VII Teil 1: Grundlagen 1 1 Indikation der Beatmung (H. Burchardi) 3 Einleitung............................. 3 Endotracheale Intubation, Tracheotomie 3 Indikationen........................... 3 Sicherung der freien Atemwege........ 3 Aspirationsschutz..................... 4 Bronchialtoilette...................... 4 Beatmungszuleitung.................. 4 Praktisches Vorgehen................... 4 Zugangswege......................... 4 Vorbereitung und Durchführung der Intubation........................ 5 Abwägung zwischen Intubation und Tracheotomie.......................... 6 Risiken und Komplikationen........... 6 Indikationen zur primären Tracheotomie 7 Verfahren............................ 7 Formen der Ateminsuffizienz und Indikationen zur Beatmung................ 11 Störungen der Ventilation, ventilatorisches Pumpversagen......................... 12 Ursachen des Pumpversagens.......... 12 Pathophysiologie und Konsequenzen für die Behandlung....................... 13 Störungen des pulmonalen Gasaustausches, Oxygenierungsversagen........ 21 Formen der Oxygenierungsstörung..... 21 Ursachen des Oxygenierungsversagens.. 22 Andere Indikationen zur Beatmung....... 25 Neurochirurgische Indikationen, Hirnödem................................ 25 Kardiales Lungenödem und Myokardinfarkt............................... 26 Literatur............................... 26 2 Pathophysiologie der Beatmung 30 Atemgaskonditionierung und mukoziliärer Transport (F. Konrad)........... 30 Physiologie des mukoziliären Transports.. 30 Auswirkungen einer beeinträchtigten mukoziliären Transportfunktion bei beatmeten Patienten.............................. 32 Die mukoziliäre Klärfunktion beeinflussende Faktoren bei beatmeten Intensivpatienten.............................. 32 Physiologische und physikalische Grundlagen der Atemgaskonditionierung............. 35 Möglichkeiten für Atemgasbefeuchtung... 36 Literatur............................... 37 Wirkungen und Nebenwirkungen auf das kardiovaskuläre System und periphere Organsysteme (J. Peters).......... 39 Einführung............................. 39 Kardiopulmonale Wirkungen und Nebenwirkungen von positiven Atemwegsdrücken und Beatmung......................... 39 Bedeutung intrathorakaler Drücke...... 40 Lungenvolumen und pulmonale Makrozirkulation........................... 46 Lungenvolumen, pulmonale Mikrozirkulation und Blut-Gas-Schranke.......... 47
VIII Beatmung bei gestörter linksventrikulärer Funktion............................... 50 Bedeutung von Atemarbeit sowie Beatmung bei gestörtem Sauerstofftransport und Schock................................ 51 Funktion peripherer Organe unter Beatmung................................. 55 Nierenfunktion....................... 55 Leberfunktion........................ 59 Literatur............................... 60 Nebenwirkungen aufdie Lunge (E. Müller)............................. 66 Geschichte der maschinellen Ventilation.. 66 Vom Baro- zum Volu-/Ergotrauma... 67 Das Konzept/Problem der baby lung... 69 Effekte aggressiver maschineller Ventilation auf einzelne Strukturelemente der Lunge............................... 69 Auswirkungen auf die Alveolarepithelien 70 Auswirkungen auf das Surfactantsystem. 70 Auswirkungen auf die Kapillarendothelien................................. 71 Die Suche nach den sicheren Grenzen. 71 Die Rolle/Bedeutung des positiven endexspiratorischen Druckes (PEEP).......... 72 Maschinelle Ventilation und lokale/ systemische Entzündungsreaktionen.... 75 Zusammenfassung.................... 76 Literatur............................... 76 3Monitoring des beatmeten Patienten (H. Mang) 80 Einleitung............................. 80 Allgemeine Überwachung.............. 80 Überwachung der Vitalfunktionen........ 80 Bewußtsein.......................... 80 Temperatur.......................... 80 Puls................................. 81 Atemfrequenz........................ 81 Körperliche Untersuchung............... 81 Inspektion........................... 81 Palpation............................ 81 Perkussion........................... 82 Auskultation......................... 82 Thoraxröntgenbild...................... 83 Nicht-respiratorisches Monitoring...... 84 EKG-Monitoring........................ 84 Blutdruckmessung...................... 84 Nicht-invasive Blutdruckmessung...... 84 Invasive oder direkte Blutdruckmessung. 84 Respiratorisches Monitoring............ 85 Oximetrie.............................. 85 Prinzip.............................. 85 Klinische Bedeutung der Pulsoximetrie.. 85 Exspiratorische CO 2 -Messung............ 86 Prinzip.............................. 