Sauerstoff in der Akuttherapie

Abstract

Oxygen (O₂) is a drug that is prescribed for acute treatment of hypoxemia and must be documented, regularly monitored, and re-evaluated. In acute care pulse oximetry is used for monitoring, while arterial blood gases should be obtained in high-risk patients. Hypoxemia and hyperoxemia should be avoided in acutely ill patients. Target ranges of O₂ saturation (SpO₂, saturation measured by pulse oximetry) are defined based on the risk of hypercapnia and the ventilation status, i.e., spontaneously breathing patients without and with risk of hypercapnia: target SpO₂ 92–96% and 88–92%, respectively, ventilated patients: arterial O₂ saturation between 92% and 96%. Apart from few exceptions, the target ranges are valid for all adults independent of diagnosis. Choice of O₂ applications systems is based on patient safety and patient comfort. After discontinuation of O₂ therapy, rebound hypoxemia can occur in vulnerable patients.

Lernziele

Nach Lektüre dieses Beitrags …

• können Sie Indikationen der Sauerstofftherapie in der Akutmedizin benennen,

• wissen Sie, welches die Zielbereiche der Sauerstoffsättigung bei akut Kranken sind,

• sind Ihnen die Empfehlungen zur Verordnung, Dokumentation und Überwachung einer Sauerstofftherapie im stationären und prästationären Bereich bekannt,

• kennen Sie die verschiedenen Applikationssysteme von Sauerstoff mit deren Vor- und Nachteilen und die wichtigsten Sauerstoffquellen,

• sind Ihnen die Indikationen und Limitationen der Anwendung von High-Flow-Sauerstoff geläufig.

Einleitung

Sauerstoff (O₂) wird in den Körperzellen benötigt, um aus den Nährstoffen Energie zu gewinnen. Im Blut wird er überwiegend an das Hämoglobin

Hämoglobin

(Hb) des Erythrozyten gebunden. Die Menge von O₂ im Blut kann mittels Messung der Sauerstoffsättigung des Hämoglobins oder Bestimmung des O₂-Partialdrucks (p_aO₂ [a: arteriell]) ermittelt werden.

Sauerstoff ist ein Arzneimittel

Arzneimittel

mit spezifischen Eigenschaften, einem definierten Dosis-Wirkungs-Bereich

Dosis-Wirkungs-Bereich

und unerwünschten Wirkungen

Unerwünschte Wirkung

. Im Jahr 2015 wurden 14 % einer Stichprobe von über 55.000 britischen Krankenhauspatienten mit Sauerstoff behandelt, davon hatten 42 % keine Verordnung für O₂

Verordnung für O₂

. In den letzten Jahren wurden zahlreiche randomisierte kontrollierte Studien und Metaanalysen zur Sauerstofftherapie veröffentlicht. Medizinisches Personal ist dennoch häufig unsicher über die Relevanz einer Hypoxämie und es besteht ein eingeschränktes Bewusstsein für die Risiken einer Hyperoxämie. Die Behandlung mit Sauerstoff in der Akutmedizin wird von der Langzeitsauerstofftherapie abgegrenzt. Letztere wird hier nicht behandelt.

Die Sauerstoffsättigung

Sauerstoffsättigung

ist der zentrale Zielparameter in der Akutmedizin und hat den Vorteil eines gemeinsamen Zielparameters in Pulsoxymetrie (S_pO₂ [pulsoxymetrisch gemessene Sauerstoffsättigung]) und Blutgasanalysen (S_aO₂ [arterielle Sauerstoffsättigung]). In einer großen britischen Studie an 37.000 Patienten lag die S_pO₂ im Median bei 98 % für Erwachsene im Alter von 18–64 Jahren, für Ältere bei 96 % [1].

Die Pulsoxymetrie

Pulsoxymetrie

hat eine hohe Sensitivität, aber nur geringe Spezifität zur Erfassung von Hypoxämien. Eine pulsoxymetrische Sauerstoffsättigung von unter 92 % hatte bei Patienten mit Exazerbation einer chronisch-obstruktiven Lungenerkrankung (COPD [„chronic obstructive pulmonary disease“]) eine Sensitivität von 100 % und eine Spezifität von 86 %, um eine arterielle Hypoxämie (pO₂ [Sauerstoffpartialdruck] unter 60 mm Hg) vorherzusagen [2]. Bei kritisch kranken Patienten liegt das 95 %-Konfidenzintervall der Abweichung von pulsoxymetrischer zu arterieller Sättigung bei ±4 % [3].

Bei einer Hypoxämie

Hypoxämie

ist der Sauerstoffpartialdruck oder der Sauerstoffgehalt im arteriellen Blut erniedrigt. Eine Hypoxie

Hypoxie

bezeichnet dagegen die Luft oder Gewebe mit erniedrigtem pO₂. Häufigste pathophysiologische Ursachen der Hypoxämie in der Akutmedizin sind Ventilations‑/Perfusionsinhomogenitäten der Lunge, Shunts oder die alveoläre Hypoventilation.

