Nicht-invasive Atemunterstützung bei COVID-19-bedingtem akutem Lungenversagen

Die COVID-19-Pandemie hat weltweit die Notwendigkeit geschaffen, neue Strategien zur Behandlung von akutem Lungenversagen (ALV) zu entwickeln. Nicht-invasive Atemunterstützung (NIRS) wie CPAP (Continuous Positive Airway Pressure), BiPAP (Bi-level Positive Airway Pressure) und Hochfluss-Sauerstofftherapie (HFNCO) haben sich als wichtige Werkzeuge erwiesen, um die Notwendigkeit einer invasiven Beatmung zu verringern. Doch wie sicher und effektiv sind diese Methoden wirklich?

Leitlinien und theoretische Bedenken

Die Europäische Gesellschaft für Pneumologie und die Amerikanische Thoraxgesellschaft empfehlen NIRS, um eine Intubation bei hypoxämischem Lungenversagen zu vermeiden. Frühe Diskussionen konzentrierten sich jedoch auf zwei Hauptbedenken: das Risiko der Virusausbreitung durch Aerosole während der NIRS-Anwendung und die mögliche Verzögerung einer Intubation, falls NIRS versagt. Neuere Studien zeigen, dass NIRS-Geräte keine Aerosole erzeugen, aber bestehende Tröpfchen weiter verteilen können. Dies hat einige Sicherheitsbedenken gemildert, insbesondere wenn strenge Hygienemaßnahmen eingehalten werden.

Ein weiteres wichtiges Thema ist das Risiko einer selbstverursachten Lungenschädigung (SILI) durch übermäßige Anstrengung beim Einatmen bei schwerer Hypoxie. Beobachtungsdaten deuten darauf hin, dass eine frühe invasive Beatmung die Ergebnisse verschlechtern kann. Eine Studie berichtete von einer 23%igen Erhöhung der Sterblichkeit nach 60 Tagen bei früher Intubation im Vergleich zu einer verzögerten Intervention. Diese Erkenntnisse unterstreichen die Bedeutung einer sorgfältigen Abwägung zwischen den Vorteilen von NIRS und den Risiken einer Lungenschädigung.

Klinische Erfahrungen mit NIRS bei COVID-19

Ergebnisse von CPAP und BiPAP

Eine Übersicht über 24 Studien mit 2.159 COVID-19-Patienten zeigte, dass CPAP und BiPAP eine Intubation in 55% bzw. 59% der Fälle verhindern konnten. Die Erfolgsraten variierten je nach Patientenauswahl, Schweregrad der Erkrankung und klinischen Protokollen. Bemerkenswert ist, dass die durchschnittliche Infektionsrate des medizinischen Personals in diesen Studien bei 5% lag, was niedriger ist als die 12%, die in New York City während der ersten Pandemiewelle gemeldet wurden. Nur zwei Studien nutzten Unterdruckräume, was darauf hindeutet, dass Standardvorkehrungen wie Virenfilter und angemessene Schutzausrüstung in den meisten Fällen ausreichen.

Geräteeinsatz und Einstellungen

CPAP: Wird über eine Helm- oder Gesichtsmaske angewendet. Der Druck liegt normalerweise zwischen 10 und 15 cmH₂O. Helme werden bevorzugt, da sie Lecks minimieren und einen höheren positiven endexspiratorischen Druck (PEEP) liefern können, was die Lungenöffnung verbessert. Studien mit Helm-CPAP berichteten von einer Verbesserung der Sauerstoffsättigung (SpO₂) um mindestens 15% innerhalb einer Stunde bei ansprechenden Patienten.
BiPAP: Wird bei hyperkapnischen Patienten oder bei CPAP-Versagen eingesetzt. Die Einstellungen umfassen typischerweise einen PEEP von 6–12 cmH₂O und eine Druckunterstützung, die auf ein Atemzugvolumen von 4–6 ml/kg idealem Körpergewicht abzielt.
HFNCO: Wird häufig als Brücke oder Ergänzung zu CPAP/BiPAP eingesetzt, insbesondere bei Patienten mit moderater Hypoxie.

Vorteile von Helm-CPAP

Helmsysteme zeigten sich in der COVID-19-Behandlung als überlegen aufgrund:

Erhöhter Sicherheit: Geringere Aerosolverbreitung im Vergleich zu Gesichtsmasken.
Bessere PEEP-Verträglichkeit: Patienten tolerierten PEEP-Werte bis zu 15 cmH₂O ohne signifikante Barotraumata oder Kreislaufprobleme.
Verbesserte Lungenöffnung: Konsistente Verbesserungen der Sauerstoffsättigung und des PaO₂/FiO₂-Verhältnisses.

