Invasive Beatmung

Invasive Beatmung

In Notfällen ist die invasive Beatmung oft die einzige Möglichkeit, die Atemwege zu sichern, um den lebensnotwendigen Gasaustausch in der Lunge aufrecht zu erhalten. Sie kommt zum Einsatz bei akuter respiratorischer Insuffizienz, schweren Traumata wie Verbrennungen oder während operativer Eingriffe.1 Daher ist die invasive Beatmung aus der Notfall- und Intensivmedizin nicht wegzudenken. 

Allerdings geht sie auch mit Risiken einher. Deshalb kann in bestimmten Fällen die nicht-invasive Beatmung (NIV) die bessere Alternative sein. In diesem Artikel erklären wir, worauf Sie bei der invasiven Beatmung achten sollten, wann sie eingesetzt wird und welche möglichen Komplikationen auftreten können.

Definition: Was ist eine invasive Beatmung?

Die invasive Beatmung ist eine Form der maschinellen Beatmung, die in kritischen Situationen lebensrettend sein kann. Sie kommt zum Einsatz, wenn eine schwere Gasaustauschstörung vorliegt, also wenn der Körper nicht mehr ausreichend mit Sauerstoff versorgt wird und Kohlendioxid nicht mehr richtig abgeatmet werden kann. Vor allem aber wird sie angewandt, wenn die nicht-invasive Beatmung keinen Erfolg erzielt.2

Ziel der invasiven Beatmung ist es, Patientinnen und Patienten von der Atemarbeit zu entlasten und gleichzeitig schwerwiegende Komplikationen wie Sauerstoffmangel (Hypoxämie) oder einen Anstieg von Kohlendioxid im Blut (respiratorische Azidose) zu verhindern.3

Aufgrund möglicher Nebenwirkungen sollte die invasive Beatmung allerdings gezielt und möglichst nur kurzfristig durchgeführt werden. Denn die Atemunterstützung erfolgt über einen Tubus. 

Eine Alternative ist die Verwendung einer Trachealkanüle, bei der ein künstlicher Zugang zur Luftröhre geschaffen wird (Tracheostoma). Diese Methode wird meist bei Patientinnen und Patienten benötigt, die langfristig mechanisch beatmet werden müssen. Der Tubus hingegen ist das bevorzugte Verfahren bei akuter respiratorischer Insuffizienz.3

Eine spezielle Form der invasiven Beatmung ist die Hochfrequenz-Oszillationsbeatmung (engl.: High Frequency Oscillation Ventilation, kurz: HFOV). Dabei werden sehr kleine Atemzugvolumina bei gleichzeitig hohem Atemwegsdruck verabreicht. Das Ziel ist es, den Gasaustausch sicherzustellen, kollabierte Lungenareale wieder zu öffnen und beatmungsassoziierte Lungenschäden durch Druckerhöhung zu vermeiden. 

Allerdings wird die HFOV bei schwerem ARDS (Acute Respiratory Distress Syndrome) laut S3-Leitlinie für die invasive Beatmung nicht empfohlen, da die klinische Evidenz für ihren Erfolg bei erwachsenen Patientinnen und Patienten fehlt.4

Nicht-invasive Beatmung vs. invasive Beatmung

Die nicht-invasive Beatmung ist eine wirksame Behandlungsmethode bei Ateminsuffizienz, da sie hier im Vergleich zur invasiven Beatmung die Überlebensrate verbessert und das Infektionsrisiko senkt.5 Der große Vorteil der NIV besteht darin, dass die Patientinnen und Patienten weiterhin selbstständig atmen können. Das Beatmungsgerät liefert lediglich den nötigen Druck zur Unterstützung der Atmung.

Im Gegensatz zur invasiven Beatmung erfolgt die NIV über eine Beatmungsmaske, ohne dass ein invasiver Eingriff wie eine Intubation oder Tracheotomie erforderlich ist. Sobald es der Patientenzustand erlaubt, wird daher bei einer bestehenden invasiven Beatmung ein möglichst früher Wechsel zur NIV angestrebt.

Ein weiterer Vorteil der NIV ist, dass sie weniger belastend ist als die invasive Beatmung. Patientinnen und Patienten können während der Therapie essen und trinken. Die Entwöhnung von der Beatmung geht meist schneller. Zudem erfordert die nicht-invasive Beatmung in der Regel weniger intensive Betreuung, weshalb sie die bevorzugte Option für die Heimbeatmung darstellt.3

Allerdings ist die NIV nur bei vorhandener Spontanatmung möglich. Bei Patientinnen und Patienten ohne Eigenatmung oder mit schwerer Atemnot ist die invasive Beatmung die einzige Option. Einen Vergleich beider Beatmungsformen finden Sie in der folgenden Tabelle.6

Zugang/ Interface

Nicht-invasive Beatmung:

  • Über Atemmaske, Helm o. Ä.

