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. 2020 Sep 18;25(6):408–416. [Article in German] doi: 10.1007/s00772-020-00702-8

Behandlungsempfehlungen zur Beatmung von COVID‑19-Patienten

Treatment recommendations for mechanical ventilation of COVID‑19 patients

B Neetz 1,✉, F J F Herth 1, M M Müller 1,✉
PMCID: PMC7499005  PMID: 32963422

Abstract

Background

Due to the novelty of COVID‑19 there is lack of evidence-based recommendations regarding the mechanical ventilation of these patients.

Objective

Identification and delineation of critical parameters enabling individualized lung and diaphragm protective mechanical ventilation.

Material and methods

Selective literature search, critical evaluation and discussion of expert recommendations.

Results

In the current literature a difference between ARDS in COVID‑19 and classical ARDS is described; however, there are no evidence-based recommendations for dealing with this discrepancy. In the past parameters and approaches for a personalized mechanical ventilation strategy were already introduced and applied.

Conclusion

Using the parameters presented here it is possible to individualize the mechanical ventilation of COVID‑19 patients in order to adjust and increase its compatibility to the heterogeneous clinical presentation of the COVID‑19 ARDS.

Keywords: Mechanical ventilation COVID‑19, Ventilator-induced lung injury, Patient self-inflicted lung injury, Diaphragmatic myotrauma, Ventilator-induced diaphragmatic dysfunction

Die durch SARS-CoV‑2 ausgelöste pulmonale COVID‑19-Erkrankung zeigt bei schwereren Verläufen eine ausgeprägte Oxygenierungsstörung, die häufig Beatmungspflichtigkeit nach sich zieht. Evidenzbasierte Empfehlungen fehlen aufgrund der Neuartigkeit der Erkrankung [1]. Dieser Beitrag soll einen Weg zur individualisierten Beatmungstherapie dieser Patienten aufzeigen.

Einleitung

Während die Mehrheit der COVID‑19-Patienten leichte Verläufe zeigt, werden etwa 17 % der Erkrankten in Deutschland hospitalisiert, davon benötigen 8–48 % eine intensivmedizinische Behandlung [2, 3]. Hier steht in der Regel eine respiratorische Insuffizienz Typ 1 (Typ 1: hypoxämisches Versagen, Typ 2: hyperkapnisches Versagen) mit Dyspnoe und hoher Atemfrequenz im Vordergrund. Oft zeigen sich zu diesem Zeitpunkt in der Bildgebung bereits die typischen pulmonalen Milchglasinfiltrate bis hin zu Konsolidierungen [4]. Zunächst erfolgt eine Sauerstofftherapie und gegebenenfalls eine Überdrucktherapie mittels CPAP („continuous positive airway pressure“) oder NIV (nichtinvasive Beatmung) unter entsprechenden Schutzmaßnahmen [5–7]. Ein Großteil der Patienten auf Intensivstation entwickelt ein ARDS („acute respiratory distress syndrome“) und wird beatmungspflichtig [1]. Die pulmonale Pathologie und damit auch die angemessene Beatmungstherapie beim COVID‑19-ARDS scheint besonders in der Frühphase in vielen Fällen vom klassischen ARDS abzuweichen. Evidenzbasierte Empfehlungen bestehen dazu nicht [1, 7].

