Beatmungsgeräte

Ein modernes Beatmungsgerät dosiert Atemgas über mikroprozessorgesteuerte Ventile und Sensoren. Während der Inspiration wird Atemgas in die Lunge geleitet; während der Exspiration kann es über das Ausatemventil wieder abströmen. Sensoren erfassen beispielsweise Druck, Flow und Volumen. Das Gerät erkennt außerdem die Atembemühung des Patienten und kann darauf z.B. mit einem unterstützenden Atemhub reagieren oder Atemhübe synchronisieren. Je nach Beatmungsmodus wird ein bestimmter Druck, ein bestimmtes Atemzugvolumen oder ein Mindestminutenvolumen angestrebt. Moderne Systeme können die Beatmung an die Lungenmechanik und Spontanatmung anpassen, Leckagen kompensieren und relevante Alarm- sowie Monitoringfunktionen bereitstellen. 

Beatmungsgeräte werden nach Einsatzbereich und Patientengruppe unterschieden. Intensivbeatmungsgeräte bieten ein breites Spektrum kontrollierter und unterstützender Verfahren sowie umfangreiches Monitoring. Transport- und Notfallbeatmungsgeräte sind dagegen kompakt, robust und für die Versorgung im Rettungsdienst sowie während inner- und außerklinischer Transporte ausgelegt. NIV-Geräte sind speziell auf die Maskenbeatmung und den Umgang mit Leckagen ausgerichtet, sowohl im Krankenhaus als auch in häuslicher Umgebung. Für Frühgeborene, Neugeborene und Kinder gibt es spezielle Neonatal- und Pädiatriegeräte wie die Babylog-Systeme. 

Bei der invasiven Beatmung wird der Patient über einen Endotrachealtubus oder eine Trachealkanüle mit dem Beatmungsgerät verbunden. Bei der nicht-invasiven Beatmung, kurz NIV, erfolgt die Verbindung ohne Intubation, beispielsweise über eine Gesichtsmaske oder Nasen-Mund-Maske. NIV kann helfen, eine Intubation zu vermeiden, setzt aber eine ausreichende Spontanatmung und freie Atemwege voraus. Bei der Maskenbeatmung entstehen größere Leckagen als bei der invasiven Beatmung. Deshalb müssen NIV-Geräte Leckagen kompensieren und Trigger, Zyklussteuerung sowie Alarmmanagement anpassen. Bei fehlender Spontanatmung, vollständiger Sedierung, Koma oder Aspirationsgefahr kann eine invasive Atemwegssicherung erforderlich sein. 

Beatmungsgeräte sind auf der Intensivstation zentrale Systeme zur Stabilisierung von Patienten mit schwerer respiratorischer Insuffizienz. Sie können die Atemarbeit vollständig oder teilweise übernehmen und den Gasaustausch aufrechterhalten. Die Behandlung reicht von kontrollierter Beatmung bis zur Unterstützung der Spontanatmung. Moderne Systeme ermöglichen zudem die Überwachung von Druck, Flow und Volumen sowie die Beurteilung der Lungenmechanik und der Entwöhnbarkeit. Auf der Intensivstation werden häufig universell einsetzbare Geräte verwendet, weil sie verschiedene Patientengruppen, Beatmungsmodi und Therapiephasen abdecken. Ziel ist, die Beatmung so patientengerecht und lungenprotektiv wie möglich durchzuführen und die Eigenatmung zu erhalten. 

Bei einer schweren COPD-Exazerbation kann NIV die Atemarbeit reduzieren und den Gasaustausch unterstützen, ohne sofort intubieren zu müssen.  Dadurch lassen sich bestimmte Belastungen der invasiven Beatmung, etwa Sedierung und tubusbezogene Komplikationen, vermeiden. Besonders wichtig sind bei COPD eine gute Synchronisation zwischen Patient und Gerät sowie ein zuverlässiger Umgang mit Maskenleckagen. Geeignet sind daher Geräte mit druckunterstützenden Spontanatmungsmodi, automatischer Leckagekompensation und NIV-gerechter Trigger- und Alarmsteuerung.

Moderne Intensivbeatmungsgeräte sollten eine präzise Atemgasdosierung, zuverlässiges Monitoring und verständliche Bedienung kombinieren. Wesentliche Funktionen sind die Überwachung von Atemwegsdruck, Atemzugvolumen, Minutenvolumen, Flow, Sauerstoffkonzentration und Alarmzuständen. Außerdem sollten verschiedene volumenkontrollierte, druckkontrollierte und druckunterstützte Verfahren zur Verfügung stehen. Für eine lungenprotektive und patientengerechte Therapie sind Funktionen wie Druckbegrenzung, Volumengarantie, Leckagekompensation und automatische Tubuskompensation hilfreich. Diagnosefunktionen und Trends können die Beurteilung der Lungenmechanik sowie des Weaning-Fortschritts unterstützen. Je nach Einsatzbereich sind außerdem Kapnographie, Hochfrequenzbeatmung, NIV-Optionen, Datenaufzeichnung und automatisierte Weaning-Unterstützung relevant. 

