key: cord-0006586-v8xw7vcq authors: Fuchs, H.; Klotz, D.; Nicolai, T. title: Nichtinvasive Beatmung bei Kindern mit akuter respiratorischer Insuffizienz date: 2017-10-02 journal: Notf Rett Med DOI: 10.1007/s10049-017-0368-5 sha: 97fc462f870bfef4d40cf6ac73d1c8a954fd142d doc_id: 6586 cord_uid: v8xw7vcq Noninvasive ventilation (NIV) may be used to treat pediatric acute respiratory failure. Recent improvements in ventilator technology and availability of nasal and full face masks for infants and children have simplified the use of NIV even in the smallest children. Mainly patients with hypercapnic respiratory failure may benefit from noninvasive ventilation. There is some evidence available that supports the use of NIV in viral bronchiolitis, asthma and acute on chronic respiratory failure in patients with neuromuscular or chronic pulmonary disease. Furthermore, noninvasive ventilation is beneficial during prolonged weaning from invasive ventilation and to treat upper airway obstructions. Children suffering from hypoxic respiratory failure, such as community-acquired pneumonia and acute respiratory distress syndrome do not benefit from NIV. Due to possibly relevant side effects and the possibility of rapid deterioration in gas exchange in failure of NIV, invasive ventilation should be readily available; therefore, treatment with noninvasive ventilation for acute respiratory failure in children should be initiated on the pediatric intensive care ward. Das respiratorische Versagen ist die häufigste Indikation für eine nichtelektive Aufnahme auf die pädiatrische Intensivstation [17, 29] . Die obstruktive Bronchitis und die Bronchiolitis des sehr kleinen Säuglings im Rahmen viraler Atemwegsinfektionen stellen sich in großen Erhebungen als die häufigste Ursache für ein Atemversagen dar [17] . Oft kann das "respiratory syncytial virus" (RSV) nachgewiesen werden. Aufgrund direkt zytopathischer Effekte am Bronchialepithel kommt es bei einer RSV-Infektion zu Epithelzellnekrosen, Inflammation sowie Detritus und Mukusansammlung in den mittleren und sehr kleinen Atemwege mit konsekutiver Erhöhung des Atemwegswiderstandes [52, 55] . Durch einen Anstieg des exspiratorischen Lungenvolumens mit Überblähung der Lunge durch die eingeschränkte Exspiration kommt es zur Verschiebung der Atemmittellage in einen unphysiologischen Bereich, sodass zur Aufrechterhaltung eines ausreichenden Atemzeitvolumens eine hohe Atemarbeit geleistet werden muss [30, 57] . Die Dekompensation der Atempumpe zeigt sich an einer progredienten Hyperkapnie bei klinischen Erschöpfungszeichen des tachypnoischen Säuglings oder Kindes [6, 57] . Akutes Asthma bei älteren Kindern stellt sich in der klinischen Symptomatik vergleichbar der obstruktiven Bronchitis des kleinen Kindes dar. Auch hier kommt es zu einer Einengung der kleinen Atem-wege und zu einer Mukusansammlung. Im Gegensatzzum kleinenKind stehthier jedoch neben der Dyskrinie die Schwellung und Konstriktion der bronchialen Muskelschichten im Vordergrund, was die teilweise Reversibilität der Atemwegswiderstandserhöhung durch Betamimetika und antiinflammatorische Medikamente erklärt [10] . Seltener führt die Obstruktion im Bereich des Larynx oder der großen Atemwege bei Pseudokrupp, Epiglottitis, bakterieller Tracheitis oder durch einen Fremdkörper zum Atemversagen [17] . Auch hier kommt es final zum Versagen der Atempumpe mit vorwiegend ventilatorischer Insuffizienz bei weitgehend nicht gestörtem alveolärem Gasaustausch, bedingt durch den erhöhten Atemwegswiderstand. Akute Störungen des alveolären Gasaustausches, wie z. B. durch eine ambulant erworbene Pneumonie oder durch ein "acute respiratory distress syndrom" (ARDS), führen vorwiegend zum hypoxämischen