Ein Großteil der COVID‑19-Patienten auf Intensivstation entwickelt ein ARDS

Es werden zwei unterschiedliche Subphänotypen postuliert [8]. Die Autoren schlagen den Typ L („low elastance, low V/Q, low lung-weight, low recruitability“) und den Typ H („high elastance, high shunt, high lung-weight, high recruitability“) vor [8]. Dieses Modell wurde vielfach zitiert und weltweit als Grundlage für die Therapie von COVID‑19-Patienten verwendet. Das Modell wird aber auch kontrovers diskutiert [9]. Nach den zwischenzeitlich gemachten Erfahrungen mit beatmeten COVID‑19-Patienten scheinen die Verläufe interindividuell und intraindividuell sehr heterogen zu sein, sodass wir für eine individualisierte Beatmungsstrategie plädieren. Um diese zu realisieren, wird eine umfassende klinische Diagnostik gefordert [10]. Wir beschreiben in diesem Artikel Möglichkeiten, eine differenzierte Diagnostik und eine personalisierte invasive Beatmungstherapie zu etablieren. Dabei wird bewusst auf sehr spezielle oder selten verfügbare Monitoringmethoden wie Ösophagusdruckmessung oder Elektrische Impedanztomographie verzichtet. Wir erläutern Messparameter, die im weiteren klinischen Verlauf eine Spontanisierung des Patienten unter dem Gesichtspunkt der Zwerchfellprotektion ermöglichen. Auch wird ein kurzer Überblick über den Stellenwert von Sauerstofftherapie, nasaler Highflow-Therapie (nHFT), NIV und adjunktiven Maßnahmen unter invasiver Beatmung gegeben. Für detailliertere Empfehlungen zu nichtinvasiven Behandlungsmethoden möchten wir auf bestehende, umfassende Arbeiten verweisen [1, 7].

Sauerstofftherapie

Die schweren Verläufe zeigen in der Regel zunächst eine respiratorische Insuffizienz Typ 1 mit kompensatorischer Tachypnoe und Sättigungseinbrüchen bei geringster Belastung. Hier steht die Sauerstoffsubstitution im Vordergrund. Ziele sind ein arterieller Sauerstoffpartialdruck (PaO2) >55 mm Hg bzw. eine peripher gemessene Sauerstoffsättigung (SpO2) ≥ 92 % bei einer Atemfrequenz ≤30/min [1, 11]. Bis 6 l O2/min kann die Therapie über eine konventionelle Nasenbrille erfolgen. Bei weiter ansteigendem Sauerstoffbedarf sollte die Oxygenierung über eine Venturi-Maske bzw. über nHFT erfolgen. Hierzu empfiehlt sich in der Regel die Versorgung auf einer Überwachungs- bzw. Intensivstation, da es bei der schweren COVID‑19-Pneumonie häufig zur rasanten Verschlechterung der respiratorischen Situation innerhalb weniger Stunden kommt. Gerade die nHFT sollte eng überwacht werden, da ein nHFT-Versagen mit konsekutiver Notfallintubation das beteiligte Personal einem erhöhten Infektionsrisiko aussetzt. Ein Therapieansprechen ist oft mit einer Reduktion der Atemfrequenz assoziiert. Ein initialer Horovitz-Index (paO2/FiO2) < 200 mm Hg, eine unveränderte Atemfrequenz oder Verschlechterung der Oxygenierung sprechen für ein drohendes nHFT-Versagen [12]. Alternativ kann der ROX-Index ((SpO2/inspiratorische Sauerstofffraktion (FiO2))/Atemfrequenz) zur Prädiktion des nHFT-Versagens herangezogen werden.

Die schweren Verläufe zeigen in der Regel zunächst eine respiratorische Insuffizienz Typ 1

Ein ROX-Index ≤5,37 ist mit einem nHFT-Versagen assoziiert [13]. In diesem Fall muss die Eskalation auf die NIV-Therapie oder die Indikation zur endotrachealen Intubation geprüft werden. Zur Minimierung der Aerosolbildung kann über der Nasenbrille bzw. Highflow-Brille ein Mund-Nasen-Schutz getragen werden. Das Personal muss mit einer adäquaten persönlichen Schutzausrüstung ausgestattet und im Umgang mit derselben trainiert sein [1].

