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Abb. 1: Verlauf der MW der VT/kg KG aller sechs Patienten über die verschiedenen Ti

Abb. 2: Verlauf der MW der AMV aller sechs Patienten über die verschiedenen Ti

Abb. 3: Auswirkung der verschiedenen Ti auf BD und Hf (Unterschiede nicht signifikant)

 

Beatmung bei Früh- und Neugeborenen - Einfluss verschiedener Inspirationszeiten auf die Atemvolumina

Physiologie-nahe oder niedrigfrequent? - Die neue Studie bringt den Vergleich.

Fragestellung

Die internationalen Empfehlungen betreffend die Dauer der Inspirationszeiten bei konventioneller mechanischer Beatmung von Früh- und Neugeborenen reichen von 0,2 bis 0,8 s. Verschiedene Kinderabteilungen verwenden bzgl. Inspirationszeiten unterschiedliche Strategien, ohne dass eine gesicherte wissenschaftliche Evidenz dazu vorliegt. Ziel dieser Studie war es zu ermitteln, wie sich die verschiedenen Inspirationszeiten und damit unterschiedliche Beatmungsfrequenzen auf Atemvolumina, Vitalparameter sowie auf das Verhalten von Früh- und Neugeborenen auswirken.

Methoden

Im Rahmen dieser prospektiv deskriptiven Studie wurden an sechs mittels SIMV invasiv beatmeten Früh- bzw. Neugeborenen beiderlei Geschlechts (4 weibliche, 2 männliche) mit einem Gestationsalter von 25 bis 37 SSW (Median 28 SSW) und einem Geburtsgewicht von 495 bis 2900 g (Median 1130 g) Inspirationszeiten (Ti) von 0,3, 0,5 und 0,7 s eingestellt und jeweils für die Dauer von 10 min. belassen. Die Einstellungen für PEEP, PIP, Flow und das I : E-Verhältnis wurden aus der bereits laufenden Beatmung beibehalten. Anhand einer Messwerttabelle wurden Beatmungs- und Vitalparameter ermittelt. Zur Erfassung von Reaktionen auf Veränderungen der Ti wurde der Berner Schmerzscore für Neugeborene (BNS) angewandt. Die statistische Auswertung umfasste die Parameter Tidalvolumen (VT) bzw. Tidalvolumen pro Kilogramm Körpergewicht (VT/kg KG), Atemminutenvolumen (AMV), Totraumventilation (VD), alveoläres Volumen (VA), Herzfrequenz (Hf), arterielle Sauerstoffsättigung (SaO2), Blutdruck (BD) sowie den BNS.

Ergebnisse

Eine Verlängerung der Ti von 0,3 auf 0,5 s führte zu einer signifikanten Erhöhung des VT/kg KG von MW 5,4 ml/kg KG auf MW 5,9 ml/kg KG. Eine Ti von 0,7 s ergab einen weiteren Anstieg des VT/kg KG auf MW 6,2 ml/kg KG. Durch Verlängerung der Ti von 0,3 auf 0,7 s kam es zu einer signifikanten Reduktion des AMV. Die Totraumventilation nahm mit zunehmender Ti stetig ab. VA sowie SaO2, Hf und BD zeigten mit Zunahme der Ti keine signifikanten Änderungen. Im Verhalten der Früh- und Neugeborenen, welches anhand des BNS ermittelt wurde, konnten keine relevanten bzw. mit den unterschiedlichen Ti in Verbindung zu bringende Veränderungen registriert werden.

Diskussion

Die Entscheidung des LKH Leoben, mit kürzeren Ti (um 0,3–0,5 s) und höheren Frequenzen (um 40–60/min) zu beatmen, entspricht dem international vorherrschenden Vorgehen und begründet sich mit der Überlegung, die Beatmungsfrequenz der physiologischen Spontanatemfrequenz der Früh- und Neugeborenen anzupassen.

Im Unterschied dazu erfolgt an anderen Abteilungen die konventionelle mechanische Beatmung Früh- und Neugeborener im Niederfrequenzbereich mit Ti um 0,7 s und Beatmungsfrequenzen um 20/min mit der Begründung, den größten Vorteil dieser Strategie in der Vermeidung von air trapping (= Erhöhung der funktionellen Residualkapazität durch relativ kurze Exspirationszeit) zu sehen [1].

