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Die Intensivmedizin
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Verfasst von:
Bernd Schönhofer und Sarah Bettina Schwarz
Publiziert am: 04.04.2023

Nichtinvasive Beatmung zur Therapie der akuten respiratorischen Insuffizienz

Das respiratorische System besteht aus 2 weitgehend unabhängig voneinander arbeitenden Anteilen: dem Lungenparenchym für den Gasaustausch und der Atempumpe für die Ventilation. Schwerwiegende Erkrankungen führen zu unterschiedlichen Formen der akuten respiratorischen Insuffizienz (ARI) je nachdem, welcher Anteil betroffen ist. Bei einer Affektion des Lungenparenchyms kommt es zur hypoxämischen ARI; die Störung der Atempumpe führt zur hyperkapnischen ARI. Durch eine maschinelle Beatmung kann insbesondere die Ventilation augmentiert werden, was die Atemmuskulatur entlastet und ebenfalls den Gasaustausch verbessern kann. Neben der invasiven mechanischen Beatmung nimmt in der Therapie der ARI zunehmend nicht-invasive Beatmung (NIV) in Form einer über Masken oder Helm applizierten Positivdruckbeatmung, einen großen Stellenwert ein, da sich durch Einsatz der NIV häufig die mit invasiver Beatmung assoziierten Komplikationen vermeiden lassen.
Wenn möglich, sollte die NIV bei Erkrankungen, die zur hyperkapnischen ARI führen, angewendet werden, da hierdurch die Intubations- und Mortalitätsrate deutlich gesenkt werden kann (besonders für pH Werte zwischen 7,2–7,35).
Der Stellenwert der NIV bei hypoxämischer ARI ist deutlich geringer. Für das kardial bedingte Lungenödem ist der Effekt von „continuous positive airway pressure“ (CPAP) bzw. NIV in Kombination mit der medikamentösen Standardtherapie belegt. Hingegen kann die NIV bei der nicht kardialen hypoxämischen ARI nicht grundsätzlich als Therapie empfohlen werde. In der Behandlungsstrategie der Covid-19-induzierten hypoxämischen ARI ist NIV ein fester Bestandteil.

Pathophysiologischer Hintergrund

Die Regulierung der Atmung ist ein recht komplizierter Prozess mit vielfältigen Wechselwirkungen. Das Atemzentrum im Hirnstamm wird durch Veränderungen des Partialdrucks des arteriellen Sauerstoffs (paO2), des Kohlenstoffdioxidpartialdrucks (paCO2) und des pH-Wertes sowie durch Signale von Mechanorezeptoren in der Lunge und der Brustwand beeinflusst (Roussos 1982). Kommt es hierbei zu akut auftretenden Veränderungen aufgrund unterschiedlicher Pathologien, zeigt sich dies in einem vermehrten Atemantrieb. Die Erhöhung der Atemarbeit kann dabei allerdings nur bis zu einem individuellen Maximum erfolgen, da die Leistungen der Atempumpe begrenzt sind. Somit besteht immer auch ein enger Zusammenhang zwischen der ARI in der Folge eines Parenchymdefektes und einer Affektion der Atempumpe, siehe Abb. 1. Pathophysiologisch betrachtet kommt es bei hyperkapnischer ARI infolge Ermüdung bzw. Überlastung der Atemmuskulatur (z. B. bei chronisch obstruktiver Lungenerkrankung) akut zur Hypoventilation mit dem Leitwert Hyperkapnie (d. h. erhöhter paCO2); sekundär folgt die Hypoxämie. Demgegenüber kommt es bei einer Lungenparenchymerkrankung (wie z. B. Pneumonie) mit relevanter Gasaustauschstörung zur Hypoxämie. Die kompensatorisch erhöhte Ventilation führt dann zur Hypokapnie (d. h. reduzierter paCO2-Wert) (Schönhofer und Köhler 1994).
Die maschinelle Beatmung dient im Wesentlichen 2 Zielen:
  • der Übernahme einer erhöhten Atemarbeit sowie
  • der Korrektur einer schweren Gasaustauschstörung.
Bei der hyperkapnischen respiratorischen Insuffizienz aufgrund einer versagenden Atempumpe ist die Übernahme der Atemarbeit durch maschinelle Beatmung von entscheidender Bedeutung (Schönhofer und Köhler 1994). Bei der hypoxämischen Insuffizienz aufgrund eines akuten Lungenschadens („acute lung injury“, ALI; „acute respiratory distress Syndrome“, ARDS) stellt die Verbesserung des alveolären Gasaustausches die Indikation zur Beatmung (Tobin 2001) dar, wenn trotz medikamentöser Therapie und O2-Applikation keine ausreichende Oxygenierung aufrecht erhalten werden kann.

Invasiver und nichtinvasiver Beatmungszugang

Die Etablierung des positiven inspiratorischen Atemwegsdruckes ist zunächst unabhängig von der Art des Beatmungszuganges. Somit kann auch die Effektivität der invasiven Beatmung als äquivalent mit der Beatmung über einen nicht-invasiven Beatmungszugang gesehen werden (Brochard et al. 1995). Das dennoch in der Intensivmedizin häufiger ein invasiver Beatmungszugang zur Therapie der ARI gewählt wird, liegt häufig an den Kontraindikationen für NIV (siehe dort, Tab. 1).
Tab. 1
Absolute und relative Kontraindikationen der NIV
Absolute Kontraindikationen
Relative Kontraindikationen
Fehlende Spontanatmung/Schnappatmung
Hyperkapnisch bedingtes Koma
Verlegung der Atemwege
Schwere Agitation
Gastrointestinale Blutung
Schwerer Sekretverhalt trotz endoskopischen Maßnahmen
Schwere Hypoxämie
Nicht-hyperkapnisch bedingtes Koma
Schwere Azidose (pH < 7,1)
 
Hämodynamische Instabilität
 
Anatomische/Individuelle Hindernisse bezüglich der Maskennutzung
 
Z. n. Eingriff im oberen Gastrointestinaltrakt
Bestehen jedoch keine Kontraindikationen sollte NIV eingesetzt und damit die Intubation bzw. invasive Beatmung und die hiermit verbundenen Komplikationen vermieden werden. Die Intubation geht mit einer 6- bis 20-fachen Zunahme der VAP (genauer: Tubus-assoziierten Pneumonien), hohen Sterblichkeitsraten sowie deutlichen Mehrkosten einher (Craven und Duncan 2006; Fagon et al. 1993; Kollef 2004). Die höchste Inzidenz der Tubus-assoziierten Pneumonie besteht vor allem in der initiale Phase der invasiven Beatmung (Fagon et al. 1993). Zur Vermeidung dieser schwerwiegenden Komplikation sollte deshalb möglichst auf die Intubation verzichtet bzw. frühzeitig extubiert werden (Kollef 2004; Wu et al. 2019).
Auch unter atemmechanischer Betrachtung ergeben sich Nachteile für die invasive Beatmung. So führt der Trachealtubus proportional zu seiner Länge, v. a. aber in der 4. Potenz und umgekehrt proportional zu seinem Innendurchmesser zu erhöhter resistiver Atemarbeit (Shapiro et al. 1986). Bei Sekretablagerung im Tubus kommt es zu einer weiteren Steigerung des Strömungswiderstandes (Boque et al. 2004).
Die wesentlichen Vor- und Nachteile von nichtinvasiver Beatmung bzw. invasiver Beatmung sind in Tab. 2 dargestellt.
Tab. 2
Vor- und Nachteile von nichtinvasiver Beatmung bzw. invasiver Beatmung
Komplikationen und klinische Aspekte
Invasive Beatmung
Nichtinvasive Beatmung
Ventilator- (Tubus-) assoziierte Pneumonie
+++
+
Tubusbedingte erhöhte Atemarbeit
++ (während Spontanatmung)
Tracheale Früh- und Spätschäden
+++
Sedierung
++ (moderate bis tiefe Sedierung)
+ (in einigen Fällen milde Sedierung)
Intermittierende Applikation
++
Effektives Husten möglich
++
Essen und Trinken möglich
+ (Tracheostoma) − (Intubation)
++
Kommunikation möglich
+
++
Aufrechte Körperposition
+
++
Zugang zu den Atemwegen
+++
+
Druckstellen im Gesichtsbereich
++
CO2-Rückatmung
+
Leckage
++
Aerophagie
++

