Killer
- Tubusdislokation / Fehlintubation (unbemerkt)
- Hyperkapnie / CO2-Narkose
- Spannungspneumothorax (unbehandelt)
- Fulminante Aspiration (bei nicht intubierten Pat.)
Erste Schritte
Nichtinvasive Beatmung - Flowchart
Invasive Beatmung - Flowchart
Tipps
- Bei akuter Hypoxie existiert KEINE Kontraindikation zur Sauerstoffgabe
- Berechnung von Beatmungsvolumina generell nach Ideal-Gewicht (bei Adipositas wächst die Lunge nicht mit)
- Patient:innen, welche unter hochdosierter Sauerstoffgabe (>10l/min via Reservoirmaske) gerade noch "akzeptable" O2-Sättigung um 90% erreichen, sind potentiell kritisch krank - akute respiratorische Dekompensation (mit notwendiger Atemwegssicherung) ist rasch und unvermittelt möglich!
- Umgang mit tracheotomierten Pat.: Tracheostoma-Notfall
Akutes Beatmungsproblem: DOPES + HAND - Schema
Fokus Präklinik
- Heimbeatmete Pat.: Möglichst Pat.-eigenes Beatmungsgerät inkl. Strom- und Sauerstoffadapter mitnehmen (Pat. sind an das Gerät gewöhnt)
- Voranmeldung / Absprache vor Transportbeginn: Heimbeatmete Pat. belegen in der Klinik in der Regel ein Intensivbett!
- Genaue Anamnese bezüglich Keime / Keimbesiedelung (insb. MRSA, MRGN) ist für die Klinik essentiell
(Be)atmungs-Grundlagen
Bei allen Formen der Atemunterstützung und Beatmung im Notfall ist es das Ziel, eine adäquate Oxygenierung (Vermeiden der Hypoxie) und ausreichende Decarboxylierung sicherzustellen.
Atemmechanik
Physiologische Atemmechanik
Inspiration = aktive Kontraktion insp. Atemmuskulatur (Zwerchfell, Mm. intercostales externus und ggf. Atemhilfsmuskulatur)
→ Vergrößerung Thorax-Volumen → Lunge ist über Pleura adhäsiv mit Thoraxwand verbunden und folgt Thoraxbewegung
→ Vergrößerung Lungen-Volumen → wegen Volumenvergrößerung Unterdruck in der Lunge
→ Lufteinstrom entlag des Druckgefälles von Umgebung und Lunge
Exspiration = Relaxation insp. Atemmuskulatur, ggf. Kontraktion exsp. Atemmuskulatur (Mm. intercostales internus, Bauchmuskulatur, Latissimus) + passive Rückstellkräfte der elastischen Fasern der Lunge
→ Verkleinerung Lungen- und Thorax-Volumen
→ alveolärer Überdruck → Luftausstrom
Atemmechanik bei invasiver Beatmung (Überdruckbeatmung)
Inspiration: Erhöhtes Druckniveau → Lufteinstrom
→ steigende alveoläre (und intrathorakale) Drücke
→ Erreichen von Druck- oder Volumenbegrenzung → Beendigung der Inspiration
Exspiration: Vermindertes Druckniveau → Bereits vorhandener alveolärer Überdruck + passive Rückstellkräfte der Lunge → Luftausstrom (passiv)
Atemphysiologie (Grundbegriffe)
- AZV (Atemzugvolumen): 6-7ml/kg
- AF (Atemfrequenz): 10-15/min (Atemfrequenz Kinder altersabhängig höher)
- AMV (Atemminutenvolumen): Atemzugvolumen x Atemfrequenz: ca. 6-8l/min. (bei Anstrengung, Tachypnoe etc. teils auch massiv erhöht ("Hyperventilation"); z.B. kompensatorische Hyperventilation bei metabolischer Azidose (über)lebenswichtig).