Nichtinvasive Beatmung

Zeigt sich trotz ausgereizter nHFT ein progredientes respiratorisches Typ-1- oder Typ-2-Versagen, so sollte bei entsprechendem Patientenwunsch eine Therapie mittels Überdruckbeatmung erfolgen. Die Ziele sind auch hier ein PaO2 > 55 mm Hg bzw. eine SpO2 ≥ 92 % [1, 7]. Der Einsatz der NIV wird hier kontrovers diskutiert [1, 7]. Im klassischen ARDS mit einem Horovitz-Index unter 150 mm Hg ist die NIV mit einem Therapieversagen in mehr als 50 % der Fälle und dieses wiederum mit Mortalitätsraten von fast 50 % beschrieben [14, 15], weshalb hier die NIV eine Einzelfallentscheidung unter Einbeziehung der individuellen Expertise des Zentrums in der NIV-Therapie bleibt [7]. Ob dies auch für COVID‑19 gilt, ist unklar. Es wurden einige Studien mit kleiner Fallzahl publiziert, bei denen über NIV eine invasive Beatmung umgangen oder der Beginn der invasiven Beatmung hinausgezögert werden konnte [12, 16]. Ein NIV-Versuch bei COVID‑19-Patienten erscheint bei derzeitiger Datenlage unter engmaschiger Überwachung auf einer Intensivstation sowie entsprechender Expertise und natürlich unter Berücksichtigung der etablierten Kontraindikationen also durchaus gerechtfertigt. Klinische Zeichen exzessiver Atemarbeit, progrediente Infiltrate, und Tidalvolumina >9 ml/kgPBW („predicted body weight“) zeigen ein NIV-Versagen an [11].

Bauchlagerung unter nHFT und NIV

Das in vielen Fällen sehr gute Ansprechen auf die Bauchlage bei invasiv beatmeten COVID‑19-Patienten hat zu Versuchen geführt, die Bauchlage auch bei Patienten in früheren Krankheitsphasen zu etablieren. So wurden Patienten unter Sauerstofftherapie und NIV [17] aufgefordert, möglichst lange Zeit auf dem Bauch liegend zu verbringen. Bei teilweise erstaunlich guter Toleranz der Bauchlagerung wurden eine Verbesserung der Oxygenierung berichtet [18, 19]. Relevante negative Effekte traten nicht auf. Die publizierten Fallzahlen sind sicher zu klein, um hier eine schlüssige Empfehlung abzugeben, jedoch scheint das berichtete Risiko-Nutzen-Verhältnis einen individuellen Behandlungsversuch zu rechtfertigen.

Invasive Beatmung bei COVID‑19 Patienten

Die moderne Beatmungstherapie hat neben der Gewährleistung eines adäquaten Gasaustauschs das Ziel, die Lunge vor selbst zugefügtem und beatmungsinduzierten Schäden zu bewahren und die diaphragmale Funktionalität zu erhalten. Dieser Ansatz wird unter dem Begriff lungen- und diaphragmaprotektive Beatmung zusammengefasst [20].

Für COVID‑19-Patienten wird, wie beim klassischen ARDS, die Anwendung von niedrigen Tidalvolumina (TV) um 6 ml/kgPBW, die Limitation des Plateaudrucks (PPlat) auf maximal 30 cmH2O und die Positive-endexpiratory-pressure- (PEEP-)Titration nach ARDS-Net-Tabelle empfohlen [21]. Mit dieser Strategie wird beim klassischen ARDS nachweislich die Inzidenz des ventilatorinduzierten Lungenschadens (VILI) reduziert [22]. Aufgrund der bereits eingangs erläuterten Heterogenität des klinischen Bilds beim COVID‑19-ARDS erscheint eine individualisierte Herangehensweise, spätestens bei Versagen der klassischen ARDS-Beatmung, gerechtfertigt (vgl. Abb. 4). So haben bereits Arbeiten der letzten Jahre gezeigt, dass bei ARDS-Patienten eine Individualisierung der Beatmung über eine Phänotypisierung des klinisch sehr heterogenen ARDS-Kollektivs, mortalitätsrelevante Vorteile ergeben kann [23, 24]. Auch scheint die Einteilung der beatmeten COVID‑19-Patienten in einen L‑ und H‑Typ meist nicht zu gelingen [25–30]. Die Individualisierung der Beatmung kann im Wesentlichen über eine Anpassung von TV und PEEP erfolgen (Tab. 1).