86 Klinische Bedeutung der Kapnometrie und Kapnographie.................... 87 An das Beatmungsgerät gebundenes Monitoring................................. 87 Resistance unter Beatmung............ 87 Statische Compliance des respiratorischen Systems........................ 88 Dynamische Compliance............... 88 Literatur............................... 88 4 Differenzierte Beatmungstechniken 91 PEEP, CPAP, volumen- und druckkontrollierte Beatmung (H. Burchardi)...... 91 Beatmungsdrücke...................... 91 Atemwegsdruck, Alveolardruck......... 91 Intrathorakale Mitteldrücke............ 93 Externer PEEP........................ 94 Intrinsischer PEEP.................... 97 Continuous positive airway pressure (CPAP)............................... 100 Beatmungsformen...................... 100 Volumenkontrollierte Beatmung........ 101 Druckkontrollierte Beatmung.......... 102 Literatur............................... 104 Assistierte Beatmung, Intermittent mandatory ventilation und inspiratorische Druckunterstützung (H. Mang).......... 107 Einleitung............................. 107 Grundlagen, Begriffsbestimmungen....... 107 Assistierte Beatmung (AMV)............. 110 Intermittent mandatory ventilation (IMV). 110
IX Inspiratorische Druckunterstützung....... 111 Vorteile und Indikationen der Verfahren... 111 Einsatz in der klinischen Praxis........... 113 Literatur............................... 114 Inverse ratio ventilation, Airway pressure release ventilation, Biphasic positive airway pressure (M. Sydow)............. 114 Beatmung mit umgekehrtem Zeitverhältnis: Inverse ratio ventilation (IRV)........ 114 Definition............................ 114 Formen der IRV....................... 115 Wirkmechanismen einer IRV auf den Gasaustausch......................... 117 Vergleichsuntersuchungen zwischen IRV und konventioneller PEEP-Beatmung.... 121 Unerwünschte Wirkungen einer Inverse ratio ventilation...................... 122 IRV und Spontanatmung............... 123 Praktisches Vorgehen bei IRV........... 123 Airway Pressure Release Ventilation (APRV)................................ 124 Pathophysiologische Grundlagen....... 124 Theoretische Vorteile von APRV gegenüber konventionellen Beatmungsformen beim akuten Lungenversagen.......... 125 Indikationen für APRV................. 126 Klinische Erfahrungen mit APRV........ 127 Probleme und Grenzen der APRV....... 128 Biphasic Positive Airway Pressure (BIPAP). 128 Definition............................ 128 Einstellung von BIPAP am Respirator.... 128 Einzelne Beatmungsvariablen unter BIPAP................................ 132 Determinanten der Spontanatmung unter BIPAP.......................... 134 Vorteile der erhaltenen Spontanatmung. 135 Entwöhnung von der Beatmung Weaning unter BIPAP.................. 136 Literatur............................... 137 Spezielle Verfahren 138 Hochfrequenztechniken (T. Hachenberg, M. Wendt)............................. 138 Einleitung............................. 138 Techniken der Hochfrequenzbeatmung.. 139 Pulmonaler Gasaustausch unter Hochfrequenzbeatmung...................... 140 Klinische Anwendung der Hochfrequenzbeatmung............................ 140 Komplikationen der Hochfrequenzbeatmung.............................. 141 Literatur............................... 142 Independent lung ventilation (ILV) (T. Hachenberg, M. Wendt).............. 144 Einleitung............................. 144 Indikationen zur ILV.................. 144 Technische Durchführung der ILV....... 145 Beatmungseinstellung bei ILV.......... 146 ILV bei beidseitigen Lungenerkrankungen.............................. 146 Beurteilung der Lungenfunktion unter ILV............................. 147 Entwöhnung von der ILV.............. 147 Intraoperative seitengetrennte Beatmung 148 Literatur............................... 150 Extrakorporale Gasaustauschverfahren (E. Müller)............................. 152 Historische Entwicklung............... 152 Pathophysiologischer Hintergrund und technische Durchführung.............. 154 Ausblick............................. 165 Literatur............................... 167 5 Adjunktive Maßnahmen 172 Atemgymnastik und Physiotherapie (J. Baumhöfener)....................... 172 Einleitung............................. 172 Physiotherapeutische Techniken als Prophylaxe................................ 172 Physiotherapeutische Techniken in Akutsituationen............................. 173 Kontraindikationen..................... 174 Physiotherapie in der Entwöhnungsphase vom Respirator......................... 175
