Protektive Beatmung: Runter mit dem Druck!


3D-Neutronentomografie einer Rattenlunge, Bild: Robert Metzke/TUM

3D-Neutronentomografie einer Rattenlunge, Bild: Robert Metzke/TUM

München (idw) – Das Projekt „Protektive Beatmungskonzepte“ der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) arbeitet an einem Computermodell der Lungenfunktion. Die in unseren Lehrbüchern verbreitete Vorstellung über die Lungenfunktion sind teilweise falsch.

Aktuellen Schätzungen zufolge werden in Europa jedes Jahr mehr als 100.000 Patienten mit akutem Lungenversagen intensivmedizinisch behandelt. Müssen Patienten mehrere Tage künstlich beatmet werden, sinkt die Überlebensrate auf unter 50 Prozent. Viele der überlebenden Patienten tragen schwere Lungenschäden davon und leiden ihr Leben lang unter den Folgen. Die behandelnden Ärzte stehen vor einem Dilemma: Viele Details der Lungenfunktion sind nicht bekannt. Eine genaue Steuerung der Beatmung ist daher kaum möglich.

Wissenschaftler der TU München und der Universität Freiburg entwickeln nun ein Modell, das die Grundlagen für eine Feinabstimmung der Beatmung schafft und damit vielen Patienten das Leben retten könnte. Als Bild gebendes Verfahren nutzen sie die Neutronentomografie.

„Schon 40 mbar sind zu viel“

Wir versorgen uns mit dem lebenswichtigen Sauerstoff, indem unser Zwerchfell einen leichten Unterdruck erzeugt. Schon drei bis fünf Millibar reichen, um die Luft in unsere Lunge strömen zu lassen. Versagt unsere Lunge, liegt die einzige Überlebenschance in einer sofortigen künstlichen Beatmung. Anders als die natürliche Atmung, erfolgt die künstliche Beatmung mit Überdruck. Nur wenige Sekunden hat der behandelnde Arzt, um anhand von Faustformeln die Ersteinstellung des Beatmungsgeräts fest zu legen. Aus der Anzahl der Atemzüge pro Minute, dem Volumen jedes Atemzugs und dem Minimaldruck (Positive End-Expiratory Pressure, PEEP) stellt er ein Beatmungsmuster zusammen. Referenz sind der Sauerstoff- und der Kohlendioxidgehalt im Blut. Sinkt der Gehalt an lebenswichtigem Sauerstoff ab, so dreht der Arzt weiter auf. Nicht selten wird dabei ein Spitzendruck von bis zu 50 Millibar erreicht.

Weltweit belegen Studien, dass mit einer behutsameren Beatmungsstrategie, der so genannten lungenprotektiven Beatmung, die Überlebenswahrscheinlichkeit wesentlich verbessert werden könnte. „Schon 40 Millibar Druck ist für das Gewebe einer kranken Lunge viel zu hoch. Mit jedem Atemzug wird es überdehnt, das führt zu irreversiblen Schäden,“ sagt Prof. Dr. Josef Guttmann, Leiter der Arbeitsgruppe Klinische Atemphysiologie der Freiburger Universitätsklinik.

Bisher jedoch gibt es keine zuverlässigen Modelle, nach denen sich der behandelnde Arzt richten könnte. Aus Angst, dass die Lunge bei einem zu geringen Druck kollabieren könnte, wählen viele Ärzte lieber einen höheren Druck und wähnen sich damit auf der sicheren Seite. „Ein Trugschluss,“ so Guttmann, „es lohnt sich, um jedes Millibar Entlastung zu kämpfen.“

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