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Methodenartikel

Messung des Inspirationskrafts bei mechanisch belüfteten Kindern

167 Ansichten

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DOI:

10.3791/70230

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9. Juni 2026

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Antwerp University Hospital, University of Antwerp, 2McGill University Health Center, Montreal Children's Hospital, 3Department of Critical Care Medicine, The Hospital for Sick Children, 4Pediatric Cardiac ICU, Kokilaben Dhirubhai Ambani hospital and medical research centre, 5Department of Intensive Care Medicine, Ghent University Hospital

* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Wir demonstrieren validierte und standardisierte Techniken am Bett, um den Inspirationsaufwand zu quantifizieren und das Beatmungsmanagement zu steuern.

Zusammenfassung

Eine genaue Einschätzung der Beatmungsanstrengung bei mechanisch beatmeten Kindern ist entscheidend, um die Beatmungsunterstützung zu optimieren und Lungen- und Zwerchfellschäden zu vermeiden. Übermäßige Unterstützung führt zu Zwerchfellfehlfunktion und Atrophie, während Unterhilfe zu Müdigkeit, Zwerchfellschwäche und selbst zugefügter Lungenverletzung (P-SILI) führen kann. Dieses Manuskript demonstriert validierte Techniken am Patientenbett zur Quantifizierung des Inspirationsaufwands. Wir beschreiben den Referenzstandard für die Quantifizierung des Atemmuskelanstrengungs, die Ösophagusmanometrie und stellen alternative Ansätze für die routinemäßige klinische Praxis vor, angesichts seiner praktischen Einschränkungen. Wir unterscheiden zwischen Atemantrieb, Gezeiten-Inspirationsanstrengung und maximaler Inspirationsanstrengung. Zu den indirekten Anstrengungsparametern gehören die elektrische Aktivität des Zwerchfells (EAdi), Atemwegsverschlüssungsmanöver (P0.1, Pocc, PMI) und Ultraschallparameter des Zwerchfells. Der maximale Einatmungsdruck (MIP) wird als Maß für den maximalen Aufwand behandelt. Rerepräsentierte pädiatrische Daten werden, wo verfügbar, bereitgestellt. Obwohl Referenzwerte für ausgewählte Parameter enthalten sind, bleibt die Evidenz zur Definition sicherer Schwellenwerte bei Kindern begrenzt. Die kombinierte Überwachung dieser Techniken ermöglicht eine individuelle Titration der mechanischen Beatmung und unterstützt lungen- und zwerchfellschutzstrategien auf der pädiatrischen Intensivstation.

Einleitung

Während der mechanischen Beatmung (MV) können sowohl übermäßige als auch unzureichende Beatmungsanstrengungen auftreten, die jeweils potenziell schädlich für die Atemmuskulatursind. Unzureichende Anstrengung kann zu einer Schwächung des Zwerchfells führen. Zwerchfellatrophie sekundär zur verlängerten Muskelentspannung wurde erstmals 1988 in einer Kohorte von Neugeborenen beschrieben. Spätere Evidenz, überwiegend aus Erwachsenenstudien, haben gezeigt, dass selbst kurzfristige MV die faserige Architektur des Zwerchfells stören und deren Kontraktilität verringern kann, was zusammen als ventilator-induzierte Zwerchfelldysfunktion (VIDD) bezeichnet wird2,5,6. VIDD umfasst vier Traumamechanismen: Über-Assistenz-Myotrauma, Unter-Assistenz-Myotrauma, exzentrisches Myotrauma und exspiratorisches Myotrauma7. Obwohl ein Unterassistenz-Myotrauma (Dysfunktion der Zwerchfellatrophie) bei Kindern(8,9) berichtet wurde, bleiben Überassistenz-Myotraumata sowie exzentrisches und exspiratorisches Myotrauma in der pädiatrischen Population schlecht charakterisiert.