X Stellenwert unter medizinischen und ökonomischen Aspekten................. 176 Literatur............................... 177 Lagerungstherapie (D. Pappert, K.J. Falke).............................. 177 Einleitung............................. 177 Physiologische Veränderungen unter Lagerungstherapie...................... 177 Klinische Aspekte der Lagerungstherapie.. 178 Literatur............................... 180 Permissive Hyperkapnie in der Behandlung des akuten Lungenversagens (K. Lewandowski, O. Hoffmann, K.J. Falke)..... 181 Einleitung............................. 181 Ziele der Beatmung..................... 181 Traditionelle Ziele der Beatmung....... 181 Veränderte Ziele der Beatmung......... 181 Permissive Hyperkapnie................. 182 Definition und Anwendung............ 182 Praktische Durchführung der PHC...... 186 Nebenwirkungen und Kontraindikationen............................... 187 Stellenwert der Methode................ 188 Literatur............................... 188 Inhalation von gasförmigem NO und aerosoliertem Prostazyklin (R. Rossaint). 190 Einleitung............................. 190 Inhalation von gasförmigem NO.......... 190 Inhalation von aerosoliertem Prostazyklin. 192 Stellenwert der Methoden............... 193 Literatur............................... 194 Surfactantersatztherapie (D. Pappert, K.J. Falke).................. 195 Physiologische Bedeutung des Surfactantsystems................................ 195 Das Surfactantsystem im ARDS........... 195 Klinische Anwendung von Surfactantpräparationen.......................... 197 Literatur............................... 198 6 Konzepte der Analgosedierung auf Intensivstation (J.M. Strauß) 200 Einleitung............................. 200 Substanzen............................ 200 Opioide.............................. 200 Ketamin............................. 201 Benzodiazepine....................... 202 Barbiturate........................... 203 Propofol............................. 203 Clonidin............................. 204 Praktische Aspekte der Analgosedierung.. 205 Verwirrtheitszustände, Durchgangssyndrom............................... 206 Ursachen............................ 206 Therapie............................. 207 Differenziertes multimodales Konzept der Analgosedierung........................ 207 Literatur............................... 207 Teil 2: Spezielle Anwendungen 209 7 Perioperative Beatmung (T. Hachenberg, M. Wendt) 211 Pathophysiologie des pulmonalen Gasaustauschs unter Allgemeinanästhesie....... 211 Beeinflussung der Funktion der respiratorischen Muskulatur................. 211 Abnahme der funktionellen Residualkapazität............................ 212 Veränderungen der alveolären Ventilation........................... 213 Ventilations-Perfusions-Inhomogenitäten............................ 214 Management der perioperativen Beatmung 215 Grundeinstellungen..................... 219 Literatur............................... 219
XI 8 Der Patient mit Status asthmaticus und chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (M. Sydow) 222 Definitionen und patho-physiologische Besonderheiten bei Atemwegsobstruktion. 222 Ursache der Hypoxämie............... 222 Ursache der Hyperkapnie.............. 223 Atemmechanische Veränderungen...... 223 COPD................................ 224 Status asthmaticus.................... 225 Therapie der Atemwegsobstruktion....... 225 Medikamentöse Therapie der Atemwegsobstruktion.......................... 225 Intubation und Beatmung bei Atemwegsobstruktion.......................... 228 Unkonventionelle Therapiemaßnahmen bei schwerer Bronchospastik........... 233 Literatur............................... 235 9 Der Patient mit Acute Lung Injury (ALI) / Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) (E. Müller, D. Kindgen-Milles) 236 Definition und Epidemiologie des ALI/ARDS.......................... 236 Überwachung und Behandlung......... 237 Nicht-invasive Verfahren der Atmungsunterstützung.......................... 237 Atemwegsmanagement.................. 237 Wahl der Beatmungsparameter.......... 237 Physiologische Grundlagen und unterstützende diagnostische Verfahren...... 237 Wiederherstellung und Aufrechterhaltung der FRC...................... 238 Tidalvolumen und Beatmungsdruck..... 239 Überwachung und Steuerung von Flüssigkeitsbilanzierung, Hämodynamik und Anteil an Spontanatmung.......... 239 Adjuvante Maßnahmen.................. 240 Lagerung............................ 240 Permissive Hyperkapnie............... 240 Pharmakotherapie.................... 240 Neue Weaningkonzepte................. 242 Literatur............................... 243 10 Der Patient mit Schädel-Hirn-Trauma (C. Metz, T. Bein) 251 Einleitung............................. 