Wiederholt wurde an großen Kollektiven von prästationären und stationären Patienten die Assoziation einer Hypoxämie mit erhöhter Sterblichkeit

Erhöhte Sterblichkeit

beschrieben [4, 5]. Bei 27.722 Krankenhauspatienten ging die mindestens einmalige Messung einer pulsoxymetrischen Sättigung unter 92 % mit einer Krankenhaussterblichkeit von 6 % gegenüber 2 % von Patienten ohne Hypoxämie einher [4]. Auch an großen Kollektiven von stationären Patienten und solchen im Rettungseinsatz wurde ein Zusammenhang zwischen einer Hypoxämie und erhöhter Sterblichkeit berichtet [4, 5]. Es ist jedoch unklar, welchen Einfluss die Sauerstofftherapie auf das Überleben und andere patientenrelevante Endpunkte hat, da randomisierte Studien mit permissiver Hypoxämie im Erwachsenenbereich fehlen.

Es gibt zahlreiche Argumente gegen Hyperoxie

Hyperoxie

und Hyperoxämie als Therapieziel, da durch Hyperoxämie infolge medizinischer O₂-Verabreichung eine Reihe von unerwünschten Wirkungen beschrieben wurde [6]. Eine Metaanalyse von 25 randomisierten kontrollierten Studien an 16.037 Patienten mit verschiedenen akuten Erkrankungen wie Sepsis, Schlaganfall, Trauma, Herzinfarkt und Herzstillstand zeigte mit hoher Evidenz ein erhöhtes relatives Risiko der Sterblichkeit im Krankenhaus unter Hyperoxämie [7]. Hohe O₂-Konzentrationen verursachen bei Gesunden direkte Lungentoxizität

Lungentoxizität

und Resorptionsatelektasen

Resorptionsatelektase

[8, 9]. Eine Hyperoxämie mit S_pO₂ > 96 % kann zu fälschlich beruhigenden S_pO₂-Werten führen und das Erkennen der Verschlechterung von Patienten mit Hypoxämie verzögern [10, 11]. Bei COPD war eine prästationäre Hyperoxämie mit erhöhter Krankenhaussterblichkeit verbunden [12]. In 21 Studien an 7597 Patienten verbesserten Hyperoxie und eine daraus resultierende Hyperoxämie intra- und postoperativ die Wundheilung nicht [13].

Der Ansatz der permissiven Hypoxämie

Permissive Hypoxämie

wurde bisher nicht in randomisierten Studien bei Erwachsenen gegenüber Normoxämie untersucht. Die einzigen Arbeiten, in denen dieses Konzept nach eigener Literaturrecherche randomisiert geprüft worden war, waren einerseits die NeOProM-Kollaboration [14], in der 4965 Frühgeborene

Frühgeborenes

randomisiert entweder mit einer Ziel‑S_pO₂ von 85–89 % oder einer S_pO₂ zwischen 91 und 95 % mit Sauerstoff behandelt worden waren. Bezüglich der Sterblichkeit ergab sich kein Unterschied, allerdings fanden sich in der Patientengruppe mit restriktiver Sauerstoffgabe mehr Fälle (9 % gegenüber 7 %), die aufgrund einer nekrotisierenden Enterokolitis operiert werden mussten oder starben. In einer zweiten Untersuchung (COAST-Studie) wurden im Median 7 Monate alte Kinder mit Pneumonie entweder mit Sauerstoff behandelt oder eine Hypoxämie mit einer S_pO₂ von 80–91 % toleriert. Für die Sauerstofftherapie ergab sich kein Überlebensvorteil [15]. Beide Studien sind nicht auf Erwachsene übertragbar, da sowohl bei Frühgeborenen als auch bei Säuglingen

Säugling

der Nachweis von fetalem Hämoglobin zu einer höheren Hypoxämietoleranz

Höhere Hypoxämietoleranz

führt. Der mittelfristig tolerierbare Bereich der Hypoxämie bleibt damit bei kranken Erwachsenen weiter unklar.

Es gibt adaptierte Patienten mit chronischer Hypoxämie

Chronische Hypoxämie

(z. B. Feten, Patienten mit Mischzyanose, Bevölkerungsgruppen, die in großer Höhe leben, oder solche mit chronischer Hypoventilation), die trotz Hypoxämie weder Atemnot angeben noch von einer Sauerstofftherapie profitieren. Anpassungsvorgänge

Anpassungsvorgang

an eine chronische Hypoxämie dauern mehrere Wochen, es steigen der Hämoglobinwert, das Herzzeit- und auch das Atemminutenvolumen. Die Erfahrung der Anpassung an chronische Hypoxämie kann aber nicht auf Menschen mit akuter Hypoxämie übertragen werden.

Aus historischen Veröffentlichungen der Höhen- und Flugmedizin [16] ist bekannt, dass ohne Adaptation Hypoxämien ab einer Höhe von 6700 m mit Sättigungswerten von unter 70 % innerhalb kurzer Zeit zu Bewusstseinsverlust führen und selbst nach Akklimatisierung über mehrere Tage tödlich sind. Bei akut Kranken sind Anpassungsvorgänge der chronischen Hypoxämie nicht vorhanden. Selbst gesunde Probanden haben bei Hypoxämien mit Sättigungen < 80 % kognitive Einschränkungen

Kognitive Einschränkung

[17].