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Beatmungsparameter ARDS-Beatmung Personalisierte COVID‑19-Beatmung
Hohes RP Niedriges RP
PEEP Nach ARDS-Net-Tabelle 11–20 cmH2O 5–10 cmH2O
Tidalvolumen 6 ml/kgkgPBW Bis maximal 15 cmH2O DP, ca. 6–9 ml/kgPBW, maximal 30 cmH2O PPlat Bis maximal 15 cmH2O DP, ca. 6–9 ml/kgPBW
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ARDS acute respiratory distress syndrome, PEEP positive endexpiratory pressure, RP Rekrutierungspotenzial, DP driving pressure, PBW predicted body weight, PPlat Plateaudruck

So scheint die Anwendung niedriger TV im ARDS besonders dann die Mortalität zu vermindern, wenn die Compliance des respiratorischen Systems (CRS, ml/cmH2O) sehr gering ist [31]. Die CRS von vielen COVID‑19-Patienten ist besonders in der Frühphase der Erkrankung relativ hoch. Allerdings sind eine sehr hohe Variabilität mit teilweise auch sehr geringen Werten beschrieben worden [25, 32]. Viele Patienten mit COVID‑19-Pneumonie zeigen im Verlauf ein respiratorisches Versagen Typ 2. Die Hyperkapnie ist am ehesten durch einen erhöhten Totraum zu erklären [33, 34]. Wenn eine schwere Hyperkapnie trotz einer Erhöhung der Atemfrequenz bis maximal 35/min bei begleitender Minimierung des apparativen Totraums nicht beherrschbar ist, so kann die Erhöhung des TV erwogen werden, um die alveoläre Ventilation weiter zu erhöhen. Hierbei sollte ein „driving pressure“ (DP, PPlat – PEEP) von 15 cmH2O und ein PPlat von 30 cmH2O nicht überschritten werden. Bei erhaltener CRS lassen sich dadurch TV von 7–9 ml/kgPBW erzielen, wodurch sich die Dekarboxylierung deutlich verbessern lässt [33].

Ein optimaler PEEP hält die Lunge exspiratorisch offen

Ein optimaler PEEP hält die Lunge exspiratorisch offen, ohne dass in der Inspiration alveoläre Überdehnung stattfindet. Die Rationale hinter der ARDS-Net-Tabelle ist ein Zusammenhang von Oxygenierung und rekrutierbarem Lungengewebe. Entsprechend ist die Applikation eines höheren PEEP nur sinnvoll, wenn dadurch Alveolen rekrutiert und offengehalten werden können. COVID‑19-Patienten können trotz schwerer Hypoxämie ein erhaltenes endexspiratorisches Lungenvolumen (EELV) aufweisen [35]. Als Grund wird unter anderem die Beeinträchtigung der durch Hypoxie induzierten pulmonalen Vasokonstriktion mit konsekutivem Rechts-Links-Shunt diskutiert. Dazu passend finden sich in der CT bei vielen Patienten erweiterte Gefäße innerhalb milchglasveränderter Areale [36]. Unnötig hohe PEEP-Niveaus können zu Überdehnung und hämodynamischer Kompromittierung führen [37, 38]. Insgesamt ist die Datenlage sehr heterogen und definitive Aussagen über eine tabellarische PEEP-Titration oder PEEP-Einstellung nach dem eingangs erläuterten L‑ und H‑Phänotyp sind nicht möglich.

Um nun eine an den Patienten angepasste PEEP-Strategie zu realisieren, müssen Parameter erhoben werden, die eine Beurteilung des Rekrutierungspotenzials (RP) zulassen. Die Abschätzung des RP erlaubt eine Aussage darüber, ob der Patient von höheren PEEP-Niveaus profitiert. Als Parameter werden im Folgenden neben der CRS, die Lungenmorphologie, der „recruitment to inflation ratio“ (RIR) und der Einfluss der thorakalen Konfiguration auf die intrathorakalen Druckverhältnisse miteinbezogen.

Compliance des respiratorischen Systems (CRS) und driving pressure

Die CRS korreliert mit der EELV und verringert sich im Falle eines progredienten Lungenschadens. Da die automatisierten Messungen der CRS in Beatmungsgeräten unter Umständen unpräzise sind, ist eine direkte Berechnung mit einem Messmanöver zu empfehlen. Hierzu werden ein Inspirationshalt durchgeführt und die Beatmungskurven im Display des Beatmungsgerätes eingefroren. Mit einem Cursor wird postinspiratorisch der Atemwegsdruck gemessen (vgl. Abb. 1). Dieser wird als PPlat zusammen mit dem TV dokumentiert. Die CRS errechnet sich aus dem Quotienten aus TV sowie der Differenz von PPlat und PEEP [31].

