PEEP bei der Beatmung
Die Beatmung mit positiv endexspiratorischem Druck (PEEP) steht in direktem Zusammenhang mit der funktionellen Residualkapazität (FRC), dem Lungenvolumen, das nach einer normalen Exspiration verbleibt. Bei gesunden Patientinnen und Patienten liegt die FRC bei etwa 2000 bis 2400 ml, was einen physiologischen PEEP von 1 bis 2 mbar erzeugt. Dieser intrapulmonale Druck hält die Alveolen und Atemwege offen und ermöglicht den Gasaustausch während der Ausatemphase. Zudem erleichtert die durch PEEP bedingte Vordehnung der Lunge die nachfolgende Inspiration.
Bei invasiv beatmeten Patientinnen und Patienten kann die FRC aufgrund des Tubus oder der Trachealkanüle verringert sein, was eine suboptimale Ventilation der Lunge zur Folge hat. Auch die Patientenlage beeinflusst die FRC: In Rückenlage kann sich das Zwerchfell nach oben verschieben und den Raum für die Lungenausdehnung verringern, insbesondere bei relaxierten Personen. Zusätzlich führt die Schwerkraft zu einer ungleichmäßigen Blutverteilung in der Lunge, was einen Kollaps peripherer Atemwege und eine Shuntdurchblutung begünstigen kann. Um diesen Problemen entgegenzuwirken, wird der PEEP bei der Beatmung eingestellt. Dadurch erhöht sich die FRC, der Gasaustausch in der Lunge wird verbessert und der Kollaps von Alveolen sowie Atelektasen verhindert.1
Erfahren Sie in diesem Artikel mehr über die Beatmung mit PEEP – von der Definition, über die richtige Einstellung bis hin zu Vor- und Nachteilen. Darüber hinaus stellen wir Ihnen die Beatmungsgeräte von WEINMANN vor, mit denen Sie eine Beatmung mit PEEP zuverlässig durchführen können.2
PEEP und Beatmung: Definition
PEEP (engl.: Positive End-Expiratory Pressure) ist der positive Druck, der am Ende der Ausatmung in der Lunge aufrechterhalten wird. Er liegt über dem normalen atmosphärischen Druck und stellt den niedrigsten Druckwert im Atemzyklus dar.
Der PEEP wird im Rahmen der maschinellen Beatmung eingesetzt, um physiologische Mechanismen der Atmung zu simulieren. Während der Spontanatmung wird durch den Verschluss der Stimmritze (Glottis) am Ende der Ausatmung ein Druck von 1–2 mbar in der Lunge erzeugt.³
Die Beatmung mit PEEP kann die Oxygenierung verbessern, indem sie Alveolen und Atemwege stabilisiert, offen hält und die Entstehung von Atelektasen verhindert. Durch die Erhöhung der funktionellen Residualkapazität (FRC) wird der Gasaustausch auch während der Exspiration fortgeführt und eine gesicherte Ventilation ermöglicht.
Extrinsischer PEEP
Der extrinsische PEEP ist der künstlich erzeugte PEEP, der elektronisch durch ein Beatmungsgerät erzeugt und eingestellt wird. An einem Beatmungsbeutel kann der PEEP mit Hilfe eines externen mechanischen PEEP-Ventils eingestellt werden.
Intrinsischer PEEP
Der intrinsische PEEP – auch Auto-PEEP genannt – wird nicht durch die Beatmung verursacht oder eingestellt, sondern entsteht bei Patientinnen und Patienten mit Atemwegsobstruktionen. Hier reicht die Exspirationszeit nicht für einen vollständigen Druckausgleich aus, sodass vor der nächsten Inspiration noch Luft in der Lunge verbleibt.
Betroffen sind Patientinnen und Patienten mit Erkrankungen, die den Luftstrom behindern oder die Atemwege verengen – wie Asthma oder COPD. Sie haben Schwierigkeiten beim Ausatmen, da die Atemwege kollabieren können. Die Ausatmung geht für sie mit Anstrengung einher. Um diesem Gefühl entgegenzuwirken, atmen Betroffene oft vorzeitig erneut ein. Dieser Mechanismus trägt zu einem dauerhaft erhöhten Luftdruck in der Lunge bei.4
PEEP-Normwerte
Die meisten modernen Beatmungsgeräte erlauben die Einstellung von PEEP-Werten zwischen 0 mbar und 35 mbar. Der optimale PEEP-Wert für die Beatmung variiert je nach Situation und Patientenzustand.
