Die Beatmung ist ein zentraler Bestandteil der Versorgung auf der neonatologischen Intensivstation (NICU) — und zugleich eine der größten Herausforderungen, denn die unreife Lunge und die unterentwickelte Atmung von Früh- und Neugeborenen verlangen eine äußerst schonende, individualisierte Beatmung. Sie soll einen ausreichenden Gasaustausch sichern und die oftmals noch nicht ausgereifte Spontanatmung unterstützen ohne dabei die empfindliche Lunge — und das sich entwickelnde Gehirn — zusätzlich zu schädigen. Entscheidend sind, insbesondere im kranken Zustand, kleine Tidalvolumina, niedrige wirksame Drücke und ein engmaschiges Monitoring.

Dr. Julia Sandkötter, Neonatologin und Leiterin der Neonatologie am Universitätsklinikum Münster, erklärt, wie lungenschonende Beatmungsstrategien und CO₂-Monitoring die Versorgung von Früh- und Neugeborenen unterstützen.

Warum neonatale Beatmung besonders anspruchsvoll ist

Die Lunge von Früh- und Neugeborenen ist noch nicht vollständig entwickelt. Je unreifer ein Kind geboren wird, desto vulnerabler ist das Lungengewebe. Zu hohe Beatmungsdrücke oder Volumina können bereits früh zu ventilatorassoziierten Lungenschäden beitragen.

Deshalb gilt in der Neonatologie hinsichtlich der Atmungsunterstützung: So viel wie nötig, so wenig wie möglich.

Ziel ist eine möglichst homogene Belüftung aller Lungenareale. Gleichzeitig sollen Atemarbeit reduziert, Atelektasen vermieden und Überblähung verhindert werden.

Invasive Beatmung: Wenn nicht-invasive Unterstützung nicht ausreicht

Eine invasive Beatmung kann notwendig werden, wenn trotz nicht-invasiver Massnahmen kein ausreichender Gasaustausch erreicht wird. Es gibt mittlerweile viele verschiedene Beatmungsmodi, die jedoch folgenden Grundprinzipien folgen.

Zu den wichtigen Verfahren gehören:

Druckkontrollierte Beatmungsformen

Bei druckkontrollierten Beatmungsformen (zeitgesteuert, drucklimitiert) wird ein bestimmter Druck und die Inspirationszeit vorgegeben. Das entstehende Tidalvolumen hängt von Compliance und Atemwegsresistance ab. Ändern sich diese Faktoren der Lungenmechanik, können sich die Tidalvolumina rasch verändern und es droht die Verabreichung von zu hohen oder zu niedrigen Volumina. Deshalb müssen die Grenzen des Tidalvolumens bei diesen Beatmungsformen eng überwacht werden. 

Volumenkontrollierte und volumengarantierte Beatmungsformen

Bei volumenkontrollierten Formen wird die Beatmung im Grunde über ein definiertes Tidalvolumen, die Frequenz und die Inspirationszeit gesteuert. Das Beatmungsgerät passt den Inspirationsdruck so an, dass das eingestellte Zielvolumen erreicht wird, ohne eine festgelegte Druckgrenze zu überschreiten. 
 Volumengarantierte Formen steuern Beatmung und Druckapplikation über das exspiratorische Volumen, wobei die Volumenkonstanz nicht atemzuggenau, sondern über mehrere Atemzüge hinweg geregelt wird. Gerade bei Frühgeborenen mit Atemnotsyndrom kann dies hilfreich sein, weil der Druck bei besser werdender Compliance automatisch sinkt. 

Hochfrequenzoszillation, HFOV

Die Hochfrequenzoszillation arbeitet mit sehr kleinen Tidalvolumina und hohen Frequenzen. Sie kann bei schweren Lungenerkrankungen eingesetzt werden, um den Gasaustausch schnell zu verbessern und die Lunge möglichst protektiv zu beatmen (Reduzierung der Scherkräfte am Lungengewebe). Wichtig zu beachten ist insbesondere bei hämodynamisch eingeschränkten Patienten, dass durch den hohen mittleren Atemwegsdruck (MAP) das Herzzeitvolumen und somit die Perfusion reduziert werden können. Zudem sollte das CO₂ engmaschig überwacht werden, da die CO₂-Elimination unter HFOV sehr empfindlich auf kleine Änderungen des Tidalvolumens reagiert und sich die effektive Ventilation bei wechselnder Lungenmechanik rasch ändern kann.

Nicht-invasive Beatmung: Invasive Beatmung vermeiden oder verkürzen 

Nicht-invasive Beatmung spielt eine zentrale Rolle, um Intubationen zu vermeiden oder die Dauer invasiver Beatmung zu reduzieren. 

CPAP

CPAP unterstützt die Spontanatmung durch einen kontinuierlichen positiven Atemwegsdruck. Dadurch lässt sich die Atemarbeit für den Neonaten reduzieren und minderbelüftete Lungenareale können vermieden werden. 

Nicht-invasive IPPV Beatmung

Die Intermittent Positive Pressure Ventilation (IPPV), häufig als nasale IPPV (nIPPV) oder NIPPV bezeichnet, ist eine nicht-invasive Atemunterstützung, bei der dem Frühgeborenen über eine Nasenmaske oder Nasenprongs zusätzlich zum kontinuierlichen positiven Atemwegsdruck (CPAP) intermittierende Beatmungshübe mit erhöhtem Druck zugeführt werden — ganz ohne endotracheale Intubation. 