Durchführung der nichtinvasiven Beatmung

Die NIV wird auf der Intensivstation zunehmend als Initialtherapie für 15–20 % der kritisch kranken Patienten mit ARI eingesetzt (Demoule et al. 2006). Hierbei stehen grundsätzlich zwei unterschiedliche Techniken zur Verfügung: Negativ- und Positivdruckbeatmung. Bei der Negativdruckbeatmung (mit den Prototypen des „Tankventilators“ oder der „eisernen Lunge“) führt der extrathorakal applizierte Unterdruck zur thorakalen Expansion und damit zur Inspiration. Während der Polioepidemien war die Negativdruckbeatmung als Therapieform der ventilatorischen Insuffizienz weit verbreitet (Lassen 1953). Vor allem bedingt durch den hohen technischen Aufwand wird Negativdruckbeatmung inzwischen nur noch in wenigen Zentren zur Behandlung der ARI eingesetzt (Corrado und Gorini 2002).
In den vergangenen beiden Jahrzehnten hat sich die NIV als Positivdruckbeatmung zur Behandlung der ARI zunehmend durchgesetzt. Hierbei führt die Applikation von positivem Druck über einen nichtinvasiven Beatmungszugang, entweder in Form von Masken oder Helmen, zur Erhöhung des intrabronchialen bzw. -alveolären Druckes und damit zur Unterstützung der Inspiration.

Beatmungsgeräte und Beatmungsverfahren

Abhängig vom Schweregrad der Erkrankung, den örtlichen Gegebenheiten und insbesondere der Erfahrung des behandelnden Teams wird zur Durchführung der NIV bei ARI ein breites Spektrum von Beatmungsgeräten verwendet. Es reicht von portablen Geräten mit geringerem technischem Aufwand, welche auch zur Heimbeatmung genutzt werden können, bis zu hochentwickelten Intensivrespiratoren, welche primär für die invasive Beatmung entwickelt wurden (Schönhofer und Sortor-Leger 2002).
Auch wenn inzwischen technische Ausstattung zur Durchführung von NIV in allen Respiratoren vorhanden ist, existieren bisher keine allgemeingültigen Richtlinien oder Empfehlungen, welcher Gerätetyp bei welcher Indikation an welchem Ort zu verwenden ist. Die wesentlichen Charakteristika der portablen Ventilatoren und Intensivrespiratoren sind in Tab. 3 aufgeführt. Trotz spezieller Softwareaufrüstungen für Intensivrespiratoren zur NIV-Applikation sind portable Geräte bei vergleichbarer Beatmungsqualität häufig einfacher zu handhaben und weisen zusätzliche nützliche Eigenschaften auf, welche die Akzeptanz der Patienten erhöhen kann (Bunburaphong et al. 1997).
Tab. 3
Vergleich der portablen Ventilatoren mit den Intensivrespiratoren
Kriterium
Portable Ventilatoren
Intensivventilatoren
Leckagekompensation
Gut bis sehr gut
Häufig unzureichend
Alarme
Selten
Häufig (Fehlalarme)
Monitoring (z. B. Flow und Druck)
Nicht regelhaft vorhanden
Immer vorhanden
Möglichkeit der fraktionierten Sauerstoffzumischung
Nicht regelhaft vorhanden
Immer vorhanden
Handhabung
Einfach
Häufig kompliziert
Gewicht des Schlauchsystems
Leicht
Relativ schwer
CO2-Rückatmung
Möglich bei Einschlauchsystem
Nicht möglich bei Zweischlauchsystem (d. h. separatem Exspirationsschenkel)
Bei der Anwendung der NIV existiert eine teilweise verwirrende Vielzahl von Beatmungsoptionen. Allgemein gesagt wird NIV im assistierten, assistiert-kontrollierten oder kontrollierten Modus mit Druck- oder Volumenvorgabe angewandt.
Die inspiratorische Druckunterstützung ist der entscheidende Wirkmechanismus der NIV zur Behandlung der ARI. Hierbei bleibt die Spontanatmung erhalten (d. h. der Patient triggert die Inspiration), die inspiratorische Atemmuskulatur wird maschinell entlastet und die Ventilation augmentiert.
In ihrer Anfangsphase vor mehr als 20 Jahren wurde NIV bevorzugt mit Volumenvorgabe auch zur Therapie der ARI eingesetzt (Bott et al. 1993). Im weiteren Verlauf setzte sich PSV durch, v. a. weil die Kompensation von Leckagen infolge Maskenundichtigkeit und/oder offenem Mund bei Beatmung mit Druckvorgabe im Vergleich zur Volumenvorgabe größer ist (Mehta et al. 2001).
Da Patienten mit ARI häufig stark agitiert sind und einen hohen Atemantrieb aufweisen, werden bei diesen Patienten kontrollierte Beatmungsverfahren im Gegensatz zur elektiven extrahospitalen Beatmung bei chronisch ventilatorischer Insuffizienz selten angewendet (Schönhofer und Sortor-Leger 2002).
Die inspiratorische Druckunterstützung kommt nicht nur in Form von „pressure support ventilation“ (PSV) (Brochard et al. 1995), sondern auch in Form der „proportionate assist ventilation“ (PAV) zur Anwendung. PAV führt zur Entlastung der Atemmuskulatur und Besserung der Blutgase (Vitacca et al. 2000). Außer einem von den in Studien befragten Patienten verspürten höheren Komfort hat PAV allerdings im klinischen Alltag bisher keinen entscheidenden Vorteil gegenüber PSV in der Therapie der ARI.
Inzwischen wird assistierte Beatmung fast nur noch im sog. ST-Modus mit einer Backup-Frequenz eingesetzt, d. h. dass der Patient in der Regel die Maschine triggert und nur bei Bradypnoe oder Apnoe mit einer Sicherheitsgrundfrequenz kontrolliert beatmet wird.
Reines CPAP, d. h. Applikation eines konstanten Drucks während In- und Exspiration, wird in der Therapie des kardialen Lungenödems und während der postoperativen Phase (dort) erfolgreich eingesetzt (Rochwerg et al. 2017). Im Therapiekonzept der hypoxämischen ARI infolge Covid-19-induzierter ARI hat CPAP einen festen Stellenwert (Kluge et al. 2021a).

