Atmungsunterstützung bei Neugeborenen und Säuglingen

Der Sauerstoff kann über eine Nasenkanüle oder eine Gesichtsmaske verabreicht werden. Die Sauerstoffkonzentration sollte so eingestellt werden, dass nach 10 Minuten Lebenszeit während der Neugeborenen-Reanimation eine Sauerstoffsättigung von 85 bis 95% erreicht wird (1). In den ersten Lebensminuten ist mit einer niedrigeren Sauerstoffsättigung zu rechnen (siehe Abbildung Algorithmus zur Reanimation von Neugeborenen), die sich mit abnehmendem Lungengefäßwiderstand und zunehmendem Lungenblutfluss verbessert. Nach der initialen Reanimation kann Sauerstoff verabreicht werden, um einen PaO2 von 50 bis 70 mmHg bei Frühgeborenen und 50 bis 80 mmHg bei Termingeborenen oder eine Sauerstoffsättigung von 90 bis 94% bei Frühgeborenen und 92 bis 96% bei Termingeborenen zu erreichen.

Ein niedriger PaO2-Wert bei Säuglingen sorgt für eine fast vollständige Sättigung des Hämoglobins, da das fetale Hämoglobin eine höhere Affinität für Sauerstoff hat; die Aufrechterhaltung eines höheren PaO2-Wertes erhöht das Risiko einer Retinopathia praematurorum und bronchopulmonale Dysplasie. Es spielt keine Rolle, auf welche Art und Weise O2 verabreicht wird, er muss auf jeden Fall angefeuchtet und angewärmt (36–37° C) sein, um das Auskühlen und Austrocknen der Sekrete und einen Bronchospasmus zu verhindern.

Bei Neugeborenen, die einen Anteil an inspiriertem (FiO2) ≥ 40% benötigen, wird ein arterieller Umbilikalkatheter gelegt, um die Blutgase messen zu können. Wenn ein Nabelarterienkatheter nicht platziert werden kann, kann ein perkutaner Radialarterienkatheter für die kontinuierliche Blutdrucküberwachung und Blutentnahme verwendet werden, wenn das Ergebnis der Allen-Test, der zur Beurteilung der Angemessenheit des Kollateralkreislaufs durchgeführt wird, normal ist.

.Neugeborene, die auf diese Maßnahmen nicht ansprechen, benötigen möglicherweise Flüssigkeit zur Verbesserung des Herzzeitvolumens und sind Kandidaten für CPAP-Beatmung oder Beutel-und-Masken-/T-Stück-Reanimationsbeatmung (40 bis 60 Atemzüge/Minute). CPAP, entweder durch das Beatmungsgerät oder durch einen in Wasser getauchten Ausatmungsschlauch, kann dazu beitragen, die Intubation zu vermeiden (und damit die durch das Beatmungsgerät verursachte Lungenschädigung zu minimieren), selbst bei extrem frühgeborenen Kindern. Wenn der Säugling jedoch mit Beutel-Masken-Beatmung nicht ausreichend oxygeniert werden kann oder eine länger andauernde Beutel-Masken-Beatmung benötigt, ist eine endotracheale Intubation mit maschineller Beatmung indiziert. Sehr unreifen Neugeborenen (z. B. < < 28 Gestationswochen oder < < 1000 g) wird manchmal bereits direkt nach der Geburt eine Atemunterstützung gegeben (siehe auch 1), damit sie eine präventive Surfactanttherapie erhalten können. Da bakterielle Sepsis eine häufige Ursache für Atemnot bei Neugeborenen ist, entnehmen Kliniker häufig Blut für Kulturen und verabreichen Antibiotika an Neugeborene mit hohem Sauerstoffbedarf, während die Kulturergebnisse ausstehen, selbst wenn keine Risikofaktoren für eine neonatale Infektion vorliegen.

Bei CPAP wird ein konstanter positiver endexspiratorischer Druck (PEEP) während des gesamten Atemzyklus aufrechterhalten, üblicherweise 5 bis 7 cm H2O, jedoch ohne zusätzliche inspiratorische Druckunterstützung. Der dauerhaft positiver Atemwegsdruck hält die Alveolen offen und verbessert die Oxygenierung, indem es die Atelektase und damit die Menge an Blut, die durch atelektatische Bereiche geleitet wird, reduziert, während das Kleinkind spontan atmet. CPAP kann über Nasenkanülen oder Masken sowie verschiedene Geräte zur Druckerzeugung erfolgen; es kann auch über einen Endotrachealtubus mit einem konventionellen Beatmungsgerät bereitgestellt werden, wobei die Atemfrequenz auf null eingestellt ist.

