Pädiatrische Intensivmedizin in der perioperativen Betreuung

Die Beatmung kann im Prinzip invasiv oder nichtinvasiv erfolgen. In den letzten Jahren ist der Wert nichtinvasiver Beatmungsformen erkannt worden, insbesondere auch zur chronischen Atemunterstützung, zur Intubationsvermeidung und beim Weaning. Dennoch wird die Beatmung in vielen akuten Situationen zunächst invasiv erfolgen müssen. Die nichtinvasive Beatmung kann mittels Masken (Abb. 3), „nasal prongs“ oder auch Unterdruck wie bei der eisernen Lunge oder dem Kürass erfolgen. Bei Kindern hat sich insbesondere im Neugeborenen- und Säuglingsalter auch die Rachenbeatmung über einen nicht nach endotracheal vorgeschobenen Tubus bewährt, über den zumindest ein positiver Blähdruck oder sogar eine Beatmung angeboten werden kann. Die genaue Titrierung erfordert erhebliche Erfahrung, um nicht Sekundärschäden in Kauf zu nehmen (z. B. durch gastrale Blähung bei zu hohen Spitzendrucken, Hypoventilation bei unzureichender Überwachung und schlechter Synchronisation oder obstruktive Zwischenfälle bei nicht ausreichender Pflege eines Rachentubus). Die viel häufiger angewandte invasive Beatmung erfordert die Intubation oder ggf. die Tracheotomie.

Die künstliche Beatmung kinderchirurgischer Patienten dient oft dazu, die Zeit bis zum Wiedereinsetzen der Spontanatmung zu überbrücken, sei es postoperativ, nach einem Polytrauma oder einer anderen schweren Erkrankung. Wenn Thoraxskelett und Lunge normal sind, so können die Beatmungseinstellungen so gewählt werden, dass sie einen natürlichen Atemrhythmus nachbilden. Sind jedoch Lunge oder Thoraxwand pathologisch verändert, müssen manchmal Atemmuster gewählt werden, die unter natürlichen Bedingungen beim Menschen nicht vorkommen. Im Extremfall werden hier auch Sonderformen wie die oszillatorische zum Einsatz gebracht.

Die Steuerung der Beatmung erfolgt über zwei grundsätzliche Mechanismen:

In den meisten Fällen wird nicht nur in der Pädiatrie, sondern auch bei Erwachsenen eine druckkontrollierte Beatmung eingesetzt. Vorteil ist, dass der eingestellte Maximaldruck nicht überschritten werden kann, so dass eine Druckschädigung der Lunge limitiert werden kann. Schwierigkeiten können entstehen, wenn z. B. beim wachen Patienten und bei assistierter druckkontrollierter Beatmung keine ausreichende Koordination zwischen den Eigenanstrengungen des Patienten und den maschinengesteuerten Atemzügen besteht und dadurch eine Unter- oder Überbeatmung entsteht.

Allerdings kann ein zu geringes Atemminutenvolumen resultieren, wenn bei an sich ausreichend hohem Beatmungsdruck durch entgegen gerichtete Atemanstrengungen des Patienten kein ausreichendes Tidalvolumen zustande kommt.

Hier wird ein festes Tidalvolumen vorgegeben. Es ist immer erforderlich, gleichzeitig eine Druckgrenze einzustellen, um Schäden durch einen zu hohen Spitzendruck zu vermeiden. Der Vorteil dieser Beatmungsform liegt in dem garantierten Tidal- und damit Minutenvolumen bei entsprechender Frequenzeinstellung. Dies kann z. B. bei wechselnden Obstruktionen durch Sekret oder bei Patienten mit hoher Querschnittlähmung sinnvoll sein. Ansonsten ist diese Beatmungsform in letzter Zeit in den Hintergrund getreten.

Wo immer möglich, wird eine assistierte Beatmungsform gewählt. Im Minimalfall werden nur ein fest voreingestellter endexspiratorischer Druck sowie eine nach Anforderung des Patienten variierte inspiratorische Atemluftzufuhr angeboten. Diese Einstellung entspricht dem sog. CPAP (continuous positive airway pressure) und erlaubt eine vollständig freie Variation der Atmung durch den Patienten. Sollte diese Atemunterstützung nicht ausreichen, kann bei der assistierten Beatmung z. B. eine feste Anzahl von mindestens zu assistierenden Atemzügen vorgegeben werden. Löst der Patient selbst einen Atemzug aus, wird er mit der voreingestellten Druckunterstützung assistiert. Bei fehlender Eigenanstrengung werden dann die eingestellten Atemzüge zwangsweise von der Maschine appliziert. Eine assistierte Beatmungsform ist nicht sinnvoll, wenn der Patient keine Eigenanstrengungen zur Atmung unternimmt oder unternehmen kann.

Besondere Beatmungsformen bieten sich an, wenn der Patient aufgrund einer pulmonalen oder thorakalen pathophysiologischen Veränderung mit normalen Atemmustern nicht beatmet werden kann; d. h., wenn kein ausreichender Gasaustausch stattfindet, obwohl die Beatmungsparameter bis an die Grenze des noch Sicheren erhöht worden sind. Typisches kinderchirurgisches Problem ist hier die Entwicklung einer Schocklunge, entweder nach einem Trauma, hämorrhagischem Schock, Aspiration von Magensäure oder einer systemischen Sepsis. Hier hat sich die Prognose entscheidend verbessert durch die sog. lungenschonende oder „Low-tidal-volume“-Beatmung, die die Vermeidung eines Volumentraumas erlaubt.