Beatmungszugang („Interfaces“)

Ein breites Spektrum von Beatmungszugängen im Gesichtsbereich, wie z. B. Nasenmasken, Mund-Nasen-Masken sowie Ganzgesichtsmasken steht zur Verfügung (Abb. 2). Mund-Nasen-Masken werden v. a. in der Initialphase der Therapie bevorzugt (Hess 2013). Es konnte gezeigt werden, dass bei Patienten mit hyperkapnischer ARI ein Versagen der NIV Therapie häufiger bei initialem Gebrauch der Nasenmasken infolge erhöhter Leckage auftrat (Girault et al. 2009).
Bei der Wahl des Maskentyps sollte neben einem möglichst optimalen Sitz auch die individuelle Patientencharakteristika wie die Physiogonomie des Gesichtes, bereits vorhandene Erfahrungen des Patienten bei vorangegangenen Beatmungsperioden (wie z. B. Angststörungen) bei der Auswahl für den jeweiligen Beatmungszugang berücksichtigt werden (Callegari et al. 1883). Die Entscheidung für einen bestimmten Beatmungszugang sollte im weiteren regelmäßig überprüft werden, insbesondere wenn maskenbedingte Druckstellen im Bereich von Nasenrücken und/oder übrigen Gesichtsbereich auftreten, die eine umgehende Korrektur des Maskensitzes bzw. einen Maskenwechsel erforderlich machen (Mehta und Hill 2001; Brill et al. 2018; Pépin et al. 1995).
Im Vergleich zu Masken werden Beatmungshelme in Deutschland relativ selten eingesetzt. Der Helm umschließt den gesamten Kopf (Abb. 3) und kommt v. a. bei Patienten mit hypoxämischer ARI zum Einsatz (Antonelli et al. 2002). Im Vergleich zur Ganzgesichtsmaske wurde der Helm auch von COPD-Patienten gut toleriert; das Ausmaß der paCO2-Absenkung war jedoch geringer (Antonelli et al. 2004; Patroniti et al. 2003). In jüngerer Vergangenheit wurde der Helm als Beatmungszugang der NIV zur Therapie der COVID-19 – induzierten hypoxämischen ARI erfolgreich eingesetzt (Munshi und Hall 2021). NIV mit Helm als Beatmungszugang ist mit einem verspäteten Triggerverhalten, erhöhten Tidalvolumina und schwer zu detektierenden Asynchronien verbunden (Coppadoro et al. 2021).
Vor- und Nachteile der unterschiedlichen Beatmungszugänge werden in Tab. 4 aufgeführt.
Tab. 4
Vergleich verschiedener Interfaces für die NIV
Klinischer Aspekt
Nasenmaske
Nasen-Mund- bzw. Ganzgesichtsmaske
Beatmungshelm
Mundleckage
Häufig
Nicht relevant
Nicht relevant
Mundatmung
Wird, wenn möglich, vermieden
Möglich
Möglich
Volumenmonitoring
Fehlerhaft
Möglich
Fehlerhaft
Beeinträchtigte Nasenatmung
Problematisch
Unproblematisch
Unproblematisch
Initiale Besserung der Blutgase (insbesondere CO2-Abnahme)
Verzögert
Relativ schnell
Verzögert
Komfort und Toleranz
Gut
Mäßig
Gut
Kommunikationsfähigkeit
Gut
Mäßig
Mäßig
Expektoration
Gut
Eingeschränkt
Eingeschränkt
Aspirationsgefahr
Gering
Erhöht
Gering
Aerophagie
Selten
Mäßig
Mäßig
Klaustrophobie
Selten
Mäßig
Mäßig
Totraum (kompressibles Volumen)
Gering
Mäßig
Groß
Geräuschbelästigung
Selten
Selten
Häufiger
Ohrendruck und Hörstörungen
Nein
Nein
Häufiger
Bronchoskopische Absaugung
Möglich
Möglich
Möglich

Personeller Aufwand und Ort des Geschehens

Der Personalbedarf bei NIV ist in der Initialphase der Therapie der ARI mit einem Patient-Therapeut-Verhältnis von 1:1 relativ hoch. Die Intensivstation mit dem geschultem Personal, der technischen Ausrüstung und dem notwendigen Monitoring sollte primär der Behandlungsort bei NIV zur Therapie der ARI sein.
Es ließ sich zeigen, dass NIV im Vergleich zur konventionellen Therapie (inklusive invasive Beatmung) für ein trainiertes Team auch während der ersten 4 Therapiestunden keinen vermehrten Zeitaufwand bedeutet (Bott et al. 1991; Confalonieri et al. 1999; Kramer et al. 1995). Im weiteren Verlauf der Behandlung mit NIV lässt sich die Arbeitszeit und der personelle Aufwand oftmals reduzieren (Nava et al. 1997; Plant et al. 2000).
Insbesondere durch den initial hohen personellen Aufwand sollte die NIV zur Behandlung der ARI bevorzugt auf der Intensivstation durchgeführt werden (Nava et al. 1997). Weitere Argumente hierfür sind die sichere und kontinuierliche Überwachung des Patienten (in Form von Monitoring und unverzögertem Beginn vital indizierter therapeutischer Maßnahmen wie z. B. Intubation) und die Notwendigkeit einer exakten Dokumentation von Prozeduren, therapeutischem Aufwand und Beatmungsstunden (Nava und Hill 2009).
Die Ergebnisse der in England auf Normalstationen durchgeführten Therapiestudie zu NIV als Behandlungsform der ARI (Plant et al. 2000) sind allerdings nicht ohne Weiteres auf die Verhältnisse in Deutschland zu übertragen. Die in der Studie auf Normalstation eingesetzten Pflegekräfte verfügten über große Erfahrung mit NIV als Therapie der ARI.

Praktische Aspekte zur Applikation von NIV

Die NIV wird bevorzugt in halbsitzender Position durchgeführt. Im Notfall wird vorwiegend mit einer Nasen-Mund-Maske begonnen. Diese sollte initial von Hand aufgesetzt werden, um den Patienten allmählich an diesen Fremdkörper zu gewöhnen. Darüber wird Sauerstoff zugeführt.
Vor allem bei Patienten mit hyperkapnischer ARI kann die initiale Adaptation an die Maskenbeatmung durch manuelle Luftinsufflation mit Hilfe eines Ambu-Beutels erleichtert werden. Diese Vorgehensweise bietet dem behandelnden Personal auch den Vorteil, besser abschätzen zu können, mit welchen Volumina, In- und Exspirationszeiten sich der Patient adäquat beatmen lässt. Auch beruhigt sich der Patient erfahrungsgemäß schneller und es gelingt die Adaptation an die NIV häufig besser, wenn das spontane Atmungsmuster in der initialen Beatmungsphase manuell mit dem Ambu-Beutel unterstützt wird. Zeichnet sich hier eine Stabilisierung ab, kann die Beatmungsmaschine angeschlossen werden. Ist der Patient sehr agitiert, hat sich eine leichte Sedierung v. a. in der Adaptationsphase der NIV bei ARI bewährt. In der klinischen Routine hat sich insbesondere die fraktionierte Gabe von Morphin etabliert, obwohl nur wenige wissenschaftliche Evidenz hinsichtlich des adäquaten Sedativums in dieser Situation besteht (Michels et al. 2021). Alternativ können kurzwirksame Sedativa eingesetzt werden, wobei bei Morphinderivaten und Sedativa die Atemdepression als potenzielle Nebenwirkung zu beachten ist.
Inzwischen sind nationale und internationale Empfehlungen bezüglich NIV als Therapieform der ARI publiziert (Rochwerg et al. 2017; Guideline 2002; Westhoff et al. 2015). Da mit wachsender Erfahrung in der Anwendung von NIV der Schweregrad der Grunderkrankung und das Ausmaß der Komorbidität der behandelten Patienten zunehmen, relativiert sich der Begriff „absolute Kontraindikationen“ für NIV als Therapieverfahren der hyperkapnischen ARI zunehmend (Tab. 1).
Generell lässt sich bezüglich des Stellenwertes von NIV und invasiver Beatmung in der Therapie der ARI sagen, dass sich beide Verfahren ergänzen und nicht in Konkurrenz zueinanderstehen.
Darüber hinaus sind hohe NIV-Abbruchraten häufig auf infrastrukturelle Mängel, unzureichendes technisches Equipment sowie geringe Erfahrung von Pflegekräften und Ärzten zurückzuführen (Carlucci et al. 2003).
Allgemein ist festzustellen, dass der erfolgreiche Einsatz von NIV in einem nicht zu unterschätzenden Ausmaß von der Erfahrung und Motivation des Behandlungsteams sowie der technischen Ausrüstung abhängt.
Wichtige Voraussetzung für den Einsatz von NIV generell sind langjährige Erfahrung eines hoch motivierten Teams in der invasiven und nichtinvasiven Beatmung, engmaschiges Monitoring der Vitalfunktionen und die Möglichkeit zur unverzögerten Reintubation bei ventilatorischem Versagen, um weitere Komplikationen zu vermeiden.

