Die assistierte Beatmung

Die assistierte Beatmung ist ein wesentlicher Bestandteil der modernen Notfall- und Intensivmedizin. Sie unterstützt die Spontanatmung von Patientinnen und Patienten, wodurch die Atemarbeit erleichtert, und die Atemmuskulatur trainiert wird. Auf diese Weise wird eine schonendere und komfortablere Behandlung ermöglicht.

In diesem Artikel erfahren Sie alles Wissenswerte über die assistierte Beatmung: Warum und wo sie zum Einsatz kommt, wie sie sich von der kontrollierten Beatmung unterscheidet und welche gängigen Beatmungsmodi es gibt. Außerdem stellen wir Ihnen vor, wie die Beatmungsgeräte von WEINMANN die assistierte Beatmung unterstützen.

Definition: Was ist die assistierte Beatmung?

Die unterstützte oder assistierte Beatmung – in der Intensivmedizin oft auch als augmentierte Beatmung bezeichnet – ist ein Oberbegriff für alle Beatmungsformen, bei denen die Spontanatmung der Patientin oder des Patienten teilweise oder vollständig erhalten bleibt und durch ein Beatmungsgerät synchron unterstützt wird.¹ Im Gegensatz zur kontrollierten Beatmung übernimmt das Beatmungsgerät bei der assistierten Beatmung demnach nur einen Teil der Atemarbeit.²

Der Beatmungsmodus kann druckkontrolliert (p-AC) oder volumenkontrolliert (V-AC) mithilfe eines Beatmungsgeräts erfolgen. Eine assistierte Beatmung über eine Beutel-Masken-Beatmung ist jedoch nicht möglich. Der Grund dafür liegt darin, dass die Patientin oder der Patient bei der Beutel-Masken-Beatmung vollständig von einer Rettungskraft beatmet wird. Diese kontrolliert die Atemhübe durch das Zusammendrücken des Beutels und kann Spontanatembemühungen in der Regel nicht erkennen, sodass diese nicht über eine Beatmung mit Beutel-Maske synchronisiert werden können. Nur ein Beatmungsgerät ist in der Lage, die selbstständigen Atemzüge zuverlässig zu erkennen und technisch zu unterstützen.

Die Beatmungshübe der assistierten Beatmung erfolgen sowohl maschinengesteuert als auch patientengetriggert. Die Atemfrequenz wird dabei voreingestellt, um eine Mindestanzahl an Atemzügen und eine Mindestventilation sicherzustellen. Gleichzeitig können Patientinnen und Patienten spontan atmen, wodurch zusätzliche Atemzüge ausgelöst werden. Bei der assistierten Beatmung kann die Frequenz somit durch die Spontanatmung der beatmeten Person beeinflusst werden.³

Um die Spontanatmung zu erkennen, ist ein Trigger erforderlich. Dieser erlaubt es den Betroffenen, einen unterstützten Beatmungshub auszulösen. Dabei können am Beatmungsgerät unterschiedliche Triggerfunktionen eingestellt werden: 

Vor der assistierten Beatmung wird eine entsprechende Schwelle für den Druck- oder Flowtrigger festgelegt. Das Überschreiten dieser Schwelle löst dann den Beatmungshub aus. Durch diese Einstellung wird festgelegt, wie viel Atemarbeit Patientinnen und Patienten aufbringen müssen, bevor sie eine synchronisierte Atemunterstützung erhalten.⁴

Wann wird die assistierte Beatmung durchgeführt?

Grundsätzlich findet die assistierte Beatmung bei der nicht-invasiven Beatmung Anwendung. Im Kontext des kontinuierlichen Weanings (Entwöhnung) ermöglicht sie einen fließenden Übergang von der kontrollierten Beatmung zur Spontanatmung und entlastet die Atemmuskulatur, bis sie stark genug für eine selbstständige Atmung ist. So kann die Patientin oder der Patient schrittweise mehr Atemarbeit leisten und die Atemmuskulatur trainieren. 

Dieser flexible Ansatz erlaubt eine individuelle Anpassung an den Zustand, ohne dass medizinisches Fachpersonal ständig neu bewerten muss, ab wann eine Umstellung auf assistierte Beatmungsmodi sinnvoll ist.⁵

Bei Patientinnen und Patienten mit Erkrankungen, bei denen eine Spontanatmungsaktivität vermieden werden sollte, muss das Nutzen-Risiko-Verhältnis der assistierten Beatmung individuell abgewogen werden. Mögliche Krankheitsbilder, bei denen dies der Fall sein kann, sind etwa erhöhter intrakranieller Druck oder Rechtsherzversagen.⁶

Zusätzlich eignet sich ein assistierter Beatmungsmodi wie die aPCV-Beatmung für Patientinnen und Patienten mit neuromuskulären Erkrankungen, die aufgrund einer Schwäche der Atemmuskulatur zusätzliche Unterstützung benötigen.⁷

Anwendung der assistierten Beatmung im Rettungsdienst

Die assistierte Beatmung findet im Rettungsdienst vor allem im Rahmen der nicht-invasiven Beatmung (NIV) Anwendung.⁸ Darüber hinaus kann die assistierte Beatmung auch beim Transport von intensiv- oder heimbeatmeten Patientinnen und Patienten eingesetzt werden. Gerade bei heimbeatmeten Personen ist die Triggerfunktion der assistierten Beatmung sinnvoll, um Spontanatembemühungen frühzeitig zu erkennen und zu unterstützen.

