Nicht-invasive Beatmung versus neuronal angepasste Beatmungsunterstützung (NAVA) zur Behandlung von Bronchiolitis

Bronchiolitis ist eine häufige Diagnose in Kinderkrankenhäusern und Intensivstationen. Eine Virusinfektion führt bei jüngeren Patienten häufig zu erhöhter Atemarbeit, Hypoxämie, beeinträchtigter Ventilation und erhöhter Sekretbelastung. In einigen Fällen umfasst die Behandlung schwerer Ateminsuffizienz eine Intubation und mechanische Beatmung. Die derzeitige Praxis für Patienten mit Bronchiolitis, die ins Krankenhaus eingeliefert werden müssen, besteht darin, zunächst eine nicht-invasive Beatmung durchzuführen, um die Atemmechanik des Patienten zu verbessern. Diese nicht-invasive Atemunterstützung kann von einer einfachen Nasenkanüle über eine High-Flow-Nasenkanüle bis hin zu einer nicht-invasiven Überdruckbeatmung reichen.

Die High-Flow-Nasenkanüle (HFNC) sorgt für warme, befeuchtete und mit Sauerstoff angereicherte Luft. Die Therapie wird üblicherweise mit einem vorgeschriebenen Anteil an inhaliertem Sauerstoff (FiO2) verordnet, der mit 1–2 l/kg/min verabreicht wird. Dies trägt zur Verbesserung der Sauerstoffversorgung bei, da die hohe Strömungsgeschwindigkeit Kohlendioxid in den oberen Atemwegen „auswaschen“ kann und so das Volumen der Totraumbelüftung verringert.

Die nicht-invasive Beatmung (NIV) bietet im Wesentlichen eine ähnliche Unterstützungsmethode wie die invasive Beatmung ohne Verwendung eines Endotrachealtubus. Die verordnete Atemwegsunterstützung erfolgt stattdessen nicht-invasiv über eine spezielle Nasenkanüle oder bei größeren Kindern über eine okklusive Gesichtsmaske geeigneter Größe. Das Beatmungsgerät liefert einen positiven endexspiratorischen Druck (PEEP) mit einer vorgeschriebenen Abgaberate eines eingestellten Inspirationsdrucks (positiver Inspirationsdruck oder Druckkontrolle). Diese Beatmungsunterstützung ermöglicht die Abgabe eines festgelegten FiO2, trägt dazu bei, die Atemwege offen zu halten, um Atelektasen zu reduzieren und eine verbesserte Sauerstoffversorgung mit besserer V/Q-Anpassung zu ermöglichen, und verbessert die Atemarbeit. Das Beatmungsgerät analysiert den durch die Inspirationsanstrengung des Patienten erzeugten Fluss und versucht, zum Zeitpunkt der Eigenanstrengung des Patienten den vorgeschriebenen positiven Inspirationsdruck bereitzustellen.

Einer der größten Nachteile der nicht-invasiven Beatmung bei jungen pädiatrischen Patienten mit Bronchiolitis ist die Schwierigkeit, eine Synchronität zwischen der Anstrengung des Patienten und dem vom Beatmungsgerät abgegebenen positiven Inspirationsdruck zu erreichen. Dies ist sekundär zu dem großen Luftleck aufgrund des nicht-invasiven Geräts und den geringen Inspirationsströmen, die diese Patientenpopulation erzeugt. Daher sind das Beatmungsgerät und der Patient häufig nicht synchron, was die Atemarbeit und die Unruhe tatsächlich erhöhen und gleichzeitig die bereitgestellte Beatmungsunterstützung beeinträchtigen kann.

Die neuronal angepasste Beatmungsunterstützung (NAVA) versucht, die Schäden der Dyssynchronität zwischen Beatmungsgerät und Patient zu mildern. Bei dieser Modalität wird ein spezieller Katheter in die Speiseröhre eingeführt, häufig über einen nasogastrischen Weg, der die elektrische Aktivität des Zwerchfells des Patienten überwachen kann. Dieser Katheter kann auch zur Nahrungszufuhr verwendet werden, ähnlich wie eine einfache Magensonde. Der NAVA-Katheter überwacht sowohl die Aktivierung des Zwerchfells des Patienten (die die Atemanstrengung des Patienten anzeigt) als auch die Stärke dieser Aktivierung, die als elektrische Aktivität des Zwerchfells (Edi) bezeichnet und in Millivolt (µV) gemessen wird. Sowohl Studien an Menschen als auch an Tieren haben einen positiven Zusammenhang zwischen den Edi-Spitzenwerten und der Atemarbeit gezeigt und höhere Edi-Werte gezeigt, wenn eine Atemwegspathologie vorliegt. Basierend auf der Edi-Aufzeichnung kann das Beatmungsgerät dann über einen Multiplikator, der als NAVA-Wert am Beatmungsgerät bezeichnet wird, einen positiven Inspirationsdruck abgeben, der synchron mit der Atemanstrengung des Patienten und proportional zur Stärke dieser Anstrengung ist. Es hat sich gezeigt, dass diese Modalität das Unruheniveau des Patienten verbessert, den Bedarf an sedierenden Medikamenten verringert und die Synchronität in nicht-invasiven Beatmungsmodi verbessert.

Das aktuelle Praxismodell der Forscher sieht vor, dass Patienten mit Bronchiolitis, die mehr als 1,5 l/kg HFNC benötigen oder eine nicht-invasive Beatmung benötigen, sei es über eine konventionelle oder NAVA-Modalität, auf der Intensivstation behandelt werden. Beide Modalitäten der nicht-invasiven Beatmung (konventionell und NAVA) werden routinemäßig eingesetzt. Der Atemstatus des Patienten wird zu einem Wert zusammengefasst, der als „Respiratory Severity Score“ (RSS) bezeichnet wird und die Atemfrequenz, Dyspnoe, Retraktionen und auskultatorische Befunde berücksichtigt, angepasst an das Alter des Patienten. Der RSS-Wert ist ein validiertes Bewertungsinstrument mit guter Interobserver-Zuverlässigkeit zwischen MDs, RNs und RTs. Sie wird auf 4-Stunden-Basis für alle Patienten mit Bronchiolitis auf der Intensivstation des Prüfarztes berechnet und hilft dabei, eine klinische Verbesserung oder Verschlechterung festzustellen und bessere Entscheidungen zur Erhöhung oder Verringerung der Unterstützung zu treffen.

Während mehrere physiologische Studien eine verringerte Atemarbeit bei invasiver NAVA-Beatmung belegen, waren die meisten pädiatrischen Studien, die sich auf nicht-invasive NAVA-Beatmung konzentrierten, darauf ausgelegt, Verbesserungen bei der Synchronisierung von Patient und Beatmungsgerät zu ermitteln. Die Projektziele der Forscher sind zweifach. Das Studienteam geht davon aus, dass Edi-Werte und RSS-Scores bei Patienten mit Bronchiolitis positiv korrelieren, was eine weitere Messgröße zur Messung des klinischen Status ermöglicht. Die Forscher gehen auch davon aus, dass die verbesserte Synchronisierung auf NAVA-NIV den Atemstatus, gemessen anhand von RSS-Scores und Edi-Werten, verbessern, weitere Eskalationen bei der Atemunterstützung reduzieren, die Dauer der erforderlichen nicht-invasiven Beatmung verkürzen und die Intubationsraten senken kann. Diese Verbesserung wird beim Übergang von HFNC zu NAVA-NIV deutlicher ausfallen als beim Übergang zu konventioneller NIV.