Spektrum der Indikationen

Basierend auf der S3-Leitlinie „Nichtinvasive Beatmung zur Therapie der akuten respiratorischen Insuffizienz“ werden im Folgenden die wichtigen Indikationen abgehandelt und am Ende des jeweiligen Abschnittes die wesentlichen Empfehlungen der S3-Leitlinie aufgeführt (Westhoff et al. 2015). Bezüglich der weiterführenden Literatur sei auf diese Publikation verwiesen.

NIV bei hyperkapnischer Verlaufsform der ARI

Die häufigste Ursache für die hyperkapnische ARI (mit der Definition: pH < 7,35 und PaCO2 > 45 mmHg) ist die exazerbierte COPD (Kap. „Intensivtherapie bei COPD und Asthma bronchiale“). Es kommt hierbei infolge des erhöhten Atemwegswiderstandes, der dynamischen Lungenüberblähung und der konsekutiven Abflachung des Zwerchfells zur Überlastung mit drohender Erschöpfung der Atemmuskulatur. Die Exazerbation der COPD führt zur Aggravierung der pathologischen Mechanismen mit einer erhöhten Belastung der Atempumpe, einem erhöhten Atemwegswiderstand durch Zunahme der Obstruktion, einem erhöhten Atemantrieb, eine verkürzte Inspirationszeit, eine Hypersekretion insbesondere bei Infektexazerbation, einer Zunahme des intrinischen PEEP, einer Überblähung und Abflachung des Zwerchfells (Abb. 4).
Bezüglich der Einstellung der Beatmungsparameter bei COPD ist v. a. auf ausreichend hohe inspiratorische Spitzendrücke (d. h. zwischen 15 und 35 cm H2O) zu achten. Häufig wird die inspiratorische Druckunterstützung mit einem PEEP („positive endexpiratory pressure“) von etwa 3–6 cm H2O kombiniert, um den inspiratorischen PEEP zu kompensieren.
Die NIV führt zur Entlastung der Muskulatur, Verbesserung der Ventilation (erkennbar an der Reduktion des PaCO2) und Abnahme der Dyspnoe. Im Vergleich zur Pharmakotherapie senkt NIV die Letalität und die Intubationsfrequenz (Keenan et al. 2002). Dies lässt sich an der „number needed to treat“ verdeutlichen: nur 5 Patienten müssen mit NIV behandelt werden, damit eine Intubation verhindert wird, und nur 8 Patienten müssen mit NIV behandelt werden, damit ein Leben gerettet wird (Lightowler et al. 2003). Es kommt darüber hinaus zur Senkung der Komplikationsrate und der Dauer des Krankenhausaufenthaltes.
Eine Übersichtsarbeit über 17 RCTs mit insgesamt 1264 AECOPD-Patienten mit ARI zeigte zudem, dass die NIV das Mortalitätsrisiko um fast die Hälfte reduzieren kann, die Notwendigkeit einer invasiven mechanischen Beatmung nach endotrachealer Intubation um 65 % senkt, die Dauer des Krankenhausaufenthalts um fast dreieinhalb Tage reduziert und das Auftreten von Komplikationen verringert (Osadnik et al. 2017; Chawla et al. 2020). Die Anwendung der NIV führte auch zu einer Verbesserung der Blutgase (pH, paO2 und paCO2) innerhalb einer Stunde. Anhand des pH-Wertes lässt sich die Gruppe der COPD-Patienten, die von NIV besonders profitieren, gut definieren: Für den pH-Bereich zwischen 7,2 und 7,35 ist die Effektivität der NIV nachgewiesen, wobei sich insbesondere durch frühzeitigen Therapiebeginn bei pH-Werten zwischen 7,30 und 7,35 die besten Ergebnisse erzielen lassen. In der Regel sollte bei einem pH-Wert von < 7,2 die invasive Beatmung begonnen werden. Nur sehr erfahrene Behandlungsteams können in Einzelfällen (d. h. bei kooperierenden Patienten, unproblematischer Adaptation, keiner weiteren Organinsuffizienz) COPD-Patienten bei pH-Werten von < 7,2 nichtinvasiv beatmen.
Das Koma galt lange als absolute Kontraindikation für NIV. Es wurde allerdings inzwischen gezeigt (Scala et al. 2007), dass NIV auch bei Patienten mit Koma infolge hyperkapnischer ARI erfolgreich eingesetzt werden kann. Hierzu ist anzumerken, dass die erfolgreiche NIV-Therapie bei Koma in Zentren mit sehr großer Erfahrung auf dem Gebiet der NIV, kontinuierlichem Monitoring und unter Intubationsbereitschaft durchgeführt wurde und die Ergebnisse nicht verallgemeinert werden dürfen.
In der Initialphase der NIV ist ein Monitoring der wichtigen Verlaufsparameter erforderlich, um Therapieerfolg bzw. -versagen frühzeitig zu erkennen (Abb. 5). Besonders anhand des Verlaufes der Dyspnoe, der PaCO2-Werte und der Atemfrequenz lässt sich bereits 12 h nach Therapiebeginn zwischen Respondern (d. h. Abnahme dieser Parameter) bzw. Non-Respondern (d. h. fehlende Abnahme bzw. Zunahme dieser Parameter) unterscheiden. In Tab. 5 sind Abbruchkriterien für die NIV bzw. Intubationskriterien aufgeführt. Zum NIV-Versagen kommt es besonders häufig bei Patienten im hohen Lebensalter mit ausgeprägter Azidose und Multimorbidität.
Tab. 5
Verlaufsparameter und Abbruchkriterien für NIV (d. h. Indikation zur Intubation)
Parameter
Abbruchkriterien der NIV
pH-Wert
Weitere Abnahme trotz NIV
Oxygenierung
Abnahme von SaO2
Ventilation
PaCO2-Zunahme
Dyspnoe
Zunahme
Atemfrequenz
Zunahme
Tidalvolumen
Abnahme
Herzfrequenz
Zunahme
Hämodynamik
Instabilität
Atemmuskulatur
Zunehmende Erschöpfung
Vigilanz und mentaler Zustand
Zunehmende Verschlechterung
DNI Do not intubate; NIV nicht-invasive Beatmung
Auch nach zunächst erfolgreich abgeschlossener NIV müssen Patienten im weiteren Verlauf engmaschig beobachtet werden, da es auch nach Tagen wieder zur hyperkapnischen ARI (sog. NIV-Spätversagen) kommen kann (Lane et al. 2021). Dabei geht der erneute Einsatz der NIV mit einer hohen Letalität einher, was sich evtl. durch frühzeitige Intubation bzw. invasive Beatmung verhindern lässt. In Abb. 5 ist ein Algorithmus zum differenzierten Einsatz von NIV und invasiver Beatmung.
Bei einer hyperkapnischen ARI pH 7,30–7,35 sollte die NIV frühzeitig eingesetzt werden.
Besonders in der Initialphase (ersten 1–2 Stunden der NIV) sollte sich der Effekt der Beatmung zeigen, wobei stabile pH und PaCO2 Werte bei klinischer Verbesserung toleriert werden können.
Auch bei Patienten mit schwergradiger respiratorischer Azidose (pH < 7,30) kann ein Therapieversuch mit NIV als Alternative zur invasiven Beatmung unternommen werden, unter kritischer Reevaluation.
Bei NIV-Versagen soll die NIV umgehend beendet und unverzögert intubiert werden, sofern keine palliative Gesamtsituation vorliegt.
Nicht selten kommt es nach passagerem Einsatz von NIV zur Therapie der hyperkapnischen ARI zur Normalisierung des paCO2.
Allerdings wurde in der HOT-HMV-Studie im randomisiert/kontrollierten Design gezeigt, dass es bei Patienten mit Sauerstofflangzeittherapie, die auch 2–4 Wo. nach Beendigung der NIV weiterhin hyperkapnisch waren, durch zusätzlichen Einsatz von NIV mit hohen inspiratorischen Drücken zur effektiven Reduktion der paCO2-Werte am Tage zur Verbesserung der Überlebensrate kam (Murphy et al. 2017). Daher wird inzwischen die außerklinische NIV bei anhaltender Hyperkapnie nach akut exazerbierter COPD empfohlen.

