Einfluss eines Beatmungshelmes auf die Leistung zweier verschiedener Intensivbeatmungsgeräte im Vergleich zu einer Gesichtsmaske und zur invasiven Beatmung - Eine experimentelle Lungenmodelluntersuchung

Influence of a helmet for noninvasive ventilation on the mechanical properties and performance of a respiratory system compared to a facemask and invasive ventilation - a lung model study

by Sven Fischer
Doctoral thesis
Date of Examination:2012-10-10
Date of issue:2012-09-27
Advisor:Prof. Dr. Christine Neumann
Referee:Prof. Dr. Christine Neumann
Referee:Prof. Dr. Gerhard Burckhardt
Referee:Prof. Dr. Dr. Thomas Crozier
Persistent Address: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-1611

 

 

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Abstract

English

Noninvasive ventilation (NIV) is increasingly used in intensive care medicine, but only little information is available how different NIV interfaces affect the performance of a ventilatory system. Delay times, pressure time products (PTP), and wasted efforts were compared during inspiration among patients receiving invasive ventilation and NIV with a helmet or a face mask. Using an in vitro lung model capable of simulating spontaneous breathing, gas flow and airway pressure were measured with varying positive end-expiratory pressure and pressure support levels. Wasted efforts were determined while lung compliance, respiratory rate (RR), continuous positive airway pressure (CPAP), and pressure support (PS) levels were changed. Delay times were more than twice as long with a helmet compared to facemask or invasive ventilation, but decreased during helmet ventilation with increasing CPAP and PS levels. During the initial inspiratory phase, PTP was smaller with helmet compared to facemask or invasive ventilation, but not so when a complete inspiration with PS was evaluated. Wasted efforts occurred earlier during helmet ventilation and were aggravated with rising PS, RR, and compliance. Although delay times are prolonged during helmet ventilation, PTP is initially smaller compared to facemask and invasive ventilation, indicating less work of breathing due to the high volume the patient can access. Increasing the CPAP or PS level decreases delay times in helmet ventilation and should therefore be considered whenever possible. Wasted inspiratory efforts occurred at higher RRs and should carefully be monitored during NIV.
Keywords: facemask; helmet; invasive ventilation; noninvasive ventilation; pressure support ventilation; trigger

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Die nichtinvasive Beatmung wird zunehmend bei der Beatmung von Patienten auf der Intensivstation eingesetzt. Um Komplikation der nichtinvasiven Beatmung zu reduzieren, wurde ein Beatmungshelm entwickelt. Über den Einfluss eines Beatmungshelmes auf die Leistung eines Beatmungsgerätes im Vergleich zur Gesichtsmaske und zur invasiven Beatmung mit dem Tubus gibt es jedoch nur wenige Informationen. Delay-Zeiten, Pressure-Time-Products und Desynchronisation wurden während der nichtinvasiven und invasiven Beatmung am Lungenmodell verglichen. Die Delay-Zeiten sind bei der Beatmung mit dem Beatmungshelm um einiges länger als bei der Gesichtsmaske oder der invasiven Beatmung mit dem endotrachealen Tubus. Als Maß für die Atemarbeit fielen die Pressure-Time-Products in der initialen Phase der Inspiration mit dem Beatmungshelm geringer aus, auf die gesamte Inspirationsdauer jedoch waren die Pressure-Time-Products bei allen Interfaces (Beatmungshelm, Gesichtsmaske und Tubus) übereinstimmend. Mit Druckunterstützung werden die Zeitintervalle verkürzt und die Atemarbeit wird verringert. Allerdings wird das Auftreten einer Desynchronisation zwischen Patient und Beatmungsgerät begünstigt, je höher die Druckunterstützung eingestellt wird. Bei höher Atemfrequenz und Lungencompliance trat jedoch eine Desynchronisation bei allen Interfaces (Beatmungshelm, Gesichtsmaske und Tubus) auf. Ein enges und sorgfältiges klinisches Monitoring des Patienten sowie eine richtige Auswahl und Einstellung des Beatmungsgerätes ist somit während nichtinvasiver Beatmung mit einem Beatmungshelm erforderlich.
Schlagwörter: Nichtinvasive Beatmung; Helm; invasive Beatmung; Druckunterstützung; Gesichtsmaske; Beatmungshelm
 
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