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Die CRS verringert sich im Falle eines progredienten Lungenschadens

Die Differenz von PPlat und PEEP wiederum ist der DP. Durch die mathematische Kopplung von DP, TV und CRS kann der DP auch aus dem Quotienten von TV und CRS bestimmt werden [31]. Initial sollte die CRS auf einem PEEP-Niveau von 5 cmH2O erhoben werden. Nach jeder weiteren PEEP-Anpassung ebenfalls. Eine tägliche Erhebung und Dokumentation der CRS erlaubt einen zeitlichen Überblick über Veränderungen im Krankheitsverlauf.

Lungenmorphologie

Radiomorphologisch kann eine COVID‑19-Pneumonie fokale und diffuse Charakteristika aufweisen [26, 39]. Ein fokaler Lungenschaden zeigt sich in der CT in primär dorsalen Konsolidierungen und ventral weitgehend normaler Belüftung. Eine diffuse Schädigung ist durch prädominante Milchglasinfiltrate über weiten Teilen der gesamten Lunge charakterisiert [40]. Lungen mit fokaler Schädigung profitieren eher von Bauchlagerung und niedrigeren PEEP-Niveaus. Diffuse Schädigungen lassen sich in der Regel gut rekrutieren und durch einen höheren PEEP stabilisieren [40]. Ein entsprechendes Konzept zeigte in der Per-Protokoll-Analyse der LIVE-Studie einen signifikanten Mortalitätsbenefit bei ARDS-Patienten [23].

„Recruitmet to inflation ratio“ (RIR)

Das RIR ist mit jedem Intensivrespirator zu ermitteln und benötigt keine zusätzliche invasive oder bildgebende Diagnostik. Das RIR zeigt an, wie sich das durch PEEP erhöhte EELV auf neu rekrutierte oder bereits belüftete Lungenanteile verteilt. Ein RIR von beispielsweise 0,7 bedeutet, dass 70 % des durch PEEP generierten EELV rekrutiertes Lungenvolumen darstellt. Ein RIR <0,5 wird als geringes und ein RIR >0,5 als hohes RP interpretiert [41]. Das RIR wurde inzwischen auch an COVID‑19-Patienten erprobt [27, 29, 32, 42]. In diesen Arbeiten zeigt sich, dass das RP interindividuell sehr unterschiedlich ist. Auch intraindividuell finden sich Unterschiede im zeitlichen Verlauf und im Vergleich zwischen Bauchlage und Rückenlage [32]. Daher empfiehlt sich die RIR-Bestimmung direkt nach Intubation, in Bauchlage und alle 2–3 Tage, um entsprechende PEEP-Modifikationen durchführen zu können. Detaillierte Anleitungen zur RIR-Bestimmung sowie ein Online-Rechner finden sich in der Originalpublikation und auf der Homepage der Autoren unter https://crec.coemv.ca. Bei geringem RP sollte ein eher niedriger PEEP (5–10 cmH2O) gewählt werden. Ein hohes RP rechtfertigt die Anwendung moderater bis hoher PEEP-Niveaus (11–20 cmH2O).

Atemwegsdruck versus transpulmonaler Druck bei extrapulmonaler Restriktion

Am Respirator kann lediglich der Atemwegsdruck abgeschätzt werden. Der Atemwegsdruck wirkt aber nur partiell (als transpulmonaler Druck) auf das Lungenparenchym. Erkrankungen, die mit einer relevanten thorakalen oder extrathorakalen Restriktion einhergehen, können zu erhöhten Pleuradrücken führen. Beispielhaft seien hier thorakale Deformitäten, Adipositas oder schwere Volumenüberladung genannt. Damit verbunden sind Atelektasen und ein geringes EELV. Daher ist hier ein hoher PEEP nötig, um ein physiologisches EELV zu generieren. Die Gefahr der inspiratorischen alveolären Überdehnung besteht in der Regel nicht, solange der PPlat ≤ 35 cmH2O bleibt [41]. Adipöse Patienten scheinen vermehrt von COVID‑19 betroffen zu sein [42, 43]. Entsprechend scheinen insbesondere COVID‑19-Patienten mit Adipositas ein hohes RP aufzuweisen [9, 39].