- Compliance: Dehnungsfähigkeit (Elastizität) der Lunge
- Einschränkung (Restriktion) u.a. durch Vernarbung/Fibrosierung, Pneumothorax/Hämatothorax, Lungenödem, Pneumonie
- Resistance: Strömungswiderstand (Atemwegswiderstand)
- Abhängig von Durchmesser der Atemwege. Einschränkung (Obstruktion) typischerweise bei Asthma, COPD und -. Exazerbation, auch bei Schleim, Tubus, mechanischer Atemwegsobstruktion
Beatmung (Grundbegriffe)
Beatmungsformen
- VCV (Volumenkontrollierte Beatmung), Synonyme: VC, VC-AC
- Volumenkontrollierte Beatmungsformen u.a.: IPPV, CMV, SIMV, MMV
- PCV (Druckkontrollierte Beatmung), Synonyme: PC, PC-AC, DKV
- Druckkontrollierte Beatmungsformen u.a.: BIPAP, DuoPAP, APRV
- Spontane Beatmungsformen: CPAP, CPAP-ASB, Spn-CPAP
- Kombinierte Beatmungsformen, u.a.: ASV
Beatmungsdrücke
durch Beatmungsgerät gemessene Drücke:
- PEEP (positiver endexspiratorischer Atemwegsdruck), Synonym „EPAP“: Der Minimaldruck, der vom Beatmungsgerät aufrecht erhalten wird und somit immer in der Lunge verbleibt. Verhindert exspiratorischen Kollaps von Alveolen, "schient" Atemwege; erhöht intrathorakalen Druck → verminderter venöser Rückstrom.
- PEEPi (intrinsischer PEEP), Synonym „air trapping“: Falls Inspirationsvolumen > Exspirationsvolumen, bleibt Luft in den Alveolen zurück - typisch bei Pat. mit obstruktiven Lungenerkrankungen.
Bei zunehmendem PEEPi droht akute Überblähung mit Schädigung der Lunge, z.B. Pneumothorax (insb. bei Lungenemphysem / COPD!)
Manche Beatmungsgeräte können „gefangenes" Volumen messen (Vtrap).
s. Grafik „unvollständige Exspiration“.
- PEEPi (intrinsischer PEEP), Synonym „air trapping“: Falls Inspirationsvolumen > Exspirationsvolumen, bleibt Luft in den Alveolen zurück - typisch bei Pat. mit obstruktiven Lungenerkrankungen.
- VT (Tidalvolumen): Volumen eines Beatmungshubes
- I:E : Verhältnis Inspirationsdauer zu Exspirationsdauer
- Pmean: Mittlerer Atemwegsdruck (mittlerer Alveolardruck)
- Pinsp: Inspirationsdruck
- Pplat: Plateau-Druck - entspricht am ehesten dem Inspirationsdruck in Alveolen
- PS (Druckunterstützung), Synonyme Psupp, IPAP, ASB: Durch Beatmungsgerät applizierter Unterstützungsdruck bei detektierter Spontanatmung Ppeak: (gemessener) Spitzendruck: Höchster (positiver) Druck in den Atemwegen, "öffnet" die Alveolen.
- Pmax: Obere Druckbegrenzung des Beatmungsgeräts: Bei Erreichen üblicherweise Auslösung Alarm (z.B. "Atemwegsdruck hoch") und meist Abbruch des Beatmungshubes oder Fortführung auf etwas niedrigerem Druckniveau.
Monitoring unter invasiver Beatmung
- Beatmungsgerät
- Kontinuierliche Beurteilung von Minutenvolumen (AMV) und Atemzugvolumen (VT)
- Visualisierung des Flow- und Druckverlaufes durch Kurven- oder Schleifendiagramme
- Vitalparamenter
- Kontinuierliche Messung: etCO2 und spO2
- Während der Versorgung in der Notaufnahme immer kontinuierliche etCO2 Messung!
- Übliche Ziel-/Normwerte: etCO2 35-45mmHg, spO2 92-98%
- aBGA Kontrolle 10min nach Beginn der Beatmung, sowie jeweils nach relevanter Änderung der Beatmungsparameter
- Nichtinvasive Blutdruckmessung mit angepasstem Intervall (z.B. 5min)
- Frühzeitige Anlage invasiver Blutdruckmessung (sowie zur Abnahme aBGA)
- Kontinuierliches EKG-Monitoring
- Kontinuierliche Messung: etCO2 und spO2
- Patient:innenkomfort beachten
Beatmungkurven: Fluss- / Druckkurven
Grafik Beatmungskurven
grün: "normal"; gestrichelt/rot: unvollständige Exspiration
Sauerstoff
Es gibt gibt zahlreiche Formen der Beatmung und Sauerstoffzufuhr in der Akut- und Notfallmedizin. Erschwert wird die Auseinandersetzung durch eine Vielzahl (firmenspezifischer) Eigennahmen für Einstellungen sowie unterschiedliche Maßeinheiten bei Beatmungsdrücken etc.