Atemversagen. Bakterielle oder virale Erreger induzieren die Freisetzung von Zytokinen durch Alveolarmakrophagen, das Einwandern von Granulozyten und anderen proinflammatorischen Zellen. Die folgende Kaskade von Inflammation hat zum Ziel, pathogene Erreger zu eliminieren, bewirkt aber auch eine Sekretion von Proteinen in das Alveolarlumen, eine intraalveoläre Ödembildung, den Verbrauch von Surfactant und in der Folge auch ein interstitielles Ödem. Die resultierende Verschlechterung der Diffusionskapazität an der alveolär-kapillären Grenzfläche führt zur Gasaustauschstörung. Aufgrund der im Vergleich zur CO2-Diffusion schlechteren Diffusion von Sauerstoff und des größeren Effektes intrapulmonaler Shunts auf den Sauerstoffpartialdruck steht die Hypoxie bei den alveolären Erkrankungen im Vordergrund [9] . Schwerere Pneumonien mit beatmungspflichtigem Atemversagen sind eher seltener bei ansonsten gesunden Kindern, gefährdeter hingegen sind Kinder mit chronischen Erkrankungen ("acute on chronic"; [17, 62] [14, 45] . Dadurch wird die Atemmuskulatur entlastet [6, 45] und kann sich regenerieren [8, 59] . Das Tidalvolumen wird durch den positiven inspiratorischen Druck vergrößert, was einen CO2-Abfall und eine Reduktion der Atemfrequenz aufgrund der verbesserten Ventilation zur Folge hat [14, 61] . » Hypoxämisches Atemversagen ist nur bedingt einer NIV-Therapie zugänglich Kontinuierlicher positiver Atemwegsdruck (CPAP) beschreibt die Atemunterstützung mit einem gleichförmig erhöhten Atemwegsdruck über die Inspiration und die Exspiration ohne Veränderung des Druckniveaus. Durch CPAP bzw. den PEEP während der NIV wird der obere Atemweg offengehalten, was durch die Reduktion des Atemwegswiderstandes zusätzlich die Atemarbeit reduziert [55] . CPAP/PEEP schient möglicherweise ebenfalls die mittleren und kleinen Atemwege während der Exspiration in geringem Maße [55] . Wahrscheinlich wird Atelektasenbildung durch PEEP reduziert [35] , die Daten sind aber weniger eindeutig [55] . In begrenztem Umfang kann auch der Gasaustausch über die Erhöhung des mittleren Atemwegsdrucks positiv beeinflusst werden. Aufgrund der intermittierend hohen Leckagen, wie auch durch gelegentlich notwendiges Absetzen der Beatmungsmaske, kommt es jedoch immer wieder kurzzeitig zu einem Druckabfall. Wenige Millisekunden eines Druckabfalls können bei stark eingeschränkter Compliance zum Alveolarkollaps und damit zur Hypoxie führen [47, 51] . Dies erklärt, warum das hypoxämische Atemversagen, im Gegensatz zum hyperkapnischen Versagen der Atempumpe, nur sehr bedingt einer Therapie durch NIV zugänglich ist [43, 61] . Bronchiolitis Die Wirksamkeit der nichtinvasiven Beatmung zur Behandlung der Brochiolitis bei Säuglingen und Kleinkindern ist durch randomisierte Studien [63] , eine Crossoverstudie [58] und mehrere Kohortenstudien belegt. NIV/CPAP verbessert den Gasaustausch und entlastet von Atemarbeit [45, 55] . Yanez et al. randomisierten 50 Kinder mit Atemversagen zu NIV oder Standardtherapie ohne NIV. Die meisten Säuglinge und Kinder (medianes Alter 18 vs. 16 Monate) litten an viralen Atemwegsinfekten und Bronchiolitis, nur einzelne an Asthma oder Pneumonie. Atemfrequenz und Herzfrequenz nahmen in der NIV-Gruppe signifikant schneller ab als in der Gruppe der Standardtherapie. PaO2/FiO2 verbesserte sich in der NIV-Gruppe bereits in der ersten Stunde nach Therapiebeginn. Die Intubationsrate nach standardisierten Intubationskriterien betrug 28 % in der NIV-Gruppe und 60 % in der Standardtherapiegruppe. Beobachtete Nebenwirkungen waren vor allem lokale Hautirritationen durch die Atemmaske [63] . In ca. 80 % der Krankheitsfälle kann selbst bei schwerer Bronchiolitis durch NIV eine Intubation vermieden werden [38] . Die Stabilisierung