Klinisches Ansprechen

Unter optimiertem TV und PEEP sollten sich die Oxygenierung und die Hämodynamik nicht verschlechtern [44]. Wenn kein klinisches Ansprechen zu verzeichnen ist, muss eine Reevaluation unter Einbeziehung infektiologischer und echokardiographischer Befunde sowie die Erwägung adjunktiver Maßnahmen erfolgen.

Adjunktive Maßnahmen

Bauchlagerung (BL)

Die 180-Grad-Bauchlagerungstherapie senkt nachweislich die Mortalität bei Patienten mit ARDS und einem Horovitz-Index <150 mm Hg [45]. Die Wirksamkeit ergibt sich aus einer Rekrutierung dorsobasaler Atelektasen sowie der Homogenisierung des Pleuradruckgradienten und ist nicht zwangsläufig an eine Verbesserung der Oxygenierung gebunden [46, 47]. Gerade bei invasiv beatmeten COVID‑19-Patienten wird ein sehr gutes Ansprechen auf die Bauchlagerung beschrieben [32]. Daher sollte die Anwendung von mindestens 16 h BL täglich bei einem Horovitz-Index <150 mm Hg trotz optimierter Beatmung erfolgen [45].

ECMO

Die Rolle der extrakorporalen Membranoxygenierung zur Therapie des respiratorischen Versagens von COVID‑19-Patienten ist aktuell unklar. Die Extracorporeal Life Support Organisation (ELSO) empfiehlt die Anwendung von ECMO-Therapie nach Ausschöpfung konservativer Therapie wie neuromuskulärer Blockade und angemessenem PEEP. Insbesondere wird die konsequente Durchführung der Bauchlagerungstherapie empfohlen. Ferner betont die ELSO die Entscheidung zur ECMO-Therapie von der Prognose des Patienten abhängig zu machen und nennt relative wie absolute Kontraindikationen. Ebenso wird empfohlen, die ECMO-Therapie in einem spezialisieren Zentrum durchzuführen [41, 48].

Unterstützende diaphragmaprotektive Spontanatmung bei COVID‑19

Nach Stabilisierung der Beatmungssituation sollte möglichst früh die Überführung in ein Beatmungsverfahren zur Unterstützung der Spontanatmung stattfinden [41]. Ziel der frühen Spontanatmung ist es, den Bedarf an Analgetika und Sedativa sowie die Delirinzidenz zu reduzieren. Weiterhin sollen dadurch die Beatmungszeiten verkürzt und eine Inaktivitätsatrophie des Diaphragmas vermieden werden. Es muss parallel ein Monitoring der Inspirationsbemühung des Patienten erfolgen, um eine Schädigung des Zwerchfells und der Lunge des Patienten zu vermeiden. Im Folgenden werden die zugrunde liegende Rationale erläutert und Messparameter beschrieben, die eine Beurteilung der Inspirationsbemühung erlauben. Sowohl zu geringe als auch zu hohe Atemanstrengungen sind mit verlängerten Beatmungszeiten und vermehrten Komplikationen assoziiert [49].