Der genaue Bereich, innerhalb dessen eine Hypoxämie mittelfristig toleriert („How low can you go?“) wird, ist mangels vorliegender kontrollierter Studien unbekannt. Bei Patienten mit koronarer Herzkrankheit wurde in Ruhe bei S_aO₂ < 85 % (S_aO₂: arterielle Sauerstoffsättigung) myokardiales Laktat

Myokardiales Laktat

produziert [18]. Oberhalb einer Sättigung von 85 % konnte in Ruhe in diesen Studien keine Laktatproduktion nachgewiesen werden.

Diagnostik einer Hypoxämie und Lagerung von Patienten

Hypoxämie bedarf als Warnzeichen erhöhter klinischer Aufmerksamkeit

Klinische Aufmerksamkeit

, differenzialdiagnostischer Abklärung

Abklärung

und nachfolgender Behandlung. Die zugrunde liegenden Ursachen sollen festgestellt und behandelt werden. Bei der Einschätzung von Patienten mit Atemnot sollen neben der Sauerstoffsättigung auch Atemfrequenz, Pulsfrequenz, Blutdruck, Temperatur und Bewusstseinslage bestimmt werden.

Sauerstoff soll verabreicht werden, um eine Hypoxämie, also einen Sauerstoffmangel

Sauerstoffmangel

, nicht um Atemnot zu behandeln (evidenzbasierte Empfehlung der deutschen S3-Leitlinie [1]).

Zur Linderung von Atemnot

Atemnot

durch Sauerstoff wurden 3 Metaanalysen an verschiedenen Patienten (COPD, Krebserkrankungen) identifiziert [19, 20, 21]. Mit hoher Evidenz war er hierzu nicht effektiver als Druckluft

Druckluft

. Bei Atemnot ohne Hypoxämie kommen in der Palliativmedizin zunächst nichtmedikamentöse Verfahren

Nichtmedikamentöses Verfahren

zur Anwendung. Der Einsatz von Opioiden

Opioid

bei Atemnot ist gut untersucht, und eine nachgewiesen wirksame medikamentöse Maßnahme bei Dyspnoe ohne Hypoxämie.

Die Pulsoxymetrie soll in allen klinischen Situationen verfügbar sein, in denen Sauerstoff medizinisch verwendet wird, und zur Überwachung der Sauerstofftherapie regelmäßig eingesetzt werden ([22], evidenzbasierte Empfehlung der S3-Leitlinie). Arterielle Blutgasanalysen

Arterielle Blutgasanalyse

zur Überwachung und Indikationsstellung einer Sauerstofftherapie sollten unter stationären Bedingungen bei folgenden Patientengruppen durchgeführt werden:

• Kritisch Kranken, z. B. im Schock oder mit metabolischen Störungen

• Beatmeten Patienten

• Patinten mit hohem O₂-Bedarf (über 6 l O₂/min bzw. F_iO₂ [„fraction of inspired oxygen“, inspiratorische Sauerstofffraktion] über 0,4)

• Patienten mit Hyperkapnierisiko (z. B. COPD, schweres Asthma, Adipositas mit BMI [Body-Mass-Index] > 40 kg/m²)

• Menschen ohne zuverlässiges Pulsoxymetriesignal

Für stabile Patienten außerhalb der genannten Indikationen sollte keine routinemäßige Bestimmung der Blutgase erfolgen. Blutgasanalysen aus arterialisiertem Kapillarblut

Arterialisiertes Kapillarblut

am Ohrläppchen können im stationären Bereich zur Patienteneinschätzung außerhalb der Intensivstation eingesetzt werden ([23, 24, 25], evidenzbasierte Empfehlung der S3-Leitlinie).

Venöse Blutgasanalysen sollen für die Überwachung der Sauerstofftherapie nicht verwendet werden. Sie können lediglich bei einem p_vCO₂ (venöser Kohlendioxidpartialdruck) < 45 mm Hg eine Hyperkapnie ausschließen ([26, 27, 28, 29]; evidenzbasierte Empfehlung der S3-Leitlinie).

Zusätzlich zur Sauerstofftherapie sind bei Hypoxämie Allgemeinmaßnahmen

Allgemeinmaßnahme

wie die Lagerung zur Verbesserung der Oxygenierung sinnvoll. Bei der Lagerung hypoxämischer wacher Patienten ist zusätzlich zur Sauerstofftherapie die Patientenpräferenz zu berücksichtigen. Bei einigen Betroffenen kann eine aufrechte Oberkörperlagerung

Aufrechte Oberkörperlagerung

zu einer Verbesserung der Oxygenierung führen, bei Menschen mit COVID-19 („coronavirus disease 2019“) wurde ein positiver Effekt der Bauchlagerung

Bauchlagerung

beobachtet („self-proning“). Bei morbid Adipösen (BMI > 50 kg/m²) ist akutes Atemversagen bei Flachlagerung beschrieben und soll vermieden werden [25].

Zur Behandlung und Vorbeugung des V.-cava-Kompressionssyndroms

V.-cava-Kompressionssyndrom

ist von Schwangeren mit Hypoxämie eine Linksseitenlage

Linksseitenlage

einzunehmen.

Sauerstofftherapie

Applikationsart

Sauerstoffzufuhrsysteme

Sauerstoffzufuhrsystem

bestehen aus 2 Komponenten, zum einen derjenigen für die O₂-Bereitstellung

O₂-Bereitstellung

(z. B. Druckgasflaschen) und zum zweiten dem Hilfsmittel

Hilfsmittel

zur Abgabe an den Patienten (z. B. Brille oder Maske s. Tab. 1). Die Auswahl beider Elemente richtet sich nach den klinischen Gegebenheiten und den Bedürfnissen des Kranken.