Invasive Beatmung:

  • Über Tubus, Trachealkanüle oder supra- bzw. extraglottische Atemwege (z. B. Larynxtubus oder Larynxmaske)
  • Intubation oder Tracheotomie erforderlich 
Einsatz

Nicht-invasive Beatmung:

  • Leichte bis mittelschwere Ateminsuffizienz
  • Unterstützung der Spontanatmung

Invasive Beatmung:

  • Schwere Ateminsuffizienz
  • Fehlende Spontanatmung
  • Bei Kontraindikation oder Erfolglosigkeit der NIV
Vorteile

Nicht-invasive Beatmung:

  • Geringeres Infektionsrisiko
  • Kürzere Krankenhausaufenthalte

Invasive Beatmung:

  • Effektive Beatmung bei schwerem Atemversagen
  • Schutz vor Aspiration 
Nachteile

Nicht-invasive Beatmung:

  • Geringere Effektivität bei stärkerem Atemversagen

Invasive Beatmung:

  • Höheres Risiko von Komplikationen
  • Längere Krankenhausaufenthalte wegen Entwöhnung (Weaning)

Indikationen und Anwendungsfälle der invasiven Beatmung

Die invasive Beatmung wird dann notwendig, wenn die nicht-invasive Beatmung nicht ausreichend wirkt, nicht vertragen wird oder kontraindiziert ist. Zudem wird die akute respiratorische Insuffizienz standardmäßig noch mit der invasiven Beatmung behandelt.4

Die S3-Leitlinie für invasive Beatmung definiert drei Anwendungsfälle:6

  • Akute respiratorische Insuffizienz aufgrund von Gasaustauschstörungen, wenn die NIV versagt oder nicht angewendet werden kann, etwa bei schwerem, akutem Atemnotsyndrom (ARDS).
  • Akute oder drohende Atemwegsverlegung, wenn der Atemweg blockiert oder gefährdet ist.
  • Bewusstlosigkeit, bei der der Schutz der Atemwege nicht mehr gewährleistet ist.

Ein weiterer häufiger Anwendungsfall ist das Polytrauma, bei dem eine gesicherte Atemwegsversorgung und eine ausreichende Ventilation überlebenswichtig sind. Hier stabilisiert die invasive Beatmung die Gasaustauschfläche in den Lungenbläschen (Alveolen) und sorgt dafür, dass Kohlendioxid (CO₂) effektiv abgeatmet wird.

Auch im Rahmen einer Notfallnarkose wird die invasive Beatmung benötigt. In diesen Fällen übernimmt die maschinelle Beatmung vollständig die Atmung.1

Für Patientinnen und Patienten ohne chronische Lungenerkrankung gelten die nachfolgenden Richtwerte als Indikatoren für den Einsatz der invasiven Beatmung:

  • Atemfrequenz > 35/min oder < 7/min
  • paO2 < 40–70 mmHg
  • paCO2 > 50–60 mmHg
  • pH-Wert < 7,3
  • FEV1 < 10 ml/kg KG ⁷

Invasive Beatmung bei COPD

COPD (chronisch obstruktive Lungenerkrankung) ist eine langwierige, nicht heilbare Erkrankung, die oft mit langen Entwöhnungsphasen verbunden ist. Bei Patientinnen und Patienten mit COPD ist die nicht-invasive Beatmung in der Regel das bevorzugte Verfahren. 

Dennoch gibt es Situationen, in denen die invasive Beatmung notwendig wird, etwa wenn konservative Therapiemaßnahmen nicht ausreichen. Indikatoren hierfür können ein persistierender pH-Wert unter 7,25 oder eine Verschlechterung des klinischen Zustands trotz NIV sein. Auch wenn Patientinnen oder Patienten ins Koma fallen, ihre Schutzreflexe verlieren oder große Mengen zähen Sekrets nicht mehr effektiv abhusten können, sollte die invasive Beatmung in Betracht gezogen werden.

Hohe Kohlendioxidwerte (paCO2) allein sind jedoch keine eindeutige Indikation für eine invasive Beatmung, solange der Säure-Basen-Haushalt ausgeglichen bleibt und keine Symptome einer Hyperkapnie (erhöhter Kohlendioxidgehalt im Blut) auftreten. Daher ist es wichtig, den gesamten klinischen Zustand zu bewerten, ohne sich auf einzelne Atemparameter zu berufen. 