Anbei ein Überblick über die wichtigsten Aspekte und Faktoren der Sauerstoffgabe und typischen Beatmungsformen in der Notfallmedizin:
- Sauerstoffsättigung (sO2): Prozentualer Anteil O2-beladenen Hämoglobins (entspricht 98-99% des im Blut befindlichen O2) am Gesamt-Hämoglobin→ Hilfreich für initiale Einschätzung bei V.a. Hypoxie + Monitoring einer Sauerstofftherapie
- spO2: Pulsoxymetrisch gemessene Sauerstoffsättigung (Normalwert >94%)
- saO2: In arterieller BGA gemessene Sauerstoffsättigung (Normalwert >94%), Goldstandard für Messung der Oxygenierung
- Relativer Wert: Bei Anämie bzw. akuter Blutung kann daher auch eine hohe sO2 nicht ausreichend zur adäquaten Sauerstoffversorgung des Gewebes sein
Fehlerquellen bei Pulsoxymetrie
- „Schlechte Kurve“: Bei peripherer Vasokonstriktion (u.a. Hypotonie, Hypothermie) werden teils keine oder falsche (zu niedrige) Werte gemessen → immer auf adäquate Kurve achten, ein einzelner numerischer Wert ist ohne Kurve nicht aussagekräftig
- Nagellack: Potentiell falsche Messwerte insb. bei schwarzem dunkelblauem Lack.
Lösungsmöglichkeiten:
1) Drehen des Pulsoxymeters um 90° → statt „von oben“ - seitlich durch den Finger messen.
2) Nagellack entfernen (bspw. mithilfe von Desinfektionsmittel) - CO, Methämoglobin: Die meisten Pulsoxymeter können mit O2 und CO beladenes Hb bzw. Methämoglobin nicht voneinander unterscheiden: Daher bei CO-Intoxikation und Methämoglobinämie falsch hohe spO2!
- In neueren Untersuchungen wird eine schlechtere Korrelation zwischen spO2 und SaO2 insb. bei Pat. mit dunkler Hautfarbe diskutiert, welche wegen falsch hoher spO2 zur Unterschätzung des Sauerstoffbedarfs führen kann!
Sauerstoffpartialdruck, Gesamtsauerstoffkonzentration und Sauerstoff-Bindungskurve
- Sauerstoffpartialdruck (pO2): In Blut gelöstes O2 (nur 1-2% des im Blut befindlichen O2), jedoch hochgradig relevanter Marker für Gesamtversorgung mit Sauerstoff, wegen des direkten Zusammenhangs von pO2 und sO2 (siehe Sauerstoffbindungskurve)
- In BGA gemessen (Normalwert 65-100mmHg)
- Gesamtsauerstoffkonzentration (ctO2): Gesamtmenge des an Hb gebundenen inkl. des im Blut gelösten Sauerstoffs. Relevante Parameter: pO2, Hb, sO2, MetHb, COHb
- Von BGA-Gerät berechnet (Normalwert ♀︎ 7,1-8,9mmol/L; ♂︎ 8,4-9,9mmol/L)
- In der (peripher)venösen BGA ist sO2, pO2 und ctO2 nicht sinnvoll beurteilbar
- Sauerstoffbindungskurve (Oxyhämoglobindissoziationskurve): Zusammenhang von pO2 und sO2. CAVE: Sauerstoffbindungskurve flacht am „Ende“ ab: Relevanter pO2-Abfall kann erst verspätet anhand der sO2 erkannt werden!
- Linksverschiebung (bei Alkalose (pH↑), Temperatur↓, CO2↓) → O2-Affinität von Hb↑ (leichtere Bindung von O2 in der Lunge, erschwerte Abgabe an Gewebe)
- Rechtsverschiebung (bei Azidose (pH↓), Temperatur↑, CO2↑) → O2-Affinität von Hb↓ (erschwerte Bindung von O2 in der Lunge, erleichterte Abgabe an Gewebe)
Sauerstoffgabe
Erste Maßnahme bei Hypoxie ist Sauerstoffgabe mittels Sauerstoffbrille oder -maske.
Sauerstoffgabe - Hintergrund und Systeme
Je nach System kann Patient:innen im Vergleich zur Umgebungsluft (21% O2) ein erhöhtes Sauerstoffangebot (FiO2) gemacht werden.