Übermäßige Inspirationsanstrengung wurde auch mit einer bestimmten Art von Lungenverletzung in Verbindung gebracht, die als patienteneigene Lungenverletzung (P-SILI) bezeichnet wird und durch hohe transpulmonale Antriebsdrucke verursacht wird, die durch übermäßige Patientenanstrengungen entstehen und möglicherweise durch Beatmungsgeräteunterstützungverstärkt werden. Darüber hinaus erhöht übermäßige Anstrengung die Atemarbeit (WOB) und kann Atemmuskelermüdung auslösen. Während der Absetzphase bleibt erhöhte WOB ein wesentlicher Faktor, der eine erfolgreiche Befreiung aus der mechanischen Belüftungverhindert. Diese Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung, sowohl Über- als auch Unterunterstützung zu verhindern und die MV-Unterstützung entsprechend anzupassen. Daher ist die präzise Bewertung der Inspirationsbelastung ein grundlegender, aber dennoch wenig genutzter Bestandteil der modernen pädiatrischen Intensivmedizin. Trotz einiger jüngster Fortschritte bleiben die Belege für sichere Schwellenwerte für Inspirationsantrieb und -anstrengung bei Kindern begrenzt.

Derzeit verlassen sich Kliniker weiterhin häufig auf klinische Beurteilung der Nutzung von sekundären respiratorischen Muskeln, subkostalen Rückziehungen und Patientenkomfort, um die ventilatorische Unterstützung zu titrieren und die Bereitschaft für Extubation12 zu beurteilen. Obwohl unschätzbar und unersetzlich, sind diese Beobachtungen von Natur aus subjektiv. Objektive, physiologisch basierte Messungen der Inspirationsanstrengung können die Untersuchungen am Bett ergänzen, um die Beatmungstitration zu verfeinern, und eine zeitnahe erfolgreiche Befreiung von der mechanischen Beatmungermöglichen.

Bei der Messung der Inspirationsaktivität ist es wichtig, den physiologischen Hintergrund und den Unterschied zwischen Atemtrieb, Gezeitenatmungsanstrengung und maximaler Anstrengung (Funktion) zu verstehen. Inspiratorischer Antrieb steht für die neuronalen Befehle, die von den Atemzentren des Hirnstamms ausgehen und die Atemmuskeln, vor allem das Zwerchfell, stimulieren. Obwohl dieser neuronale Ausgang nicht direkt gemessen werden kann, kann er aus der elektrischen Aktivität (EAdi) der Membran oder aus dem druckabgeleiteten P0,114 abgeleitet werden. Inspiratorische Anstrengung stellt die mechanische Reaktion der Atmungsmuskeln auf diese neuronalen Befehle dar. Er reflektiert den von den Atemmuskeln (Pmus), vor allem dem Zwerchfell, erzeugten Druck, um den Luftstrom zu erzeugen. Wenn die Zwerchfellbelastung zunimmt, werden Hilfsmuskeln wie Interkostalmuskeln, Sternocleidomastoideus und Skalene zur Unterstützung der Inspiration herangezogen. Die kombinierte Kontraktion der Atemmuskulatur während der spontanen Einatmung führt zu einer Abnahme des Pleuradrucks (Ppl), was durch Messung des Speiseröhrendrucks (Pes) mit der ösophagealen Manometrie geschätzt werden kann, dem heutigen Goldstandard zur Quantifizierung des Atemkrafts. Die Messung von Pes ermöglicht außerdem die Berechnung fortschrittlicher integrierter Aufwandsindizes, einschließlich des Druckzeitprodukts (PTP), des Druckratenprodukts (PRP) und der Atemarbeit (WOB), die die gesamte Atembelastung und den Energieverbrauch widerspiegeln.

Mehrere nicht-invasive Leihmütter können Pes-Messungen ergänzen oder ersetzen. Dazu gehören Okklusionsdruck (Pocc)15, Druckmuskelindex (PMI)16 und Ultraschalluntersuchung des Zwerchfells17. Die Funktion der Atemmuskulatur bezeichnet die maximale Anstrengung, die von den Muskeln erzeugt werden kann. Der maximale Einatmungsdruck (MIP) ist ein Funktionsmarker bei belüfteten Kindern mit spontaner Atemaktivität, und die Entwicklung der Zwerchfelldicke im Verlauf der Belüftungkönnte ebenfalls ein Funktionsmarker sein. Zusammen bietet dieses Protokoll ein Spektrum von Messungstechniken am Bett, um den Inspirationstrieb, die Anstrengung und die Funktion der Atemmuskulatur zu quantifizieren. Dies ermöglicht es dem Kliniker, die Auswirkungen der mechanischen Belüftung auf die Aktivität und Funktion der Atemmuskulatur zu messen und die Atemunterstützung sowie Sedierung optimal zu optimieren, um eine schützende Beatmung der Lunge und des Zwerchfells zu ermöglichen.

