Künstliche Beatmung

Eine künstliche Beatmung erhalten Patienten, die von selbst nicht ausreichend Luft holen können, so dass kein genügend guter Gasaustausch über die Lungen stattfindet. Die Beatmung kommt bei bestimmten Erkrankungen zum Einsatz, aber auch bei Narkosen sowie bei akuten Notfällen. Verschiedenste Methoden der Beatmung können angewendet werden, je nach Erkrankung und der voraussichtlichen Dauer können sie sich unterscheiden. Die künstliche Beatmung kann beispielsweise über eine Intubation (Schlauch im Atemweg) oder über eine Atemmaske geschehen, einige Menschen erhalten Luft über einen Luftröhrenschnitt (Tracheotomie), durch den ein Atemschlauch gelegt wird.

Wann ist eine künstliche Beatmung notwendig?

Die künstliche Beatmung wird in den Fällen durchgeführt, wenn ein Patient keine eigenständige Atmung (Spontanatmung) mehr ausübt oder die Atmung zur Versorgung des Körpers mit Sauerstoff nicht ausreicht.

Die Ursachen dieser Atemstörungen sind vielfältig. Sie reichen von Lungenerkrankungen und Bronchienerkrankungen über schwere Herz-Kreislauf-Störungen, Brustkorbverletzungen, Schock, gestreuten Infektionen (Sepsis) bis hin zu nervlichen (neurologischen) Erkrankungen wie Lähmungen, Kopfverletzungen oder Vergiftungen. Auch das Coronavirus (Covid-19), das eine Lungenentzündung und einige Tage später ein Lungenversagen verursachen kann, erfordert bei schwerem Verlauf eine künstliche Beatmung.

Ist die Sauerstoffversorgung nicht gewährleistet, dann kann das kritisch für die Organe sein. Die Betroffenen atmen schnell und hektisch, der Kreislauf sinkt ab und die Herzfrequenz steigt. Für Betroffene ist das ein sehr dramatische Situation. Sinkt die Sauerstoffsättigung unter 90 Prozent, dann muss beatmet werden. Die Sauerstoffsättigung liegt normalerweise zwischen 97 und 100 Prozent.

Aber nicht nur Erkrankungen können die Lungenfunktion beeinträchtigen. Ebenso können die Auswirkungen von Medikamenten einen Ersatz der eigenen Atmung erforderlich machen. Die Art der Störung und die medizinische Situation des Betroffenen legen fest, wie lange die Beatmung erfolgen muss. Teils kann sie nur für Minuten, teils für eine sehr lange Periode notwendig werden. Einige Menschen müssen dauerhaft beatmet werden, wenn sie unwiederbringliche Schäden am Gehirn oder Rückenmark aufweisen, die die Tätigkeit der Atemmuskulatur verhindert.

Daneben wird die künstliche Beatmung vielfach in der Anästhesie (Narkosemedizin), Intensivmedizin und Notfallbehandlung eingesetzt. Im Einfluss einer Narkose werden Patienten beatmet, weil der Atemantrieb beeinträchtigt ist oder fehlt sowie die Atemmuskeln ausgeschaltet sind.

Eine Tracheotomie (Luftröhrenschnitt) erfolgt, wenn eine Langzeitbeatmung angewendet werden soll. Ebenso kommt sie in Frage bei einem beeinträchtigten Schluckreflex, einer Kehlkopflähmung oder bei einer Strahlentherapie im Kopf- und Halsbereich.

Außerdem werden Patienten mit dem Schlafapnoe-Syndrom speziell beatmet. Die Betroffenen haben immer wieder kurzzeitige Atemstillstände im Schlaf, weil die Weichteile den Atemweg im Rachen verlegen. Durch eine Luftzufuhr mit Überdruck wird dies verhindert.

Wie funktioniert eine künstliche Beatmung?

Bei der künstlichen Beatmung wird zwischen einer kontrollierten und einer assistierten Beatmung unterschieden. Die kontrollierte (oder mandatorische) Beatmung ersetzt die Atemtätigkeit des Patienten komplett. Die assistierte Beatmung ist nur eine Unterstützung der eigenen Atmung des Patienten, der die Kontrolle über die Geschwindigkeit und Tiefe seiner Atmung behält.