FiO2 hängt stark von der Applikationsform von Sauerstoff ab (Mess- und Schätzwerte in Literatur unterschiedlich).
- Nasenbrille nur bei geringem Sauerstoffbedarf (bis max 5-6 l/min) sinnvoll
- Sauerstoffmasken machen erst ab 5-6 l/min Sinn, davor vermehrte CO2-Rückatmung
- In Notfallmedizin machen Sauerstoffmasken ohne Reservoir keinen Sinn
- Bei Patient:innen mit hohem Atemminutenvolumen sind die Flowraten auch bei Sauerstoffmasken (insb. jedoch bei Nasenbrillen) relativ gering. Deswegen kommen bei solchen Pat. niedrigere tatsächliche O2-Konzentrationen in der Lunge an, als es bei dem theoretisch hohen FiO2 anzunehmen wäre. Daher: Bei Hypoxie zumindest Sauerstoffmaske mit Reservoir und 15l/min (bzw. maximalem Flow), oder besser: NIV oder nasale Highflow-Therapie (HFNC - s. unten)
Bei akuter Hypoxie existiert KEINE Kontraindikation zur Sauerstoffgabe, auch nicht bei bekannter COPD.
Hochdosierter Sauerstoff kann hier allerdings (im Verlauf) zu Hyperkapnie führen (die genauen Ursachen hierfür sind wissenschaftlich umstritten) - daher engmaschige klinische (und BGA-) Kontrolle.
Es gibt zunehmende Evidenz, dass prolongierte Hyperoxygenierung („zu viel Sauerstoff“) potentiell negative Effekte hat.
In der Erstversorgung in der Notfallsituation hat adäquate Oxygenierung jedoch absolute Priorität - die Anpassung der O2-Gabe sollte im Verlauf nach Stabilisierung erfolgen.
CAVE: Patient:innen, welche unter hochdosierter Sauerstoffgabe (>10l/min via Reservoirmaske) gerade noch "akzeptable" Sauerstoffsättigungen um 90% erreichen, sind potentiell kritisch krank - eine akute respiratorische Dekompensation ist rasch und unvermittelt möglich!
Sauerstoffgabe und FiO2 mit Nasenbrille, Maske und HFNC
Device | Flow | FiO2 |
---|---|---|
Nasenbrille (maximal bis 5-6l/min effektiv) | 1 | 25% |
2 | 29% | |
3 | 33% | |
4 | 37% | |
5 | 41% | |
6 | 45% | |
Sauerstoffmaske ohne Reservoir (erst ab 5l/min effektiv, zuvor eher CO2-Rückatmung) | 5 | 35% |
6-7 | 40% | |
8-9 | 50% | |
10 | 60% | |
Sauerstoffmaske mit Reservoir (erst ab 5-6l/min effektiv, je nach AZV bis >90% FiO2 erreichbar) Bei Wandanschluss („über 15 aufdrehen“) kurzfristig auch höherer Flow möglich! | 6 | 60% |
7 | 70% | |
8 | 80% | |
9 | >80% | |
10-15 | >90% | |
High Flow Nasenbrille (HFNC) (mit Befeuchtung und Heizung) | bis >60 | bis 100% |
Kohlendioxid
- Kohlendioxidpartialdruck (pCO2): Anteil von gelöstem CO2 im Blut. Hilfreich v.a. bei Analyse des Säure-Basen-Haushalts
- In BGA gemessen (Normalwert ca. 35-45mmHg)
- Endtidales CO2 - „Kapnometrie“ (etCO2): Direkt am Tubus / an der Beatmungsmaske gemessener Kohlendioxid-Partialdruck der Ausatemluft. Mit speziellen Kapnografie-Nasenbrillen auch bei nicht beatmeten, spontanatmenden Patient:innen messbar
- Hilfreich u.a. für: Verifikation der trachealen Lage eines Endotrachealtubus, Anpassung Beatmungsparameter, grobes „Hämodynamik-Monitoring“
- Hämodynamik: Plötzlich widererlangter Kreislauf (z.B. ROSC bei Reanimation) zeigt raschen und deutlichen CO2-Anstieg, stetiger Abfall z.B. bei Reanimation kann ineffektivere Kompressionen anzeigen. Bei plötzlichem Kreislaufeinbruch bei invasiv beatmeten Patient:innen kann (z.B. wenn noch keine invasive Blutdruckmessung etabliert ist) ein rasch fallendes CO2 ein erster Hinweis sein.