NIV bei hypoxämischer Verlaufsform der ARI

Die Datenlage zum Stellenwert der NIV bei der hypoxämischen ARI (mit der Definition: SaO2 < 95 % trotz O2-Gabe und Atemfrequenz > 25/min) ist im Gegensatz zur hyperkapnischen ARI weniger klar. Abb. 6 zeigt einen Algorithmus zur NIV in der Initialphase der Therapie bei Patienten mit hypoxämischer ARI.
In einer Metaanalyse aus dem Jahr 2017, die 11 randomisierte Studien und 1480 Patienten mit akutem rein hypoxämischer ARI unterschiedlicher Ätiologie umfasste, zeigte sich, dass der Einsatz von NIV die Intubationsraten und die Krankenhaussterblichkeit signifikant reduzierte (Xu et al. 2017). Bei höhergradiger hypoxämischer ARI (pO2/FIO2 < 150 mmHg) besteht allerdings ein höheres Risiko für ein Versagen der NIV mit einer erhöhten Mortalität (36,2 % in der NIV-Gruppe gegenüber 24,7 % in der Gruppe mit invasiver Beatmung) (Bellani et al. 2016). Demgegenüber zeigten andere Untersuchungen, dass NIV bei gemischt hypoxämisch-hyperkapnischer ARI, z. B. infolge Pneumonien bei Patienten mit COPD, erfolgreich eingesetzt wurde. Bei hypoxämischer ARI mit zusätzlich bestehender Schwäche der Atempumpe und konsekutiver Hyperkapnie bestehen gute Chancen für einen Therapieerfolg mit NIV (Westhoff et al. 2015).
Die NIV-Versagerquote für ein heterogenes Patientenkollektiv mit hypoxämischer ARI lag für ambulant erworbene Pneumonie und ARDS je nach Studien zwischen 25 und 87 % (Piraino 2019). Diese hohe Misserfolgsrate ist im Wesentlichen bedingt durch die komplexe Pathophysiologie der Grunderkrankung und nicht primär assoziiert mit der Anwendung der NIV. Hier steht nicht die insuffiziente Atemmuskulatur im Vordergrund, sondern die reduzierte Gasaustauschfläche und Diffusionsstörung infolge von Alveolarkollaps und Atelektase, Shunt infolge Ventilations-Perfusions-Missverhältnis und Inflammation. Eine weitere Ursache für die hohe Rate an NIV-Versagen bei Pneumonie und ARDS besteht darin, dass zur Beseitigung des Alveolarkollaps ein kontinuierlicher Überdruck notwendig ist, was bei NIV wegen der Leckage und der diskontinuierlichen Anwendung nicht realisierbar ist. Schon kurzzeitige Abfälle des Atemwegsdrucks können in dieser Situation zur Atelektasenbildung und Hypoxämie führen.
Bei bestehender Indikation für eine Intubation bei hypoxämischer ARI wurde nachgewiesen, dass sich durch kurzphasige Anwendung der NIV vor Intubation die Oxygenierung im weiteren Verlauf bessert (Baillard et al. 2006). Allerdings liegen neuere Studien nahe, dass kein Vorteil der NIV gegenüber herkömmlicher Präoxygenierung besteht (Baillard et al. 2018).
Bei Patienten mit COPD und schwerer Form der ambulant erworbenen Pneumonie kann ein Therapieversuch mit NIV unter Beachtung der Kontraindikationen und Abbruchkriterien erwogen werden.
NIV sollte allenfalls in einem milden Stadium des ARDS und bei ausgewählten Patienten ohne oder mit nur geringgradigen, zusätzlichen Organversagen eingesetzt werden. Der Einsatz sollte spezialisierten Zentren mit Erfahrung im Einsatz der NIV vorbehalten bleiben und ausschließlich unter kontinuierlichem Monitoring und ständiger Intubationsbereitschaft erfolgen.