von Kindern mit Atemversagen bei Bronchiolitis durch NIV oder CPAP ist heutzutage Therapie der Wahl auf pädiatrischen Intensivstationen [15, 24] . Der präklinische Einsatz könnte hier hilfreich sein [13] . Beatmungsgeräte · Nebenwirkungen · Acute respiratory distress syndrome · Weaning · High flow nasal cannula Noninvasive ventilation (NIV) may be used to treat pediatric acute respiratory failure. Recent improvements in ventilator technology and availability of nasal and full face masks for infants and children have simplified the use of NIV even in the smallest children. Mainly patients with hypercapnic respiratory failure may benefit from noninvasive ventilation. There is some evidence available that supports the use of NIV in viral bronchiolitis, asthma and acute on chronic respiratory failure in patients with neuromuscular or chronic pulmonary disease. Furthermore, noninvasive ventilation is beneficial during prolonged weaning from invasive ventilation and to treat upper airway obstructions. Children suffering from hypoxic respiratory failure, such as communityacquired pneumonia and acute respiratory distress syndrome do not benefit from NIV. Due to possibly relevant side effects and the possibility of rapid deterioration in gas exchange in failure of NIV, invasive ventilation should be readily available; therefore, treatment with noninvasive ventilation for acute respiratory failure in children should be initiated on the pediatric intensive care ward. Ventilation, mechanical · Side effects · Acute respiratory distress syndrome · Weaning · High flow nasal cannula Ein Versuch mit NIV zusätzlich zu der Standardtherapie erscheint aber gerechtfertigt, insbesondere dann, wenn das hyperkapnische Atemversagen im Vordergrund steht. Hoher Sauerstoffbedarf war mit einem Scheitern der NIV und Intubationen assoziiert, sodass bei im Vordergrund stehender Hypoxie eine invasive Beatmung nicht verzögert werden darf [41] . Die nichtinvasive Beatmung ist in der Behandlung der chronischen und sowie der "akut auf chronischen" respiratorischen InsuffizienzvonPatientenmitneuromuskulären Erkrankungen sowie bei Thorax [50] . Durch die unterstützte Inspiration und das damit einhergehende höhere Atemzugvolumen können die Patienten oft auch besser Sekret abhusten. Bei akuten Infektionen muss der Beatmungsdruck bei einer Vortherapie mit häuslicher Beatmung erheblich erhöht werden. Eine zusätzliche O2-Therapie sollte bei Patienten mit neuromuskulären Erkrankungen so wenig wie möglich verabreicht werden, da die Atelektasenbildung durch zusätzlichen Sauerstoff gefördert wird [11, 37] . Bei hohem Risiko für bakterielle Superinfektionen sollten Patienten mit schwachem Hustenstoß auch bei fieberhaften Virusinfektionen mit Antibiotika behandelt werden [22] Intubation und invasive Beatmung ist bei akuter Exazerbation der zystischen Fi-brose (CF) mit einer hohen Mortalität und schlechtem Langzeitoutcome assoziiert [12] . Andererseits ist bekannt, dass durch NIV der Gasaustausch bei Patienten mit CF deutlich gebessert werden kann [18] . Ein primärer Behandlungsversuch mit NIV ist von daher bei Patienten mit akuter Atemwegsinfektion und CF gerechtfertigt. Ein Problem stellt nicht selten die Patientencompliance dar. Oft tolerieren Patienten mit CF die Atemmaske schlecht und entscheiden sich trotz möglicher Stabilisierung der physiologischen Parameter gegen die nichtinvasive Atemunterstützung. Eine nichtinvasive Beatmung hat sich bei Kindern mit hohem Risiko für ein Extubationsversagen bewährt [23, 42] . Als Riskofaktoren sind hier die vorausgehende prolongierte invasive Beatmung, persistierende Gasaustauschstörung bei Extubation, chronische neuromuskuläre Erkrankung oder chronisch parenchymatöse Lungenerkrankung