Invasives Monitoring des pulmonalen Gasaustausches

Zusammenfassung

Aufgrund der Funktion der Atmung, Blut zu oxygenieren und Kohlendioxid zu eliminieren, führt jede Störung des respiratorischen Systems potentiell zur Einschränkung des lebenserhaltenden Zellstoffwechsels und verlangt daher frühzeitige Diagnostik und Therapie. Die zwei Hauptformen respiratorischer Störungen sind das hyperkapnische und hypoxämische respiratorische Versagen, die beide direkt oder indirekt mit einer azidotischen Reaktionslage und/oder unzureichendem O₂-Angebot einhergehen können. Durch direkte invasive Messung der Atmungskapazität und der O₂-Versorgung kann das respiratorische Monitoring zur Identifikation der verschiedenen hyperkapnischen und hypoxämischen Ursachen beitragen. Für das hyperkapnische respiratorische Versagen stehen dabei der pCO₂, die CO₂-Produktion, das Totraumverhältnis und die Gesamtminutenventilation im Mittelpunkt. Im Falle des hypoxämischen Versagens liegen die Schwerpunkte des invasiven Monitorings auf dem O₂-Angebot, der alveolären Ventilation, dem Verhältnis von Ventilation und Perfusion, der Shuntberechnung und auf der Frage nach dem gemischtvenösen Sauerstoffgehalt. Die betreffenden Verfahren werden entsprechend ihrer Verfügbarkeit übersichtsartig eingeordnet und mit den jeweils wichtigsten methodischen Limitierungen dargestellt. Besonders für indirekte und abgeleitete Monitoringmethoden sind dabei eine Reihe von Fehlern zu berücksichtigen, die für Fehlinterpretationen verantwortlich sein können und deshalb ausgeschlossen werden müssen. Dies trifft besonders auf die Berechnung des O₂-Gehalts zu sowie auf jene Situationen, für die aus praktischen Gründen der pO₂ und/oder die sO₂ bemüht werden.

Summary

Recognizing the various complexities integral to CO₂ elimination and oxygen availability establishes the need for invasive respiratory monitoring. Hypercapneic failure may be the result of several pathological factors, which include CO₂ production, dead-space ratio, and total minute ventilation. The latter comprises interactive balances that include central respiratory drive, respiratory impedance, and respiratory muscle capacity. Invasive monitoring is currently available to assess each of these factors. However, some of them are primarily research tools (e.g., diaphragmatic electromyographic analyses, tensiontime index). At what level each is utilized will depend on the patient population, hospital economics, adequate nutritional plans, and a sound data base. Invasive respiratory monitoring in hypoxemic respiratory failure can lead to greater accuracy in diagnosis as well as in determining the patient's response to therapy. The level of priority depends on the patient's demands and the hospital economics. The approach to monitoring may also be based on the suspected pathophysiological etiology of hypoxemia and could include arterial, pulmonary capillary, and mixed-venous sampling, associated calculations (e.g., oxygen content), alveolar gas metering, estimation of shunt, mouth occlusion pressures, wedge pressure, stroke volume, expiratory hold, volume-time curves, and flow-time curves. Almost all standard ICUs have the capacity to determine these measurements. Most of the data are obtained as part of routine ICU management of the critically ill patient, and only few options are used by researchers (e.g., multiple inert gas elimination technique). In summary, monitoring both hypercapneic and hypoxemic respiratory failure invasively and accurately plays a crucial role in critical care.