Das internationale ARDS-Netzwerk empfiehlt, den PEEP in Abhängigkeit von der benötigten Sauerstoffkonzentration (FiO2) einzustellen. Ein erhöhter Sauerstoffbedarf deutet auf eine Oxygenierungsstörung hin, die oft mit einem Kollaps der Lungenbläschen einhergeht. In solchen Fällen kann ein höherer PEEP erforderlich sein, um mehr Alveolen zu rekrutieren und den Gasaustausch zu verbessern.
Die folgende Tabelle zeigt die empfohlenen PEEP-Werte in Abhängigkeit von der Sauerstoffgabe, basierend auf den Richtlinien des ARDS-Netzwerks:5
- Wert
FiO2: 30
PEEP: 5
- Wert
FiO2:40
PEEP: 5-8
- Wert
FiO2: 50
PEEP: 8-10
- Wert
FiO2: 60
PEEP: 10
- Wert
FiO2: 70
PEEP: 10-14
- Wert
FiO2: 80
PEEP: 14
- Wert
FiO2: 90
PEEP: 14-18
- Wert
FiO2: 100
PEEP: 18-24
Indikation für eine Beatmung mit PEEP
Grundsätzlich sollte der PEEP bei jeder invasiven und nicht-invasiven Beatmung eingesetzt werden, um einem Abfall der funktionellen Residualkapazität entgegenzuwirken. In der Intensivmedizin ist die Anwendung der PEEP-Beatmung daher Standard. Hierbei genügt in der Regel ein PEEP von 5 mbar.
Auch Patientinnen und Patienten mit Oxygenierungsstörungen oder restriktiven Lungenerkrankungen profitieren von der Beatmung mit PEEP. PEEP kann hier die FRC und die Compliance des Atmungssystems verbessern. Beispiele für solche Erkrankungen sind:6
- Nicht-kardiales und kardiales Lungenödem
- Akutes Lungenversagen (ARDS)
- Pneumonie
Kontraindikation
Bei Patientinnen und Patienten mit Atemwegserkrankungen, die zu einem intrinsischen PEEP führen können, kann die Beatmung mit PEEP kontraindiziert sein. Das betrifft insbesondere Patientinnen und Patienten mit COPD oder Asthma. Allerdings kann der PEEP, sofern er niedriger als der Auto-PEEP ist, bei der Beatmung von COPD-Betroffenen auch zur Offenhaltung der kleinen Atemwege beitragen. Die Anwendung der PEEP-Beatmung ist bei COPD somit umstritten.6
Vorteile und Risiken der Beatmung mit PEEP
Die Beatmung mit PEEP ist in der modernen Intensiv- und Notfallmedizin unverzichtbar. Allerdings bringt sie je nach Höhe der Einstellung des PEEP auch potenzielle Risiken mit sich. In dieser Tabelle finden Sie zentrale Vor- und Nachteile in Bezug auf die Beatmung mit PEEP.
Vorteile
PEEP reduziert das Risiko eines Alveolarkollaps und der Entstehung von Atelektasen, indem er die Stabilität der Alveolen gewährleistet und zur Wiedereröffnung bereits atelektatischer Lungenareale beiträgt.
Daneben mindert der PEEP bei der Beatmung die Abnahme des erhöhten Shuntvolumens. Dadurch wird eine verbesserte Oxygenierung erzielt.
Zusätzlich erhöht der PEEP die funktionelle Residualkapazität, sodass nach der Exspiration mehr Luft in der Lunge verbleibt, was den Gasaustausch unterstützt. Durch die Vordehnung der Atemwege wird der Atemwegswiderstand verringert und die Atemarbeit erleichtert.7
Darüber hinaus kann die Beatmung mit PEEP auch zur Vorbeugung von Lungenödemen beitragen. Bei einem Lungenödem sammelt sich Flüssigkeit in der Lunge an, was den Gasaustausch beeinträchtigt. Der PEEP fördert die Umverteilung dieser Flüssigkeit aus den Alveolen in das Interstitium – den Raum zwischen den Alveolen und den Blutgefäßen.8
Risiken
Die Wahl des optimalen PEEP-Werts ist eine zentrale Herausforderung bei der Beatmung. Ein zu niedriger PEEP kann zum Kollaps der Alveolen während der Exspiration führen. Werden die Alveolen bei der Inspiration erneut rekrutiert, besteht das Risiko von ventilationsinduzierten Lungenschäden. Ein zu hoher PEEP kann hingegen die Lunge überblähen.