zu nennen. Wichtig ist, dass der Beatmungszugang unmittelbar von invasiv auf nichtinvasiv gewechselt wird und der Patient dann schrittweise von der NIV entwöhnt wird [3, 20, 21] . Dagegen ist die NIV bei bereits eingetretenem Extubationsversagen nicht indiziert [54, 61] . Oft ist eine NIV dann nicht mehr effektiv. Aus Studien an Erwachsenen geht sogar hervor, dass sich die Mortalität erhöhte, wenn bei eingetretenem Extubationsversagen noch ver-sucht wurde, durch Beginn von NIV die Reintubation zu verhindern [16] . Nichtinvasive Beatmung zur Behandlung der ambulant erworbenen Pneumonie und des ARDS bei Kindern ohne zusätzliche Grunderkrankung ist wahrscheinlich nicht indiziert [54, 61] . Große randomisierte Studien an Erwachsenen konnten keinen Vorteil in Bezug auf Mortalität oderMorbiditätnachweisen [5, 26] . Möglicherweise ist es bei diesem vor allem hypoxämischen Atemversagen sicherer, das ateminsuffiziente Kind direkt zu intubieren und invasiv zu beatmen. Ein großes Risiko bei der Behandlung des hypoxämischen Atemversagens durch NIV ist die sehr akut auftretende Hypoxie, falls es z. B. durch Undichtigkeit der Maske zum Alveolarkollaps kommt. In Teilen kollabierte Lungenareale lassen sich dann nicht immer wieder eröffnen. Die dann notwendige Intubation eventuell aus der Hypoxie heraus kann sehr risikoreich sein und es können Komplikationen bis hin zum Herzstillstand mit Reanimationssituationen auftreten [27] . Aufgrund des höheren Risikos für eine ventilatorassoziierte Pneumonie und Katheterinfektionen wurde der Vorteil einer NIV bei der Gruppe der immunsupprimierten Patienten bisher höher als bei Nichtimmunsupprimierten eingeschätzt, sodass diese Patientengruppe eine Sonderstellung pro NIV auch bei hypoxämischem Atemversagen zu haben schien [1, 33] . In neueren Studien konnte aber auch hier kein Vorteil mehr nachgewiesen werden, sodass bei hypoxischem Atemversagen und Immunsuppression nach Standardtherapie und ggf. "high flow" nasalem Sauerstoff die Intubation bei einer Verschlechterung zeitnah vorgenommen werden sollte [39, 40] . Kontraindikationen für nichtinvasive Beatmung sind in . Tab. 1 aufgeführt [19, 61] . Die häufigste Nebenwirkung der NIV sind von der Maske verursachte Druck- [61] ). BE Basenexess, OGI oberer Gastrointestinaltrakt stellen bis hin zu tiefen Ulzera. Diese treten vor allem dann auf, wenn die NIV ohne längere Pausen angewendet werden muss. Heutzutage sind Druckstellen durch den Einsatz der weicheren neueren Masken deutlich seltener geworden. Es lohnt sich meist nicht, durch zu festes Anziehen der Maskenbefestigung alle Leckagen zu beseitigen, dafür aber Druckstellen zu provozieren. Ein maßvolles Anziehen der Gurte mit Akzeptanz geringer Leckagen ist langfristig oft vorteilhafter [61] . Bei einem hohen Beatmungsdruck kommt es gelegentlich zu erheblicher Aerophagie und Magendistension, was wiederum die Atemmechnik beeinträchtigen kann. Hier wird eventuell das Ableiten der Luft durch eine Magensonde notwendig. Eine PEG (perkutane endoskopische Gastrostomie) -Sonde sollte zur Entlüftung des Magens offen gelassen werden. Selten können, insbesondere bei starker Dyspnoe, ein Pneumothorax oder Mediastinalemphysem auftreten. Gerade bei einem hohen Beatmungsdruck und bei Verschlechterung des Gasaustausches sollte deshalb großzügig eine radiologische Verlaufskontrolle erfolgen [27, 43] . » Eine Verschlechterung der Beatmungssituation muss frühzeitig erkannt werden Die Hauptgefahr der NIV besteht darin, dass eine progrediente Verschlechterung des Gasaustausches zu spät erkannt wird und das Risiko für Komplikationen bei der dann notwendigen Intubation stark ansteigt. Wenn der Patient auch unter NIV mit hohen Drücken bei Spontanatmung nicht mehr ausreichend