Sauerstoffapplikationssystem	Abbildung	Vorteile	Nachteile
Nasenbrillen (FiO2 = 0,26–0,54)		Hoher Patientenkomfort Geringe Kosten Keine Beeinträchtigung von Essen und Trinken	FiO2 begrenzt FiO2 abhängig von Mundöffnung und Atemfrequenz
Nasensonden (FiO2 = 0,2–0,4)		Belegen nur ein Nasenostium Geringe Kosten	Schleimhautirritation
Einfache Gesichtsmasken (FiO2 = 0,35–0,60)	Ohne Abbildung	FiO2 unabhängig von Mundöffnung Geringe Kosten	Niedriger Patientenkomfort Hyperkapnierisiko bei Fluss < 5 l/min Beeinträchtigung von Essen und Trinken
Venturi-Masken (FiO2 = 0,24–0,60)		Geringeres Risiko von Hyperoxie und Hyperkapnie Geringe Aerosolbildung	Niedriger Patientenkomfort Erfahrung beim Personal notwendig Beeinträchtigung von Essen und Trinken
Reservoirmasken (FiO2 = 0,6–0,9)		Hoher FiO2 Geeignet für Notfallsituation vor allem prästationär	Niedriger Patientenkomfort Hyperkapnierisiko bei Fluss < 5 l/min Beeinträchtigung von Essen und Trinken
High-Flow-Kanülen (FiO2 = 0,3–1,0)		Hoher FiO2 Gute FiO2-Kontrolle Hoher Patientenkomfort bei guter Anpassung und Befeuchtung Akzeptable Aerosolbildung Moderater PEEP CO2-Auswaschung im Totraum	Höherer Personalaufwand und Kosten Erfahrung beim Personal notwendig In der Regel nur stationär verfügbar
Beatmungsmasken (FiO2 = 0,25–1,0)		Hoher FiO2 Geringe Aerosolbildung (2-Schlauch bzw. Filter)	Niedriger Patientenkomfort (u. a. Druckstellen, Klaustrophobie) Höherer Personalaufwand und Kosten

Abbildungen aus [30]

F_iO₂ „fraction of inspired oxygen“ (inspiratorische Sauerstofffraktion), PEEP positiver endexspiratorischer Druck

Nasenbrillen

Nasenbrille

sollten bei niedrigen O₂-Flussraten

Niedrige O₂-Flussrate

(d. h. < 6 l/min) primär verwendet werden, alternativ Venturi-Masken mit niedriger Sauerstoffabgabe ([31, 32, 33, 34, 35], evidenzbasierte Empfehlung der S3-Leitlinie, s. Tab. 1). Sauerstoff soll nicht oder nur kurzzeitig (Richtwert unter 10 min, wenn keine Druckluft vorhanden ist) für eine Vernebelung, z. B. von Medikamenten, bei Patienten mit Hyperkapnierisiko verwendet werden. Reservoirmasken sind bei Patienten mit Hyperkapnierisiko mit besonderer Vorsicht einzusetzen – am ehesten im prästationären Bereich. Im Krankenhaus sind Venturi-Masken

Venturi-Maske

und High-Flow-Sauerstoff sicherere Alternativen. Bei Ersteren wird nach dem Bernoulli-Prinzip Sauerstoff durch eine sich verjüngende Düse geleitet und das in hoher Flussrate einströmende Luft-Sauerstoff-Gemisch in der Maske zur Einatmung verwirbelt. Die Steuerung des F_iO₂ erfolgt über auswechselbare, verschiedenfarbige Düsen zwischen 24 und 60 %. Im Unterschied zu Nasenbrillen wird mit der Venturi-Maske unter höheren Flussraten kein höherer F_iO₂ erzielt. Die Durchflussrate für Venturi-Masken soll über den angegebenen Mindestdurchflussraten liegen (z. B. 2 l/min bei 24 %, blauer Düse, und 15 l/min bei 60 %, grüner Düse).

Sauerstoff soll von geschultem Personal

Geschultes Personal

auf dem Gebiet der Sauerstofftherapie angewendet, überwacht und gesteuert werden. Patienten sollen über die Sauerstofftherapie informiert und darin geschult werden.

In Deutschland wird O₂ im stationären Bereich meist über zentrale Anlagen

Zentrale Anlage

mit reinem, druckverdichtetem Sauerstoff (100 %) bereitgestellt. Im stationären Bereich muss sichergestellt sein, dass die Sauerstoffzufuhr über Wandanschlüsse (sechskantig) erfolgt, die reinen Sauerstoff liefern, und nicht aus anderen Anschlüssen, die mit Druckluft oder anderen Gasen versehen sind. Das medizinische Personal ist darin zu schulen, bei Röhrendurchflussmessgeräten die korrekte O₂-Flussrate abzulesen. Als mobile Sauerstoffquellen

Mobile Sauerstoffquelle

werden in der Akutmedizin u. a. im prästationären Bereich O₂-Druckgasflaschen mit Druckbegrenzer und Rastung verwendet. Hierbei ist zu beachten, dass die Laufreserve der Sauerstoffquelle für den Einsatz, z. B. den Transport des Patienten, ausreichend sichergestellt ist. Dabei sind Flaschenvolumen, Füllgrad und Sauerstoffflussrate zu beachten.

