Die künstliche Beatmung muss eingesetzt werden, wenn die Spontanatmung einer Person unzureichend oder gar nicht mehr vorhanden ist. Dies ist bei den folgenden Situationen der Fall:

Indikationen (Anwendungsgebiete)

• Narkose
• Atem-/Herzkreislaufstillstand
• Schwerwiegende chronische Erkrankungen, neurologische, internistische etc. (z. B. Atemnotsyndrom des Erwachsenen (ARDS))
• Schwere Traumata (Verletzungen)
• Intoxikationen (Vergiftungen)

Die Verfahren

Die künstliche Beatmung erfolgt über direktes Einblasen von Luft/Atemgasgemisch/Narkosegasgemisch in die Lunge.

Sie kann kurzfristig durchgeführt werden; eine andauernde Therapie ist problemlos möglich (Heimtherapie)

Die Luft kann über verschiedene Arten in die Lungen geblasen werden:

• Mund-zu-Mund-Beatmung/Mund-zu-Nase-Beatmung
• Atemmaske ‒ Beatmungsmaske, die über den Mund und die Nase des Betroffenen gelegt wird
• Sicherung der Atemwege mittels:
  
  • Endotrachealtubus – kurz Tubus genannt; es handelt sich dabei um den Beatmungsschlauch, einer Hohlsonde aus Kunststoff, die in die Trachea (Luftröhre) eingebracht wird
  • Larynxmaske – Die sogenannte Kehlkopfmaske (Plastikmaske) wird im Rachenraum nur bis kurz über den Kehlkopf geschoben und dort mit einem aufblasbaren Luftwulst abgedichtet.
    
  • Larynxtubus – Der Laryntubus sichert die Atemwege, indem die Speiseröhre mit einem Ballon verschlossen wird und die zugeführte Luft in die Luftröhre fließt. Dafür kommt ein Tubus mit zwei Öffnungen in der Speiseröhre, die er verschließt, zum Liegen.
  • Combitubus – Ein doppelter Tubus, der in Luftröhre und Speiseröhre liegt und je nach Lage in der Speiseröhre geblockt (verschlossen) wird. Dieser Tubus wird bei schwer intubierbaren Patienten (Intubation: Sicherung der Atemwege durch einen Endotrachealtubus) eingesetzt, da hier das Auffinden der Luftröhre oft Probleme bereitet.
• Tracheotomie (Luftröhrenschnitt) ‒ wird bei einer Langzeitbeatmung, bei Strahlentherapie (Radiatio; Radiotherapie) im Halsbereich oder als Ultima ratio bei schwierigem Atemweg durchgeführt

Die folgenden Techniken werden eingesetzt:

• Mund-zu-Mund-Beatmung/Mund-zu-Nase-Beatmung ‒ einfachste Form der Beatmung; wird bei der Laienreanimation als Atemspende durchgeführt
• Maskenbeatmung (d. h. nicht-invasive Beatmung, NIV) ‒ Beatmung über eine Beatmungsmaske, die über den Mund und die Nase des Betroffenen gelegt wird; verbunden ist diese Maske mit einem Beatmungsbeutel, ggf. mit einer Sauerstoffquelle verbunden
• Maschinelle Beatmung ‒ Beatmung über ein Beatmungsgerät; dabei können viele verschiedene Beatmungstechniken unterschieden werden
• Überdruckbeatmung ‒ die Luft wird durch einen Überdruck außerhalb der Lunge in diese gepumpt
• Wechseldruckbeatmung (eiserne Lunge) ‒ die eiserne Lunge, in der sich der Patient befindet, erzeugt einen Unterdruck, durch den ein Luftstrom in die Lungen stattfindet

Man kann die folgenden Techniken der maschinellen Beatmung unterscheiden:

• Kontrollierte (mandatorische) Beatmung ‒ Übernahme der kompletten Atemarbeit
  • Volumengesteuerte Beatmung ‒ dabei wird festgelegt, wie viel Luft den Lungen zugeführt wird
  • Druckgesteuerte Beatmung ‒ hierbei wird der maximale Druck, der in der Lunge herrschen soll, eingestellt; das Volumen kann variieren
  • Demandatorische Beatmung ‒ Mischform, bei der die Eigenatmung des Patienten möglich ist
• Assistierte (augmentierte) Beatmung ‒ Unterstützung der zu flachen oder zu seltenen Atmung
  • Druckunterstützte Beatmung
  • Continuous positive airway pressure (CPAP) ‒ hierbei wird im Beatmungssystem ein Druck aufgebaut; die Atemarbeit wird komplett vom Patienten übernommen

Es gibt eine Vielzahl von speziellen Beatmungsformen, auf die hier nicht näher eingegangen werden soll.