High-Flow

Bei High-Flow wird dem Frühgeborenen über dünne Nasenprongs ein angewärmtes und befeuchtetes Luft-Sauerstoff-Gemisch mit hohem Flow (typischerweise mehr als 1–2 l/min) zugeführt. Dieses oftmals gut tolerierte Verfahren generiert einen positiven Atemwegsdruck und reduziert die Atemarbeit. Der tatsächlich erreichte Atemwegsdruck ist jedoch weniger gut kontrollierbar, weshalb High-Flow oft eher im Weaning oder als ergänzende Unterstützung eingesetzt wird.  

CO2-Monitoring als Schlüssel zur sicheren Beatmung 

Engmaschiges (CO₂) Monitoring ist bei der Versorgung von Neonaten essenziell. So können Veränderungen von Resistance und Compliance gerade bei Frühgeborenen sehr rasch auftreten und die Beatmungsqualität maßgeblich beeinflussen. Dadurch können starke Schwankungen des CO₂ sowie Hyper- und Hypokapnien entstehen, welche die zerebrale Durchblutung beeinflussen und mit langfristigen neurologischen Einschränkungen einhergehen können. 

Alternative Verfahren wie die endtidale CO₂-Messung sind für Frühgeborene oft weniger geeignet, da diese Technologie aufgrund kleiner Tidalvolumina und hoher Frequenzen an ihre Grenzen stösst. Daher wird häufig transkutanes CO2-Monitoring eingesetzt, insbesondere bei invasiver Beatmung und Hochfrequenzoszillation. 

Prinzipien der lungenschonenden Beatmung 

Eine lungenschonende Beatmung in der Neonatologie basiert auf: 

  • möglichst kleinen Tidalvolumina (i.d.R. 4-7ml/kgKG), 
  • niedrigem, aber ausreichendem Beatmungsdruck, 
  • enger Überwachung von Druck, Volumen und CO₂, 
  • rascher Anpassung bei Compliance-Veränderungen, 
  • Förderung der Spontanatmung, 
  • Vermeidung unnötig langer invasiver Beatmung. 

Da sich die Lungenmechanik bei Frühgeborenen schnell verändern kann, ist eine kontinuierliche ärztliche und pflegerische Überwachung entscheidend. 

Fazit

Beatmung in der Neonatologie ist ein Balanceakt zwischen notwendiger Atemunterstützung und konsequentem Lungenschutz. Nicht-invasive Verfahren stehen häufig im Vordergrund, während invasive Beatmung bei besonders unreifen oder schwer kranken Kindern weiterhin notwendig sein kann. 

Volumengarantierte Beatmung und Hochfrequenzoszillation sind wichtige Optionen, wenn eine präzise oder besonders protektive Beatmungsstrategie erforderlich ist. Entscheidend bleibt jedoch nicht ein einzelner Beatmungsmodus, sondern die individuelle, eng überwachte Anpassung an das Kind. Die Beatmungseffektivität lässt sich dabei nicht-invasiv und kontinuierlich mit CO2 Monitoring überwachen und gibt Klinikern einen dauerhaft verfügbaren Trend, unabhängig von der Beatmungsform. 

Häufige Fragen

Das wichtigste Ziel ist ein ausreichender Gasaustausch bei möglichst weitgehendem Schutz der unreifen Lunge — und damit zugleich des sich entwickelnden Gehirns — vor beatmungsbedingten Schäden. 

Die nicht-invasive Beatmung bietet eine weniger invasive Therapieoption und kann helfen, Intubationen zu vermeiden oder die Dauer invasiver Beatmung zu verkürzen. Das ist bedeutsam, weil die invasive Beatmung selbst ein Risikofaktor für Lungenschäden und die bronchopulmonale Dysplasie (BPD) sein kann. Nicht-invasive Beatmungsformen sind jedoch nicht risikofrei und benötigen ein ebenso enges Monitoring. 

Sie wird notwendig, wenn Oxygenierung, Ventilation oder Atemarbeit trotz nicht-invasiver Unterstützung nicht ausreichend kontrolliert werden können. 

Sie passt den Inspirationsdruck automatisch an das gewünschte Tidalvolumen und die aktuelle Lungenmechanik an, sodass der Druck bei besser werdender Compliance sinkt und Volumenschwankungen begrenzt werden. 

CO₂ ist ein zentraler Parameter Steuerung der Beatmung und ein starker Regulator der zerebralen Durchblutung; da sowohl starke Schwankungen als auch Hypo- und Hyperkapnien mit ungünstigen neurologischen Verläufen assoziiert sind, ist engmaschiges Monitoring wichtig. 

HFOV wird vor allem bei schweren Lungenerkrankungen eingesetzt, häufig als Rescue-Verfahren, wenn mit konventioneller Beatmung kein ausreichender Gasaustausch ohne schädlich hohe Drücke oder Volumina erreicht wird. 

KAPITEL

Neonatale Beatmung
Invasive Beatmung
Nicht-invasive Beatmung
CO₂-Messung
Lungenschonende Beatmung
Fazit
Häufige Fragen
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Beatmungsstrategien in der Neonatologie vertiefen 

Dr. Julia Sandkötter, Neonatologin und Leiterin der Neonatologie am Universitätsklinikum Münster, erklärt in diesem On-Demand-Webinar, wie lungenschonende Beatmung, nicht-invasive Unterstützung, HFOV, volumengarantierte Beatmung und CO₂-Monitoring die sichere Beatmungssteuerung bei Früh- und Neugeborenen unterstützen. 

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