In der heutigen Medizin gehören praktisch alle Beatmungsverfahren zur Überdruckbeatmung. Die sogenannte Eiserne Lunge wurde früher eingesetzt und war eine Unterdruckbeatmung, weil sie die Lunge über einen Unterdruck auf den Brustkorb von außen ausgedehnt hat. Im Gegensatz dazu erfolgt heutzutage die Beatmung durch die Zufuhr von Luft in die Lungen mit einem gewissen Überdruck. Einzig die sogenannte Kürass-Ventilation stellt über eine besondere Weste einen Unterdruck am Brustkorb her, um Atemluft einströmen zu lassen, sie kommt sehr selten in speziellen Fällen zum Einsatz.

Um Patienten Atemluft in die Lungen zuzuführen, können zwei allgemeine Methoden zum Einsatz kommen, die invasive und die nicht invasive Beatmung. Die invasive Beatmung geschieht über einen Schlauch, der in den Körper eingeführt worden ist. Sie erfordert eine ständige Überwachung des Patienten und seiner körperlichen Werte. Patienten, die invasiv beatmet werden, müssen ständig überwacht und gepflegt werden.

Die nicht invasive Beatmung verwendet keine Produkte, die in den Körper eindringen, sondern nur äußerliche Materialien wie eine Maske. Hiermit kann eine nicht optimale Atmung unterstützt werden, die generell aber vom Patienten selbst getätigt wird. Dieser steuert auch die Atemzug-Tiefe und die Schnelligkeit der Atmung. Beispielsweise kann bei der nicht invasiven Beatmung auch Sauerstoff in die Atemluft hinzugefügt werden und je nach den Voraussetzungen des Patienten die Therapie nur zeitweise durchgeführt werden.

Die Beatmung während einer Narkose beziehungsweise Operation wird maschinell durchgeführt, ebenso wie in der Intensivmedizin und der Langzeitbeatmung. Das heißt, ein Beatmungsgerät sorgt dafür, dass die notwendige Luft - die auch mit Sauerstoff angereichert werden kann - in die Lungen gepumpt wird. Die Atemschläuche sind an diese Geräte angeschlossen. Moderne Geräte können mehrere unterschiedliche Beatmungsformen bereitstellen.

Die künstliche Beatmung ist nur dann richtig möglich, wenn die Luft ohne Probleme in die Lungen und zurück fließen kann. Die Luftwege müssen dazu stets offen sein und des Weiteren darf die Luft nicht aus dem System herausströmen, wie an einer undichten Verbindung zwischen Beatmungsschlauch und Atemweg. Am besten eignet sich die Intubation (Einlage eines Atemschlauches) in die Luftröhre dazu, die Atemwege zu sichern.

Beatmung bei Notfällen beziehungsweise zur Wiederbelebung

Die Beatmung durch Helfer ohne Hilfsmittel (Atemspende) kann bei Notfällen per Mund-zu-Mund-Beatmung und Mund-zu-Nase-Beatmung erfolgen. Die Methoden werden im Erste-Hilfe-Kurs beigebracht. Die Atemspende kann notwendig und lebensrettend sein. Die Luftzufuhr ist nicht ideal, denn es handelt sich um ausgeatmete Luft des Helfers. Sie enthält nur circa 16 Prozent Sauerstoff im Vergleich zu den etwa 21 Prozent Sauerstoff der normalen Umgebungsluft. Außerdem besteht ein Restrisiko, dass Krankheiten übertragen werden, es gibt aber auch Beatmungshilfen, die dieses Risiko weiter reduzieren. Professionelle Helfer benutzen einen Beutel, den sie zusammendrücken können und damit Luft in die Atemwege pumpen können (Beutelbeatmung). Der Beutel ist mit einer Maske verbunden, die auf Mund und Nase des Betroffenen gesetzt wird. Die Beutelbeatmung ermöglicht sogar eine zusätzliche Anreicherung der Luft mit Sauerstoff und kann mitunter über Stunden fortgeführt werden.

Intubation und Tracheotomie

Für eine Beatmung muss bei vielen Patienten (zur Langzeitbehandlung) ein Schlauch gelegt werden, um die Zufuhr von Luft zu vereinfachen und die Atemwege durchgängig zu halten. Der Schlauch wird Tubus genannt und das Einführen wird als Intubation bezeichnet. In der Regel wird der Schlauch über Mund oder Nase bis in die Luftröhre gelegt (endotracheale Intubation).