Bubble CPAP (1) ist eine CPAP-Methode mit geringem technischen Aufwand, bei der das Ausströmrohr einfach in Wasser eingetaucht wird, um einen exspiratorischen Widerstand entsprechend der Eintauchtiefe zu erzeugen (beim Ausatmen entstehen Blasen im Wasser, daher der Name) (2).

CPAP ist dann indiziert, wenn ein FiO2 ≥ 40% nötig ist, um eine akzeptable Sättigung mit PaO2 (50–70 mmHg) bei Säuglingen mit Atemnot zu erreichen und die Zeitdauer begrenzt ist (z. B. Atelektasen, leichtes Atemnotsyndrom, Lungenödem). Bei diesen Säuglingen kann CPAP eine erforderliche mechanische Beatmung verhindern.

Häufige Komplikationen der nasalen CPAP sind Magenblähung, Aspiration, Pneumothorax, und nasale Druckverletzungen. Die Notwendigkeit einer Erhöhung des FiO2 und/oder des PEEP ist ein Anzeichen dafür, dass eine Intubation erforderlich sein könnte (3).

NIV (siehe auch nichtinvasive Beatmung [NIV]) liefert positive Druckbeatmung über Nasenkanülen oder eine Nasenmaske, die an ein Beatmungsgerät angeschlossen ist. Sie kann synchronisiert (d. h. durch die Inspirationsanstrengung des Kindes ausgelöst) oder unsynchronisiert sein. NIV kann eine Backup-Atemfrequenz bereitstellen und die Spontanatmung des Säuglings unterstützen. Der Spitzendruck kann auf die gewünschten Grenzen gesetzt werden.

NIV ist besonders nützlich bei Patienten mit Apnoe, um die Extubation zu erleichtern und Atelektase vorzubeugen. Diese Form der Atemunterstützung hat sich als wirksamer erwiesen als nasales CPAP, um das Auftreten von Extubationsversagen und die Notwendigkeit einer Reintubation bei nach der 28. Schwangerschaftswoche geborenen Säuglingen zu verringern und möglicherweise die Entwicklung einer chronischen Lungenerkrankung zu reduzieren; sie hat jedoch keinen Einfluss auf die Mortalität (1, 2).

Endotrachealtuben (ETT) sind für die mechanische Beatmung erforderlich (siehe auch Tracheale Intubation) und können zur Verabreichung von Surfactant verwendet werden. Die Intubation ist sicherer, wenn während des Eingriffs Sauerstoff zugeführt wird. Die orotracheale Intubation wird gegenüber der nasotrachealen Intubation bevorzugt.

Siehe Tabelle Endotracheale Intubation bei Neugeborenen für Details zur Größe des Endotrachealtubus und zur Einführtiefe.

Die Spitze des Endotrachealtubus sollte im Röntgenbild des Thorax etwa auf halbem Weg zwischen den Klavikeln und der Carina liegen, was ungefähr der Höhe der Wirbelkörper T1-T2 entspricht. Falls Lage oder Durchgängigkeit zweifelhaft sind, sollte der Tubus entfernt werden und das Kind über Beutel-Masken-Beatmung (oder T-Stück-Reanimator) unterstützt werden, bis ein neuer Tubus eingeführt wird. Ein CO2-Detektor ist hilfreich, um festzustellen, ob der Tubus in den Atemwegen platziert ist (bei der Platzierung im Ösophagus wird kein CO2 nachgewiesen). Bei einer plötzlichen Verschlechterung der Beatmungssituation (plötzliche Veränderung von Sauerstoffsättigung, Blutgasen, Blutdruck oder Durchblutung) muss der Tubus sofort auf seine Lage und Durchgängigkeit überprüft werden. Beatmungsgeräte können das Atemgas entweder mit einem vorgegebenen Druck oder mit einem vorgegebenen Volumen applizieren.

