Beatmung

Von , Ärztin
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Valeria Dahm

Valeria Dahm ist freie Autorin in der NetDoktor-Medizinredaktion. Sie studierte an der Technischen Universität München Medizin. Besonders wichtig ist ihr, dem neugierigen Leser Einblick in das spannende Themengebiet der Medizin zu geben und gleichzeitig inhaltlichen Anspruch zu wahren.

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Bei der Beatmung wird die Atmung des Patienten unterstützt oder ersetzt. Sie kommt immer dann zum Einsatz, wenn der Betroffene nicht oder nur noch unzureichend selbst atmen kann. Es werden verschiedene Beatmungsformen unterschieden. Mehr darüber und über die möglichen Risiken einer Beatmung lesen Sie hier!

Beatmung

Was ist eine Beatmung?

Die Beatmung ersetzt oder unterstützt die eigene Atmung von Patienten, deren Spontanatmung ausgefallen ist (Apnoe) oder nicht mehr für die Aufrechterhaltung der Körperfunktionen ausreicht. Durch die fehlende oder unzureichende Sauerstoffzufuhr steigt der Kohlenstoffdioxid-Gehalt im Körper, während der Sauerstoff-Gehalt abfällt.

Die Beatmung steuert dem entgegen. Ihre Wirksamkeit lässt sich durch Blutgasanalysen, über die Messung der Lichtabsorption beim Durchleuchten der Haut (Pulsoxymetrie) oder die Konzentration an Kohlenstoffdioxid in der Ausatemluft (Kapnometrie) messen.

Verschiedene Beatmungstechniken

Es gibt viele verschiedene Beatmungstechniken. Sie lassen sich nach unterschiedlichen Kriterien einteilen. Prinzipiell gibt es etwa die manuelle Beatmung mit einem Handbeatmungsbeutel für den Notfall und die maschinelle Beatmung mit einem Beatmungsgerät (Respirator). Letztere kann man je nach dem Zugangsweg in nicht-invasive und invasive Beatmung einteilen:

  • nicht-invasive Beatmung (NIV-Beatmung): Darunter versteht man eine maschinelle Beatmung über eine Beatmungsmaske oder einen Beatmungshelm.
  • invasive Beatmung (IV-Beatmung): Damit bezeichnet man eine maschinelle Beatmung über ein Rohr oder einen dünnen Schlauch, das/der in die Luftröhre eingeführt wird (Endotrachealtubus bzw. Trachelkanüle).

Ausserdem kann man die maschinelle Beatmung grob untergliedern in kontrollierte und assistierte Beatmung - je nachdem, wie viel Atemarbeit das Beatmungsgerät übernimmt:

  • Kontrollierte Beatmung: Hier übernimmt der Respirator, also die Beatmungsmaschine, die vollständige Atemarbeit - unabhängig von einer eventuell bestehenden Eigenatmung des Patienten.
  • Assistierte Beatmung: Hier leistet der Patient den grösseren Anteil der Atemarbeit und der Atemregulation. Das Beatmungsgerät unterstützt ihn dabei wie ein zusätzlicher Atemmuskel.

Es gibt verschiedene Techniken sowohl der kontrollierten als auch der assistierten Beatmung (mehr dazu weiter unten).

Wann führt man eine Beatmung durch?

Eine Beatmung wird immer dann nötig, wenn die natürliche Spontanatmung nicht ausreicht, genügend Sauerstoff ein- und Kohlenstoffdioxid auszuatmen. Je nach Ursache wählt der Arzt die passende Beatmungsform bzw. -technik aus.

So reicht bei Menschen mit chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) oder Erkrankungen mit Atemmuskelschwäche meist eine Beatmung während der Nacht zur Erholung der Atemmuskulatur aus. Diese kann auch als Heimbeatmung mit Respiratoren zu Hause durchgeführt werden.

Ein akutes Atemnotsyndrom (acute respiratory distress syndrome, ARDS), verursacht beispielsweise durch Lungenentzündung, Lungenembolie, Blutvergiftung (Sepsis) oder verschiedene Medikamente und Giftstoffe, erfordert meist eine vorübergehende Beatmung. Manchmal wird dem Atemgas dabei Stickstoffmonoxid beigemischt (NO-Beatmung), um den Sauerstoffgehalt des Blutes zu steigern.

Während einer Vollnarkose (Narkose) müssen Patienten ebenfalls beatmet werden, da durch die Narkosemittel die Spontanatmung ausgeschaltet wird.