Die Tracheotomie (Luftröhrenschnitt) ist eine Methode, die vor allem bei einer anstehenden Langzeitbeatmung vorgenommen wird. In einer kleinen Operation wird am Hals ein Zugang zur Luftröhre angelegt (Tracheostoma), über den ein speziell geformter Atemwegsschlauch (Tubus) eingeführt wird. Das Tracheostoma hat einige Vorteile wie beispielsweise, dass der Tubus nicht im Mund stört und Schäden an den Stimmbändern vermieden werden. Nicht zu verwechseln mit der Tracheotomie ist die Koniotomie, die oft ebenfalls als Luftröhrenschnitt bezeichnet wird, obwohl dies nicht ganz richtig ist. Die Koniotomie ist die Eröffnung des Kehlkopfes von außen, um bei Notfällen einen Patienten vor dem Ersticken zu bewahren, der eine schwere Kopfverletzung mit Atmungsbehinderung, eine Kehlkopfschwellung oder einen Fremdkörper oberhalb des Bereiches hat.

Guedel-Tubus und Wendl-Tubus

Der Guedel-Tubus und der Wendl-Tubus sind ebenfalls Rohre zur Offenhaltung des Atemweges. Sie kommen bei Menschen mit Bewusstlosigkeit oder Bewusstseinstrübung zum Einsatz, in der Regel bei Notfällen, Intensivpatienten und Narkosen. Guedel- und Wendl-Tubus verhindern die Verlegung des Atemweges durch Zurückfallen der Zunge. Der Guedel-Tubus reicht vom Mund bis zum Rachen (Oropharyngealtubus) und der Wendl-Tubus von der Nase bis zum Rachen (Nasopharyngealtubus).

Larynxmaske

Die Larynxmaske kann bei Patienten eingesetzt werden, wenn keine herkömmliche Intubation möglich ist. Die Larynxmaske ist ein speziell angefertigtes Ende des Beatmungsschlauches und sitzt über der Stimmritze (Glottis). Weitere Möglichkeiten mit speziell geformten Rohren sind Larynxtubus und Combitubus.

Nicht-invasive Beatmung

Eine Maske im Gesicht wird bei einer nicht-invasiven Beatmung (CPAP-Beatmung) aufgesetzt. Auch lässt sich die CPAP-Beatmung über einen besonderen Helm durchführen.

Die nicht-invasive Beatmung über eine Maske eignet sich auch zur Beatmung zu Hause. Mittels dieser Technik können Menschen, die eine Langzeitbeatmung benötigen, das Krankenhaus oder die Pflegeeinrichtung verlassen und zu Hause leben. Dazu ist allerdings einiges an Aufwand sowie eine Schulung des Patienten, der Angehörigen und des Pflegepersonals notwendig.

Einige Formen der Beatmung

CPAP steht als Abkürzung für Continuous Positive Airway Pressure (englisch für ständigen positiven Druck in den Atemwegen). In der Einatmungsphase wird ein gewisser Überdruck erzeugt, so dass ein Patient in seiner Atmung unterstützt wird. Die CPAP-Beatmung wird auch beim Schlafapnoe-Syndrom als Therapie angewendet (das Schlafapnoe-Syndrom ist ein Krankheitsbild mit häufigen kurzen Atemstockungen im Schlaf, in der Regel durch eine Verlegung des Rachens durch dessen Weichteile).

BIPAP (Biphasic Positive Airway Pressure) ist eine daraus abgewandelte Form, bei der bei der Einatmung ein hoher und bei der Ausatmung ein niedriger Druck angewendet wird. BIPAP zeichnet sich dadurch aus, dass sie auch eine spontane Atmung des Patienten zulässt. Unter anderem ermöglicht das BIPAP-Verfahren eine langsame Entwöhnung von den Beatmungsmaschinen.

Es gibt eine Fülle weiterer Formen der künstlichen Beatmung. Die meisten sind unter Abkürzungen englischsprachiger Ausdrücke bekannt. Teils unterstützen sie nur die Spontanatmung, teils erzielen sie eine vollständige Übernahme der Belüftung der Lunge.

Messungen

Die Beatmungsform und zusätzliche Einstellungen werden anhand des Zustandes des Patienten, der Messwerte aus den Untersuchungen (Blutgasanalyse, Pulsoxymetrie, Kapnometrie) und der Grundmerkmale (Größe, Gewicht, Alter) ermittelt. Bei entsprechenden Geräten lässt sich die Sauerstoffzufuhr in einer Konzentration von 21 Prozent (Gehalt der normalen Umgebungsluft) bis 100 Prozent regeln. Die Atemfrequenz der Beatmung kann je nach Patient sehr stark variieren, bei Erwachsenen werden meist zwischen 8 und 30 Atemzügen pro Minute eingeflößt, bei Säuglingen oder Neugeborenen deutlich mehr (bis zu 150 Atmungen pro Minute).