Beatmungsmodi:

• Synchronisierte intermittierende obligatorische Beatmung (SIMV)

• Unterstützte Beatmung (AC)

• Volumenkontrollierte (V/C) Beatmung

• Hochfrequente oszillierende Beatmung

Bei SIMV gibt das Beatmungsgerät eine festgelegte Anzahl von Atemzügen mit festem Druck oder Volumen innerhalb eines bestimmten Zeitraums ab. Diese Atemzüge sind mit den Spontanatmungen des Patienten synchronisiert, werden aber auch bei fehlender Atemanstrengung abgegeben. Der Patient kann zwischendurch spontan atmen, ohne das Beatmungsgerät zu aktivieren.

Bei der AC-Beatmung wird das Beatmungsgerät so getriggert, dass es bei jeder Einatmung des Patienten einen Atemzug mit einem bestimmten Volumen oder Druck abgibt. Für den Fall, dass der Patient nicht oder nur unzureichend atmet, wird eine Reservefrequenz eingestellt.

Die volumenkontrollierte (V/C) Beatmung gilt als nützlich für größere Säuglinge mit variabler pulmonaler Compliance oder Resistance (z. B. bei bronchopulmonaler Dysplasie), da die Abgabe eines festgelegten Gasvolumens pro Atemzug eine ausreichende Ventilation sicherstellt. Der AC-Modus wird häufig zur Behandlung von weniger schweren Lungenerkrankungen und zur Verringerung der Abhängigkeit von Beatmungsgeräten verwendet, wobei eine geringe Erhöhung des Atemwegsdrucks oder ein kleines Gasvolumen bei jeder Spontanatmung möglich ist.

Patientengetriggerte Beatmungsgeräte kommen oft zum Einsatz, um den vom Ventilator abgegebenen Atemhub mit dem Beginn des spontanen Atemzugs des Patienten zu synchronisieren. Die neuronal angepasste Beatmungsunterstützung (NAVA) und die nichtinvasive NAVA (NIV-NAVA) sind synchronisierte Beatmungsverfahren, die durch die elektrische Aktivität des Zwerchfells ausgelöst werden, die über einen Ösophaguskatheter auf Höhe des Zwerchfells erfasst wird. Dies scheint die Zeit an einem Beatmungsgerät zu verkürzen und kann Barotrauma reduzieren (1, 2).

HFOV (High-Frequency-Oscillatory Ventilation, 400 bis 900 Atemzüge pro Minute bei einem festgelegten mittleren Atemwegsdruck) kann bei Säuglingen eingesetzt werden und wird häufig bei extrem Frühgeborenen (< 28 Schwangerschaftswochen) bevorzugt, um eine chronische Lungenerkrankung zu reduzieren, sowie bei Säuglingen mit Luftleck, ausgedehnter Atelektase oder Lungenödem (3, 4). HFOV sorgt für einen konstanten mittleren Atemwegsdruck (MAP) ohne Spitzenwerte beim inspiratorischen Spitzendruck (PIP) bei jedem Atemzug, um denselben MAP wie bei der konventionellen Beatmung zu erreichen. Es kann als eine sanftere Form der Atemunterstützung angesehen werden, insbesondere wenn Luftleckagen ein Problem darstellen.

Sobald ein Modus gewählt wurde, basieren die anfänglichen Beatmungseinstellungen auf dem Schweregrad der Ateminsuffizienz, dem Gestationsalter und den Grunderkrankungen.

Für die konventionelle Beatmung umfassen die Einstellungen:

• Anteil des eingeatmeten Sauerstoffs (FIO2): Einstellung basierend auf dem Grad der Hypoxämie und dem angestrebten Sauerstoffsättigungsziel

• Inspirationszeit (IT) und Expirationszeit: Einstellung basierend auf Atemfrequenz und Bedarf; eine längere IT verbessert die Oxygenierung, und eine längere Expirationszeit verbessert die Ventilation.

• Atemfrequenz: Einstellung basierend auf der spontanen Atemfrequenz des Säuglings; höhere Frequenzen können erforderlich sein, wenn keine Spontanatmung vorliegt, oder niedriger, abhängig von der Qualität der Atembemühungen; höhere Frequenzen erfordern kürzere IT und/oder Exspirationszeit.