251 Einfluß des arteriellen CO 2 - und 0 2 -Partialdrucks auf die Hirndurchblutung und den zerebralen Metabolismus........ 251 Arterieller CO 2 -Partialdruck............ 251 Arterieller O 2 -Partialdruck............. 253 Einfluß des intrathorakalen Drucks auf Hirndurchblutung und intrakraniellen Druck................................. 255 Zerebrovenöse Oximetrie als Monitoringverfahren zur Steuerung der Respiratortherapie beim SHT...................... 255 Literatur............................... 258 11 Langzeitbeatmung und Entwöhnung vom Respirator (T. Fuchs-Buder, J.A. Romand, P.M. Suter) 259 Einleitung............................. 259 Langzeitbeatmung..................... 259 Ursachen.............................. 259 Grunderkrankungen.................. 259 Komplikationen der Respiratortherapie. 259 Entwöhnung vom Respirator (Weaning). 264 Kriterien für die Entwöhnung vom Respirator............................. 264 Entwöhnungsmethoden................. 264 T-Stück.............................. 264 Synchronized intermittent mandatory ventilation (SIMV).................... 265
XII Inspiratory assist (IA)................. 265 Schwierige Entwöhnung vom Respirator.. 266 Allgemeine Maßnahmen............... 266 Vergleich verschiedener Weaning- Techniken............................ 267 Ursachen für Weaning-Versagen........ 267 Post-Extubations-Management......... 268 Literatur............................... 268 12 Besonderheiten in Neonatologie und Pädiatrie (V. Varnholt, W. Kachel) 270 Ziele und Bedeutung der Respiratortherapie innerhalb der neonatologischen und pädiatrischen Intensivmedizin........... 270 Physiologie der Atmung/Beatmung bei Neugeborenen und Kindern.............. 270 Respiratorische Insuffizienz.............. 271 Ursachen............................ 271 Symptomatik......................... 272 Primärdiagnostik bei drohender/ manifester Ateminsuffizienz........... 272 Maßnahmen vor Initiierung einer maschinellen Beatmung................. 273 Sedierung........................... 273 O 2 -Gabe............................. 273 CPAP................................ 273 BIPAP............................... 273 Maschinelle Beatmung bei Neugeborenen und Kindern........................... 274 Beatmungsindikationen............... 274 Endotracheale Intubation............. 274 Beatmungsgeräte in der Neonatologie/ Pädiatrie............................. 276 Beatmungsformen.................... 276 Analgosedierung unter maschineller Beatmung........................... 278 Relaxierung unter maschineller Beatmung............................. 279 Überwachung unter maschineller Beatmung............................. 279 Physiotherapie unter Beatmung........ 280 Respiratorentwöhnung, Extubation..... 281 Komplikationen unter maschineller Beatmung........................... 281 Beatmung unter besonderen Umständen.. 285 Transportbeatmung, Beatmung im MRT. 285 Transport unter laufender NO-Inhalation, HFOV, ECMO......................... 285 Langzeit-/Heimbeatmung, Tracheotomie 285 Beatmung bei speziellen Krankheitsbildern in Neonatologie und Pädiatrie............ 287 Transitorische Tachypnoe des Neugeborenen............................. 287 Infantiles Atemnotsyndrom des Frühgeborenen (IRDS) = hyalines Membransyndrom............................... 287 Apnoe/Bradykardie-Syndrom.......... 288 Atemstörungen des reifen Neugeborenen................................. 288 Bronchopulmonale Dysplasie (BPD)..... 291 Mukoviszidose....................... 292 Asthma bronchiale.................... 293 Pädiatrisches ARDS................... 293 Literatur............................... 297 Teil 3: Ausblick 301 13Perspektiven der Beatmung (D. Kindgen-Milles, E. Müller) 303 Optimierung von Hard- und Software/ Neue Verfahren zur Reduktion der Atemarbeit............................ 303 Hardwareverbesserungen................ 303 Elektronische Verfahren................. 303 Automatische Tubuskompensation (ATC) 303 Proportional Assist Ventilation (PAV).... 305 Neue Konzepte und adjuvante Maßnahmen zur Behandlung des ARDS............... 306 Pharmakologische Ansätze............. 306 Neue Techniken der Totraumreduktion.. 308 Nichtinvasive Atemhilfen................ 311
XIII Apparative und technische Voraussetzungen zur Anwendung nichtinvasiver Atemhilfen........................... 311 Wirkprinzipien nichtinvasiver Atemhilfen................................ 313 Klinische Ergebnisse.................. 314 Verfahrensassoziierte Nebenwirkungen. 315 Zusammenfassende Beurteilung........ 316 Literatur............................... 316 Sachverzeichnis....................................................................... 320