Ein weiterer wichtiger Wert ist das Atemzugvolumen (AZV, Tidalvolumen). Es bestimmt, welches Volumen an Luft in einem Atemzug in die Lunge gelangen soll. Durchschnittliche Erwachsene haben ein Atemzugvolumen von circa 0,5 Litern, wenn sie selbst atmen. Eine maschinelle volumengesteuerte Beatmung ermöglicht eine genaue Anpassung des Wertes auf den Patienten, üblicherweise werden pro Kilogramm Körpergewicht sieben bis acht Milliliter Atemzugvolumen eingestellt. Außerdem sind die Atmungs- beziehungsweise Beatmungsdrücke wichtig, beispielsweise der PEEP (Positive End-Expiratory Pressure, Druck am Ende der Ausatmungsphase). Verschiedene andere Werte können oft ebenfalls eingestellt werden.

Während ein Patient beatmet wird, wird der körperliche Zustand immer wieder ärztlich beurteilt. Das geschieht durch den Anblick und durch Messungen wie die Pulsoxymetrie (Sauerstoffmessung über einen Sensor am Finger), Blutgasanalyse (Bestimmung der gelösten Gase wie Sauerstoff in arteriellem Blut) oder Kapnometrie (Messung von CO2 in der ausgeatmeten Luft).

Mögliche Komplikationen einer Beatmung

Nicht nur durch die gesundheitliche Situation des Patienten, sondern auch durch das Beatmen können Komplikationen auftreten.

Ein häufiges Problem stellen Infektionen dar, vor allem wenn Patienten über längere Zeit beatmet werden. Normalerweise werden bei Menschen, die selbst atmen, kleine Fremdkörper und Krankheitserreger mit dem Sekret aus der Lunge und den Bronchien über die Luftröhre nach außen transportiert. Der Schlauch einer Intubation beeinträchtigt diesen Abtransport stark und es kommt häufiger zu einer Lungenentzündung (Pneumonie).

Mageninhalt kann über die Speiseröhre in die Atemwege und damit in die Lungen gelangen (Aspiration). Die Atemwege können verlegt werden und auch die Säure des Mageninhalts kann Komplikationen bedingen. Dies kann bis hin zu einem sogenannten ARDS (Acute Respiratory Distress Syndrome, Atemnotsyndrom) führen.

Eine Überdruckbeatmung kann zudem vorgeschädigtes Lungengewebe noch mehr beeinträchtigen. Schäden in der Lunge können sich auch aufgrund von einer erhöhten Sauerstoffzufuhr ergeben.

Ein weiteres Problem kann das Entwöhnen von den Beatmungsmaschinen sein. Es kann zu Gewöhnungseffekten kommen. Nach einer kurzen Phase, wie bei einer Narkose für eine Operation, atmen Patienten in aller Regel gleich wieder spontan, aber nach einer längeren Dauer wie bei Pflege- oder einigen Intensivpatienten kann die eigenständige Atmung oft erst schwer und nach Tagen oder Wochen erfolgen.

Weitere Komplikationen, die durch eine künstliche Beatmung ausgelöst werden können, sind:

• Magenblähung
• Verminderter Rückstrom des venösen Blutes zum Herzen
• Verminderte Leistung des Herzens (Pumpleistung)
• Verminderte Durchblutung von Niere und Leber
• Steigerung des Hirndrucks

Prognose

Eine künstliche Beatmung ist eine oftmals sinnvolle und teils absolut notwendige medizinische Maßnahme, um genügend Sauerstoff in den Lungen zur Verfügung zu stellen. Für viele Betroffene ist das Beatmen lebenserhaltend. Der Verlauf ist davon abhängig, welche Erkrankung der Patient hat und wie gut er auf eine Behandlung beziehungsweise Beatmung anspricht. Einige Menschen brauchen über sehr lange Zeit oder dauerhaft einen Ersatz ihrer Atmung wie bei der Heimbeatmung.

Nicht nur die zugrundeliegende Erkrankung, sondern auch die künstliche Beatmung kann negative Folgen haben. Schäden können einen längeren Aufenthalt auf der Intensivstation notwendig machen und mitunter dauerhaft sein. Daher gilt im Allgemeinen, dass die Dauer, die ein Mensch von den Beatmungsmaschinen abhängig ist, nicht länger als notwendig sein sollte.