Beatmung mit einem Beatmungsgerät

Von einer „künstlichen Beatmung“ oder Beatmungstherapie ist die Rede, wenn spezielle Beatmungsgeräte das Atmen unterstützen oder ganz übernehmen.

Wissenschaftliche Beratung:
Prof. Dr. István Vadász, Universitätsklinikum Gießen, DZL

Beatmungsgeräte kommen in unterschiedlichen Situationen zum Einsatz:

von der Notfallversorgung im Rettungswagen über
die Intensivstation im Krankenhaus bis zum
heimischen Schlafzimmer.

Bei akuten Erkrankungen wie einer schweren Lungenentzündung oder Verletzungen im Bereich von Brustkorb und Atemwegen kann eine künstliche Beatmung lebensrettend sein. Aber auch chronische Erkrankungen der Lunge, der Atemmuskeln oder der zuständigen Nerven können eine vorübergehende oder dauerhafte Beatmungstherapie erfordern.

Mehr zur Langzeit-Sauerstofftherapie (LTOT)

Eine künstliche Beatmung hilft Menschen mit eingeschränkter Atemfunktion, genügend Sauerstoff aufzunehmen und Kohlendioxid abzugeben. Die Spannbreite reicht von einer leichten Atemunterstützung bis hin zu einer vollständig maschinell kontrollierten Beatmung.

Kann der Körper sich mit der natürlichen (spontanen) Atmung nicht ausreichend mit Sauerstoff versorgen und/oder Kohlendioxid abgeben, spricht man von einer respiratorischen Insuffizienz. Dies kann unterschiedliche Ursachen haben. Um zu verstehen, warum eine Beatmung notwendig ist und worauf es im Einzelfall ankommt, lassen sich grob zwei Ursachen unterscheiden:

Probleme im gasaustauschenden System der Lunge
Probleme in der Funktion der Atempumpe

Die wichtigste Funktion der Atmung ist der Gasaustausch in den Lungenbläschen: Hier gibt der Körper Kohlendioxid an die Außenluft ab und belädt die roten Blutkörperchen mit Sauerstoff. Damit dies funktioniert, müssen die Lungenbläschen und ihre umgebenden Strukturen intakt sein. Ist das gasaustauschende System geschädigt, funktioniert das Abatmen von Kohlendioxid zwar meist noch gut, die Lunge kann aber nicht mehr ausreichend Sauerstoff aufnehmen.

Dies betrifft Erkrankungen wie:

Fachleute sprechen bei solchen Atemproblemen von einer hypoxämischen respiratorischen Insuffizienz. Bei diesen Erkrankungen ist eine Sauerstofftherapie beziehungsweise eine Beatmungstherapie mit Schwerpunkt auf die Sauerstoffversorgung wichtig.

Zur reinen Sauerstofftherapie kommt meist eine sogenannte High-Flow-Nasenkanüle (HFNC) zum Einsatz: Die Person erhält über eine Nasenbrille befeuchtete, sauerstoffreiche Luft mit einer hohen Durchflussrate. Hierbei handelt es sich streng genommen nicht um eine Beatmung, sondern um eine Atemunterstützung.

An der Atmung sind bei gesunden Menschen das Zwerchfell und auch verschiedene Muskeln im Brust- und Rippenbereich beteiligt. Beim Einatmen zieht sich das Zwerchfell nach unten zusammen (Bauchatmung) und/oder das Muskelkorsett zwischen den Rippen weitet den Brustkorb (Brustatmung). Dadurch vergrößert sich das Lungenvolumen und erzeugt einen Unterdruck – Luft strömt durch die Atemwege ein. Bei der Ausatmung entspannen sich die Muskeln.

Zuständig für die Steuerung der Atemmuskulatur ist ein Verbund von Nerven im Hirnstamm, das sogenannte Atemzentrum. Dieses ist über Nervenleitungen im Rückenmark mit den beteiligten Muskeln verbunden.