Unterschied zwischen der assistierten und kontrollierten Beatmung

Die maschinelle Beatmung wird in kontrollierte und assistierte Beatmung unterteilt. Bei der assistierten Beatmung unterstützt das Beatmungsgerät die Spontanatmung, während bei der kontrollierten Beatmung keine Eigenatmung möglich ist.

Die mandatorische Beatmung kommt bei Patientinnen und Patienten ohne Spontanatmung zum Einsatz, weswegen das Beatmungsgerät die Atemarbeit vollständig übernimmt. Versuchen Betroffene dennoch selbstständig zu atmen, werden die Atemzüge vom Beatmungsgerät durch eine vorgegebene Beatmungsfrequenz unterdrückt.¹

Die zentralen Unterschiede zwischen assistierter und kontrollierter Beatmung sind in der nachfolgenden Tabelle übersichtlich dargestellt:

Formen der assistierten Beatmung

Die assistierte Beatmung umfasst eine Vielzahl von Beatmungsmodi. Im Folgenden stellen wir Ihnen einige der wichtigsten vor.

Assistierte Spontanatmung (ASB)

Die assistierte Spontanatmung (ASB) ist eine Form der assistierten Beatmung, bei der die Patientin oder der Patient die Atemfrequenz und das Atemzugvolumen eigenständig steuert. Die ASB-Beatmung kann allein oder in Kombination mit anderen Modi wie CPAP, BIPAP oder SIMV eingesetzt werden und erfolgt je nach gewähltem Beatmungsmodus vollständig oder teilweise patientengetriggert.

Das Beatmungsgerät gibt während der Inspiration eine voreingestellte Druckunterstützung (ΔpASB) mit festgelegtem Sauerstoffanteil (FiO₂) im Atemgas vor. Nach der Inspiration wird der Atemwegsdruck auf einen niedrigeren Exspirationsdruck (PEEP) reduziert, um die Ausatmung zu erleichtern. 

Biphasischer Positiver Atemwegsdruck (BIPAP/BiLevel)

Die BIPAP/BiLevel-Beatmung ist eine druckkontrollierte Beatmung auf zwei unterschiedlichen Druckniveaus: dem höheren Inspirationsdruck (pInsp) und dem niedrigeren Expirationsdruck (PEEP). 

Bei dieser assistierten Beatmung wird eine mandatorische Beatmungsfrequenz festgelegt. Patientinnen und Patienten können in jeder Phase des Beatmungszyklus spontan atmen und so innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters einen synchronisierten Beatmungshub auslösen. Die Beatmungsfrequenz bei der Synchronisation ergibt sich aus dem Verhältnis von Inspirations- und Exspirationszeit (I:E).¹

Zusätzlich kann eine Druckunterstützung (ASB) zur Unterstützung der Spontanatmung während der Exspiration eingestellt werden. 

Synchronisierte intermittierende mandatorische Ventilation (SIMV) 

Die SIMV-Beatmung kann volumenkontrolliert (VC-SIMV) oder druckkontrolliert (PC-SIMV) erfolgen. Es handelt sich bei diesem Modus um eine Kombination aus kontrollierter und assistierter Beatmung.

Bei der SIMV-Beatmung wird die Anzahl maschineller Atemhübe festgelegt.  Patientinnen und Patienten können während der Exspiration spontan atmen und so innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters einen synchronisierten Beatmungshub auslösen.⁹ Auch bei dieser Form der assistierten Beatmung wird die Frequenz bei einer Synchronisation durch das I:E-Verhältnis bestimmt.

Zusätzlich kann eine Druckunterstützung (ASB) zur Unterstützung der Spontanatmung während der Exspiration eingestellt werden.

Vorteile der assistierten Beatmung

Die assistierte Beatmung bietet mehrere Vorteile: Durch die Voreinstellung einer Atemfrequenz wird die Atmung gesichert und die Patientensicherheit erhöht. Gleichzeitig trainiert die Spontanatmung die Atemmuskulatur.³

Ein weiterer Vorteil ist der geringere Bedarf an Sedierung. Zudem verbessert die assistierte Beatmung das Ventilations-Perfusions-Verhältnis bei akutem Lungenversagen und erhöht das Herzzeitvolumen (HZV) sowie das Sauerstoffangebot.¹⁰

Durch die Kombination der assistierten Beatmung mit der kontrollierten Beatmung wird die Flexibilität erhöht und eine Anpassung an die individuellen Bedürfnisse der Patientinnen und Patienten wird ermöglicht. Auf diese Weise steigert die assistierte Beatmung den Patientenkomfort.