Ein erhöhter PEEP kann zudem den Druck im Thorax erhöhen, was das Herz-Kreislauf-System belastet. Die intrathorakale Druckerhöhung kann zu einer Abnahme des Herzminutenvolumens und des Blutdrucks führen, das wiederum kann die Durchblutung und Funktion von Organen wie der Niere beeinträchtigen.9
PEEP bei der manuellen und maschinellen Beatmung
Bei der manuellen Beatmung erfolgt die Regulierung des PEEP über ein mechanisches Ventil mit integrierter Feder, das am Beatmungsbeutel angeschlossen wird, ein sogenanntes PEEP-Ventil. Das Ventil öffnet und schließt sich je nach Druckverhältnis zwischen dem Luftdruck vor dem Ventil und dem Federdruck.
Manuelle PEEP-Ventile ermöglichen eine Beatmung mit PEEP auch ohne Beatmungsgerät, was besonders in Situationen mit eingeschränkten Ressourcen wertvoll sein kann. Allerdings ist die Einstellung des PEEP mit manuellen Ventilen weniger präzise als bei maschinellen Beatmungsgeräten und erfordert daher Erfahrung im Umgang.10
Bei der maschinellen Beatmung wird der PEEP elektronisch über das Beatmungsgerät gesteuert. Das PEEP-Ventil ist in das Gerät integriert und es können detailreiche Einstellungen und kontinuierliche Messungen des Druckniveaus vorgenommen werden.11 Dabei wird ein vordefinierter positiver Druck während der Exspirationszeit aufrechterhalten. Dadurch wird eine höhere Genauigkeit erzielt und der Vorteil ist, dass kein zusätzliches Zubehör benötigt wird.
Beatmung mit PEEP in WEINMANN-Beatmungsgeräten
Der PEEP ist ein fester Bestandteil nahezu jeder maschinellen Beatmung, auch in der Notfallmedizin. Die Beatmungsgeräte von WEINMANN bieten Ihnen die Möglichkeit, den PEEP sowohl in druck- als auch in volumenkontrollierten Modi einzustellen, darunter PCV, aPCV, BiLevel + ASB, IPPV, S-IPPV, SIMV und SIMV + ASB. Die Einstellung ist einfach und übersichtlich.
Mit den Beatmungsgeräten MEDUMAT Standard² und MEDUVENT Standard erhalten Sie eine zuverlässige Beatmung in jeder Situation:
- MEDUMAT Standard²: Unser vielseitiges Beatmungsgerät mit 10 Stunden Akkulaufzeit ist bereits für Patientinnen und Patienten ab 3 kg Körpergewicht geeignet. Das macht MEDUMAT Standard² zum perfekten Begleiter für eine Vielzahl von Einsatzszenarien, insbesondere für längere Einsätze.
- MEDUVENT Standard: Das Gerät ist eines der leichtesten turbinenbetriebenen Notfallbeatmungsgeräte weltweit, mit einer Akkulaufzeit von bis zu 7,5 Stunden. Es ermöglicht die Beatmung mit Sauerstoffkonzentrationen von 21–100 % – ganz ohne externe Druckgasversorgung.
Beide Beatmungsgeräte zeichnen sich durch ihre intuitive Handhabung und umfassende Alarmfunktionen aus. Durch einen Nachtmodus bleiben Sie auch bei Dunkelheit einsatzfähig. Neben PEEP können Sie zahlreiche weitere Parameter einstellen, um die Beatmung individuell auf Ihre Patientinnen und Patienten abzustimmen. Das Monitoring der Druck- und Flowkurve ermöglicht es Ihnen, einen Überblick über sämtliche Parameter und den aktuellen Zustand Ihrer Patientin oder Ihres Patienten zu erhalten.
2 Larsen, R.; Mathes, A. (2023): Beatmung. Indikation – Techniken – Krankheitsbilder [Ventilation. Indications - Techniques - Clinical Pictures]. 7th edition Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, p. 122.
3 https://flexikon.doccheck.com/de/PEEP
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. 152.
5 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. 100, 281.
6 Larsen, R.; Mathes, A. (2023): Beatmung. Indikation – Techniken – Krankheitsbilder [Ventilation. Indications - Techniques - Clinical Pictures]. 7th edition Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, p. 284f.
7 Hartmut Lang (2017): Außerklinische Beatmung. Basisqualifikationen für die Pflege heimbeatmeter Menschen [Out-of-hospital ventilation. Basic qualifications for nursing home-ventilated patients]. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, p. 120-131.
8 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. 99.
9 Hartmut Lang (2017): Außerklinische Beatmung. Basisqualifikationen für die Pflege heimbeatmeter Menschen [Out-of-hospital ventilation. Basic qualifications for nursing home-ventilated patients]. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, p. 121f.