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Protokoll

1. Speiseröhrenmanometrie

HINWEIS: Verwenden Sie einen geeigneten pädiatrischen Speiseröhrenballonkatheter basierend auf Alter und Gewicht (siehe Tabelle 1). Verwenden Sie je nach Wahl des Speiseröhrenballons eine 1–10 ml Spritze (siehe Tabelle 2). Verwenden Sie starre Schläuche und ein Beatmungsgerät oder einen speziellen Monitor mit Druckmesser. Integrierte oder externe Analysesoftware für optionale Druckzeit-Produkt/Druck-Rate-Produkt (PTP/PRP)-Berechnung einbauen.

  1. Materialien vorbereiten – Wählen Sie die Ballongröße basierend auf Alter und Gewicht (siehe Tabelle 2). Bereiten Sie den Druckmesser des ausgewählten Beatmungsgeräts oder Monitors vor und stellen Sie ihn auf den atmosphärischen Druck ein. Überprüfe den Speiseröhrenballon auf Undichtigkeiten.
  2. Einsetztiefe schätzen – Messung der Nase–Ohr–Xiphoid (NEX)-Distanz, um die gewünschte Platzierungstiefe zu bestimmen. Ziele auf das untere Drittel der Speiseröhre.
  3. Den Katheter einführen – Schmieren Sie den Katheter mit einem wasserlöslichen Schmiermittel. Schieben Sie den Katheter etwas über den gemessenen NEX-Abstand hinaus. Verbinden Sie den Katheter mit dem Druckmesser und pumpen Sie den Ballon minimal auf (siehe Tabelle 2), um Druckabweichungen zu überwachen.
  4. Katheterposition überprüfen – Üben Sie sanften Druck auf den Bauch aus. Eine positive Ösophagusdruck-(Pes-)Ablenkung weist auf eine distale Speiseröhrenposition hin. Ziehen Sie dann langsam den Katheter heraus, bis auf der Pes-Spur (Abbildung 1) Herzoszillationen auftreten. Dies stellt sicher, dass der Katheter im unteren Drittel der Speiseröhre liegt.
  5. Anfängliche Ballonaufblasung – Saugen Sie alle Luft aus dem Ballon ab. Nullstellen Sie das System auf den Atmosphärendruck. Blasen Sie den Ballon auf das vom Hersteller empfohlene Anfangsvolumen auf.
  6. Volumen des Ballons optimieren – Den Ballon auf 0,1 mL entleeren und schrittweise aufblähen, um das optimale Füllvolumen zu finden, definiert als das kleinste Volumen, bei dem die maximalen ΔPes auftreten (V-best). Alternativ beginnen Sie mit einem entleerten Ballon, lassen Sie ihn auf den Umgebungsdruck ausgleichen und dann in 0,1-ml-Schritten aufblähen. Nach jedem Schritt entleeren Sie den Ballon und lassen Sie ihn anschließend für 10 Sekunden19 mit dem atmosphärischen Druck wieder ausgleichen, bevor der nächste Schritt übergeht.
    HINWEIS: Dies ist ein entscheidender Schritt, und wir empfehlen dringend, detaillierte Anweisungen von Hotz et al.19, Mojoli et al.20 und Rudolph et al.21 zu lesen. Eine detaillierte Zusammenfassung der empfohlenen Füllvolumina und Volumeninkremente findet sich in Tabelle 2.
  7. Führen Sie einen Okklusionstest durch – Drücken Sie den End-Aspirator-Haltknopf am Beatmungsgerät. Bei einem passiven Patienten wird während der Okklusion eine langsame, tiefe, beidseitige thorakale Kompression angewendet und die Zunahme sowohl des Atemwegsdrucks (Paw) als auch der Pes gemessen. Bei Patienten mit spontaner Atemaktivität wird die Abnahme von Paw und Pes während der nächsten Inspirationsanstrengung im Ausatmungsangriff gemessen (Baydur-Manöver). (Abbildung 1C).
  8. Kalibrierung überprüfen – Messen Sie das Verhältnis von ΔPes / ΔPaw und akzeptieren Sie die Kalibrierung und Position des Ballons, wenn dieser Wert zwischen 0,8 und 1,2 (üblicher Bereich bei Erwachsenen) oder 0,7 und 1,3, dem akzeptablen Bereich beiKindern 21, liegt.
  9. Beginnen Sie mit der Überwachung der Pes – öffnen Sie den Beatmungsbildschirm, der kontinuierliche Aufzeichnungen von Pes und transpulmonalem Antriebsdruck anzeigt. Die Hauptvariable, ΔPes, ist definiert als der Unterschied zwischen dem endexspiratorischen und dem endinspiratorischen Speiseröhrendruck.
    HINWEIS: Wenn ΔPes/ΔPaw nicht im Bereich liegen, könnten Kathetervolumen und -tiefe nicht korrekt22 sein. Bewerten Sie das Volumen des Ballons erneut und passen Sie sie in Schritten von 0,2–0,5 ml an oder passen Sie die Kathetertiefe je nach Bedarf um ±1–2 cm an. Wiederholen Sie den Okklusionstest nach jeder Anpassung, bis sich das Verhältnis innerhalb des Zielbereichs stabilisiert hat.

