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Workshop BeatmungIPPV, SIMV, PCV, CPAP, DU, NIV, PEEP, PIP
M. RoesslerZentrum Anaesthesiologie, Rettungs- und Intensivmedizin
Universitätsmedizin GöttingenRobert-Koch-Straße 40
37075 Göttingen
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Atemmechanik
Ventilation
Perfusion
Diffusion
Atmungskette
Dr. M. RoesslerZentrum Anaesthesiologie,
Rettungs- und Intensivmedizin
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Rettungs- und Intensivmedizin
AtmungsketteNur wenn die Alveolen …
… durch die Atempumpe belüftet = ventiliert werden,
sie von Blut umströmt = perfundiert werden
und der Gasaustausch = Diffusion an der
Alveolearmembran ungestört ist,
wird genügend O2 aufgenommen und CO2
abgegeben
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Physiologie
. .
aus Schönhöfer NIV, Grundlagen und moderne Praxis
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AtmungsketteNur wenn das Verhältnis …
… von Belüftung = Ventilation und
Durchblutung = Perfusion zusammenpassen
(engl. to match = zusammenpassen),
also kein Ventilations-Perfusions-Mismatch
vorliegt, wird ausreichend O2 aufgenommen.
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Warum Beatmung ?1.Keine Erkrankung des respiratorischen Systems
z.B. unzureichender Atemantriebz.B. Intubation bei mangelnden Schutzreflexen
2.Schwere Oxygenierungsstörung> Akutes hypoxisches Lungenversagen
3.Primär ventilatorisches Versagenggf. in Kombination mit Obstruktion> Akutes hyperkapnisches Lungenversagen
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Kein primär pulmonales Problem:- unzureichender Atemantrieb- ventilatorische Insuffizienz>> CO2-Retention>> Hypoxämie durch Hypoventilation
Versagen der Atempumpe
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IPPVIntermittend Positive Pressure VentilationIntermittierende Beatmung mit positivem Druck
• Eine bestimmte Menge Luft (Tidalvolumen) wird mit einer bestimmten Häufigkeit pro Minute (Atemfrequenz) in die Lunge geblasen.
• Das Beatmungsgerät übernimmt die Aufgabe der Atempumpe
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IPPVIntermittend Positive Pressure VentilationIntermittierende Beatmung mit positivem Druck
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IPPVIntermittend Positive Pressure VentilationIntermittierende Beatmung mit positivem Druck
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SIMVSynchronized Intermittend Mandatory VentilationSynchronsierte Intermittierende Beatmung mit bestimmter Atemfrequenz und Tidalvolumen
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SIMVSynchronized Intermittend Mandatory VentilationSynchronsierte Intermittierende Beatmung mit bestimmter Atemfrequenz und Tidalvolumen
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SIMVSynchronized Intermittend Mandatory VentilationSynchronsierte Intermittierende Beatmung mit bestimmter Atemfrequenz und Tidalvolumen
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PCV oder VCPressure Controlled Ventilation oderVolume Controlled Ventilation
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Compliance• Bei guter Dehnbarkeit (=Compliance) bewirkt eine geringe Druckänderung eine hohe Volumenänderung.
• Bei einer druckkontrollierten Beatmung wird durch eine vorgegebene, maximale Druckänderung ein bestimmtes Tidalvolumenerzeugt.
• Bei einer volumenkontrollierten Beatmungbewirkt ein vorgegebenes Tidalvolumen eine Druckänderung (abhängig von der Compliance)
C = ∆ V∆ p
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PCVpressure controlled ventilationDruckkontrollierte Beatmung
• Erzeugtes Tidalvolumen abhängig von der Compliance
• Verschlechterung der Compliance (Gegenatmen, Spannungspneumothorax, Sekret) kein Druckanstieg, sondern Vt-Abfall
C = ∆ V∆ p
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PCVpressure controlled ventilationDruckkontrollierte Beatmung
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VCvolume controlled ventilationVolumenkontrollierte Beatmung
• Tidalvolumen wird unabhängig von der Compliance appliziert
• Bei Verschlechterung der Compliance(Gegenatmen, Spannungspneumothorax, Sekret) Beatmung bis zum Erreichen des Drucklimits
C = ∆ V∆ p
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VCVolumenkontrollierte Beatmung
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VC PIPVolumenkontrollierte Beatmung
Peak inspiratory Pressure
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Primär pulmonales Problem:Respiratorische Insuffizienz z. B. durch - Lungenödem- Pneumonie- Pneumothorax- Lungenkontusion
Oxygenierungsstörung
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PathophysiologieSchweres hypoxämisches Lungenversagen
P. Neumann in NIV, Grundlagen und moderne Praxis
• vorherrschender Shunt„sauerstoffrefraktäreHypoxämie“
• Low VA/Qverbesserte Oxygenierungdurch Sauerstoff
. .