Zielbereiche der Sauerstoffsättigung

Sauerstoff soll für jeden stationären Patienten unter Angabe eines Zielbereichs der Sauerstoffsättigung ärztlich verordnet werden. Ein Vorschlag der S3-Leitlinie zur ärztlichen Verordnung

Ärztliche Verordnung

[30] findet sich in Abb. 1.

Zur Festlegung von Zielbereichen ist von Bedeutung, wann Hypoxämie und Hyperoxämie für akut Erkrankte wahrscheinlich gefährdend sind und in welchem Bereich es sich um eine nicht schädliche und damit sichere Sauerstofftherapie

Sichere Sauerstofftherapie

handelt. Dabei spielt eine Rolle, ob der Patient beatmet ist und ob er ein Hyperkapnierisiko hat oder nicht. Für diese 3 Patientengruppen sollen die in Abb. 2 genannten Zielbereiche der Sauerstofftherapie gelten. Ausnahmen einer Sauerstofftherapie ohne Zielbereich der Sauerstoffsättigung sind Clusterkopfschmerz, Kohlenmonoxidintoxikation sowie kritisch kranke Patienten, bei denen keine Pulsoxymetrie abgeleitet werden kann.

Der Zielbereich der akuten Sauerstofftherapie für nichtbeatmete Patienten

Nichtbeatmeter Patient

ohne Hyperkapnierisiko soll bei einer pulsoxymetrischen Sättigung zwischen 92 % und 96 % liegen ([7, 13, 36], evidenzbasierte Empfehlung der S3-Leitlinie).

Eine Sauerstofftherapie für akut kranke, nichtbeatmete Patienten mit Hyperkapnierisiko

Hyperkapnierisiko

(z. B. COPD, aber auch BMI > 40 kg/m², Erwachsene mit neuromuskulärer Erkrankung oder schwerer Skoliose) soll bei einer Sättigung von über 92 % nicht durchgeführt bzw. reduziert und erst bei unter 88 % begonnen werden ([12, 37], evidenzbasierte Empfehlung der S3-Leitlinie). Bei chronischer Hyperkapnie

chronischer Hyperkapnie

führt je nach Grunderkrankung bei 22–40 % der Betroffenen eine Hyperoxämie zu einem signifikanten paCO₂-Anstieg. Als Ursache wird v. a. aufgrund von Untersuchungen bei COPD-Patienten diskutiert, dass die pulmonale Vasokonstriktion nicht ventilierter Areale bei Hyperoxämie aufgehoben wird. Außerdem kommt es bei ihr zu einer Reduktion des Atemminutenvolumens; ferner nimmt oxygeniertes Hämoglobin durch den Haldane-Effekt

Haldane-Effekt

schlechter Kohlendioxid auf [38].

Bei beatmeten Patienten

Beatmeter Patienten

soll eine arterielle Sauerstoffsättigung von 92–96 % angestrebt werden. Neben arteriellen Blutgasmessungen soll bei akzeptabler Übereinstimmung (Abweichung bis 2 %) und im präklinischen Bereich die pulsoxymetrische Messung der Sauerstoffsättigung zur Steuerung der Sauerstoffzufuhr verwendet werden ([39, 40, 41, 42, 43, 44], evidenzbasierte Empfehlung der S3-Leitlinie).

In 7 randomisierten Studien wurde für überwiegend invasiv beatmete Patienten auf Intensivstationen die liberale gegenüber einer konservativen Sauerstofftherapie verglichen. Zielbereiche der Sauerstoffsättigung waren in den Studien nicht einheitlich, und die eingeschlossenen Patientenkollektive waren heterogen. In 2 Studien (eine mit ARDS-Patienten [„acute respiratory distress syndrome“, akutes Atemnotsyndrom], eine zweite mit Subgruppenanalyse von Patienten mit Sepsis) waren niedrige Zielbereiche der Normoxämie (SpO₂: 88–92 %) mit erhöhter Sterblichkeit verbunden [42, 45], in den anderen Studien wurden höhere Zielbereiche untersucht.

Patienten, die trotz Flussraten

Flussrate

von mehr als 6 l Sauerstoff/min

6 l Sauerstoff/min

eine S_pO₂ von 92 % nicht erreichen, sollen unverzüglich durch einen erfahrenen Arzt in der Diagnostik und Behandlung von Menschen mit akutem Atemversagen oder von kritisch Kranken eingeschätzt werden.

Eine nichtinvasive Beatmung

Nichtinvasive Beatmung

soll primär bei Menschen mit hyperkapnischem Atemversagen mit konsekutiver Hypoxämie, besonders bei COPD mit Exazerbation und kardialem Lungenödem, eingesetzt werden, bei denen der pH-Wert < 7,35 beträgt. Bei hypoxämischen und moderat hyperkapnischen Patienten kann alternativ HFNC („high flow nasal cannula“, High-Flow-Sauerstofftherapie

High-Flow-Sauerstofftherapie

) zur Anwendung kommen ([46, 47], evidenzbasierte Empfehlung der S3-Leitlinie).