figure-protocol-1
Abbildung 1: Interpretation und Validierung der Wellenform des Speiseröhrendrucks (Pes) während der Messungen. Die Abbildung zeigt charakteristische Atemwegsdruck (Pfote, rot) und Speiseröhrendruck (Pes, gelb) Wellenformen, die während der Platzierung und Kalibrierung des Pes-Katheters entstehen (A): Vergleich von Pes und Pat während Atemzügen ohne Inspirationsanstrengung und mit aktiver Anstrengung. Eine nach unten gerichtete Pes-Ablenkung während der Atmung zeigt eine vom Patient erzeugte Inspirationsanstrengung. (B): Identifikation kardialer Schwingungen (CO), die auf die Pes-Verfolgung und Messung von ΔPes gelegt werden. Das Erkennen und Unterscheiden von CO und echten Atemschwankungen ist für eine genaue Signalinterpretation unerlässlich. (C) Das Baydur-Manöver wird verwendet, um die korrekte Katheterpositionierung und das Befüllen des Ballons zu überprüfen. Während eines Ausatmungshaltens werden gleichzeitige Druckänderungen in Paw (ΔPaw) und Pes (ΔPes) verglichen. Ein Verhältnis von ΔPes/ΔPaw zwischen 0,7 und 1,3 (oder 0,8–1,2, siehe Manuskript) bestätigt eine angemessene Kalibrierung und korrekte Ballonplatzierung bei Kindern. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzusehen.

2. Klinische Bewertung des Atemkrafts

  1. Bereiten Sie den Patienten vor – Sorgen Sie für eine gute Sicht von Thorax und Bauch. Beheben Sie reversible Faktoren wie Atemwegsverstopfung, Fieber oder Unruhe.
  2. Beobachten Sie das Atemmuster – Beurteilen Sie Rhythmus, Tiefe, paradoxe Bewegungen und Synchronität mit dem Beatmungsgerät während mehrerer aufeinanderfolgender Atemzüge.
  3. Untersuchen Sie die Nutzung des Assistenzmuskels – Während der Inspiration achten Sie auf Interkostal-, Subkostal- oder Suprasternal-Retraktionen (Hautbewegungen nach innen), Stridor (hörbares hohes Geräusch), Nasenaufflammungen (nach außen gerichtete Bewegung der Nasenlöcher) und Aktivierung des Nackenmuskels.
  4. Grade-Anstrengung – Klassifizieren Sie die Rückzüge subjektiv als mild, moderat oder schwer und Stridoren als mild (bei Unruhe) oder schwer (in Ruhe).
  5. Überprüfe und dokumentiere – Wiederholen Sie diese Bewertung regelmäßig
    HINWEIS: Verwenden Sie optional den validierten Effort of Breathing Score, der Retractions, Stridor und Pulsus paradoxus23 umfasst.