Venöse Beimischung = Shunt> schweres hypoxämisches Lungenversagen durch
alleinige Sauerstoffgabe nicht suffizient zu behandeln !
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PathophysiologieSchweres hypoxämisches Lungenversagen
Ursache des intrapulmonalen Shunts sind Atelektasen!Gattinoni et al.. Anaesthesiology 1988;69:824-32
Allein durch Anwendung von PEEP kann der Gasaustausch verbessert werden !
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Innerhalb eines Atemzyklus Ausbildung von Atelektasen und Wiedereröffnung in der Inspiration.
Neumann et al.; Am J Resp Crit Care Med 2003;167:1467-71
PathophysiologieSchweres hypoxämisches Lungenversagen
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Eine unzureichende Oxygenierung beruht im wesentlichen auf einem intrapulmonalenRechts-Links-Shunt !
Kollabierte Alveolen müssen durch ausreichend hohe Atemwegs- / transpulmonale Drückewiedereröffnet werden.
Ein erneuter Alveolenkollaps soll verhindert werden.
PathophysiologieSchweres hypoxämisches Lungenversagen
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Oxygenierung verbessernWie ?• Sauerstoffgabe• Recruitment
> PEEP> transpulmonaler Mitteldruck
(I:E, Tidalvolumen)
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PEEPPositive Endexspiratory Pressure
Wieviel PEEP soll es sein?Zuviel:> Überblähung gesunder ArealeZu wenig> Keine Reduktion von Shunt
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PathophysiologieHyperkapnische ventilatorische Insuffizienz
erhebliche Belastung der Atemmuskulatur durch• Obstruktion• erhöhte Totraumventilation• ungünstigen Wirkungsbereichvon Zwerchfell und Interkostalmuskulatur
• Erschöpfung der AtempumpeBraun et al.; Am Rev Resp Dis 1997;115:91Roussos et al.; N Eng J Med 1982;307:786-787
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CPAPContinous Positive Airway Pressure
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CPAP ≠ NIV
• CPAP reduziert inspiratorische Atemarbeit• CPAP erhöht exspiratorische Atemarbeit
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CPAP führt zur Verbesserung der Oxygenierungbeim Lungenödem
Kosowsky JM, Stephanides SL, Branson RD, Sayre MR. Prehosp Emerg Care 2001;5(2):190-6
CPAP ≠ NIV
CAVE:• CPAP im Prinzip keine NIV• Patient muss neuromuskulär ausreichend atmen• keine Druckunterstützung• Flow 15-25 l/min (Boussignac System)
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Ziele der Beatmung
1.Ausreichende Oxygenierung(SaO2 > 90%)
2.Ausreichende Ventilation3.Möglichst wenig kardiozirkulatorische Effekte4.Lungenprotektiv
(Barotrauma, Volutrauma, inflammatorische Zytokine)
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Beatmung ≠ Beatmung
Unterscheide:
• Lungengesunde mit ventilatorischer Schwäche
• Schweres Oxygenierungsversagen
• COPD mit & ohne Infektexacerbation
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Beatmung
Effektive Behandlung einer akuten respiratorischen oder ventilatorischen Insuffizienz:
• (hoher) PEEP
• hohe insipratorische Sauerstoffkonzentrationen
• CPAP / druckunterstützte Beatmung / BIPAP / IPPV
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Wie ?Manuell• nur im Ausnahmefall:z.B. schwerste Obstruktionz.B. Umlagerung / Transfer bei „Lungengesunden“
• CAVE PEEP-weaning
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Wie ?