Bei Patienten im Koma oder solche, die aufgrund einer Lähmung nicht mehr eigenständig atmen, stellt eine langfristige maschinelle Beatmung die Sauerstoffversorgung sicher.

Was macht man bei einer Beatmung?

Im Gegensatz zur Spontanatmung presst die künstliche Beatmung Atemgas durch Überdruck in die Lunge. Die nicht-invasive künstliche Beatmung nutzt hierfür Masken, die über Mund und Nase gestülpt werden, während die invasive Beatmung über einen Schlauch, der über Mund oder Nase bis in die Luftröhre geschoben wird, erfolgt (Intubation). Zur Anwendung kommen verschiedene Behandlungsformen.

Achtung: Es gibt für die verschiedenen Behandlungsformen keine international einheitlichen Bezeichnungen!

Kontrollierte Beatmung

Wie oben erwähnt, übernimmt bei der kontrollierten Beatmung (controlled mechanical ventilation oder continous mandatory ventilation, CMV) der Respirator die gesamte Atemarbeit und wird nicht durch eine gegebenenfalls noch vorhandene Spontanatmung des Patienten beeinflusst.

Dabei unterscheidet man zwischen volumen- und druckkontrollierter Beatmung:

Weltweit am häufigsten wird die volumenkontrollierte Beatmung angewendet. Hier wird in einer vorgegebenen Zeit ein bestimmtes Volumen pro Atemzug gegeben. Ist das entsprechende Atemvolumen erreicht, wird die Ausatmung eingeleitet. Englische Bezeichnungen für diese Beatmungsform sind "volume-controlled ventilation (VCV) oder "volume-controlled mechanical ventilation" oder "volume-controlled continous mandatory ventilation" (VC-CMV).

Eine volumengesteuerte Beatmungsform ist auch die IPPV-Beatmung (intermittent-positive-pressure ventilation). Hier fällt der Druck in der Lunge bei der Ausatmung passiv auf Null ab. Diese Technik kommt heute aber kaum noch zur Anwendung. Stattdessen wählt man als volumenkontrollierte Beatmung meist die Variante CPPV (continous-positive-pressure ventilation): Bei dieser Beatmungstechnik hält das Beatmungsgerät einen positiven Druck in der Lunge bei der Ausatmung aufrecht (PEEP = positive endexpiratory pressure). So wird verhindert, dass die Lungenbläschen am Ende jeder Ausatmung in sich zusammenfallen (kollabieren). Im Grunde ist eine CPPV also eine IPPV mit PEEP.

Für die druckkontrollierte Beatmung (pressure-controlled ventilation, PCV-Beatmung) stellt die Beatmungsmaschine einen bestimmten Druck, der nicht überschritten wird, in den Atemwegen und den Lungenbläschen her, damit so viel Sauerstoff wie möglich aufgenommen werden kann. Sobald der Druck hoch genug ist, startet die Ausatmung. Die Lunge wird damit vor einer Überdehnung und Schäden, die damit einhergehen, bewahrt.

Assistierte Beatmung

Sie kommt in Betracht für Patienten, bei denen die Spontanatmung ganz oder teilweise erhalten ist. Mit einem Beatmungsgerät (oder manuell durch eine andere Person) wird dieses spontane Atmen synchronisiert unterstützt. Das Ganze kann volumenunterstützt (volume-support ventilation, VSV-Beatmung) oder druckunterstützt (pressure-support ventilation, PSV-Beatmung) erfolgen.

Letzteres passiert bei der Assistierten Spontanatmung (assisted spontaneous breathing, ASB). Die spontane Beatmung wird hier druckunterstützt: Das Beatmungsgerät gibt den Druck während der Einatmung (Inspirationsdruck) und den Volumenateil des Sauerstoffs im einzuatmenden Gasgemisch vor. Ausserdem hält es den Atemwegsdruck am Ende des Ausatmens aufrecht, damit die Lungenbläschen offenbleiben (PEEP). Der Patient selbst kann bei der ASB-Beatmung die Atemfrequenz und Atemtiefe bestimmen.

Auch die SIMV-Beatmung und die CPAP-Beatmung sind Varianten einer assistierten Beatmung:

Synchronisierte intermittierende mandatorische Ventilation (SIMV-Beatmung)

Bei der SIMV-Beatmung wird eine assistierte Spontanatmung des Patienten mit der kontrollierten Beatmung kombiniert. Der Respirator unterstützt den Patienten, wenn ihn dieser durch Atembemühungen auslöst. Der Abstand zwischen zwei Einatmungsphasen wird dabei festgelegt. Atmet der Patient nun ausserhalb dieser Abstände, atmet er ohne Unterstützung eigenständig. Bleibt die Auslösung durch die Eigenatmung komplett aus, beatmet der Respirator selbständig.