Sauerstofftherapie bei besonderen Patientengruppen

Nach Expertenmeinung ergeben sich keine anderen Zielbereiche der Sauerstofftherapie für Patienten mit akutem Koronarsyndrom

Akutes Koronarsyndrom

. In 2 Cochrane-Metaanalysen fand sich keine Evidenz für die routinemäßige Sauerstoffgabe beim akuten Myokardinfarkt, unerwünschte Effekte waren nicht ausgeschlossen [48, 49].

Auch bei Menschen mit neurologischen Erkrankungen

Neurologische Erkrankung

gelten nach Studienlage keine anderen Zielbereiche der Sauerstofftherapie. Bei ihnen sollte insbesondere eine Hyperoxämie vermieden werden.

Die Behandlung von Schwangeren

Schwangere

, inklusive solchen mit Asthma, sollte auf den Sauerstoffzielwerten basieren, von denen angenommen wird, dass sie bei anderen erwachsenen Patientengruppen angemessen sind.

Bei einer Kohlenmonoxidvergiftung

Kohlenmonoxidvergiftung

soll unabhängig von der Sauerstoffsättigung (S_pO₂) eine 100 %-Sauerstoffgabe oder Beatmung mit 100 % O₂

100 % O₂

unverzüglich und für die Dauer von bis zu 6 h erfolgen. Bei schwerer Kohlenmonoxidvergiftung (z. B. mit anhaltender Bewusstseinsstörung) kann eine hyperbare Sauerstofftherapie

Hyperbare Sauerstofftherapie

durchgeführt werden.

Während der kardiopulmonalen Wiederbelebung

Kardiopulmonale Wiederbelebung

soll der höchstmögliche Sauerstofffluss verwendet werden. Bei Wiedereintritt der spontanen Zirkulation und zuverlässiger Überwachungsmöglichkeit der Sauerstoffsättigung sollte ein Zielsättigungsbereich von 92–96 % angestrebt werden [50, 51].

Die Sauerstoffbehandlung von erwachsenen Patienten mit infektiösen Erkrankungen

Infektiöse Erkrankung

, die durch Aerosole übertragbar sind (z. B. SARS-CoV‑2 [„severe acute respiratory syndrome coronavirus 2“]), soll nach den gleichen Prinzipien und Zielbereichen wie bei anderen Patienten mit Hypoxämie erfolgen ([52], evidenzbasierte Empfehlung der S3-Leitlinie).

Bei Patienten mit Clusterkopfschmerz

Clusterkopfschmerz

soll Sauerstoff mit einer Flussrate von mindestens 12 l/min über mindestens 15 min z. B. über eine Reservoirmaske verabreicht werden ([53, 54], evidenzbasierte Empfehlung der S3-Leitlinie).

Bei allen Verfahren mit Sedierung

Sedierung

mit dem Ziel der erhaltenen Spontanatmung soll vor und während des Eingriffs und in der Aufwachphase die Sauerstoffsättigung kontinuierlich pulsoxymetrisch überwacht werden.

Bei endoskopischen Eingriffen

Endoskopischer Eingriff

sollten unter Sedierung bei Auftreten einer Hypoxämie (S_pO₂ < 92 % bzw. 88 % bei Risiko eines hyperkapnischen Atemversagens) das Vorliegen einer Hypoventilation geprüft und Sauerstoff als Bestandteil eines multimodalen Konzepts

Multimodales Konzept

(z. B. Freihaltung der Atemwege, assistierte Beatmung) verabreicht werden.

High-Flow-Sauerstoff

Bei stationären Patienten mit einem akuten hypoxischen Lungenversagen

Hypoxisches Lungenversagen

ohne Hyperkapnie sollte bei 6 l O₂/min über Nasenbrille/Maske und einer Sauerstoffsättigung von < 92 % eine Sauerstofftherapie über High-Flow-Sauerstoff eingeleitet werden. In eine Cochrane-Metaanalyse zu dessen Einsatz auf Intensivstation wurden 22 randomisierte kontrollierte Studien mit über 5000 Patienten eingeschlossen. High-Flow-Sauerstoff war gegenüber konventionellem Sauerstoff nicht mit einer reduzierten Krankenhaussterblichkeit assoziiert, allerdings war das Risiko der Eskalation auf nichtinvasive Beatmung bzw. Intubation geringer [55].

Patienten unter High-Flow-Sauerstofftherapie sollten kontinuierlich am Monitor überwacht, engmaschig reevaluiert und Abbruchkriterien

Abbruchkriterium

dieser Behandlung festgelegt werden.

Befeuchtung von Sauerstoff

Bei der Verabreichung von Sauerstoff mit geringem Fluss (Maske oder Nasenkanülen) oder kurzfristiger Gabe mit hohem Fluss soll aufgrund von Ergebnissen randomisierter Studien und einer Metaanalyse keine Befeuchtung

Keine Befeuchtung

verwendet werden ([56, 57], evidenzbasierte Empfehlung der S3-Leitlinie).

Überwachung und Dokumentation der Sauerstofftherapie

Eine schriftliche Dokumentation der Sauerstofftherapie soll Standard sein (Muster s. Abb. 3). Unter Sauerstofftherapie sind in vorgegebenen Intervallen

Vorgegebenes Intervall

, z. B. alle 6 h, die vollständige Erhebung und Dokumentation der Vitalzeichen

Vitalzeichen

erforderlich.