Maschinell - invasiv• CAVE druckkontrolliert:Änderungen der Compliance(Sedierungstiefe, Sekret, Pneumothorax u.a.)
> Volumenkontrolliert beatmen
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Wie ?
Niedrige Tidalvolumina & hohe Atemfrequenzenreduzierte inflammatorische Reaktion bei ARF / VALI
Stüber et al. 2002PEEP 10 cm H20 oder höher
verhindert Atelektasen bei narkotiserten Patienten Neumann et al. 1999
verhindert alveolären FlüssigkeitseinstromVerbrugge et al. 1998
verhindert Protein Verlust (Surfactant)Hartog et al. 2000
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Wie ?
Beatmung eines „lungengesunden“ Patienten• Tidalvolumen 6-8 ml / kg KG Idealgewicht• Atemfrequenz 15-20 / min.• PEEP 5-10 mbar• I:E 1:1
CAVE „lungengesund“Inflammatorische Mediatoren in der Lunge nach SHT oder Extremitätentrauma erhöht.
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Wie ?
Beatmung beim schweren Oxygenierungsversagen
• Tidalvolumen 6-8 ml / kg KG Idealgewicht• Atemfrequenz 15-25 / min.• PEEP 10-15 mbar• I:E 1:1• Inspiratorischer Plateaudruck < 30 cm H20
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Rettungs- und Intensivmedizin
Wie ?
Beatmung bei ventilatorischem Versagen und obstruktiver Lungenerkrankung• Tidalvolumen 6-8 ml / kg KG Idealgewicht• Atemfrequenz 10-15 / min.• PEEP 5-8 mbar• I:E 1:2 – 1:3• Inspiratorischer Plateaudruck 15-20 cm H20
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Rettungs- und Intensivmedizin
Wie ?
Lungenversagen / schwere Oxygenierungsstörung
Indikation für Intubation
NIV Intubation & IPPV
NEIN JA
ineffektiv
effektiv
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Rettungs- und Intensivmedizin
Oxygenierungsstörung• FiO2 1,0 ggf. reduzieren > SaO2 über 90%• CPAP 5 > 10 > (15)• Trigger ≤ 3 mbar or ≤ 3 l/min• Druckunterstützung + 3 > +5 > (+10) mbar• initial Maske mit der Hand halten / halten lassen
ZielAtemfrequenz < 35 /minAtemzugvolumen > 3 ml/kgKein Einsatz der Atemhilfsmuskulatur
NIV Einstellung
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Rettungs- und Intensivmedizin
Erschöpfung der Atempumpe • FiO2 1,0 ggf. reduzieren > SaO2 über 90%• CPAP 5 > 7 > 10 > (15)• Trigger ≤ 3 mbar or ≤ 3 l/min• Druckunterstützung + 5 > +10 > +15 (+20) mbar• initial Maske mit der Hand halten / halten lassen
ZielAtemfrequenz < 35 /minAtemzugvolumen > 3 ml/kgKein Einsatz der Atemhilfsmuskulatur
NIV Einstellung
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Rettungs- und Intensivmedizin
RSBI = f / VTz. B. 45 / 0,25 l = 180
> 120 Intubation fraglich vermeidbar
RSBIRapid Shallow Breathing IndexFrequenz-Volumen-Atemindex
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Rettungs- und Intensivmedizin
Zusammenfassung• Patienten die präklinisch beatmet werden müssen sind kritisch krank.
• Auch wenn primär keine Lungenerkrankung - die Lunge ist fast immer beteiligt.
• Eine präklinische Beatmung folgt den gleichen Prinzipien wie auf der Intensivstation.
• Bei kontrollierter Beatmung möglichst reduzierte Druckänderungen bei ausreichen hohen transpulmonalen Drücken (PEEP, pmean, I:E 1:1)
• Unterscheide NIV bei Oxygenierungsstörung vs. erschöpfter Atempumpe