Die Atempumpe kann auf unterschiedlichen Ebenen gestört sein, zum Beispiel:

im Bereich des Gehirns (zentrale Atemregulationsstörung), z. B. bei der zentralen Schlafapnoe
im Bereich von Nerven und Muskeln (neuromuskuläre Störungen), z. B. bei der Amyotrophen Lateralsklerose (ALS)
im Bereich von Skelett und Brustkorb, z. B. bei einer sogenannten Trichterbrust oder schweren Rippenverletzungen

Fachleute sprechen auch von einer Ventilationsstörung. Anders als bei Erkrankungen des Lungengewebes, kann der Körper bei solchen Zuständen nicht ausreichend Kohlendioxid abgeben. Die Folge: Kohlendioxid reichert sich im Blut an. Diesen Zustand, den die Beatmung ausgleichen muss, nennen Fachleute Hyperkapnie.

Grundsätzlich lassen sich zwei Wege der Beatmung unterscheiden:

Die nicht-invasive Beatmung von außen über Mund und/oder Nase und
die invasive Beatmung über einen Schlauch in der Luftröhre.

Gut zu wissen:

Welche Beatmungsform sinnvoll ist, hängt von der Grunderkrankung und dem allgemeinen Gesundheitszustand der zu beatmenden Person ab.

Lungs symbol with stethoscope on blue background. World Tuberculosis Day.

Nicht-invasive Beatmung (englisch „Noninvasive Ventilation“, kurz NIV) bedeutet in der Regel die Beatmung über eine Atemmaske, die Mund und Nase umschließt. In bestimmten Fällen kommen auch Nasenmasken, Mundstücke oder Vollgesichtsmasken zum Einsatz. Die Maske ist über einem Schlauch mit einem Beatmungsgerät verbunden, das immer wieder sauerstoffreiche Luft abgibt.

Eine nicht-invasive Beatmung eignet sich zum Beispiel bei:

chronisch-obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) mit Lungenemphysem
einer schlecht belüfteten Lunge durch starkes Übergewicht (Obesitas-Hypoventilationssyndrom)
Erkrankungen des Nerven- und Muskelsystems
Erkrankungen des Brustkorbs und der Brustwirbelsäule (z. B. Skoliose)

Je nach Grunderkrankung sind bei der NIV verschiedene Einstellungen (Beatmungs-Modi) möglich. So lässt sich der Druck und das Volumen der Atemzüge variieren oder diese zusätzlich mit Sauerstoff anreichern.

Moderne Atemgeräte können sich auch an die Spontanatmung der angeschlossenen Person anpassen. Atemgeräte zur nicht-invasiven Beatmung kommen unter anderem in Krankenhäusern und Pflegeeinrichtungen, aber auch im Heimgebrauch zum Einsatz.

Gut zu wissen:

Eine nicht-invasive Beatmung bei Lungenerkrankungen kann dabei helfen,

Atemnot zu verringern,
die körperliche Belastbarkeit zu steigern,
besser zu schlafen und weniger müde zu sein,
die Konzentration zu verbessern und
Krankenhausaufenthalte zu vermindern.

Bei der invasiven Beatmung liegt die Verbindung zwischen biologischen und künstlichen Atemwegen innerhalb des Körpers. Meist führen die medizinischen Fachkräfte dazu (bei narkotisierten beziehungsweise bewusstlosen Patient:innen) einen dünnen Beatmungsschlauch über den Mund oder die Nase in die Luftröhre ein. Dieser sogenannte Endotrachealtubus führt sauerstoffreiche Luft direkt in die Lungen.

Dauert die Beatmung über einen längeren Zeitraum an, schaffen Ärzt:innen chirurgisch einen Zugang am Hals direkt in die Luftröhre (Tracheostomie). Hier setzen sie ein Röhrchen meistens aus Kunststoff ein (Trachealkanüle), das der Beatmung dient.

Eine invasive Beatmung kann lebensrettend sein in Notfällen, wenn die Atmung vollständig aussetzt oder nicht sicher ist, dass die Atemwege frei sind. Längerfristig kommt sie zum Einsatz, wenn die Beatmung über eine Maske nicht ausreicht oder nicht geeignet ist.