Kardiales Lungenödem

Pathosphysiologisch kommt es während eines kardiogenen Lungenödems zu einer verminderten Compliance des Atmungssystems und einer Ödembildung im Bereich der Alveolen aufgrund des hohen Kapillardrucks. Durch eine Positivdruckbeatmung kann die Atemmechanik verbessert werden und auch die linksventrikuläre Nachlast verringert werden, da es zu weniger negativen Druckschwankungen durch die Atemarbeit kommt. Der Stellenwert von NIV und CPAP beim kardial bedingten Lungenödem ist neben der medikamentösen Standardtherapie inzwischen gut belegt. CPAP hat bei dieser Indikation eine besondere Bedeutung. CPAP bewirkt das Absenken der kardialen Vor- und Nachlast, die Reduktion der Atemarbeit, eine Verbesserung der Koronarperfusion sowie des Ventilations-Perfusions-Missverhältnisses.
Bereits vor mehr als 20 Jahren wurde die Überlegenheit der CPAP-Behandlung im Vergleich zur alleinigen O2-Gabe beim kardiogenen Lungenödem nachgewiesen (Räsänen et al. 1985). In oben genannter Metaanalyse von Xu et al. ergibt der Vergleich NIV gegen Standardtherapie für NIV Verminderungen der Intubationsrate(−13 %, statistisch signifikant) und der Sterblichkeit(−7 %, statistisch nicht signifikant)(Xu et al. 2017). Die Myokardinfarktraten werden nicht beeinflusst. Im direkten Vergleich NIV gegen CPAP ergeben sich keine signifikanten Unterschiede bezüglich Intubationsfrequenz, Sterblichkeit und Myokardinfarktrate. Diese positiven Effekte konnten nicht nur in der Phase der intensivmedizinischen Behandlung im Sinne eines stationären Settings gezeigt werden, sondern auch in der präklinischen Anwendung (Thompson et al. 2008; Roessler et al. 2012; Plaisance et al. 2007). Zu beachten ist dabei, dass in den meisten Studien Patienten mit kardiogenem Schock ausgeschlossen wurden, sodass hierzu keine Empfehlungen abgegeben werden können.
Demgegenüber ergab eine multizentrische, randomisierte Studie mit 1069 Patienten jedoch keinen Unterschied in der 7-Tage Mortalität zwischen CPAP/NIV und Standardtherapie (Gray et al. 2008). Allerdings kam es in der Studie durch Positivdruckverfahren zu einer rascheren Besserung sekundärer Endpunkte wie Dyspnoe und metabolischer Störungen. Trotz dieser diskrepanten Daten empfiehlt sich CPAP als Therapie der hypoxämischen ARI bei kardiogenem Lungenödem.
Geht das kardial bedingte Lungenödem neben der Hypoxämie mit einer Hyperkapnie einher, kann CPAP in Kombination mit inspiratorischer Druckunterstützung, d. h. als NIV, durchgeführt werden (Abb. 7).
Bei Patienten mit hypoxämischer ARI bei kardiogenem Lungenödem sollte, neben oro-nasaler Sauerstoffgabe, möglichst frühzeitig eine CPAP-Therapie begonnen werden. Dies gilt auch für die Behandlung von Patienten in der Prähospitalphase oder in der Notaufnahme.
Bei zusätzlicher Hyperkapnie kann neben der Pharmakotherapie primär NIV als Alternative zu CPAP eingesetzt werden. Sowohl ein adäquater inspiratorischer Druck (IPAP) mit dem Ziel der Normoventilation als auch ein ausreichend hoher exspiratorischer Druck (EPAP), in Analogie zum CPAP, sollten individuell titriert werden.

NIV in der perioperativen/periinterventionellen Phase

Während einer Allgemeinanästhesie in Rückenlage des Patienten und maschineller Beatmung nimmt die funktionelle Residualkapazität (FRC) um ca. 20 % ab, was zu endexspiratorischem Verschluss der kleinen Atemwege („airway closure“), Bildung von Atelektasen, Zunahme des intrapulmonalen Rechts-links-Shunts, d. h. Hypoxämie, führt. Insbesondere nach abdominal- und thoraxchirurgischen Eingriffen kann es infolge dorsobasaler Belüftungsstörungen mit daraus resultierendem Rechts-links-Shunt zu Störungen der Sauerstoffversorgung kommen.
CPAP wird schon seit Jahren mit dem Ziel der Vermeidung von atelektatischen Lungenarealen bzw. konsekutiven Pneumonien postoperativ eingesetzt. Squadrone et al. verglichen Sauerstofftherapie allein mit Sauerstoff plus CPAP-Therapie bei Patienten mit Hypoxämie nach großen abdominellen Operationen (Squadrone et al. 2005). Patienten unter CPAP-Therapie hatten eine signifikant niedrigere Intubationsrate und entwickelten weniger Pneumonien bzw. Wundinfektionen durch Anastomoseninsuffizienzen. Kommt es in der postoperativen Phase von kardio- und thoraxchirurgischen Eingriffen zur ARI, führte NIV in Form der inspiratorischen Druckunterstützung neben einer Verbesserung des Gasaustausches und der Hämodynamik zur Reduktion der Reintubations-, Komplikations- und Mortalitätsrate (Westhoff et al. 2015).
Ebenfalls zeigten sich positive Effekte der NIV bei periinterventionellem Einsatz während z. B. transösophageale Echokardiographie, Gastroskopie und Bronchoskopie (Pieri et al. 2018). Insbesondere bei Patienten mit einem höheren Risiko für ein ARI konnte hierdurch die Rate an Allgemeinanästhesien reduziert werden.
Patienten mit neuromuskulären Erkrankungen leiden häufig neben einer Atemmuskelschwäche unter Schluckstörungen und benötigen zur adäquaten enteralen Ernährung eine PEG-Sonde. Diesen Patienten droht während der PEG-Anlage die ARI. Durch Anwendung von NIV während der PEG-Anlage kann die ARI vermieden werden (Park und Kang 2009; Birnkrant et al. 2006).
Bei gefährdeten Patienten kann durch eine Bronchoskopie eine ARI verursacht werden. Bei unterschiedlichen Indikationen für eine Bronchoskopie bei Patienten mit Hypoxämien ließ sich zeigen, dass sich durch NIV über Maske und Helm die Oxygenierung verbessert und die Notwendigkeit zur Intubation verringert (Sircar et al. 2019; Makkar und Husta 2020; Du Rand et al. 2013).
Bei Patienten mit erhöhtem Risiko für eine postoperative hypoxämische ARI können durch die Anwendung von CPAP bzw. NIV unmittelbar nach der Extubation die Reintubationsrate und weitere Komplikationen signifikant gesenkt werden und sollte bei entsprechender Indikation eingesetzt werden. Bei endoskopischen Eingriffen kann die NIV zur Verbesserung der Ventilation eingesetzt werden.

