Nicht-invasive Atemunterstützung bei COVID-19-assoziiertem akutem Lungenversagen

Die globale Pandemie durch das neuartige Coronavirus SARS-CoV-2 hat eine rasche Anpassung der Strategien zur respiratorischen Unterstützung erfordert, um das akute Lungenversagen (ALV) zu behandeln, ein Kennzeichen schwerer COVID-19-Pneumonien. Nicht-invasive Atemunterstützungstherapien (NIRS), einschließlich kontinuierlichem positivem Atemwegsdruck (CPAP), biphasischem positiven Atemwegsdruck (BLPPV) und Hochfluss-Sauerstofftherapie über Nasenkanüle (HFNCO), haben sich als entscheidende Werkzeuge erwiesen, um die Notwendigkeit invasiver Beatmung (IMV) zu verringern und gleichzeitig die Sicherheit des Gesundheitspersonals (HCW) sowie die Patientenergebnisse zu berücksichtigen. Dieser Artikel fasst die aktuelle Evidenz und klinische Erfahrungen zur Anwendung, Wirksamkeit und Sicherheit von NIRS bei COVID-19-bedingtem ALV zusammen.

Leitlinien und theoretische Bedenken

Die Leitlinien der European Respiratory Society und der American Thoracic Society empfehlen den Einsatz von NIRS als präventive Strategie, um Intubationen bei hypoxämischem ALV zu vermeiden. Frühdiskussionen konzentrierten sich jedoch auf zwei Bedenken: das Risiko der Virusaerosolisierung während der NIRS-Anwendung und die potenzielle Verzögerung der Intubation bei NIRS-Versagen. Neuere experimentelle Studien zeigen, dass NIRS-Geräte keine Bioaerosole generieren, aber bestehende respiratorische Tröpfchen weiter vom Patienten entfernt verteilen können. Diese Unterscheidung hat Sicherheitsbedenken gemindert, insbesondere in Kombination mit strengen Infektionskontrollmaßnahmen.

Ein weiterer kritischer Aspekt ist das Risiko selbstinduzierter Lungenschäden (SILI) durch übermäßige Inspirationsanstrengung bei schwerer Hypoxämie. Beobachtungsdaten deuten darauf hin, dass frühzeitige IMV die Outcomes verschlechtern könnte, wobei eine Studie eine 23 %ige Erhöhung der 60-Tage-Mortalität im Vergleich zur verzögerten Intubation berichtete. Diese Erkenntnisse unterstreichen die Bedeutung einer abgewogenen Balance zwischen den Vorteilen von NIRS und den Risiken von Lungenschäden sowie verzögerter Intervention.

Klinische Erfahrungen mit NIRS bei COVID-19

CPAP- und BLPPV-Ergebnisse

Eine Auswertung von 24 Studien mit 2.159 COVID-19-Patienten zeigte, dass CPAP und BLPPV Intubationen in 55 % bzw. 59 % der Fälle verhinderten. Die Erfolgsraten variierten je nach Patientenselektion, Schweregrad und klinikinternen Protokollen. Bemerkenswert ist, dass die durchschnittliche HCW-Infektionsrate in diesen Studien bei 5 % lag – niedriger als die 12 %, die während der ersten Pandemiewelle in New York City gemeldet wurden. Nur zwei Studien setzten Negativdruckräume ein, was darauf hindeutet, dass Standardvorkehrungen (z. B. Virenfilter, angemessene PSA) für eine sichere NIRS-Anwendung in den meisten Settings ausreichen.

Gerätenutzung und Einstellungen

CPAP: Angewendet über Helm oder Gesichtsmaske, mit CPAP-Drücken von 10–15 cmH₂O. Helm-Systeme wurden aufgrund geringerer Leckagen und höherer positiv-endexspiratorischer Druckwerte (PEEP) bevorzugt, um die alveoläre Rekrutierung zu verbessern. Studien mit Helm-CPAP berichteten SpO₂-Anstiege ≥15 % innerhalb einer Stunde bei responsiven Patienten.
BLPPV: Eingesetzt bei hyperkapnischen Patienten oder CPAP-Versagen, typischerweise mit PEEP von 6–12 cmH₂O und Druckunterstützung zur Erzielung von Tidalvolumina von 4–6 ml/kg Idealgewicht. Zwei Studien spezifizierten mittlere Druckunterstützungsniveaus von 17,3/9,5 cmH₂O (inspiratorisch/exspiratorisch) und 12/6 cmH₂O.
HFNCO: Obwohl nicht Schwerpunkt dieser Übersicht, wurde HFNCO häufig als Überbrückung oder Adjuvans zu CPAP/BLPPV bei moderater Hypoxämie (PaO₂/FiO₂-Verhältnis 100–300 mmHg) genutzt.

Vorteile von Helm-CPAP

Helm-Systeme zeigten in der COVID-19-Behandlung überlegene Leistung aufgrund:

Erhöhter Sicherheit: Geringere Aerosoldispersion im Vergleich zu Gesichtsmasken.
Bessere PEEP-Toleranz: Patienten tolerierten PEEP-Werte bis 15 cmH₂O ohne signifikante Barotrauma oder hämodynamische Kompromittierung.
Verbesserte Rekrutierung: Konsistente SpO₂- und PaO₂/FiO₂-Verbesserungen korrelierten mit der Lungenrekrutierbarkeit.