Die invasive Beatmung kann lebensrettend sein, ist aber mit relevanten Belastungen verbunden. Der Endotrachealtubus umgeht natürliche Schutzmechanismen der oberen Atemwege und kann den Hustenreflex beeinträchtigen. Dadurch kann das Risiko beatmungsassoziierter Pneumonien steigen. Der Tubus kann außerdem die Spontanatmung erschweren und zusätzliche Atemarbeit verursachen. Häufig ist eine Analgosedierung erforderlich, die Kommunikation und Mobilisation einschränken kann. Bei längerer Beatmung können Muskelschwäche und eine erschwerte Entwöhnung auftreten. Zusätzlich können unphysiologische Druck- und Volumenverhältnisse die Lunge und das Herz-Kreislauf-System belasten. Deshalb sind individuelle, lungenprotektive Einstellungen, kontinuierliches Monitoring und die regelmäßige Prüfung der Entwöhnbarkeit entscheidend. 

Eine allgemein gültige maximale Beatmungsdauer lässt sich nicht festlegen. Sie hängt unter anderem von der Ursache der Ateminsuffizienz, dem Zustand der Lunge, der Spontanatmung, Begleiterkrankungen und dem Erfolg der Entwöhnung ab. Beatmung kann nur kurzzeitig im Notfall, über mehrere Tage oder Wochen bei einer schweren Erkrankung oder langfristig bis lebenslang bei einer chronischen Ateminsuffizienz erforderlich sein. Sobald der Patient ausreichend stabil ist, wird die maschinelle Unterstützung schrittweise reduziert und die Eigenatmung geprüft. Die Dauer sollte so kurz wie medizinisch vertretbar gehalten werden, weil eine längere invasive Beatmung mit zusätzlichen Risiken verbunden sein kann. Eine konkrete Zeitangabe ist daher immer eine individuelle klinische Entscheidung. 

Die Entwöhnung, auch Weaning genannt, ist die schrittweise Reduktion der maschinellen Atemunterstützung hin zur vermehrten Übernahme der Atemarbeit an den Patienten. Zunächst wird geprüft, ob der Patient hämodynamisch stabil ist, ausreichend oxygeniert wird und spontan atmen kann. Anschließend wird der maschinelle Anteil der Atemarbeit reduziert, beispielsweise durch druckunterstützte Beatmung oder Spontanatmungsversuche. Währenddessen werden Atemfrequenz, Atemvolumen, Oxygenierung, Kreislauf und klinische Zeichen der Atemarbeit überwacht. Diagnosefunktionen können die Beurteilung unterstützen. Systeme wie SmartCare/PS können die Druckunterstützung auf Basis klinischer Kriterien und Messdaten anpassen. Eine Extubation wird erst erwogen, wenn ein Spontanatmungsversuch erfolgreich war und weitere klinische Voraussetzungen erfüllt sind. 

Für Frühgeborene, Neugeborene und Kinder sind speziell ausgelegte Beatmungsgeräte erforderlich, da diese Patientengruppen sehr kleine Atemzugvolumina, hohe Atemfrequenzen und eine besonders empfindliche Lunge haben. Babylog VN600 und VN800 ist für Neonatologie und Pädiatrie ausgelegt und deckt invasive Beatmung, NIV und Sauerstofftherapie ab. Es kann außerdem Leckagen bei ungeblockten Tuben berücksichtigen und nasale CPAP-Therapie unterstützen. Auch das Zubehör unterscheidet sich von den Systemen, die bei Erwachsenen angewendet werden.  So haben z.B. die Atemschlauchsysteme in der Neonatologie einen deutlich kleineren Innendurchmesser, da hier zum Teil Atemzugvolumina von weniger als 5ml pro Atemhub verabreicht werden.

Für Rettungsdienst und Transport werden kompakte, robuste und schnell bedienbare Notfall- und Transportbeatmungsgeräte eingesetzt. Die Oxylog-Familie ist für die präklinische Notfallversorgung, Transporte in Rettungsfahrzeugen und innerklinische Verlegungen vorgesehen.Transportgeräte müssen auch bei Strom- oder Gasversorgungsproblemen sicher eingesetzt werden können, so haben Geräte wie der Oxylog 600 eine Batteriekapazität von bis zu 8h und können auch durch Turbinentechnologie ohne Druckgas betrieben werden.

Die konkreten Anforderungen hängen von Zweckbestimmung, Produktklasse, Einsatzbereich und Gerätegeneration ab. Für Beatmungsgeräte werden unter anderem Normen der Reihe EN ISO 80601 angewendet. In den verfügbaren Konformitätsunterlagen werden beispielsweise EN ISO 80601-2-12 für Beatmungsgeräte der Intensivmedizin und ISO 80601-2-84 für Beatmungsgeräte im Umfeld des Rettungsdienstes genannt. Für medizinische Software kann EN 62304 relevant sein. Ergänzend gelten Anforderungen an medizinische elektrische Sicherheit, Risikomanagement, Herstellerinformationen und Anschlüsse. Für den deutschen und europäischen Markt ist außerdem die Medizinprodukteverordnung, MDR, maßgeblich. Maßgeblich für ein konkretes Gerät sind daher immer die aktuelle Konformitätserklärung, die Zweckbestimmung und die produktspezifischen regulatorischen Unterlagen. 

Reinigung und Desinfektion müssen nach der jeweiligen Gebrauchsanweisung und mit validierten Verfahren erfolgen, dieses kann man der jeweiligen Gebrauchsanleitung des Gerätes entnehmen.  Wiederverwendbare Komponenten werden nach der Anwendung beziehungsweise nach jedem Patienten aufbereitet.  Die Anwender müssen sich an die Herstellervorgaben halten sowie Hygienemaßnahmen des RKI befolgen.  Neben der Gebrauchsanleitung ist auch die Krankenhaushygiene in die Geräteaufbereitung involviert.