Autor:innen:
T. Reicherzer (München, DE)
C. Frank (München, DE)
W. Braun (Gackenbach, DE)
M. Mandl (München, DE)
H. Nahrstaedt (Magdeburg, DE)
M. Herrmann (Leipzig, DE)
U. Thome (Leipzig, DE)
A. Flemmer (München, DE)
B. Ackermann (Leipzig, DE)
M. Klemme (München, DE)
Hintergrund:
Die nichtinvasive Beatmung (NIV) bei Frühgeborenen hat einen immer höheren Stellenwert in der klinischen Arbeit. Entscheidend für das Outcome ist dabei die Synchronisation einer NIV mit der Eigenatmung. Eine Atemerkennung über Flowmessung war bisher wegen der hohen Leckflüsse nicht zuverlässig möglich.
Fragestellung:
Können bei nichtinvasiv beatmeten Frühgeborenen Atemzyklen mit Hilfe des Atemflusssignales eines in- und expiratorisch platzierten Pneumotachographen (Doppel-PNT) zuverlässig erkannt werden? Können so auch unter nichtinvasiver Beatmung trotz großen Leckflusses Informationen über das exspiratorische Atemzugvolumen gewonnen werden?
Materialien und Methoden:
Bei einem nichtinvasiv (nCPAP) beatmeten Frühgeborenen von 28+2 SSW, GG 730g erfassten wir die Atemexkursionen mittels Respirations-Plethysmografie-Bändern (RIP-Bänder), Graseby Kapsel, transkutan abgeleitetem Zwerchfell-EMG (tdEMG) sowie mit einem Doppel-PNT. Mittels eines Software-Algorithmus wurden im Nachhinein Phasen mit technischen oder biologischen Artefakten identifiziert. Mit einer Video-Aufzeichnung wurde diese Qualitätskontrolle manuell validiert.
Ergebnisse:
Mit Hilfe der obengenannten Sensoren wurde die kindliche Atmung über 3:28h aufgezeichnet und analysiert. Die Messung mit Doppel-PNT zeigte sich als sehr robust gegenüber Artefakten; es konnte darum die gesamte Messperiode ausgewertet werden. Insgesamt wurden mittels Flowmessung 11888 Atemzyklen detektiert, davon wurden 7988 (67,2%) im RIP-Signal bestätigt. Das Doppel-PNT-Signal detektierte den Beginn der Inspiration dabei 199,6 ms (sd 382 ms) nach dem RIP-Signal. Die höchste Übereinstimmung zeigte sich zwischen Doppel-PNT und Graseby-Kapsel-Signal, mit 10.520 übereinstimmend detektierten Atemzyklen (88%) und einer Laufzeitdifferenz von 53,9 ms (sd 209 ms). Das tdEMG detektierte 9946 Atemzyklen übereinstimmend mit dem Doppel-PNT-Signal (84%) mit einem Laufzeitunterschied von 234,2 ms (sd 243 ms). Wie erwartet zeigte sich ein relevanter Leckfluss von im Mittel 6,2 l/min (sd 1,87 l/min, max. 10,7 l/min), wobei bei 25% der Atemzüge der Leckfluss größer 7,7 l/min war. Mit Hilfe des exspiratorischen Flusssignals konnte ein mittleres Atemzugvolumen von 4,3 ml (sd 5,1 ml) abgeschätzt werden, was in etwa dem erwarteten Wert für ein Kind dieses Gewichtes entspricht.
Schlussfolgerung
Auch bei nichtinvasiv beatmeten Frühgeborenen können trotz relevanten Lecks von bis zu 10 l/min über eine gerätenahe Messung des Gasflusses automatisiert Informationen über den Atemantrieb gewonnen werden. Diese sind vergleichbar mit etablierten Messmethoden. Der Leckfluss ist in einem nennenswerten Anteil der Atemzüge größer als 7l/min. Unter reiner nCPAP Atemunterstützung ist eine Abschätzung des Tidalvolumens in Phasen ruhiger Atmung möglich.
Die Streuung der zeitlichen Unterschiede der Signale war groß. Wie zu erwarten, kam die Veränderung im Atemgasfluss zeitlich nach den Signalen, die eine Bewegung der Atemmuskulatur anzeigen.