oxygeniert und ventiliert, ist es eher unwahrscheinlich, dass man dies dann in der Intubationssituation mit Maske und Beatmungsbeutel erreicht. Es ist also unbedingt notwendig, eine Verschlechterung der Beatmungssituation an der NIV frühzeitig wahrzunehmen und den Beatmungszugang von nichtinvasiv auf invasiv mit entsprechenden Sicherheitsmargen vorzunehmen [27] . Aus diesen Gründen sollte die NIV bei akuter respiratorischer Insuffizienz nur dann erfolgen, wenn eine Möglichkeit zur invasiven Beatmung besteht, wie es auf der pädiatrischen Intensivstation der Fall ist. Ein Monitoring während der NIV sollte Pulsoxymetrie, Herzfrequenz, Atemfrequenz, regelmäßige Blutgase, ggf. besser durch arteriellen Zugang und FiO2, umfassen. Verschlechterungen des Gasaustausches und Erschöpfungszeichen des Kindes müssen wahrgenommen und ggf. durch einen Wechsel auf eine invasive Beatmung beantwortet werden (. Abb. 3; [54, 61] ). Alternativ zur nichtinvasiven Beatmung kommt in den letzten Jahren immer mehr die "high flow nasal cannula" (HFNC) bei der Therapie des akuten Atemversagens zum Einsatz. Pathophysiologisch unterscheidet sich deren Wirkungsweise von der klassischen NIV über die Maske. Im Gegensatz zur NIV/nasalen (n)CPAP mit relativ Abb. 4 9 "High flow nasal cannula": 6 Monate altes ehemaliges Frühgeborenes mit komplexem Herzvitium und Rhinovirusinfektion (Gasflussrate 8 l/min) dichten Masken erzeugt die HFNC, bei der durch schlanke Nasenbrillen ein befeuchtetes und erwärmtes Sauerstoff/Luftgemisch in die Nares geleitet wird, nur einen sehr geringen positiven Atemwegsdruck (. Abb. 4). Dies gelingt jedoch nur, wenn relativ hohen Flussraten eingesetzt werden (z. B. 4 l/min beim Neugeborenen bis 60 l/min beim Adoleszenten; [48] ). Dennoch konnte ein leichter Anstieg des Lungenvolumens während der HFNC-Therapie bei Säuglingen mit Bronchiolitis nachgewiesen werden [2, 34] . Möglicherweise entstehen weitere Vorteile der HFNC durch das Auswaschen von CO2 aus dem Nasopharynx und eine damit verbundene funktionelle Totraumverkleinerung [46] . Ein weiterer Vorteil ist die Verwendung eines befeuchteten Atemgases, was bei der Sekretolyse hilft und ggf. auch Atemwegswiderstände reduziert [25] . Der Hauptvorteil der HFNC gegenüber der NIV ist die deutlich bessere Toleranz [56] und die fast fehlenden Nebenwirkungen, weshalb die HFNC bereits häufig in Notaufnahmen, peripheren Stationen und pädiatrischen Intensivstationen eingesetzt wird [53] . In klinischen Untersuchungen zeigt die HFNC einen leichten Vorteil gegenüber der Standardtherapie mit Low-flow-Sauerstoff [26, 44] Clinical manifestations of inspiratory muscle fatigue Acute respiratory distress syndrome in children: physiology and management Asthma in childhood Oxygen concentration and characteristicsofprogressiveatelectasisformation during anaesthesia One-year outcome after severe pulmonary exacerbation in adultswithcysticfibrosis Variability of care in infants with severe bronchiolitis: less-invasive respiratory management leads to similar outcomes Physiological effects of noninvasive positive ventilation during acute moderate hypercapnic respiratory insufficiency in children Improved clinical and economic outcomes in severe bronchiolitis with pre-emptive nCPAP ventilatory strategy Noninvasive positive-pressure ventilation for respiratory failure after extubation Mechanical ventilation in pediatric intensive care units during the season for acute lower respiratory infection: a multicenter study The effect of back-up rate during non-invasive ventilation in young patients with cystic fibrosis Noninvasive respiratory support in infants and children Noninvasiveventilationduringpersistentweaning failure: a randomized controlled trial Early