- etCO2-Kurve kann Hinweis auf verschiedene Pathologien geben, z.B. Obstruktion der unteren Atemwege (bei „Sharkfin-Muster“), rückläufiges etCO2 bei ineffektiven Thoraxkompressionen, „Einziehungen“ bei spontanen Atemversuchen (bzw. „Gegenatmen“)
Kapnografie
Kapnografie-Kurven und Pathologien
Bei etCO2-Abfall erwägen:
- Kreislaufinsuffizienz?
- Ermüdung “Drücker” bei laufender Thoraxkompression?
High Flow Nasal Cannula (HFNC)
Auch NHF (nasale High-Flow-Sauerstofftherapie). Applikation von beheiztem und befeuchtetem Sauerstoff (bzw. Sauerstoff-Luftgemisch) via spezieller großlumiger Nasenbrille mit hohem Durchfluss. Durch Beheizung und Befeuchtung werden die hohen Flussraten gut toleriert. Insb. in der Pädiatrie hat HFNC einen hohen Stellenwert (z.B. bei schweren respiratorischen Infekten).
Kontraindikationen entsprechen grob denen der Sauerstoffbrille und -maske.
HFNC - Indikationen (Auswahl)
- Sauerstoffbedürftigkeit, Maske nicht toleriert
- Präoxygenierung, ggf. in Kombination mit gleichzeitiger Sauerstoffgabe via Maske
- Hochrisiko-Intubation, insb. wenn auch kurze Hypoxie-Phasen kritisch sein können - HFNC läuft während der laufenden Intubation weiter, ermöglicht "Apnoe-Oxygenierung"
- Ggf. exazerbierte COPD mit leichter respiratorischer Azidose (pH 7,25-7,35)
- durch Verminderung des physiologischen Totraumvolumens kann eine CO2-Elimination erreicht werden
Nachteile/Einschränkungen:
- Extra Gerät notwendig
- Technischer Aufwand / Materialverbrauch höher als bei „normaler“ Sauerstoffmaske
- eingeschränkt mobil (Heizung meist nicht mit Akku betreibbar, zudem hoher Sauerstoffverbrauch)
Starteinstellungen (pragmatische Empfehlung)
- Temperatur: 36°C (nach subjektivem Empfinden steigern, Ziel meist ca. 36-37°C)
- Flussgeschwindigkeit: 35l/min (in 5er-Schritten steigern → Ziel: 45-60l/min)
- Ziel bei Kindern:
- <20kg: 20lmin
- <40kg: 40l/min
- Jugendliche: bis 60l/min
- (nach Rücksprache mit Pädiatrie, initial mit niedrigem Fluss starten)
- FiO2: 100% (initial bei akuter Hypoxämie), Anpassung nach Klinik
Deeskalation HFNC
- Schrittweise Reduktion FiO2 auf 30%, erst dann
- Reduktion Flow auf 30l/min (z.B. 5l/min jede Stunde)
Nichtinvasive Beatmung
Unterstützende Beatmung meist über Gesichtsmaske, ggf. auch via „NIV-Helm“. Viele unterschiedliche (Firmen-)Bezeichnungen, u.a. „CPAP“ (für reine PEEP-Beatmung ohne Unterstützungsdruck), „CPAP-ASB“ (PEEP+Druckunterstützung) oder spn-CPAP.
NIV - Wirkung und Hintergrund
- Applikation von PEEP
- „Schienung“ der Atemwege → Verhinderung von alveolärem Kollaps
- Öffnen von Atelektasen → Optimierung des Ventilations/Perfusions-Verhältnisses
- Erhöhung intrathorakalen Drucks → Verminderung des venösen Rückstroms (vorteilhaft bei akuter pulmonaler Stauung bzw. Lungenödem)
- PEEP muss bei Beginn der NIV durch Patient:innen selbst aktiv überwunden werden, wird anfangs oft als unangenehm empfunden
- Applikation von Druckunterstützung (PS)
- Entlastung der Atem(hilfs)muskulatur (vorteilhaft z.B. bei progredienter Erschöpfung bei COPD-Exazerbation oder Muskeldystrophie)
- Erleichtert Atembemühung, z.B. für Patient:innenkomfort
NIV-Indikationen
- „Oxygenierungsproblem