Klinische Entscheidungsfindung: Beginn, Überwachung und Entwöhnung von NIRS

Indikationen für CPAP

Hypoxie: PaO₂/FiO₂ <200 mmHg oder PaO₂ <60 mmHg unter herkömmlicher Sauerstofftherapie.
Atemnot: Atemfrequenz (AF) >30 Atemzüge pro Minute oder Einsatz der Atemhilfsmuskulatur.
Hochrisikogruppen: Adipositas (BMI >30 kg/m²) oder Begleiterkrankungen, die zu einer schnellen Verschlechterung führen können.

Kriterien für BiPAP

CPAP-Versagen: Anhaltende Hypoxie (PaO₂/FiO₂ <100 mmHg) oder respiratorische Azidose (pH <7,35).
Hyperkapnie: PaCO₂ >45 mmHg, oft bei Patienten mit COPD oder Adipositas-Hypoventilationssyndrom.
Individuelle Einstellungen: Druckunterstützung wird angepasst, um das Atemzugvolumen auf 6–8 ml/kg zu begrenzen.

Überwachung und Eskalation

Stündliche Bewertungen: Sauerstoffsättigung, Atemfrequenz und Atemanstrengung werden überprüft. Eine Verbesserung des PaO₂/FiO₂-Verhältnisses um 15–30% innerhalb von 1–2 Stunden deutet auf einen NIRS-Erfolg hin.
Eskalation zur invasiven Beatmung: Erforderlich bei Verschlechterung der Hypoxie, Kreislaufinstabilität oder Bewusstseinsstörungen.

Entwöhnungsprotokolle

CPAP-Entwöhnung: PEEP wird auf 5–6 cmH₂O reduziert, während die Sauerstoffkonzentration (FiO₂) unter 50% gehalten wird. Patienten, die eine Sauerstoffsättigung von >94% unter einer Venturi-Maske (FiO₂ ≤40%) für 24 Stunden aufrechterhalten können, sind Kandidaten für die Beendigung der Therapie.
BiPAP-Entwöhnung: Die Druckunterstützung wird schrittweise verringert, während auf Hyperkapnie oder Tachypnoe geachtet wird.

Risikominderung: SILI und Aerosolübertragung

Vorbeugung von selbstverursachten Lungenschäden

Obwohl NIRS die Atemanstrengung reduziert, können übermäßige Atemzugvolumina (>8 ml/kg) während der BiPAP-Anwendung zu SILI beitragen. Drei Studien identifizierten das Atemzugvolumen als Prädiktor für NIRS-Versagen, obwohl COVID-19-spezifische Daten begrenzt sind. Die Einhaltung von „schützenden NIRS“-Protokollen wird empfohlen, um Atemzugvolumina auf 4–6 ml/kg zu begrenzen.

Infektionsschutzmaßnahmen

Virenfilter: Unverzichtbar an den Ausatemöffnungen von CPAP/BiPAP-Schläuchen.
Helmsysteme: Werden in Umgebungen ohne Unterdruckräume bevorzugt.
Schutzausrüstung: N95-Masken, Gesichtsschilde und Kittel für alle medizinischen Fachkräfte in engem Kontakt mit Patienten.

Offene Fragen und zukünftige Richtungen

Trotz vielversprechender Ergebnisse begrenzt die Heterogenität der Studien definitive Schlussfolgerungen. Wichtige Wissenslücken umfassen:

Optimale PEEP-Werte: Schwellenwerte für die Lungenöffnung ohne Kreislaufbelastung.
Zeitpunkt der Intubation: Abwägung zwischen den Risiken einer frühen invasiven Beatmung und den Gefahren einer späten Intervention.
Langzeitergebnisse: Auswirkungen von NIRS auf die 90-Tage-Sterblichkeit oder die Lungenfunktion nach der Genesung.

Prospektive Studien, die Geräteeinstellungen, Überwachungsprotokolle und Eskalationskriterien standardisieren, sind dringend erforderlich.

Fazit

Nicht-invasive Atemunterstützung hat sich als zentraler Bestandteil der Behandlung von COVID-19-bedingtem Lungenversagen erwiesen, wobei sie bei mehr als der Hälfte der Patienten eine Intubation verhindert und gleichzeitig die Sicherheit des medizinischen Personals gewährleistet. Helm-CPAP bietet praktische Vorteile bei der Aerosolreduzierung und effektiven Sauerstoffversorgung. Kliniker müssen wachsam bleiben, um die Einstellungen individuell anzupassen, auf SILI zu achten und die Behandlung zu eskalieren, wenn die Kriterien für eine invasive Beatmung erfüllt sind.

doi.org/10.1097/CM9.0000000000001832
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