Folgendes ist grundsätzlich bei der künstlichen Beatmung zu beachten:

• Falls der Patient intubiert werden muss, ist eine lungenschonende Beatmung anzustreben: möglichst niedrige Plateaudrücke und ein kleines Atemzugvolumen. 
• Atemnotsyndrom des Erwachsenen (ARDS):
  • In allen Stadien des Lungenversagens sollte die Spontanatmung so lange wie möglich, erhalten bleiben.
  • Hohe PEEP-Drücke (("Positive End-Expiratory Pressure", engl.: "positiv-endexpiratorischer Druck")) sollten nur bei Patienten mit schwerem ARDS eingesetzt werden.
  • Einsatz von adaptiven Verfahren beim ARDS 
  • Bauchlagerung als adjuvante Maßnahme
  Details zur Beatmungstherapie s. u. der jeweiligen Erkrankung unter "Weitere Therapie".

Überwachung der Beatmung 

• Beobachten des Betroffenen
• Atemfrequenz, Atemzugvolumen (Tidalvolumen), Atemminutenvolumen (AMV), maximaler Inspirationsdruck (Spitzendruck)
• Sauerstoffsättigung (sO₂) ‒ gemessen über Pulsoxymetrie
• CO₂-Messung über die Kapnometrie (Messverfahren, um den Gehalt der Ausatemluft an Kohlendioxid (CO₂) eines Patienten zu messen und zu überwachen)
  
• Blutgasanalyse (BGA) ‒ Bestimmung der Gasverteilung der Gase Sauerstoff und Kohlendioxid im Blut (Partialdruck). Daneben werden auch der pH-Wert, die Sauerstoffsättigung (S_aO₂), das Standardbicarbonat (HCO₃-) und der Basenüberschuss (BE, Base Excess) gemessen.
• Herzfrequenz ‒ gemessen über Pulsoxymetrie
• Blutdruck

Mögliche Komplikationen

• Infektionen, wie die Pneumonie (Lungenentzündung) ‒ treten häufig bei längerer Beatmung auf
• Lungenschäden ‒ vor allem die Bildung von Atelektasen (Kollaps von Lungenbläschen); auch durch eine längerfristige hohe Sauerstoffkonzentration und hohe Atemwegsdrücke können Lungenschäden entstehen.

Weitere Hinweise

• Die mechanischen Größen der maschinellen Beatmung (mechanische Leistung: Produkt aus Atemfrequenz, Tidalvolumen, Spitzen- und Antriebsdruck) entscheiden mit über die Mortalität (Sterberate) von Patienten mit respiratorischer Insuffizienz (Störung des Gasaustausches der Lunge mit krankhaft veränderten Blutgaswerten). Eine Dosis-Wirkungs-Beziehung konnte belegt werden. Die beschriebenen Parameter der mechanischen Leistung sind Surrogatsparameter; entscheidend für die Lungenschäden durch eine maschinelle Beatmung ist der alveoläre Druck (Druck in den Lungenbläschen) [2].
  Fazit: Durch eine Begrenzung des Antriebsdrucks und der mechanischen Leistung lässt sich wahrscheinlich die Mortalität beatmeter Patienten senken.

Literatur

1. Rathgeber J: Grundlagen der maschinellen Beatmung. Georg Thieme Verlag Stuttgart, 2010
2. Urner M et al.: Time-varying intensity of mechanical ventilation and mortality in patients with acute respiratory failure: a registry-based, prospective cohort study. Lancet Respir Med 2020; https://doi.org/10.1016/S2213-2600(20)30325-8

Leitlinien

1. S3-Leitlinie: Nichtinvasive Beatmung als Therapie der akuten respiratorischen Insuffizienz. (AWMF-Registernummer: 020 - 004), Juli  2015 Langfassung
2. S2k-Leitlinie: Nichtinvasive und invasive Beatmung als Therapie der chronischen respiratorischen Insuffizienz. (AWMF-Registernummer: 020 - 008), Juni  2017 Langfassung
3. S3-Leitlinie: Invasive Beatmung und Einsatz extrakorporaler Verfahren bei akuter respiratorischer Insuffizienz. (AWMF-Registernummer: 001 - 021), November 2017 Kurzfassung Langfassung