• Bei der druckgesteuerten Beatmung werden PIP und positiver endexspiratorischer Druck (PEEP) auf der Grundlage vieler Faktoren, insbesondere der Lungencompliance (die bei Surfactant-Mangel verringert ist), eingestellt und anhand des gemessenen MAP und des zugeführten Tidalvolumens angepasst. Angemessene Anfangseinstellungen für die druckgesteuerte Beatmung sind PIP 15 bis 20 cm H2O für Säuglinge mit sehr geringem und geringem Geburtsgewicht, PIP 20 bis 25 für termingerecht und fast termingerecht geborene Säuglinge und PEEP 5 für alle Säuglinge.

• Bei volumenkontrollierter (V/C) Beatmung wird das Tidalvolumen (TV) zunächst anhand des Gewichts des Säuglings eingestellt und dann auf Grundlage des gemessenen Spitzendrucks und des mittleren Atemwegsdrucks (MAP) angepasst, wobei ein TV von 4 bis 6 ml/kg angestrebt wird.

Für HFOV umfassen die Einstellungen:

• FIO2: Einstellung basierend auf der Ziel-Sauerstoffsättigung

• MAP: Wird anhand vieler Faktoren festgelegt, darunter die Lungencompliance (verringert bei Surfactant-Mangel)

• Frequenz (Schwingungsrate, 1 Hertz [Hz] = 60 Schwingungen/Minute): Entspricht der Rate bei konventioneller Beatmung und trägt zum TV bei.

• Amplitude: Bestimmt die Tiefe des Atemzugs oder die Differenz zwischen Spitzen- und Tiefstwert der Druckschwankung und ist der wichtigste Faktor für das TV.

Im Allgemeinen werden die Beatmungseinstellungen angepasst anhand der Oxygenierung, der Thoraxbewegungen, der Atemgeräusche und der Atembemühungen des Säuglings sowie der arteriellen oder kapillären Blutgase:

• Verbesserte Ventilation (reflektiert durch einen verminderten PaCO2) wird erreicht, indem die Minutenventilation erhöht wird, entweder durch Steigerung des Tidalvolumens (Erhöhung des PIP oder Senkung des PEEP) oder durch Erhöhung der Atemfrequenz. Bei der HFOV wird die Minutenventilation in erster Linie durch eine Erhöhung der Amplitude gesteigert, wobei die Frequenz eine untergeordnete Rolle spielt.

• Eine verbesserte Oxygenierung (erkennbar an einem Anstieg von PaO2) wird durch eine Erhöhung des FIO2 oder des MAP erreicht (Erhöhung von PIP und/oder PEEP oder Verlängerung der IT bei konventioneller Beatmung oder Erhöhung des MAP bei HFOV).

Beatmungsdrücke und -volumina sollten so niedrig wie möglich sein, um ein Barotrauma und eine bronchopulmonale Dysplasie zu verhindern. Eine Erhöhung des PaCO2 ist tolerierbar, solange der pH ≥ 7,25 (erlaubte Hyperkapnie) bleibt. Genauso ist ein PaO2 von nur 40 mmHg zulässig, solange der Blutdruck normal ist und keine metabolische Azidose vorliegt.

Eine begleitende Behandlung der mechanischen Beatmung besteht bei einigen Patienten in:

• Muskelrelaxanzien

• Sedierung

• Stickstoffmonoxid

Muskelrelaxanzien (z. B. Vecuronium oder Pancuroniumbromid) können die endotracheale Intubation erleichtern und zur Stabilisierung von Säuglingen beitragen, deren Bewegungen und Spontanatmung eine optimale Beatmung verhindern. Diese Medikamente sollten nur selektiv und nur auf der Intensivstation von Personal eingesetzt werden, das mit Intubation und Beatmung vertraut ist, da paralysierte Säuglinge nicht in der Lage sind, spontan zu atmen, wenn Intubationsversuche fehlschlagen oder der Säugling versehentlich extubiert wird. Darüber hinaus benötigen gelähmte Säuglinge möglicherweise eine stärkere Beatmungsunterstützung, was das Barotrauma verstärken kann.

Fentanyl, häufig zur Sedierung eingesetzt, kann zu Thoraxrigidität oder Laryngospasmus führen, was zu Schwierigkeiten bei der Intubation führen kann.

Inhaliertes Stickstoffmonoxid (5 bis 20 ppm) kann bei therapierefraktärer Hypoxämie eingesetzt werden, wenn eine pulmonale Vasokonstriktion zur Hypoxie beiträgt (z. B. bei persistierender pulmonaler Hypertonie des Neugeborenen, Pneumonie oder kongenitaler Zwerchfellhernie) und kann den Bedarf an extrakorporale Membranoxygenierung verhindern.