CPAP-Beatmung

Bei der CPAP-Beatmung wird die Spontanatmung des Patienten durch einen dauerhaften Überdruck (positive endexpiratory pressure; PEEP) unterstützt. Der Patient bestimmt selbst Atemtiefe und Atemfrequenz, kann aber leichter einatmen und mehr Sauerstoff aus der Atemluft schöpfen, weil die Lungenbläschen durch den Überdruck offen gehalten werden. Diese Form wird häufig als Therapie bei Atemstillständen während des Schlafs (Schlafapnoe) verwendet.

Mehr zu dieser Beatmungsform lesen Sie hier.

Hochfrequenzbeatmung (high-frequency-oscillation-ventilation; HFO-Beatmung)

Die Hochfrequenzbeatmungen nimmt eine Sonderstellung ein und wird vor allem vor allem bei Kindern und Neugeborenen eingesetzt. Bei der HFO-Beatmung werden Turbulenzen in den Luftwegen erzeugt, so dass die Atemluft in der Lunge ständig vermischt wird. Dadurch kommt es trotz  geringen Beatmungsvolumens zu einem verbesserten Gasaustausch.

Welche Risiken birgt eine Beatmung?

Neben Hautreizungen oder Wunden durch die Maske oder den Tubus kann es zu Komplikationen durch die Beatmung selbst kommen. Dazu zählen:

  • Schädigung der Lunge durch Druck
  • Lungenentzündung
  • Steigerung des Drucks im Brustkorb
  • Magenblähung
  • Verminderung des venösen Rückstroms zum Herzen
  • Steigerung des Gefässwiderstandes in der Lunge
  • Verminderung der Pumpleistung des Herzens
  • Verminderung der Nieren- und Leberdurchblutung
  • Steigerung des Hirndrucks

Eine lungenprotektive Beatmung vermindert oder verhindert derartige Schäden, indem sie Beatmungsdrücke und Beatmungsvolumina begrenzt.

Was muss ich nach einer Beatmung beachten?

Während eine kurzfristige Beatmung nur sehr selten Probleme nach sich zieht, kann es bei einer Beatmung über einen längeren Zeitraum zu Gewöhnungseffekten kommen - der eigene Atemantrieb geht zurück, die Atemhilfsmuskulatur wird abgebaut. Der Patient muss also das eigenständige Atmen wieder "erlernen". Deshalb wird eine maschinelle Beatmung nicht abrupt beendet, sondern in einer Entwöhnungsphase ("weaning") schrittweise vermindert. Dabei wird der eigene Atemantrieb gefördert und die Muskulatur Stück für Stück wieder aufgebaut. 

Autoren- & Quelleninformationen

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Dieser Text entspricht den Vorgaben der ärztlichen Fachliteratur, medizinischen Leitlinien sowie aktuellen Studien und wurde von Medizinern geprüft.

Autor:
Valeria Dahm
Valeria Dahm

Valeria Dahm ist freie Autorin in der NetDoktor-Medizinredaktion. Sie studierte an der Technischen Universität München Medizin. Besonders wichtig ist ihr, dem neugierigen Leser Einblick in das spannende Themengebiet der Medizin zu geben und gleichzeitig inhaltlichen Anspruch zu wahren.

Quellen:
  • "Beatmung" (Stand: 10.06.2022), Lern-Modul von via medici - Online-Plattform von Thieme für Medizinstudierende, unter: https://viamedici.thieme.de
  • Larsen, R. et al.: Beatmung: Indikationen - Techniken - Krankeitsbilder, Springer Verlag, 6. Auflage 2018
  • Oczenski, W.: Atmen – Atemhilfen: Atemphysiologie und Beatmungstechnik, Georg Thieme Verlag, 10. Auflage 2017
  • Rathgeber, J.: Grundlagen der maschinellen Beatmung: Einführung in die Beatmung für Ärzte und Pflegekräfte, Georg Thieme Verlag, 2. Auflage 2010
  • Ullrich, L. & Stolecki, D.: Intensivpflege und Anästhesie – Weiterbildung Pflege, Georg Thieme Verlag, 3. Auflage 2015
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