Klinische Entscheidungsfindung: Initiierung, Monitoring und Entwöhnung von NIRS

Indikationen für CPAP-Initiierung

Hypoxämie: PaO₂/FiO₂ <200 mmHg oder PaO₂ <60 mmHg unter konventioneller Sauerstofftherapie.
Respiratorische Insuffizienz: Atemfrequenz (AF) >30/min oder Einsatz von Atemhilfsmuskulatur.
Hochrisikogruppen: Adipositas (BMI >30 kg/m²) oder Komorbiditäten mit Risiko rascher Dekompensation.

Kriterien für BLPPV-Initiierung

CPAP-Versagen: Persistierende Hypoxämie (PaO₂/FiO₂ <100 mmHg) oder respiratorische Azidose (pH <7,35).
Hyperkapnie: PaCO₂ >45 mmHg, häufig bei COPD oder Adipositas-Hypoventilationssyndrom.
Individualisierte Einstellungen: Druckunterstützung zur Begrenzung der Tidalvolumina auf 6–8 ml/kg, um SILI zu vermeiden.

Monitoring und Eskalation

Stündliche Evaluierung: SpO₂, AF und Atemarbeit. Eine 15–30 %ige Verbesserung des PaO₂/FiO₂ innerhalb von 1–2 Stunden prädiziert den NIRS-Erfolg.
Eskalation zur IMV: Erforderlich bei progredienter Hypoxämie (PaO₂/FiO₂ <80 mmHg), hämodynamischer Instabilität oder Bewusstseinsstörungen.

Entwöhnungsprotokolle

CPAP-Entwöhnung: Reduktion des PEEP auf 5–6 cmH₂O bei FiO₂ <50 %. Patienten mit stabiler SpO₂ >94 % unter Venturi-Maske (FiO₂ ≤40 %) über 24 Stunden können die Therapie beenden.
BLPPV-Entwöhnung: Graduelle Verringerung der Druckunterstützung unter Überwachung von Hyperkapnie oder Tachypnoe.

Risikominimierung: SILI und Aerosolübertragung

Prävention selbstinduzierter Lungenschäden

Obwohl NIRS die Inspirationsanstrengung reduziert, können exzessive Tidalvolumina (>8 ml/kg) unter BLPPV zu SILI beitragen. Drei Studien identifizierten Tidalvolumina als Prädiktor für NIRS-Versagen, jedoch bleiben COVID-19-spezifische Daten limitiert. Die Einhaltung „protektiver NIRS“-Protokolle – Tidalvolumina auf 4–6 ml/kg begrenzen – wird empfohlen, um Oxygenierung und Lungenschutz zu balancieren.

Infektionskontrollmaßnahmen

Virenfilter: Essenziell an expiratorischen Ports von CPAP/BLPPV-Schläuchen.
Helm-Systeme: In Nicht-Negativdruckumgebungen gegenüber Gesichtsmasken bevorzugt.
PSA: N95-Masken, Gesichtsschilde und Schutzkleidung für HCWs im Patientenkontakt.

Offene Fragen und zukünftige Richtungen

Trotz vielversprechender Ergebnisse limitiert die Heterogenität der Studienprotokolle definitive Schlussfolgerungen. Wichtige Wissenslücken umfassen:

Optimale PEEP-Niveaus: Schwellenwerte für alveoläre Rekrutierung ohne hämodynamische Kompromittierung.
Intubationszeitpunkt: Abwägung früher IMV-Risiken vs. Spätfolgen verzögerter Intervention.
Langzeitergebnisse: Einfluss von NIRS auf 90-Tage-Mortalität oder post-Rekonvaleszenz-Lungenfunktion.

Prospektive Studien mit standardisierten Geräteeinstellungen, Monitoringprotokollen und Eskalationskriterien sind dringend erforderlich. Zudem könnten Vergleiche zwischen Helm-CPAP und HFNCO bei moderater Hypoxämie die Patientenselektion optimieren.

Fazit

Nicht-invasive Atemunterstützung hat sich als Eckpfeiler im Management von COVID-19-assoziiertem ALV erwiesen, wobei sie bei über der Hälfte der Patienten Intubationen vermied und gleichzeitig die HCW-Sicherheit gewährleistete. Helm-CPAP bietet praktische Vorteile in der Aerosolreduktion und effektiven Oxygenierung. Kliniker müssen wachsam bleiben, um Einstellungen zu individualisieren, SILI zu überwachen und die Eskalation zur IMV bei definierten Schwellenwerten einzuleiten. Mit Fortschreiten der Pandemie wird weitere Forschung die Integration von NIRS in Algorithmen des Lungenversagens optimieren.

doi.org/10.1097/CM9.0000000000001832

Nicht-invasive Atemunterstützung bei COVID-19-assoziiertem ALV