Insgesamt gilt: Der richtige Zeitpunkt für den Einsatz der invasiven Beatmung bei COPD muss sorgfältig abgewogen werden. Bei einer akuten Verschlechterung der COPD (Exazerbation) sollte der Übergang zur invasiven Beatmung weder zu früh noch zu spät erfolgen. Eine zu früh eingeleitete invasive Beatmung erhöht das Risiko zusätzlicher Komplikationen und kann den Krankenhausaufenthalt erheblich verlängern, da das Weaning bei COPD-Patientinnen und -Patienten häufig mit großem Aufwand und einem langwierigen Prozess verbunden ist.8 Wird zu lange gewartet, besteht das Risiko einer notfallmäßigen Intubation, da die Patientin oder der Patient in einen stuporösen oder komatösen Zustand gerät.9

Mögliche Komplikationen bei der invasiven Beatmung

Obwohl die invasive Beatmung in einigen Situationen lebensrettend und unverzichtbar ist, kann sie auch Komplikationen mit sich bringen.

Eine der häufigsten Komplikationen im Zusammenhang mit der invasiven Beatmung ist die ventilatorassoziierte Pneumonie (VAP). Das Risiko für eine Lungenentzündung liegt in den ersten 24 Stunden bei etwa 5,5 %. Nach zehn Tagen steigt es auf über 80 %. Besonders hoch ist das Risiko in den ersten vier Tagen, in denen über 50 % der VAP-Fälle auftreten.10

Ein weiteres Risiko der invasiven Beatmung ist das Barotrauma, also eine Überdruckschädigung der Lunge. Diese erhöht die Gefahr eines Pneumothorax, bei dem Luft in den Raum zwischen Lunge und Brustwand eindringt, was die Lunge zusammenfallen lässt.11

Ein ähnliches Problem ist das Volutrauma, das durch eine Überdehnung der Alveolen verursacht wird. Dabei entstehen Scherkräfte, die das Surfactant, eine Substanz, die den Kollaps der Alveolen verhindert, schädigen. Dadurch wird die Lungenfunktion verschlechtert, der Gasaustausch beeinträchtigt und es kommt zur Freisetzung von Sauerstoffradikalen und Entzündungsmediatoren, die das Lungengewebe weiter beeinträchtigen.12

Atemwegshilfsmittel für die invasive Beatmung

Für die invasive Beatmung sind gemäß der S2K-Leitlinie bestimmte Hilfsmittel erforderlich, um die Atemwege sicher zu halten. Dazu gehören der Endotrachealtubus, der über Mund oder Nase in die Luftröhre eingeführt wird, und die Trachealkanüle, die bei einem chirurgischen Zugang zur Luftröhre verwendet wird. Zusätzlich kommen supraglottische und extraglottische Atemwegshilfen (SGA/EGA) wie die Larynxmaske zum Einsatz, um die Atemwege zu sichern, wenn eine Intubation nicht möglich ist.12

Ergänzendes Zubehör sind Absauggeräte, um Sekrete aus den Atemwegen zu entfernen, HME-Filter, also Wärme- und Feuchtigkeitsaustauscher, und Schlauchheizungen, sodass die Atemluft ausreichend erwärmt und befeuchtet wird. Das verhindert das Austrocknen der Schleimhäute in den Bronchien und das Eindicken von Sekreten, was die Atmung erschweren kann.

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Beratungsgespräch vereinbaren

1 https://viamedici.thieme.de/lernmodul/6772238/4915521/beatmung#_859643A5_7DAC_417B_B2EB_E02855A5EE8C

2 https://www.usz.ch/fachbereich/neonatologie/angebot/invasive-beatmung/

3 https://www.resmed.de/medizinisches-fachpersonal/beatmung/niv-therapie/mechanische-beatmung/

4 https://register.awmf.org/assets/guidelines/001-021l_S3_Invasive_Beatmung_2017-12.pdf

https://register.awmf.org/assets/guidelines/020-008l_S3_Nichtinvasive-Beatmung-Therapie-chronische-respiratorische-Insuffizienz_2024-07.pdf

6 https://wieder-selbst-atmen.de/was-versteht-man-unter-einer-invasiven-beatmung/

7 Larsen, R. & Mathes, A. (2023): Beatmung. Indikation – Techniken – Krankheitsbilder [Ventilation. Indications - Techniques - Clinical Pictures]. 7th edition Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, p. 542.

8 Larsen, R.; Mathes, A. (2023): Beatmung. Indikation – Techniken – Krankheitsbilder [Ventilation. Indications - Techniques - Clinical Pictures]. 7th edition Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, p. 542f.

9 Fresenius, Heck, Zink (2014): Repetitorium Intensivmedizin [Intensive Care Medicine Tutorial]. 5th edition Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, p.159.

10 Fresenius, M.; Heck, M.; Zink, W. (2014): Repetitorium Intensivmedizin [Intensive Care Medicine Tutorial]. 5th edition Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag.

11 https://flexikon.doccheck.com/de/Surfactant

12 https://register.awmf.org/assets/guidelines/020-008l_S2k_NIV_Nichtinvasive_invasive_Beatumung_Insuffizienz_2017-10-verlaengert.pdf