Beendigung der Sauerstofftherapie

Die Sauerstoffzufuhr sollte verringert werden, wenn ein Patient klinisch stabil ist und die Sauerstoffsättigung über dem Zielbereich liegt oder sich über mehrere Stunden in diesem befindet. Bei Patienten ohne Hyperkapnierisiko, die klinisch stabil sind und unter 2 l O₂/min mit der Sauerstoffsättigung über mehrere Stunden im Zielbereich liegen, sollte die Sauerstofftherapie beendet werden. Bei Menschen, bei denen das Risiko eines hyperkapnischen Atemversagens besteht, sollten aufgrund des Risikos einer Reboundhypoxämie

Reboundhypoxämie

als niedrigste Menge vor Beendigung 0,5–1 l/min gewählt werden. Patienten sollten nach Beginn, Veränderung oder Beendigung der Sauerstofftherapie klinisch und pulsoxymetrisch für mindestens 5 min kontinuierlich überwacht werden.

Wenn eine Sauerstofftherapie nicht beendet werden kann, sollte sie auch nach der Entlassung

Entlassung

aus dem Krankenhaus fortgesetzt werden. Eine Reevaluation der hiervon Betroffenen sollte wenige Wochen nach Beginn der Sauerstofftherapie erfolgen, um zu prüfen, ob die Indikation für eine Langzeitsauerstofftherapie

Langzeitsauerstofftherapie

besteht.

Fazit für die Praxis

• Sauerstoff (O₂) ist ein Arzneimittel und muss schriftlich verordnet, überwacht und dokumentiert und von geschulten Anwendern verabreicht werden.

• Indikation für die O₂-Therapie in der Akutmedizin ist in der Regel die Hypoxämie – nicht Atemnot. Ausnahmen sind Clusterkopfschmerz, Kohlenmonoxidvergiftung und Patienten mit schwerer Atemnot, wenn keine Pulsoxymetrie ableitbar ist.

• Sauerstoff wird am sichersten und für Patienten am komfortabelsten über Sauerstoffbrillen/-sonden, Venturi-Masken oder als High-Flow-Sauerstoff gegeben.

• Die Pulsoxymetrie ist für die Überwachung der O₂-Therapie Standard. Bei bestimmten Patienten müssen Blutgasanalysen durchgeführt werden.

• Hypoxämie und Hyperoxämie sind unter O₂-Therapie zu vermeiden.

• Für jeden Patienten soll eine Ziel‑O₂-Sättigung festgelegt werden.

• Ohne Hyperkapnierisiko und bei Beatmung beträgt die Zielsättigung 92–96 %, mit Hyperkapnierisiko ohne Beatmung 88–92 %.

• Mit O₂-Therapie aus dem Krankenhaus entlassene Patienten müssen reevaluiert werden.

CME-Fragebogen

Welche Sauerstoffsättigung kann bei kranken Erwachsenen mit akuter Hypoxämie mittelfristig (d. h. über Stunden bis Tage anhaltend) toleriert werden?

Unbekannt

70 %

80 %

85 %

90 %

Eine 65-jährige Patientin mit fortgeschrittener COPD (chronisch-obstruktive Lungenerkrankung [„chronic obstructive pulmonary disease“]) wird mit Atemnot ins Krankenhaus eingeliefert. Mit einem Fluss von 8 l/min über eine Reservoirmaske ist sie somnolent bei einer O₂-Sättigung von 95 %. Welcher Schritt ist am ehesten indiziert?

Unveränderte Fortführung der Sauerstofftherapie

Gabe eines Antidots

Wechsel des Sauerstoffsystems, z. B. auf eine Venturi-Maske mit 28 % F_iO₂ („fraction of inspired oxygen“ [inspiratorische Sauerstofffraktion])

Intubation und Beatmung

Erhöhung des Sauerstoffflusses zur Vermeidung der Rückatmung

Ein 40-jähriger morbider adipöser Patient (BMI [Body-Mass-Index] = 56 kg/m²) wird mit einer COVID-19-Pneumonie (COVID-19: „coronavirus disease 2019“) mit dem Rettungswagen in die Klinik gebracht. Die initiale Sättigung liegt bei 85 % bei einer Atemfrequenz von 26/min. Mit welcher Zielsättigung sollte Sauerstoff auf dem Transport verabreicht werden (S_pO₂: pulsoxymetrisch gemessene Sauerstoffsättigung)?

S_pO₂ > 90 %

S_pO₂ = 85–90 %

S_pO₂ = 88–92 %

S_pO₂ = 92–96 %

S_pO₂ = 98–100 %

Ein 40-jähriger morbider adipöser Patient (BMI [Body-Mass-Index] = 56 kg/m²) mit einer COVID-19-Pneumonie (COVID-19: „coronavirus disease 2019“) wird im Verlauf intubiert (letzter p_aCO₂ [arterieller Kohlendioxidpartialdruck]: 52 mm Hg vor Intubation). Mit welcher Zielsättigung sollte Sauerstoff nun verabreicht werden (S_aO₂: arterielle Sauerstoffsättigung, S_pO₂: pulsoxymetrisch gemessene Sauerstoffsättigung)?