Zu geringe oder zu hohe Atemanstrengungen sind mit Komplikationen assoziiert

Die durch tiefe Sedierung, Relaxierung und lange Beatmungszeiten verursachte Inaktivitätsatrophie des Zwerchfells führt zu einer ventilatorinduzierten diaphragmalen Dysfunktion (VIDD) und ist mit einem schlechteren Behandlungsergebnis assoziiert. Dies könnte bei COVID‑19 besonders relevant zu sein, da sich hier deutlich längere Beatmungszeiten als beim klassischen ARDS zeigen [50]. Exzessive Inspirationsbemühungen des Patienten wiederum führen durch enorm reduzierten Pleuradruck und konsekutiv hohe Tidalvolumina zur Überdehnung der Lunge, wodurch ein Lungenparenchymschaden induziert werden kann [51]. Eine hierdurch verursachte Aggravierung des vorbestehenden Schadens einer ARDS-Lunge wird als P‑SILI („patient self-inflicted lung injury“) beschrieben [51]. Weiterhin führt die exzessive Muskelarbeit über die direkte Sarkomerdisruption zu einer ödematösen Schwellung des Zwerchfells mit verminderter Kontraktionsfähigkeit [52]. Dieses Myotraumas führt letztlich ebenfalls zur VIDD und ist mit verlängerten Beatmungszeiten und einem Trend zu vermehrten Komplikationen assoziiert [49]. Da bei vielen COVID‑19-Patienten ein hoher Atemantrieb beobachtet wird, könnte das P‑SILI und Myotrauma den Progress des COVID‑19-ARDS und längere Beatmungszeiten begünstigen [8]. Ursächlich für den hohen Atemantrieb werden die Hypoxämie, pulmonale Inflammation und neurotrope Effekte des SARS-CoV‑2 diskutiert [53]. Im Weiteren zeigen wir diagnostische Methoden, um Atemantrieb und Atemarbeit des Patienten zu quantifizieren. Daraus lassen sich sowohl Rückschlüsse auf die VIDD-Gefahr als auch auf ein drohendes P‑SILI ableiten. So soll eine sichere frühe Spontanatmung unter lungen- und diaphragmaprotektiven Gesichtspunkten ermöglicht werden. Im Anschluss zeigen wir therapeutische Optionen auf, um pathologische Inspirationsbemühungen zu vermeiden.

Der Okklusionsdruck – P0,1

Der P0,1 ist ein valides Maß für den Atemantrieb und korreliert mit der Inspirationsbemühung des Patienten [54]. Er kann bei den meisten Beatmungsgeräten durch ein automatisiertes Messmanöver bestimmt werden. Die Messung sollte randomisiert und mehrfach erfolgen und ein Mittelwert gebildet werden. Werte kleiner 1–1,5 cmH2O weisen auf einen sehr geringen und Werte über 3,5–5 cmH2O auf einen hohen Atemantrieb hin. Entsprechend geben sie Hinweise auf eine drohende Inkativitätsatrophie oder ein Myotrauma.

PPlat unter unterstützter Spontanatmung

Unter unterstützter Spontanatmung addieren sich der Muskeldruck des Patienten (Pmus) und der Beatmungsdruck zum PPlat. Der PPlat ist unter additiver Spontanatmung ohne Messmanöver nicht ableitbar. Für die Messung des PPlat unter Spontanatmung wird während der Inspiration ein endinspiratorischer Halt für ein bis zwei Sekunden durchgeführt. Nach Entspannung der Inspirationsmuskulatur addiert sich der elastische Retraktionsdruck des gesamten respiratorischen Systems zum PPlat. Dieser ist dann mittels Cursor auf der aufgezeichneten Beatmungskurve ablesbar ([55]; Abb. 2). Für eine valide Messung ist die postinspiratorische Relaxation der Atemmuskulatur mit Ausbildung eines stabilen PPlat nötig. Der Einsatz der Exspirationsmuskulatur, starke Tachypnoe und Leckagen verhindern die zuverlässige Ausbildung eines Plateaus und die Messung ist nicht valide. Aus dem PPlat lassen sich dann wie oben beschrieben DP und CRS ableiten. Somit besteht die Möglichkeit, diese auch unter Spontanatmung zu überwachen.