NIV bei schwieriger Entwöhnung

Im schwierigen Entwöhnungsprozess von der invasiven Beatmung hat NIV eine zunehmende Bedeutung und hat auch einzig in die Leitlinien gehalten (Schönhofer et al. 2019). Die zugrunde liegende Rationale ist die oben ausgeführte Erkenntnis, dass eine länger dauernde invasive Beatmung die Prognose des Patienten verschlechtert. Vergleichbar der invasiven Beatmung führt NIV zur Reduktion der Atemarbeit und Verbesserung des Gasaustausches. Zwingende Voraussetzungen für diese Strategie sind die Extubations- und NIV-Fähigkeit eines weiterhin vom Respirator abhängigen Patienten.
Gute Argumente sprechen dafür, dass NIV bei einer selektierten Gruppe invasiv beatmeter Patienten die Respiratorentwöhnung erleichtert. Aufgrund der komplexen Pathophysiologie der COPD ist bei invasiv beatmeten COPD-Patienten in 35–67 % der Fälle mit einer schwierigen Entwöhnung zu rechnen (Schönhofer et al. 2002). Es konnte zudem nachgewiesen werden, dass die häufigste Ursache für ein primäres Weaning-Versagen eine akut exazerbierte COPD ist und diese Gruppe somit einer besonderen Bedeutung zukommt (Bornitz et al. 2020). Bereits vor >10 Jahren wurde im Rahmen von unkontrollierten klinischen Studien nachgewiesen, dass NIV im schwierigen Entwöhnungsprozess bei Patienten mit hyperkapnischer ARI infolge COPD eine mögliche Therapieoption darstellt. Inzwischen liegen die Ergebnisse von 3 randomisierten und kontrollierten Studien aus Italien, Frankreich und Spanien vor sowie Metaananalysen vor (Westhoff et al. 2015; Schönhofer et al. 2019). Bei invasiv beatmeten und schwer vom Respirator entwöhnbaren Patienten (V. a. mit der Diagnose COPD) wurde durch Extubation mit nachfolgender NIV – verglichen mit der invasiv beatmeten Kontrollgruppe – die Erfolgsrate der Respiratorentwöhnung signifikant gebessert. Des Weiteren ließ sich die Letalitätsrate signifikant reduzieren; auch wurden die Reintubations-, Tracheotomie- und Komplikationsrate gesenkt.
Trotz dieser vielversprechenden Studienergebnisse sei einmal mehr einschränkend gesagt, dass neben der Patientenselektion (d. h. hyperkapnische ARI, vorwiegend infolge COPD) wesentliche Voraussetzung für den NIV-Erfolg in der Entwöhnungsphase die langjährige Erfahrung des Teams mit dieser Methode ist. Auch für das prolongierte Weaning gilt, dass die Stärke von NIV im Zusammenhang mit dem schwierigem Entwöhnungsprozess bei hyperkapnischer ARI liegt und der Stellenwert der NIV beim schwierigen Weaning infolge hypoxämischer Atmungsinsuffizienz strittig bleibt (Westhoff et al. 2015). Bisher wurde nur an einer kleinen Fallzahl bei Nicht-COPD-Patienten mit hypoxämischem Lungenversagen gezeigt, dass die Entwöhnungsrate nach frühzeitiger Extubation mit anschließender NIV hoch war und NIV zur Verbesserung physiologischer Parameter (wie z. B. Besserung der Oxygenierung, des Atemmusters und Abnahme des Shunts) führte. Da diese Ergebnisse jedoch bisher nicht durch größere Patientenzahlen und multizentrisch bestätigt wurden, kann der Einsatz der NIV im Weaning für diese Indikation derzeit nicht allgemein empfohlen werden.
Ist eine NIV-Fähigkeit auch im Rahmen der invasiven Langzeitbeatmung gegeben, sollten Patienten mit hyperkapnischer ARI extubiert bzw. dekanüliert und auf NIV umgestellt werden, wenn aufgrund der klinischen Situation absehbar ist, dass keine längerdauernde kontinuierliche Respiratorpflichtigkeit besteht.

Postextubationsphase

Abhängig von unterschiedlichen Faktoren liegt die Inzidenz der Reintubation in der Postextubationsphase zwischen 3,3 % und 23,5 % (Westhoff et al. 2015). Das sog. Postextubationsversagen, d. h. Reintubation aufgrund einer ARI, ist mit einer hohen Komplikations- und Letalitätsrate verbunden. Die Krankenhausmortalität kann 30–40 % übersteigen.
Obwohl es sich um einen häufigen negativen Verlauf handelt, ist die wissenschaftliche Datenlage hierzu weiterhin unzureichend vorhanden und in vielen Punkten widersprüchlich. Vor allem bei Risikopatienten mit COPD, hohem Alter, Herzinsuffizienz und Hypersekretion, die nach Extubation eine hyperkapnische ARI entwickeln, führt der frühzeitige Einsatz von NIV zur Reduktion der Reintubations- und Letalitätsrate; dies wurde auf unterschiedlichen EBM-Niveaus gezeigt (Westhoff et al. 2015).
Trotz dieser positiven Anwendungsbeispiele, sollte keinesfalls ein unselektierter Einsatz der NIV in der Postextubationsphase erfolgen. Dies zeigen insbesondere zwei RCTs die NIV mit konventioneller Behandlung (Sauerstofftherapie) verglichen (Keenan et al. 2002; Esteban et al. 2004).
KEENAN et al. untersuchten die Rolle der NIV im Vergleich zur Standardbehandlung zur Vermeidung einer erneuten Intubation, wobei keine positive Wirkung der NIV auf die Reintubation, die Sterblichkeit auf der Intensivstation und im Krankenhaus sowie die Dauer des Aufenthalts auf der Intensivstation und im Krankenhaus festgestellt werden konnte (Keenan et al. 2002). Ähnliche Ergebnisse zeigte auch ein weiteres multizentrisches RCT, in dem ebenfalls kein Vorteil der NIV in Bezug auf die Reintubationshäufigkeit festgestellt werden konnte (Esteban et al. 2004). Eine Metaanalyse zeigte zudem, dass die Verwendung von NIV sogar zu einem Anstieg der Sterblichkeit führte, mit einem unsicheren Effekt auf die Intubation, was insbesondere auf die Verzögerung der Intubation zurückgeführt wurde (Lin et al. 2014).
Die fehlende Effektivität und hohe Komplikationsrate bei den mit NIV zur Behandlung von ARI in der postoperativen Phase erklärt sich zumindest teilweise durch den verzögerten Beginn der NIV, niedrige Beatmungsdrücke bzw. Tidalvolumina, geringe Erfahrung des Behandlungsteams (Reintubationsrate > 70 % nach elektiver Extubation) und unzureichendes technisches Equipment. Diese Studienergebnisse lassen nicht die Schlussfolgerung zu, dass NIV in der Postextubationsphase generell kontraindiziert bzw. obsolet sei.
So wurden nur wenige COPD-Patienten eingeschlossen, so dass diese Einschätzung möglicherweise nicht für COPD-Patienten nach der Extubation gilt.
In der Postextubationsphase nach länger dauernder invasiver Beatmung (> 48 h) sollten Patienten mit hyperkapnischer ARI und Risikofaktoren für ein Extubationsversagen präventiv mit NIV behandelt werden.
Bei hypoxämischem Extubationsversagen von Nicht-COPD-Patienten sollte eine Reintubation ohne Zeitverzögerung erfolgen.

Weitere Anwendungsbereiche

In jüngerer Vergangenheit wurde NIV mit neuen Indikationen eingesetzt. Im Folgenden werden einige Bereiche erläutert.

Immunsupprimierte Patienten

Entsprechend der Literatur und der klinischen Erfahrung nimmt die Mortalitätsrate bei immunsupprimierten Patienten, die infolge ARI invasiv beatmet werden, v. a. infolge nosokomialer Infektionen signifikant zu. Darüber hinaus ist bei Aids die ARI infolge Pneumocystis-jiroveci-Pneumonie oder anderer opportunistischer Erreger die häufigste Todesursache. In einer randomisierten Studie wurde NIV mit der Standardtherapie bei immunsupprimierten Patienten mit ARI nach Organtransplantation verglichen (Antonelli et al. 2000). Neben der verbesserten Oxygenierung führt NIV auch zur Reduktion der Intubations-, Komplikations- und Mortalitätsrate und der Aufenthaltsdauer auf der Intensivstation. Ein weiterer Vergleich zwischen Standardtherapie und NIV bei immunsupprimierten Patienten mit hypoxämischer ARI (meistens infolge Pneumonie) und hämatologischen Erkrankungen, HIV-Infektion und nach Transplantation ergab, dass NIV die Intubations-, Komplikations- und Mortalitätrate senkt (Hilbert et al. 2001). Es liegen allerdings auch negative Studienergebnisse vor, welche die positive Einschätzung des Effektes von NIV bei dieser Indikation relativieren (Depuydt et al. 2010; Adda et al. 2008).