In der Regel werden bei der Beatmung Früh- und Neugeborener Tidalvolumina von 4–6 ml/kg KG angestrebt, da höhere VT in Teilen der Lunge zu erhöhtem endinspiratorischem Volumen (Volutrauma) führen können [2].

Mit einem Mittelwert von 6,2 ml/kg KG lag das VT/kg KG bei einer Ti von 0,7 s an der Obergrenze des Richtwertes für das zur Beatmung eingesetzte VT/kg KG. Damit besteht durch den Einsatz längerer Ti möglicherweise eine geringfügig erhöhte Gefahr der Generierung eines Volutraumas.

Einschränkend muss jedoch festgehalten werden, dass die Fallzahl dieser Messserie gering war und die Untersuchungsmethodik eine Abschätzung der FRC nicht zuließ. Somit kann bezüglich der Frage „air trapping“ auch keine verlässliche Aussage getroffen werden kann.

Bezüglich des alveolären Volumens konnten keine statistisch signifikanten Veränderungen durch Zunahme der Ti nachgewiesen werden.

Die Abnahme der VD im Verlauf der Ti von 0,3, 0,5 und 0,7 s lässt sich durch die Frequenzabnahme mit zunehmender Dauer der Ti erklären.

Der durch Verlängerung der Ti von 0,3 auf 0,7 s verursachte tendenzielle Abfall der SaO2 als auch der Hf sowie der tendenzielle Anstieg des systolischen und diastolischen BD zeigten keine statistische Relevanz.

Die Ergebnisse dieser Studie führen zu dem Schluss, dass die unterschiedlichen Inspirationszeiten von 0,3 über 0,5 bis hin zu 0,7 s und die damit verbundenen Beatmungsfrequenzänderungen von physiologischen Frequenzen der Spontanatmung zwischen 40 und 60/min bis zu niederfrequenten 20/min in der Effektivität der Beatmung keine wesentlichen Unterschiede ergeben.

Auffallend war bei längerer Inspirationszeit (Ti = 0,7 s) ein an der Obergrenze des Richtwertes gelegenes VT/kg KG, welches möglicherweise eine erhöhte Gefahr für die Entstehung eines Volutraumas darstellt. Dieses wird aber möglicherweise durch den Vorteil einer niedrigeren FRC kompensiert.

Sowohl die „physiologienahe“ Beatmungsstrategie des LKH Leoben als auch die niederfrequente Variante werden erfolgreich angewandt, und es ist bemerkenswert, dass sich derart differente Methoden auf die erzielten Atemvolumina und Vitalparameter sowie auf das Verhalten der Früh- und Neugeborenen nicht weiter unterscheiden.

 

1 Abteilung für Kinder und Jugendliche, LKH Leoben

Betreuer: Prim. Univ.-Prof. Dr. Reinhold Kerbl, Abteilung für Kinder und Jugendliche, LKH Leoben

Literatur

 

[1] Müller W, Pichler G. Ergebnisse konventioneller mechanischer Beatmung bei Frühgeborenen mit Atemnotsyndrom. Wien. Med. Wschr. 2002; 152: 5-8.

 

[2] Rennie JM, Roberton NRC. Roberton‘s textbook of neonatology. 4. ed., reprint. Edinburgh: Elsevier Churchill Livingstone; 2005.

Fazit für die Praxis
Die unterschiedlichen Inspirationszeiten von 0,3, 0,5 und 0,7 s zeigten keinen Einfluss auf Vitalparameter und Verhalten der Früh- und Neugeborenen. Eine längere Inspirationszeit führte zu einer signifikanten Reduktion des AMV. Das VT/kg KG lag indessen an der Obergrenze der zur Beatmung eingesetzten Richtwerte, womit möglicherweise eine erhöhte Gefahr der Generierung eines Volutraumas besteht.
In speziellen Situationen (massiv erniedrigte Compliance, Mekoniumaspiration, persistierende fetale Zirkulation) mag die eine oder andere (konventionelle) Beatmungsstrategie von Vorteil sein. Dieser muss jedoch in jedem Einzelfall durch sorgfältige Beobachtung der Beatmungsvolumina, der Blutgase und des klinischen Zustandes des Neugeborenen individuell „herausgearbeitet“ werden.

Claudia Königshofer1, Pädiatrie & Pädologie 1/2011

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