High PEEP

PEEP ist eine Abkürzung für Positive EndExpiratory Pressure (positiv-endexspiratorischer Druck). Damit wird das unterste Druckniveau bezeichnet, welches auch während der Exspiration aufrechterhalten wird. Die dazugehörige Meßeinheit ist mbar (z.B. bei den Evita®-Beatmungsgeräten), manchmal auch mmHg.

Normalerweise gleicht sich der Druck in der Lunge am Ende der Ausatmung dem Druck der Umgebung an (siehe Physiologie der Atmung). Zu therapeutischen Zwecken kann dies bei beatmeten Patienten verhindert werden . Der PEEP sorgt dafür, dass am Ende der Ausatmung ein bestimmter (am Respirator eingestellter) Druck zurückbleibt. Der physiologische PEEP liegt, durch den Stimmritzenschluss bedingt, bei circa 3 mmHg.

Diese Technik benutzt man z.B. um Flüssigkeiten aus dem Lungengewebe fernzuhalten oder bereits vorhandene Flüssigkeiten wieder zu verdrängen. Auch wird sie benutzt, um Atelektasen (das Kollabieren der Alveolen) zu verhindern.

Vorteile der Beatmung

• Vermeidung des endexspiratorischen Alveolarkollapses
• Verbesserung des Ventilations-/Perfusionsverhältnisses (V/Q)
• Offene bzw. geöffnete Lungenkompartimente werden geschient
• Reduzierung des intrapulmonalen Rechts-Links-Shunts
• Vergrößerung der funktionellen Residualkapazität (FRC)
• Verbesserung des Gasaustauches (Beachtung: Best-PEEP-Konzepte)

Nachteile, Nebenwirkungen und Kontraindikationen der Beatmung

Nachteilig wirkt sich ein PEEP auf die CO₂-Abatmung und den venösen Rückfluss zum Herzen aus. Dies ergibt auch gleichzeitig die Kontraindikationen für einen PEEP: Atemwegserkrankungen wie Asthma und kardiale Erkrankungen, die venösen Rückstrom verursachen. Durch die Erhöhung des Drucks im Brustraum verringert PEEP den Rückfluss des venösen Blutes zum Herzen, wodurch das Herzzeitvolumen sinken kann. Umgekehrt entsteht ein Rückstau in obere und untere Hohlvene (Vena cava superior, Vena cava inferior) mit entsprechenden Druckerhöhungen in vorgeschalteten Organen. Abhängig von der Höhe des PEEP kann es dadurch zu Schädigungen und Funktionseinschränkungen von Gehirn, Leber, Nieren und Darmbereichen kommen.

• Gefahr des Baro- und Volumentrauma bei zu hohem PEEP-Niveau.(Beachtung von LIP und UIP)
• Steigerung des pulmonalen Gefäßwiderstandes dadurch erhöhte rechtsventrikulärer Nachlast Zunahme.
• Zunahme des intrathorakalen Drucks
• Verminderung des venösen Rückstroms zum Herzen und somit Erhöhung des intrakraniellen Drucks
• Abfall des Herz-Zeit-Volumens (HZV)
• Abnahme der Organperfusion von Nieren-, Leber- und Darmbereichen
• Vorlastsenkung
• Erhöhung des zentralvenösen Drucks (ZVD)

Inflektionspunkte (Inflection points)

Beim unteren Inflektionspunkt (LIP) handelt es sich um den Punkt, an dem die Steigung von niedriger zu hoher Compliance wechselt. Dort wurde nach früherer Sichtweise das Ende des Recruitment von kollabierten Alveolen vermutet. Oberhalb des LIP galt nach klassischer Vorstellung die Lunge als vollständig rekrutiert, weshalb es das erklärte Ziel der lungenprotektiven Beatmungseinstellung war, den PEEP auf Werte oberhalb des LIP einzustellen, um ein repetitives Kollabieren und Wiedereröffnen von Alveolen innerhalb eines Atemzyklus zu vermeiden und den damit verbundenen mechanischen Scherstress für das Lungengewebe zu vermindern. Im Bereich des Wechsels von hoher zu niedrigerer Compliance liegt der obere Inflektionspunkt (UIP). Der UIP wurde als Punkt des Beginns der Überdehnung von Alveolen gesehen. Man nahm an, dass mit der Überschreitung des UIP bei der Beatmung der Gefahrbereich der mechanischen Überdehnung für die Lunge beginnt.