Eine Entwöhnung von der künstlichen Beatmung kann vorgenommen werden, sobald der Atmungszustand sich verbessert. Das Säugling kann entwöhnt werden, indem Folgendes man reduziert:

• FiO2

• Inspiratorischer Druck und PEEP (wenn supraphysiologisch)

• Rate

Die Rate wird reduziert, wenn der Säugling einen größeren Anteil der Atemarbeit übernimmt. Säuglinge, die eine angemessene Sauerstoffversorgung und Beatmung auf niedrigeren Einstellungen aufrechterhalten, tolerieren typischerweise eine Extubation. Der letzte Schritt in der Entwöhnung vom Beatmungsgerät umfasst die Extubation, gegebenenfalls die Unterstützung mit nasalem (oder nasopharyngealem) CPAP oder NIV und schließlich die Verwendung einer Nasenkanüle zur Zufuhr von befeuchtetem Sauerstoff oder Luft.

Kinder mit einem sehr niedrigen Geburtsgewicht können meist besser von der Beatmung entwöhnt werden, wenn gleichzeitig Methylxanthine (z. B. Koffein, Aminophyllin, Theophyllin) verabreicht werden. Methylxanthine sind zentral wirksame Substanzen, die das Atemzentrum stimulieren und Apnoephasen und Bradykardien, die die Entwöhnung vom Beatmungsgerät verzögern, vermindern können. Koffein wird deshalb bevorzugt, weil es besser verträglich, einfacher zu verabreichen, sicherer ist und weniger Überwachung erfordert.

Glukokortikoide, die früher routinemäßig zur Entwöhnung und zur Behandlung von chronischen Lungenerkrankungen eingesetzt wurden, werden bei Frühgeborenen nicht empfohlen, da die Risiken (z. B. Wachstumsstörungen, hypertrophe Kardiomyopathie) den Nutzen überwiegen. Die einzige Ausnahme besteht bei todkranken Kindern; in diesem Fall sollten aber die Eltern über den Nutzen und die Risiken informiert werden.

ECMO ist eine Form des pulmonalen oder kardiopulmonalen Bypasses, die bei Säuglingen mit respiratorischer Insuffizienz eingesetzt wird, wenn eine ausreichende Oxygenierung oder Ventilation mit konventionellen oder oszillierenden Beatmungsgeräten nicht möglich ist. Die Kriterien für die Eignung variieren je nach Zentrum, aber im Allgemeinen sollten Säuglinge eine reversible Erkrankung haben (z. B. persistierende pulmonale Hypertonie des Neugeborenen, angeborene Zwerchfellhernie, schwere Pneumonie) und seit <mindestens 7 Tagen mechanisch beatmet werden. Auch eine primäre kardiale Beeinträchtigung kann eine Indikation für ECMO sein.

Nach einer systemischen Antikoagulation (in der Regel mit Heparin) wird das Blut über Katheter mit großem Durchmesser aus der inneren Jugularvene in einen Membranoxygenator geleitet, der als künstliche Lunge dient, um CO2 zu entfernen und Sauerstoff zuzuführen. Mit Sauerstoff angereichertes Blut fließt dann wieder zur V. jugularis interna (venovenöse ECMO) oder zu den Karotiden (venoarteriale ECMO). Bei der venovenösen ECMO behält das Herz des Säuglings seine normale Funktion als Kreislaufpumpe bei; die venoarterielle ECMO wird eingesetzt, wenn sowohl eine Kreislauf- als auch eine Beatmungsunterstützung erforderlich ist (z. B. bei einer schweren Sepsis oder bei primären kardialen Indikationen wie einer neonatalen Kardiomyopathie). Die Flussrate kann an die gewünschte O2- Sättigung und den angestrebten Blutdruck angeglichen werden.

ECMO ist relativ kontraindiziert bei Säuglingen < 34 Schwangerschaftswochen, < 2 kg oder beidem aufgrund des Risikos der intraventrikulären Blutung unter der systemischen Heparinisierung (1, 2).

Zu den Komplikationen von ECMO zählen Thrombembolie, Luftembolie, neurologische (Schlaganfall, Krampfanfälle) oder hämatologische (z. B. Blutungen, Hämolyse, Neutropenie, Thrombozytopenie) Probleme und ein cholestatischer Ikterus.