D9 Atemüberwachung

Thema

Die Atemwegsüberwachung beatmeter Patienten kombiniert drei Hauptinformationsquellen: Sauerstoffsättigung, Kohlendioxidkonzentration in der Ausatemluft und Atemmechanik. Ziel ist eine sichere und effektive Beatmung.

Die Sauerstoffsättigung wird kontinuierlich und nicht-invasiv mittels Pulsoximetrie gemessen. Diese basiert auf der unterschiedlichen Absorption von rotem Licht (um 660 nm) und infrarotem Licht (um 940 nm) durch oxygeniertes und desoxygeniertes Hämoglobin. Ein Algorithmus, der auf empirischen Kalibrierungskurven beruht, wandelt die pulsabhängigen Absorptionsänderungen in einen Sättigungswert um. Die Messung kann fehlerbehaftet sein: Carboxyhämoglobin kann zu einer Überschätzung führen, Methämoglobin tendiert dazu, den Messwert auf etwa 85 % zu verfälschen, und auch eine verminderte periphere Durchblutung, Hautpigmentierung oder Nagellack können das Ergebnis beeinflussen.

Die Kapnographie misst kontinuierlich das endtidale Kohlendioxid (EtCO₂), das den arteriellen CO₂-Partialdruck annähert. Die Differenz zwischen den beiden Werten gibt Aufschluss über den Totraum: Luft, die zwar belüftete, aber unzureichend durchblutete Bereiche erreicht und daher nicht effektiv am Gasaustausch teilnimmt. Dieser ungenutzte Anteil der Ventilation lässt sich mithilfe der Bohr-Gleichung abschätzen. Ein sehr hoher Totraum deutet auf eine schwere Beeinträchtigung des Gasaustauschs hin, wie sie beispielsweise bei Lungenembolie, Emphysem oder schwerem akutem Lungenversagen auftreten kann. Während eines Herzstillstands sinkt der endtidale CO₂-Partialdruck (EtCO₂) aufgrund des fehlenden Lungenblutflusses deutlich ab; während der Reanimation ermöglicht seine Entwicklung die Beurteilung der Effektivität der Thoraxkompressionen und die Erkennung der Kreislaufwiederherstellung.

Die Atemmechanik erlaubt die Unterscheidung zwischen Widerstands- und Compliance-Problemen. Der Atemwegswiderstand wird aus der Differenz zwischen dem maximalen Druck während der Inspiration und dem Druck bei Flussstopp abgeschätzt. Ein Anstieg dieses Drucks deutet auf Bronchospasmus oder Obstruktion hin, wie sie bei Asthma, COPD oder Sekretansammlungen auftreten. Die Compliance des Atmungssystems beschreibt das Verhältnis des abgegebenen Volumens zur Differenz zwischen dem Druck ohne Fluss und dem Druck am Ende der Exspiration. Eine verminderte Compliance deutet auf eine erhöhte Lungensteifigkeit hin, wie sie beispielsweise bei Ödemen, Fibrose oder akutem Lungenversagen auftritt, oder auf eine starre Thoraxwand, etwa bei Adipositas oder Aszites. Die Differenz zwischen Plateau- und endexspiratorischem Druck, der sogenannte Driving Pressure, wird üblicherweise unter etwa 15 cmH₂O gehalten.

Die Oxygenierung wird typischerweise anhand des PaO₂/FiO₂-Quotienten beurteilt, der den arteriellen Sauerstoffpartialdruck zur inspiratorischen Sauerstofffraktion in Beziehung setzt. Werte über 300 entsprechen einer relativ guten Oxygenierung; Werte zwischen 200 und 300, zwischen 100 und 200 sowie unter 100 spiegeln zunehmend stärkere Beeinträchtigungen der Oxygenierung wider, wobei deren klinische Interpretation jedoch vom Kontext und den Beatmungsbedingungen abhängt.

Ein weiterer Parameter, der Oxygenierungsindex, berücksichtigt auch den mittleren Atemwegsdruck und setzt somit den Grad der erreichten Oxygenierung in Beziehung zur Intensität der erforderlichen Beatmungsunterstützung. Anhaltend sehr hohe Werte trotz optimierter Beatmung können, neben anderen klinischen Kriterien, die Erwägung fortgeschrittener Therapien wie der extrakorporalen Membranoxygenierung (ECMO) rechtfertigen.

Pulsoximetrie, Kapnographie, Atemmechanik und Oxygenierungsindizes liefern sich ergänzende Informationen. Die Pulsoximetrie überwacht die Oxygenierung und erfordert die Berücksichtigung möglicher Messfehler; die Kapnographie liefert Informationen zu Ventilation, Perfusion und Totraum; Atemwegswiderstand und Compliance helfen, eine Atemwegsobstruktion von einer starren Lunge oder einem starren Thorax zu unterscheiden. Oxygenierungsindizes ermöglichen die Überwachung des Schweregrades der respiratorischen Insuffizienz und die Beurteilung des Bedarfs an verstärkter Unterstützung. Die Integration dieser Parameter ermöglicht die Anpassung der Beatmung an die Pathophysiologie jedes Patienten und die frühzeitige Erkennung unzureichender konventioneller Unterstützung.

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