Inflektionspunkte geben einen Hinweis auf den Grad der (Unter-, Über-) Dehnung der Lunge.

Nach dem klassischen Konzept der Inflektionspunkte, lag der optimale Druck- und Volumenbereich der Beatmung zwischen unterem und oberem Inflektionspunkt. Man glaubte dadurch sowohl ein Kollabieren der Alveolen als auch eine Überdehnung des Lungengewebes zu vermeiden.

Der PEEP wird aus dem unteren Inflektionspunkt (LIP) der PV-Kurve bestimmt, wohingegen der Plateaudruck den oberen Inflektionspunkt (UIP) nicht überschreiten sollte.

Die Methoden der PEEP-Optimierung (Best-PEEP-Konzepte)

Diese kann durch 2 Kriterien erfolgen:

• Gasaustauschkriterien (PaO2 und PAcO2)
• Atemmechanische Kriterien (statische Compliance)

Es wird unter 2 Verfahren unterschieden:

• Aufsteigende PEEP-Reihe

Von einem niedrigen PEEP-Niveau erfolgt die Erhöhung des PEEP in 2-3 mbar Stufen unter Beachtung der hämodynamischen Stabilität. So wird der Punkt des besten Gasaustausches und der besten statischen Compliance ermittelt.

• Absteigende PEEP-Reihe

Von einem hohen PEEP-Niveau >20 mbar wird der PEEP in 2 mbar-Stufen erniedrigt. So kann der Punkt des kritischen Alveolarverschlussdrucks ermittelt werden.

Wichtig:

• Für jeden Patienten muss der „optimale PEEP“ ermittelt werden.
• Nur bei Hämodynamisch stabilen Patienten sollte ein „PEEP-trial“ durchgeführt werden.

High PEEP und inspiratorische Druckbegrenzung

Der PEEP oberhalb des LIP verhindert ein Kollabieren der belüfteten Alveolen und verbessert die Ventilation und Perfusion, der intrapulmonale Shunt wird reduziert und beugt der Entstehung von Atelektasen vor. Die Höhe des PEEP ist patientenabhängig und variiert im klinischen Verlauf. Zur Bestimmung der Höhe des PEEP und des Tidalvolumens ist die Kenntnis des LIP grundlegend und das Tidalvolumen wird mittels Form 6-7 ml/kg IdealKG eingestellt. Laut Studien von L. Engelmann, Universität Leipzig, hat es sich gezeigt, dass bei einer Mehrzahl der Patienten ein Initial-PEEP von 20 mbar ausreicht, um ein Kollabieren der Alveolen zu verhindern. Nach 24 Stunden schließt sich die schrittweise Reduktion von PEEP und P insp (=Pressure inspiratoric) um 2-3 mbar an, welche nicht von einem PaO2-Abfall gefolgt werden darf.

Die PEEP-Justierung wird erforderlich, weil sich zum PEEP der P insp addiert, welcher bei schlechter Compliance eine Höhe von 15-20 mbar ausmachen kann, die tolerablen Spitzendrücke von 35-40 mbar überschritten werden können und es außerdem zur Kreislaufdepression kommen kann, die volumen- und katecholamintechnisch korrigiert werden muss. Engelmann hat aber festgestellt, daß die meisten Patienten einen PEEP von 20 mbar durchaus vertragen. Eine inspiratorische Druckbegrenzung zwischen 30-35 mbar verhindert die Beatmung oberhalb des DIP und beugt einem Barotrauma und einer Überdehnung der Lunge vor. Als Folge der inspiratorischen Druckbegrenzung kann es zur Einschränkung des Atemminutenvolumens (AMV) mit konsekutiver permissiver Hyperkapnie kommen, welche im Gegensatz zu einer Erhöhung der oberen Druckgrenze eher akzeptabel ist.

siehe auch

• Beatmung

Quelle:

1)Prof. Dr. med. M. Quintel des Zentrum Anaesthesiologie, Rettungs- und Intensivmedizin in der Medizinischen Fakultät der Universität Göttingen

2)Medizinischen Fakultät der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau von Heike Christiane Knorpp

3)Atmen- Atemhilfen von Wolfgang Oczenski, ISBN 978-3-13-137698-5