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Künstliche Atemgaskonditionierung in der Beatmung

Es gibt grundsätzlich zwei Wege zur Klimatisierung und Konditionierung des Atemgases.
Zum einen der Einsatz von HME (Heat-Moisture-Exchanger), zum anderen aktive Atemgasbefeuchter.

Zur Info

Atemgasklimatisierung ist das Anwärmen und Befeuchten der Luft, die mittels künstlicher Beatmung von Patienten aufgenommen wird.

Der HME arbeitet passiv als Wärme- und Feuchtigkeitsaustauscher und speichert sowohl die abgegebene Wärme als auch die Feuchtigkeit aus der Expirationsluft des Betroffenen. Diese gibt er bei der nächsten Inspiration zurück.

Der aktive Atemgasbefeuchter hingegen arbeitet mittels Oberflächenverdunstung.

Ziel beider Methoden ist eine Aufsättigung der relativen Luftfeuchtigkeit auf 100% bei 37°C.

Warum ist die Atemgaskonditionierung so wichtig?

Durch das Überbrücken des Nasenrachenraums (Nasopharynx) und der Nase mittels Tubus bzw. Trachealkanüle wird auch deren Hauptarbeit ausgeschaltet:

Die Reinigung, Anfeuchtung und Anwärmung des eingeatmeten Atemgases mittels Konvektion.

Diese Aufgabe ist aber eminent wichtig.

Bei einer Temperatur von 37°C ist eine Aufsättigung des Atemgases mit einer 100%igen (44 mg H2O/l) Luftfeuchtigkeit normalerweise ab Höhe der 4.-5. Bronchiengeneration (Verzweigung der Bronchien) abgeschlossen.

In diesem Milieu können die Zilien des Flimmerepithels ihre Arbeit optimal verrichten.

Ohne die künstliche Atemgasklimatisierung rutscht dieser Punkt aber immer weiter Richtung Bronchialbaum.

Die Folge ist eine deutliche Abnahme der Zilienarbeit und somit eine gestörte Selbstreinigung der Bronchien (mukoziliäre Clearance).

Das Ausbleiben dieser Reinigungs- und Transportfunktion begünstigt das Eindicken des Bronchialsekrets. Dadurch entsteht die Gefahr, dass sich Atelektasen, also Belüftungsdefizite der Lunge, bilden und sich die Atemwege somit verschließen.

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Pfropf

Das Resultat ist die Erhöhung des Atemwegswiderstandes durch Obstruktion, was zu einer deutlichen Erhöhung der Atemarbeit mit typischen Symptomen wie Dyspnoe, dem vermehrten Einsatz der Atemhilfsmuskulatur und Erhöhung der Atemfrequenz beim Betroffenen führt – bis hin zu Sättigungsabfällen.

Was sind die Vor- und Nachteile der beiden Klimatisierungsmethoden?

Der HME-Filter

Vorteile:

  • kostengünstig
  • schneller Wechsel möglich
  • gut zu erlernendes Handling

Wichtig zu wissen:
Der HME-Filter benötigt nach Konnektion und Start der Beatmung etwas Zeit, um seine Austauschleistung zu erreichen, da der Betroffene ihn zunächst erst einmal aufsättigen muss.

Zudem gibt es je nach Hersteller unterschiedliche Angaben zur Befeuchterleistung.
Feuchtigkeitswerte unter 30 mg H2O/l steigern die Gefahr der Tubusokklusion.

Tubusokklusion

Die Befeuchterleistung des HME ist zudem abhängig vom eingestellten Beatmungsregime. Beatmungen mit höheren applizierten Atemzugvolumina (Tidalvolumina) produzieren auch einen erhöhten Flow, der sich auf die Leistung des HME auswirkt.

Je höher der Flow ist, der den HME passiert, desto weniger Feuchtigkeit kann gespeichert und zurückgewonnen werden.

Gerade aber der Betroffene selbst wirkt auf die Arbeit des HME ein. Bei hypothermen, also unterkühlten Patienten reduziert sich die Befeuchterleistung auf unter 25 mg H2O/l.

Beatmungen mit entblocktem Cuff oder Fistelungen bringen den HME zusätzlich an seine Grenzen, da ein Teil des Volumens expiratorisch nicht wieder durch den Filter fließt.

Der aktive Atemgasbefeuchter

Aktive Beatmung

Vorteile:

  • gezielte Aufsättigung auf 100% relative Luftfeuchtigkeit bei 37°C

Wichtig zu wissen:
Es kann bei einigen Herstellern aufgrund erhöhter Außentemperaturen zur Abschaltung der Heizplatte kommen. Die Organisation des Schlauchsystems ist wichtig, um das Einfließen von Kondenswasser in den Patienten bzw. das Rückfließen von kontaminiertem Kondensat in die Befeuchterkammer oder aus der Kammer in Richtung Respirator zu vermeiden.

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Bei Hypothermie muss eine Anpassung der Befeuchtertemperatur vorgenommen werden, um die Kondensation in den Atemwegen zu vermeiden.

Bei der Auswahl der geeigneten Methode sollten erst folgende Fragen beantwortet werden:

Welchen Patienten mit welcher Erkrankung habe ich vor mir liegen?
Bei Erkrankungen wie zum Beispiel der COPD, welche mit einer gestörten bzw. erhöhten Sekretbildung einhergehen (Dyskinie), ist oft eine aktive permanente Anfeuchtung zu empfehlen.

Gibt es eine erhöhte Sekretlast oder –viskosität?
Ist trotz forcierter inhalativer Sekretkonditionierung eine Abnahme der Viskosität nicht erkennbar, ist ebenfalls ein Wechsel zur aktiven Atemgasklimatisierung zu empfehlen.

Wie ist das gewünschte Beatmungsregime? Leckagebeatmung? Druckdelta?
Sind ausgedehnte Phasen der Leckagebeatmung angestrebt, wie zum Beispiel die Phonation mit einem in-Line-Phonationsventil (wie Passy muir-Ventil) ist es sinnvoll, auch hier die aktive Atemgasklimatisierung zu nutzen oder einen zweiten Modus mit Wechsel von HME auf ein aktives System für die leckagefreien Intervalle zu nutzen, um einer Verklottung in den Atemwegen vorzubeugen.

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Der Intensivpflegekongress für Pflegekräfte

Am 10. & 11. Oktober im Berliner Olympiastadion!

Benjamin Scheffler
Benjamin Scheffler ist Atmungstherapeut (DGP) beim Malteserkrankenhaus Seliger Gerhard in Bonn.

Auf dem Kongress für Außerklinische Intensivpflege und Beatmung hält er einen Workshop mit dem Titel „Trach Wars – Die runde Bedrohung!? Notfälle in- & außerklinischer Art“. Der Workshop findet am 10. Oktober von 15:30 bis 17:00 Uhr im Workshopraum 5 statt!