noninvasive ventilation averts extubation failure in patients at risk: a randomized trial Assessment and initial management of feverish illness in children younger than 5 years: summary of updated NICE guidance Comparison between noninvasive mechanical ventilation and standard oxygen therapy in children up to 3 years old with respiratory failure after extubation: a pilot prospective randomized clinical study Prospective multicenter study on the epidemiology and current therapeutic management of severe bronchiolitis in Spain Changes in airway resistance induced by nasal inhalation of cold dry, dry, or moist air in normal individuals High-flow oxygen through nasal cannula in acute hypoxemic respiratory failure Thecause of acute respiratory failure predicts the outcome of noninvasive ventilation in immunocompromised children Non-invasive ventilation in pediatric intensive care Acute respiratory failure in children Acute respiratory distress syndrome caused by respiratory syncytial virus Effect of postextubation high-flow nasal cannula vs noninvasive ventilation on reintubation and postextubation respiratory failure in high-risk patients: a randomized clinical trial Effect of postextubation high-flow nasal cannula vs conventional oxygen therapy on reintubation in low-risk patients: a randomized clinical trial Noninvasive ventilation in immunosuppressed patients with pulmonary infiltrates, fever, and acuterespiratoryfailure Physiologic effect of high-flow nasal cannula in infants with bronchiolitis Pathophysiology of acute respiratory failure in children with bronchiolitis and eff ect of CPAP Randomized controlled trial of humidified high-flow nasal oxygen for acute respiratory distress in the emergency department: the HOT-ER study Gas uptake from an unventilated area of lung: computer model of absorption atelectasis Non-invasive ventilation for severe bronchiolitis: analysis and evidence Effectofnoninvasive ventilationvs oxygentherapy on mortality among immunocompromised patients with acute respiratory failure: a randomized clinical trial Noninvasive ventilation in patients with hematologic malignancy Non-invasive ventilation in pediatric status asthmaticus: a prospective observational study Non invasive ventilation after extubation in paediatric patients: a preliminary study Predictive factors of non invasive ventilation failure in critically ill children: a prospective epidemiological study High flow nasal cannula (HFNC) versus nasal continuous positive airway pressure (nCPAP) for the initial respiratory management of acute viral bronchiolitis in young infants: a multicenter randomized controlled trial (TRAMONTANE study) cmH2O continuous positive airway pressure versus conventional oxygen therapy in severe viral bronchiolitis: a randomized trial Nasal high flow reduces dead space Effect of different pressure levels on the dynamics of lung collapse and recruitment in oleic-acid-induced lung injury The effects of flow on airway pressure during nasal high-flow oxygen therapy Effect of noninvasive ventilation delivered by helmet vs face mask on the rate of endotracheal Intubation in patients with acute respiratory distress syndrome: a randomized clinical trial Noninvasive ventilation in childhood acute neuromuscular respiratory failure: a pilot study Noninvasive pressure-support ventilation in immunocompromised children with ARDS: a feasibility study Respiratory syncytial virus infection and bronchiolitis Respiratory support for children in the emergency department Clinical practice guideline: non-invasive mechanical ventilation as treatment of acute respiratory failure CPAP and high-flow nasal cannula oxygen in bronchiolitis 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