Der Mechanismus hinter diesem therapeutischen Konzept besteht darin, dass bei einer Schocklunge eine inhomogene Lungenschädigung vorliegt, bei der eine gewisse Menge an Restalveolen für eine Ventilation weiter zur Verfügung steht, während andere Lungenanteile nicht am Gasaustausch teilnehmen. Um diese sozusagen in der kranken Lunge versteckte, kleine gesunde Restlunge nicht zu zerstören, dürfen keine übermäßig großen Tidalvolumina angewendet werden, da sonst insbesondere an den Grenzen zwischen gesundem und erkranktem Lungengewebe extrem hohe Scherkräfte auftreten, die eine zerstörende Wirkung auf das an sich noch gesund gebliebene Gewebe haben.

Diese Beatmung mit besonders niedrigen Tidalvolumina erfordert oft eine permissive Hyperkapnie. Unter diesem Begriff ist das Prinzip zu verstehen, dass die Beatmungsdrucke und v. a. die Tidalvolumina nicht über ein Maß von 5–6 ml/kg hinaus gesteigert werden, auch wenn in der Folge das arterielle CO₂ ansteigt. Dieser CO₂-Anstieg führt zu einer höheren Differenz zwischen pulmonalarteriellem und alveolärem CO₂ (wobei letzteres im Wesentlichen wie in Raumluft 0 beträgt), sodass bei gleichem Atemminutenvolumen (AMV) eine höhere Anzahl von CO₂-Molekülen pro Lungenoberfläche eliminiert werden können. Dies erlaubt die Abatmung der im Rahmen der Stoffwechselaktivität des Patienten pro Minute generierten CO₂-Moleküle im Sinne eines „steady state“ trotz niedrigerem AMV (und Tidalvolumen). Möglicherweise ist auch die entstehende Azidose protektiv für die Lunge.

Durch diese Methode (lungenschonende Beatmung unter Inkaufnahme höherer CO₂-Werte) ist es gelungen, die Mortalität der Schocklunge entscheidend zu senken. Das Verfahren setzt jedoch eine sehr engmaschige Kontrolle des Patienten voraus, da sich die Tidalvolumina meist am Rande der Totraumventilation befinden und bereits kleine Änderungen der klinischen Situation zu raschen weiteren CO₂-Anstiege in unakzeptable Höhen führen können. Atelektasen müssen durch das gleichzeitig anzuwendende Prinzip der „offenen Lunge“ mit manchmal extrem hohen PEEP-Werten vermieden werden. Bei letzterem wiederum ist eine kontinuierliche genaue Kontrolle dieser hohen intrathorakalen Drücke und ihrer Wirkung auf den Kreislauf nötig. Die Parameter müssen dem sich ändernden klinischen Zustand des Patienten jeweils rasch angepasst werden.

Reicht diese Beatmungsform nicht aus, kommen eine Beatmung mit NO sowie verschiedene Hochfrequenz-Beatmungsverfahren in Betracht. Bei all diesen Techniken ist in Studien keine eindeutige Verbesserung des Überlebens nachgewiesen. Dennoch können sie in der Hand des Erfahrenen im Einzelfall die Rettung eines Patienten ermöglichen.

Weitere Aspekte bei der Beatmung betreffen die Lagerung des Patienten. Insbesondere die Bauchlage führt zu einer wesentlich verbesserten Ventilation der dorsalen kaudalen Lungenabschnitte, die beim gesunden, spontan atmenden Patienten die am meisten genutzten Lungenanteile sind. Diese Lungenabschnitte werden in Rückenlage durch die davor liegenden abdominellen Organe und die Thoraxorgane komprimiert, sodass sie zur Atmung nicht ausreichend zur Verfügung stehen. Die Anwendung der Bauchlagerung ist insbesondere bei schwer kranken oder frisch operierten Patienten ein nicht ungefährliches Manöver. Für dieses Lagerungsverfahren ist mittlerweile ein statistisch signifikanter Effekt auf das Überleben bei Erwachsenen nachgewiesen.

Entscheidend für das Überleben von Patienten mit schweren Lungenschäden unter Beatmung ist, dass die sonstige Intensivtherapie (Wasserhaushalt, Hämodynamik, parenterale Ernährung, Infektionskontrolle und Pflege) bis ins Detail hinein auf den Patienten zugeschnitten ist. Fehler in einem der genannten Gebiete können entscheidender für das Überleben oder das Outcome des Patienten sein als etwa die Beatmungsform.

Die Indikation zur Beatmung muss fortlaufend überprüft werden, da die zu ihrer Durchführung notwendige Intubation und die für invasive Blutgas- und sonstiges Monitoring verwendeten Katheter und Geräte einerseits eine zusätzliche Gefährdung durch Infektionen, Fehlbedienung etc. implizieren. Andererseits ist eine zu frühe Entwöhnung von der Beatmung unter Umständen außerordentlich schädlich, wenn dadurch ein erneutes Aufflammen des Lungenversagens provoziert wird.