S_pO₂ > 90 %

S_pO₂ = 85–90 %

S_pO₂ = 88–92 %

S_aO₂ = 92–96 %

S_pO₂ = 88–96 %

Ein 80-jähriger Patient ohne Begleiterkrankungen hat 5 Tage nach einer Cholezystektomie eine S_pO₂ (pulsoxymetrisch gemessene Sauerstoffsättigung) von 98 % unter 2 l O₂/min. Welcher Maßnahme ist am ehesten angezeigt?

Sauerstoff unverändert weitergeben

Sauerstoff auf 1,5 l/min reduzieren

Sauerstoff auf 1 l/min reduzieren

Sauerstoff auf 0,5 l/min reduzieren

Sauerstofftherapie beenden

Eine 59-jährige Patientin mit Exazerbation einer Lungenfibrose auf der Warteliste zur Lungentransplantation benötigt 10 l O₂/min, um eine Sättigung von 92 % (Ziel 92–96 %) zu erreichen. Die Patientin gibt trockene Schleimhaut an, ihre Atemfrequenz ist 26/min. Welcher Schritt ist am ehesten indiziert?

Implantation einer extrakorporalen Membranoxygenierung (sog. Wach-ECMO)

Wechsel auf High-Flow-Sauerstoff unter kontinuierlichem Monitoring

Reduktion der Flussrate

Nasenpflege

Intubation

In welcher Situation sollte Sauerstoff auch ohne Vorhandensein einer Hypoxämie verabreicht werden?

Schwerste Atemnot ohne Hypoxämie

Akuter Myokardinfarkt

Schwerer Schlaganfall

Kohlenmonoxidvergiftung

Entbindung

Ein 68-jähriger Patient mit Leberzirrhose hat trotz 8 l O₂/min über Nasenbrille nur eine O₂-Sättigung von 88 %, aber keine Atemnot. Welcher Schritt ist am ehesten indiziert?

Abklärung eines Shunts

Wechsel auf High-Flow-Sauerstoff

Intubation und Beatmung

Venöse Blutgasanalyse

Bauchlagerung („self-proning“)

Ein 70-jähriger, männlicher COPD-Patient (COPD: chronisch-obstruktive Lungenerkrankung [„chronic obstructive pulmonary disease“]) mit Exazerbation wird aus stationärer Behandlung mit häuslichem Sauerstoff entlassen, da ohne Sauerstoff die S_pO₂ (pulsoxymetrisch gemessene Sauerstoffsättigung) in Ruhe wiederholt unter 88 % gemessen wurde. Welcher Maßnahme ist am ehesten angezeigt?

Langzeitsauerstofftherapie mit einer Ziel‑O₂-Sättigung > 96 %

Überprüfung der Sauerstofftherapie nach 6 Wochen im ambulanten Bereich

Einleitung einer häuslichen nichtinvasiven Beatmung

Beginn einer Opiattherapie

Beendigung der Sauerstofftherapie nach 1 Woche

Bei welchen Patienten unter Sauerstofftherapie ist die Bestimmung arterieller Blutgase nicht indiziert?

Kritisch kranken Patienten

Beatmeten Patienten

Patienten mit schwerer Hypoxämie (über 6 l O₂/min, um eine S_pO₂ [pulsoxymetrisch gemessene Sauerstoffsättigung] von 92 % zu erreichen)

Patienten mit Hyperkapnierisiko (z. B. COPD [chronisch-obstruktive Lungenerkrankung [„chronic obstructive pulmonary disease“]], schweres Asthma, Adipositas mit BMI [Body-Mass-Index] > 40 kg/m²)

Stabilen Patienten ohne Hyperkapnierisiko und mit niedrigem O₂-Bedarf

Einhaltung ethischer Richtlinien

Interessenkonflikt

Gemäß den Richtlinien des Springer Medizin Verlags werden Autoren und Wissenschaftliche Leitung im Rahmen der Manuskripterstellung und Manuskriptfreigabe aufgefordert, eine vollständige Erklärung zu ihren finanziellen und nichtfinanziellen Interessen abzugeben.

Autoren

J. Gottlieb: A. Finanzielle Interessen: Deutsche Gesellschaft für Pneumologie – Förderung der S3-Leitlinie: Sauerstoff in der Akuttherapie beim Erwachsenen. – B. Nichtfinanzielle Interessen: Angestellter Internist und Pneumologe (MH [Medizinische Hochschule] Hannover), Koordinator der S3 Leitlinie: Sauerstoff in der Akuttherapie beim Erwachsene (AWMF [Arbeitsgemeinschaft der Wissenschaftlichen Medizinischen Fachgesellschaften e.V.] 020-021) | Mitgliedschaften: DGP (Deutsche Gesellschaft für Pneumologie und Beatmungsmedizin), ERS (European Respiratory Society), ISHLT (International Society of Heart and Lung Transplantation), DTG (Deutsche Transplantationsgesellschaft).

Wissenschaftliche Leitung

Die vollständige Erklärung zum Interessenkonflikt der Wissenschaftlichen Leitung finden Sie am Kurs der zertifizierten Fortbildung auf www.springermedizin.de/cme.

Der Verlag

erklärt, dass für die Publikation dieser CME-Fortbildung keine Sponsorengelder an den Verlag fließen.

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