Eine Beatmungstherapie muss je nach Grunderkrankung unterschiedliche Anforderungen erfüllen – zum Beispiel die Sauerstoffversorgung zu sichern, einfallende Atemwege offen zu halten, die Atemfrequenz zu regulieren oder sich an die Atmung der betreffenden Person anzupassen. Dafür gibt es unterschiedliche Beatmungs-Modi, bei denen sich verschiedene Parameter individuell einstellen lassen. Zu den wichtigsten Parametern gehören:

Atemzüge pro Minute (Atemfrequenz)
die Dauer der Ein- und Ausatmung (Inspirationszeit und Exspirationszeit)
Beatmungsdrücke, wie zum Beispiel der Druck in der Lunge am Ende der Ausatmung (Positive End-Expiratory Pressure, PEEP)
Luftvolumen pro Atemzug (Tidalvolumen)
Sauerstoffkonzentration

CPAP: Continuous Positive Airway Pressure – kontinuierlicher Überdruck in den Atemwegen
BPAP: Biphasic Positive Airway Pressure – zweiphasigen Überdruck in den Atemwegen
PEEP: Positive End-Expiratory Pressure – Druck in der Lunge am Ende der Ausatmung
PIP: Peak Inspiratory Pressure – maximaler Druck während der Einatmung

CPAP steht für „Continuous Positive Airway Pressure“. Das bedeutet so viel wie „kontinuierlicher Überdruck in den Atemwegen“. CPAP kann sowohl bei der invasiven als auch bei der nicht-invasiven Beatmung zum Einsatz kommen, im Rettungsdienst und bei Beatmungsgeräten für den Heimgebrauch – immer dann, wenn es wichtig ist, die Atemwege durch einen Überdruck offen zu halten und das Einatmen aktiv zu unterstützen.

So hilft eine CPAP-Beatmung etwa bei einem Lungenödem dabei, dass nicht zu viel Flüssigkeit in die Lungenbläschen (Alveolen) eintritt. Eine dauerhafte CPAP-Therapie eignet sich zum Beispiel bei einer obstruktiven Schlafapnoe, also Atemaussetzern im Schlaf durch einfallende Atemwege im Rachenbereich. Die Betroffenen tragen in der Nacht eine Atemmaske, welche die Atemwege mit einem gleichbleibend erhöhten Luftdruck offenhält und die Sauerstoffversorgung sichert.

BPAP ist die Abkürzung für „Biphasic Positive Airway Pressure“, also einen zweiphasigen Überdruck in den Atemwegen. Während das Atemgerät bei der CPAP-Beatmung einen kontinuierlichen Überdruck aufrecht erhält, gibt es beim BIPAP-Modus zwei Druckniveaus:

Beim Einatmen ist der Druck höher,
beim Ausatmen niedriger.

Der maximale Druck während der Einatmung wird PIP (Peak Inspiratory Pressure) genannt. Das untere der beiden Druck-Niveaus – also jenes beim Ausatmen – entspricht dem PEEP-Wert. Eine Beatmung mit festgelegtem PEEP kann bei verschiedenen Lungenerkrankungen verhindern, dass Teile der Lunge bei der Ausatmung zusammenfallen.BPAP kommt bei verschiedenen Ausprägungen einer respiratorischen Insuffizienz zum Einsatz und eignet sich auch für den Übergang von einer maschinell kontrollierten Beatmung zur selbstständigen Atmung.

Nach einer langfristigen invasiven Beatmung gibt es oft eine Phase, die „Weaning“ (Entwöhnung) genannt wird. Oft ist die Atemmuskulatur geschwächt und muss sich langsam wieder aufbauen. Dabei kann zum Beispiel eine individuell eingestellte, und stufenweise verringerte BPAP-Therapie helfen.

Deutsche Gesellschaft für Anästhesiologie und Intensivmedizin e.V. (Hrsg.): S3-Leitlinie Invasive Beatmung und Einsatz extrakorporaler Verfahren bei akuter respiratorischer Insuffizienz
Deutsche Gesellschaft für Pneumologie und Beatmungsmedizin e.V. (Hrsg.): S3-Leitlinie Nichtinvasive Beatmung als Therapie der chronischen respiratorischen Insuffizienz
Deutsche Gesellschaft für Pneumologie und Beatmungsmedizin e.V. (Hrsg.): S2k-Leitlinie Nichtinvasive Beatmung als Therapie der akuten respiratorischen Insuffizienz
Deutsche Gesellschaft für Pneumologie und Beatmungsmedizin e.V. (Hrsg.): S2k-Leitlinie Prolongiertes Weaning

Für die Behandlung von Lungenkrankheiten stehen verschiedenste medikamentöse und nicht-medikamentöse Optionen zur Verfügung.

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Gut zu wissen:

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