Risiken der assistierten Beatmung

Da Beatmungsfrequenz und Atemzugvolumen bei der assistierten Beatmung teilweise oder vollständig von der Patientin oder dem Patienten selbst gesteuert werden, können sowohl Hyperventilation als auch Hypoventilation auftreten.¹¹

Bei einer Hyperventilation wird durch eine erhöhte Atemfrequenz vermehrt CO₂ abgeatmet. Hypoventilation kann hingegen zu einem Abfall des Sauerstoffgehalts und einem Anstieg des Kohlendioxids im Blut führen. Das Risiko einer Hypoventilation lässt sich jedoch durch die in den meisten Modi der assistierten Beatmung vorhandene einstellbare mandatorische Beatmungsfrequenz vermeiden.

Darüber hinaus bieten Sicherheitsmaßnahmen wie die Apnoebeatmung zusätzlichen Schutz. Bleiben beispielsweise bei der ASB-Beatmung Spontanatemzüge aus, wird automatisch ein Backup-Modus aktiviert, der die Patientin oder den Patienten kontrolliert beatmet.¹²

Kontrollparameter

Um die Wirksamkeit der assistierten Beatmung zu beurteilen, können verschiedene Kontrollparameter wie die Atemfrequenz herangezogen werden. Ab welcher Atemfrequenz eine assistierte Beatmung erfolgreich ist, muss individuell kritisch bewertet werden. 

Grundsätzlich gilt die nicht-invasive Beatmung (NIV) als erfolgreich, wenn die Atemfrequenz um etwa 20 % abnimmt. Eine invasive Beatmung ist indiziert, wenn die Atemfrequenz über 35/min oder unter 7/min liegt.² Darüber hinaus können folgende Parameter zur Kontrolle herangezogen werden:

Assistierte Beatmung mit WEINMANN

Die Beatmungsgeräte MEDUMAT Standard² und MEDUVENT Standard von WEINMANN bieten folgende Modi für die assistierte Beatmung:

MEDUMAT Standard² ist der ideale Begleiter im Rettungsdienst. Mit einem Gewicht von nur 2,5 kg ist er besonders handlich und seine Akkulaufzeit von 10 Stunden gewährleistet eine zuverlässige Verfügbarkeit während des gesamten Einsatzes. Das Gerät kann bereits bei Patientinnen und Patienten ab einem Körpergewicht von 3 kg eingesetzt werden und eignet sich somit für Erwachsene und Säuglinge gleichermaßen.

MEDUVENT Standard zählt mit 2,1 kg zu den leichtesten turbinenbetriebenen Notfallbeatmungsgeräten weltweit. Das Beatmungsgerät kann einen Erwachsenen bei typischen Beatmungseinstellungen etwa 7,5 Stunden lang ohne externe Druckgasversorgung beatmen – ohne dabei die eigenen Sauerstoffreserven zu verbrauchen. Auf diese Weise kann eine sichere Beatmung auch in herausfordernden Situationen mit eingeschränkter Ausstattung garantiert werden.

Beide Beatmungsgeräte sind intuitiv bedienbar, verfügen über übersichtlich angeordnete Bedienelemente und akustische sowie visuelle Warnsignale für maximale Patientensicherheit. In Notfallsituationen kann die Beatmung schnell und leitliniengerecht über die Eingabe der Körpergröße gestartet werden. 

¹ https://www.amboss.com/de/wissen/maschinelle-beatmung/

² https://viamedici.thieme.de/lernmodul/6772238/4915521/beatmung

³ Schwab et. al (2012): Neurointensiv [Neurointensive care]. 2nd edition Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, p. 17.

⁴ Lang, Hartmut (2020), Beatmung für Einsteiger, Theorie und Praxis für die Gesundheits- und Krankenpflege [Ventilation for beginners, theory and practice for healthcare]. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, p. 228 ff.

⁵ Hartmut Lang (2017): Außerklinische Beatmung. Basisqualifikationen für die Pflege heimbeatmeter Menschen [Out-of-hospital ventilation. Basic qualifications for nursing people on ventilation at home]. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, p. 372

⁶  https://register.awmf.org/assets/guidelines/001-021l_S3_Invasive_Beatmung_2017-12.pdf, p. 49

⁷ https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7236064/

⁸ Hartmut Lang (2017): Außerklinische Beatmung. Basisqualifikationen für die Pflege heimbeatmeter Menschen [Out-of-hospital ventilation. Basic qualifications for nursing people on ventilation at home]. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, p. 97

⁹ R. Larsen, T. Ziegenfuss (2017). Pocket Guide Beatmung [Pocket Guide to Ventilation]. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag

¹⁰ Schwab et. al (2012): Neurointensiv [Neurointensive care]. 2nd edition Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, p. 142.

¹¹ https://www.bildungsinstitut-rlp.drk.de/fileadmin/downloads/Rettungsdienst-weitere_Ausbildungen/Weiterbildung_Intensivtransport/Beatmung_aktuell__Schreibgeschu__tzt___Kompatibilita__tsmodus_.pdf

¹² https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7531439/