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Inspiratorischer Okklusionsdruck (∆Pocc) und kalkulierter Muskeldruck (predicted Pmus)

Ein unter Spontanatmung durchgeführtes Okklusionsmanöver auf dem PEEP-Niveau (exspiratorischer Halt) macht die Pleuradrucknegativierung unter spontaner Inspiration auf dem Monitor ablesbar. Diese Atemanstrengung gegen den verschlossenen Atemweg korreliert mit dem Pmus und wird zur Detektion des P‑SILI-Risikos bei COVID‑19 empfohlen [8]. Aus der Differenz von PEEP und maximaler Drucknegativierung errechnet sich der ∆Pocc. Der ∆Pocc wird mit dem Korrekturfaktor 0,75 multipliziert, um den predicted Pmus zu errechnen. Ein predicted Pmus von >13–15 cmH2O detektiert zuverlässig hohe Inspirationsbemühungen und ist ein Hinweis auf ein drohendes Myotrauma [56] (Abb. 3).

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Therapeutische Optionen bei pathologischer Atemanstrengung

Wird zu niedrige Atemanstrengung diagnostiziert, besteht die Möglichkeit, die Analgosedierung sowie das ventilatorische Unterstützungsniveau zu reduzieren. Bei zu hoher Atemanstrengung können atemdepressiv wirksame Medikamente gesteigert oder der Unterstützungsdruck erhöht werden. Weiter können die Totraumreduktion, ein höherer PEEP und eine verbesserte Synchronisation mit dem Respirator den Atemantrieb senken. Zeigt sich unter Ausschöpfung genannter Maßnahmen weiter ein potenziell schädliches Atemmuster, so sollte die neuromuskuläre Blockade erwogen werden. Auch sollte die Lungenparenchymprotektion den diaphragmaprotektiven Zielen übergeordnet und Spontanatmung limitiert werden, wenn PPlat und DP bei normalem P0,1 und predicted Pmus nicht im lungenprotektiven Zielbereich sind ([20]; Tab. 2 und Abb. 4).

Therapeutische Ziele Kommentar
Vermeidung von diaphragmaler Inaktivitätsatrophie P0,1 ≥ 1–1,5 cmH2O 3–5 randomisierte Messungen → Mittelwert
Vermeidung von diaphragmalem Myotrauma

P0,1 ≤ 3,5–5 cmH2O,

predicted Pmus ≤13–15 cmH2O

3–5 randomisierte Messungen → Mittelwert

∆Pocc × 0,75 = predicted Pmus
Vermeidung eines VILI

TV 6–9 ml/kgPBW bei

PPlat ≤30 cmH2O

DP ≤ 15 cmH2O

Monitoring von CRS und RP

CRS sinkt → V. a. VILI/Progress
Vermeidung eines P‑SILI

TV 6–9 ml/kgPBW bei

PPlat ≤30 cmH2O

DP ≤ 15 cmH2O

PPlat, DP und CRS nur über Okklusionsmanöver eruierbar

CRS sinkt → V. a. P‑SILI/Progress
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Fazit für die Praxis

  • Sauerstoffpflichtige Patienten sollten engmaschig überwacht werden. Eine rasante Verschlechterung der respiratorischen Situation ist häufig.

  • Eine nichtinvasive Beatmung (NIV) sollte in Abhängigkeit von der jeweiligen Expertise geprüft werden, muss jedoch engmaschig überwacht und reevaluiert werden.

  • Die Beatmung wird, angelehnt an die Beatmung von ARDS-Patienten, unter evidenzbasierten, lungenprotektiven Gesichtspunkten begonnen.

  • Unter Zuhilfenahme der dargestellten Parameter ist bei Versagen der klassischen ARDS-Beatmung eine Individualisierung der Beatmungsstrategie angezeigt.

  • Unterstützte Spontanatmung sollte so früh wie möglich erfolgen, jedoch immer unter dem Gesichtspunkt der Lungen- und Diaphragmaprotektion.

Einhaltung ethischer Richtlinien

Interessenkonflikt

B. Neetz, F.J.F. Herth und M.M. Müller geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Für diesen Beitrag wurden von den Autoren keine Studien an Menschen oder Tieren durchgeführt. Für die aufgeführten Studien gelten die jeweils dort angegebenen ethischen Richtlinien.

Contributor Information

B. Neetz, Email: benjamin.neetz@med.uni-heidelberg.de

M. M. Müller, Email: michael.mueller@med.uni-heidelberg.de

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Articles from Gefasschirurgie are provided here courtesy of Nature Publishing Group

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