegsokklusionsdruck (P 0,1) Maximale inspiratorische Kraft (MIP) Tension-Time-Index (TT1) Automatische Tubuskompensation (ATC) Weaning-Protokolle Nicht-invasive Beatmung als Weaning-Strategie Automatische Entwöhnung vom Respirator Smart Care Nebenwirkungen der maschinellen Beatmung Kardiovaskuläre Nebenwirkungen Pathophysiologische Auswirkungen der Beatmung auf die Vorlast des rechten und linken Ventrikels Pathophysiologische Auswirkungen der Beatmung auf die Nachlast des linken Ventrikels Pathophysiologische Auswirkungen bei suffizientem und insuffizientem Myokard Pathophysiologische Auswirkungen der Beatmung auf die Nachlast des rechten Ventrikels 439 Erhöhung der rechtsventrikulären Nachlast 439 Senkung der rechtsventrikulären Nachlast Renale Nebenwirkungen Hepatale Nebenwirkungen und Splanchnikusdurchblutung Zerebrovaskuläre Nebenwirkungen Pulmonale Nebenwirkungen Beatmungsassoziierte Lungenschädigung Beatmungsinduzierte diaphragmale Dysfunktion Sauerstofftoxizität

6 6.6 Pneumothorax und Thoraxdrainage Pneumothorax 455 Definition 455 Formen des Pneumothorax 455 Klinische Symptomatik 455 Therapie Thoraxdrainage 457 Ein-Flaschen-System ( klassische Bülaudrainage") 457 Zwei-Flaschen-System 458 Drei-Flaschen-System Beatmungsmonitoring Pulsoxymetrie Kapnometrie - Kapnografie Erweitertes Monitoring Monitoring der Atemmechanik Maschinenmonitoring Beatmungsdruck Volumenüberwachung Frequenzüberwachung Apnoe-Ventilation Inspiratorische Sauerstoffkonzentration Atemgastemperatur Alarmmeldungen Elektrische Impedanztomografie (EIT) Anfeuchtung und Erwärmung des Atemgases (Atemgaskonditionierung) Physikalische Grundlagen Physiologie - Pathophysiologie Methoden zur Atemgaskonditionierung Aktive Befeuchtungssysteme Passive Befeuchtungssysteme Physikalische Therapie - Atemtherapie Inzentive Spirometrie (SMI = Sustained Maximal Inspiration) Funktionsprinzip 498! 19

7 9.2 Oszillierende PEP-Systeme 499 Definition 499 Aufbau und Funktionsprinzip Beatmungsinhalation (IPPB = Intermittent Positive Pressure Breathing) 503 Technik der Beatmungsinhalation 503 Indikationen Beatmungsstrategien bei verschiedenen Krankheitsbildern ARDS (= Acute Respiratory Distress Syndrome) Pathophysiologie und klinischer Verlauf Beatmungsstrategien beim ARDS 518 Konzept der lungenprotektiven Beatmung ( Baby Lung Concept"). 518 Berechnung der Inflektionspunkte ( Inflection points") 520 Rekruitmentmanöver - Konzept der offenen Lunge 524 Permissive Hyperkapnie Analgosedierung 539 Appendix COPD und Asthma bronchiale Definition und Pathophysiologie Beatmungsform - Beatmungsmuster Analgosedierung Schädel-Hirn-Trauma Pathophysiologie Beatmungsform - Beatmungsmuster Analgosedierung Herzinsuffizienz Pathophysiologie Beatmungsstrategie bei Linksherzinsuffizienz und kardiogenem Lungenödem Analgosedierung Pulmonalembolie - akute pulmonale Hypertonie Pathophysiologie Beatmungsstrategie bei akuter pulmonaler Hypertonie und Rechtsherzinsuffizienz

8 11 Additive Therapie bei akutem Lungenversagen (ARDS) Lagerungstherapie - Kinetische Therapie Bauchlagerung Kontinuierliche laterale Rotationstherapie (KLRT) Bauchlagerung versus kontinuierliche laterale Rotationstherapie Inhalative Vasodilatatoren Stickstoffmonoxid - NO Prostanoide Flüssigkeitsmanagement Spezielle Behandlungsstrategien in der Therapie des ARDS Extrakorporale Gasaustauschverfahren Extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO) Pumpenfreie extrakorporale Lungenunterstützung zur C0 2 -Elimination (Interventional Lung Assist [ila]) Pumpenbetriebene extrakorporale Lungenunterstützung zur C0 2 -Elimination (Decap-System) Extrakorporale Decarboxylierung und Evidenz Zusammenfassung: Extrakorporale Gasaustauschverfahren Hochfrequenzbeatmung (High Frequency Ventilation - HFV) Hochfrequenzüberdruckbeatmung (High Frequency Positive Pressure Ventilation [HFPPV]) Hochfrequenz-Jetbeatmung (High Frequency Jet Ventilation [HFJV]) Superponierte Hochfrequenz-Jetbeatmung (Superimposed High Frequency Jet Ventilation [SHFJV]) Hochfrequenzoszillationsbeatmung (High Frequency Oscillation Ventilation [HFOV]) Applikation von Surfactant Weitere Therapieansätze in der Behandlung des akuten Lungenversagens Partielle Flüssigkeitsbeatmung (Partial Liquid Ventilation - PLV) Tracheale Gasinsufflation (TGI) 676

9 14 Beatmung in der Neonatologie und Pädiatrie Anatomische und physiologische Besonderheiten des kindlichen Respirationstraktes Indikationen für maschinelle Atemhilfen Grundprinzipien der maschinellen Beatmung in der Neonatologie und Pädiatrie Beatmungsparameter Beatmungsformen - Beatmungsmuster 703 Grundeinstellung des Respirators Entwöhnung vom Respirator (Weaning) Respiratoren für die maschinelle Beatmung in der Neonatologie Leckagekompensation Technologie der Beatmungsgeräte Gasversorgung Gasmischer Druckgasmischer Strömungsmischer (Frischgasmischer) Injektormischer Klassifizierung der Respiratoren nach dem Steuerprinzip Triggerung Klassifizierung der Respiratoren nach dem Antriebsprinzip Klassifizierung der Respiratoren nach dem Atemgas-Dosierprinzip (Funktionsprinzip) Constant-Flow-System Demand-Flow-System Intermittierendes Constant-Flow-System (Flow-Zerhacker-Prinzip) Atemgasdosierung über ansteuerbare Hochdruckdosierventile ( High Pressure Servo-Ventile") Atemgasdosierung über einen Gasmischtank Narkosesysteme Atemsysteme für die intraoperative Beatmung Komponenten eines Narkoserespirators Klassifizierung der Atemsysteme 753 Atemsysteme ohne Rückatmung (= Nicht-Rückatmungsysteme = halboffene Atemsysteme)

10 Atemsysteme mit teilweiser Rückatmung (= halbgeschlossene Atemsysteme) 756 C0 2 -Absorber (Atemkalk) 761 Narkosemittelverdunster 765 Atemsysteme mit vollständiger Rückatmung (= geschlossene Atemsysteme) Niedrigflussnarkosen Verfahrensspezifische Besonderheiten Praktische Durchführung von Niedrigflussnarkosen 790 Niedrigflussnarkosen mit Lachgas 791 Niedrigflussnarkosen ohne Lachgas Hyperbare Oxygenierung Physikalische Grundlagen Pathophysiologische und biochemische Grundlagen Gasblasenerkrankung - Dekompressionskrankheit (Caisson-Krankheit) Behandlungsschemata Technische Anlagen 804 Sachverzeichnis