„Do Not Intubate“ (DNI) oder „Do Not Resuscitate“ (DNR) und Palliation

In der terminalen Phase unterschiedlicher Erkrankungen kommt es häufig zur Beteiligung der Lunge mit konsekutiver Atmungsinsuffizienz. In der Endphase ihrer Krankheit werden Karzinompatienten oder lungenkranke Patienten mit ARI häufig nicht mehr auf die Intensivstation aufgenommen, da eine Intubation mit einer hohen Mortalität einhergeht. In dieser Situation lässt sich die Intubation durch NIV verhindern. Es wurde gezeigt, dass NIV als Palliativmaßnahme in der Terminalphase durchaus sinnvoll eingesetzt werden kann.
In dieser Situation kann NIV in Kombination mit, Sauerstoff und Sedativa im begründeten Einzelfall effektiv zur Symptomkontrolle, vor allem Reduktion der Dyspnoe in der finalen Lebensphase eingesetzt werden. Es sollte auf jeden Fall vermieden werden, dass sich durch NIV der Leidensweg und der Sterbevorgang verlängern.
Die retrospektive Analyse zur Prognose von 2 Patientenkollektiven mit hämatologischen Erkrankungen und ARI, die im Zeitraum von 1990–1995 ohne NIV und von 1996–1998 mit NIV auf der Intensivstation behandelt wurden, ergab, dass die Überlebensrate mit NIV deutlich zunahm (Westhoff et al. 2015).
In einer prospektiven Studie konnte gezeigt werden, dass 43 % der Patienten unter NIV Therapie bei bestehender DNI Order überlebten und in die Häuslichkeit entlassen werden konnten (Levy et al. 2004). Die zur Beatmung führende Diagnose war hierbei von entscheideneder Bedeutung. Patienten mit Herzinsuffizienz oder COPD zeigten höhere Überlebensraten als Patienten mit Krebserkrankungen oder Pneumonien.
Da zu dem Zeitpunkt einer Entscheidung für oder gegen eine Intubation viele Patienten nicht mehr selbst entscheidungsfähig sind, sollte möglichst frühzeitig eine Aufklärung und Dokumentation der individuellen Wünsche erfolgen als „advance care planning“. Hierunter ist ein Konzept zur Planung der medizinischen Versorgung am Lebensende gemeint.
Insbesondere chronisch erkrankte Patienten mit drohendem ARI kommt der möglichst individuellen Formulierung der Patientenverfügung ein hoher Stellenwert zu. Hier sollten die Situationen konkretisiert werden, in denen der Patient eine Beatmung wünscht resp. eine Beatmung nicht dem (ggf. mutmaßlichen) Willen des Patienten entspricht. Bei Patienten mit Vorerkrankungen im Bereich der Lungen oder der Atemwege ist es dringend zu empfehlen, die Willenserklärung der Patientenverfügung auch mit Lungenfachärzten, die in der Intensiv- und Beatmungsmedizin erfahren sind, zu besprechen (Schönhofer und Köhler 2016).

NIV in Kombination mit einer extrakorporalen CO2-Auswaschung

Durch die veno-venöse extrakorporale CO2-Auswaschung (vv-ECCO2R) kann CO2 im Falle einer ARI schnell entfernt und die respiratorische Azidose korrigiert werden. Bei Patienten mit COPD hat die vv-ECCO2R in Kombination mit der NIV das Potenzial, die mit der invasiven mechanischen Beatmung verbundenen Komplikationen zu vermeiden, durch eine frühere Extubation und Reduktion von VAP (Girou et al. 2000). Fallkontrollstudien konnten bereits positive Effekte einer zeigen, obwohl erhebliche gerätebedingte Nebenwirkungen und die anschließende Notwendigkeit einer Intubation aufgrund der sich verschlechternden Oxygenierung beobachtet wurden. Eine weitere physiologische Studie konnte zeigen, dass die elektrische Aktivität des Zwerchfells (Edi) zur Kontrolle des Atemantriebs bei Patienten mit schwerer akuter Exazerbation der COPD unter vv-ECCO2R hilfreich sein kann zur Entwöhnung der extrakorporalen CO2 Auswaschung (Karagiannidis et al. 2019).
Trotz dieser ersten positiven Ergebnisse bezüglich des Einsatzes der NIV in Kombination mit extrakorporalen CO2-Auswaschungen kann zum jetzigen noch kein genereller und primärer Einsatz bei Hyperkapnie ohne vorherige Optimierung der medikamentösen Therapie und Beatmung empfohlen werden. Da der Stellenwert extrakorporaler Verfahren zur CO2-Elimination noch experimentell und demzufolge unklar ist, empfiehlt sich außerhalb von Studien eine Anwendung im klinischen Alltag allenfalls für Einzelfälle und aufgrund potenziell schwerwiegender Komplikationen nur durch ein erfahrenes und geschultes Team in Frage (Westhoff et al. 2016).

NIV bei COVID-19 bedingtem respiratorischen Versagen

Bei Patienten mit COVID-19 und hypoxämischer respiratorischer Insuffizienz können bei nicht ausreichender Low-flow-Sauerstofftherapie als Therapieeskalation eine NIV/CPAP-Therapie unter Verwendung einer Mund-Nasen-Maske bzw. eines Beatmungshelms oder alternativ eine High-flow-Sauerstofftherapie unter kontinuierlichem Monitoring und ständiger Intubationsbereitschaft als Therapieeskalation durchgeführt werden, solange keine zwingende Indikation für eine endotracheale Intubation besteht (siehe Abb. 8).
Es konnte zudem gezeigt werden, dass Patienten unter NIV Therapie zusätzlich von einer Bauchlagerung profitieren (Ehrmann et al. 2021; Rosén et al. 2021).
In retrospektiven Studien während der Corona-Pandemie konnte gezeigt werden, dass NIV auch bei schwerer Hypoxämie erfolgreich sein kann (Windisch et al. 2021). Somit darf ein Nichterreichen einer SaO2 von beispielsweise 90–92 % nicht als alleiniges Intubationskriterium gewertet werden, um eine „zu frühe“ Intubation mit invasiver Beatmung mit den bekannten Komplikationen zu vermeiden.
Es sollte die klinische Stabilität des Patienten kontinuierlich reevaluiert werden und bei progredienter Oxygenierungsstörung mit einem hohen Atemstress die Intubation nicht kritisch verzögert werden, da hierdurch die Prognose verschlechtert wird. Zusätzlich sollte eine notfallmäßige Intubation auch aufgrund des erhöhten Übertragungsrisikos für das medizinische Personal unbedingt vermieden werden (Kluge et al. 2021b).

Fazit

Der Einsatz der NIV als Therapieform der ARI hat in vielen verschiedenen Anwendungsbereichen einen positiven Nutzen gezeigt.
Bei der Anwendung müssen insbesondere die Kontraindikationen bedacht werden und eine fortlaufende kritische Evaluation der Effektivität stattfinden.
NIV senkt die Intubations- und Mortalitätsrate bei der hyperkapnischen ARI deutlich. Bei hypoxämischer ARI – z. B. infolge Covid-19 induzierter Pneumonie – ist ein Therapieversuch mit NIV gerechtfertigt.
NIV-Versagen bei ARI muss frühzeitig erkannt werden, um die Verzögerung einer Intubation, d. h. Verschlechterung der Prognose, zu vermeiden.
In der Palliativsituation kann NIV in ausgewählten Fällen hilfreich sein, die Dyspnoe zu reduzieren.
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