3. Elektrische Aktivität des Membrans (EAdi)

  1. Präparate – Schätzung der anfänglichen Kathetereinführungstiefe mit der modifizierten NEX-Formel (Nasen-Ohr-Xiphoid), wobei die spezifischen Gleichungen und die Referenztabelle für die orale oder nasale Platzierung angewendet werden, die bei jeder Kathetergröße bereitgestellt werden.
    HINWEIS: Sie benötigen einen EAdi-Katheter und ein kompatibles Beatmungsgerät mit EAdi-Überwachungsfunktion.
  2. Katheter einführen und positionieren – Setzen Sie den nasogastrischen oder orogastrischen EAdi-Katheter in die Speiseröhre. Beobachten Sie die EAdi-Amplitude im Beatmungsgerät. Ziehe den Katheter nach vorne oder zurück, bis eine maximale EAdi-Amplitude erreicht ist.
  3. Überprüfen Sie die richtige Position – Öffnen Sie das Katheter-Positionierungswerkzeug des Beatmungsgeräts. Bewegen Sie den Katheter nach oben oder unten, bis die höchsten Amplituden der Membranelektromyographie (EMG) (violette Farbe auf den Spuren) auf den beiden mittleren Spuren angezeigt werden.
  4. Zeichnen Sie das Signal auf – Lassen Sie mehrere Minuten stabiles, spontanes Atmen ein. Während der mechanischen Belüftung wird die EAdi-Wellenform kontinuierlich aufgezeichnet.
  5. Parameter analysieren – Die EAdi-Amplitude bewerten. Öffnen Sie den Trendbildschirm und zeigen Sie die Durchschnitte über einen ausgewählten Zeitraum an, typischerweise 30 Minuten bis 4 Stunden. Zeichne eine virtuelle Linie durch die Peak-EAdi-Amplituden über den ausgewählten Zeitraum und verwende diesen als durchschnittlichen Peak-EAdi-Wert für diesen Zeitraum.
    HINWEIS: Der Beatmungsgerät berechnet keine Durchschnittswerte, daher sind keine formalen durchschnittlichen Spitzenwerte für EAdi verfügbar. Analysen können offline zu Forschungszwecken durchgeführt werden.
  6. Neuromuskuläre Effizienz (NME) schätzen – Führen Sie ein endexpiratorisches Okklusionsmanöver durch. Berechnen Sie den NME, indem Sie den Luftwegdruckabfall (ΔPaw) durch die Änderung der elektrischen Aktivität (ΔEAdi) während derselben Anstrengung teilen (NME = ΔPaw/ΔEAdi). Führen Sie eine Bildschirmaufnahme durch und messen Sie die ΔEAdi als Differenz zwischen Peak und Baseline. Messen Sie den ΔPaw als Unterschied zwischen dem Spitzenluftwegsdruck und dem positiven Endexpirationsdruck (PEEP). Das Verhältnis muss vom Therapeuten berechnet werden und wird nicht automatisch berechnet.
  7. Messen Sie den Unterschied in Millisekunden zwischen der Zeit zwischen Beginn des EAdi-Anstiegs und der Spitzenamplitude (dt) und berechnen Sie die Mikrovolt-Differenz des EAdi zwischen diesen beiden Zeitpunkten. Berechnen Sie die Anstiegsrate von EAdi als EAdi/dt. Dieser Wert zeigt an, wie schnell die neuronale Aktivierung zu Beginn der Inspiration zunimmt.

4. P0.1

  1. Bestätigen Sie spontane Atmung – Überprüfen Sie, ob der Patient Atemzüge auslöst (vom Beatmungsapparat als andere Farbe auf der Durchfluss- oder Druckkurve angezeigt) oder dass die Inspirationsanstrengungen durch eine negative Durchrichtung vor der Druckaufnahme im Schaltkreis sichtbar sind.
  2. Bei Unsicherheit führen Sie ein exspiratorisches Okklusionsmanöver durch, indem Sie den Atmungshaltknopf am Beatmungsgerät drücken und auf negative Durchbiegungen der Atemwegsdruckwellenform prüfen. Echte negative Ablenkungen sind U-förmig.
  3. Führen Sie eine exspiratorische Okklusion durch – Aktivieren Sie den Atmungshaltknopf, indem Sie den Ausatmungsknopf am Beatmungsgerät für mindestens 250 ms drücken, um den Luftstrom zu blockieren. Stellen Sie sicher, dass während der Okklusion eine spontane Inspirationsanstrengung erfasst wird.
  4. Mess P0.1 – Identifizieren Sie die anfängliche Luftwegdruckabweichung. Bestimmen Sie die Differenz zwischen PEEP und dem Negativdruck, der 100 ms nach Inspirationsbeginn gemessen wird. Wiederholen Sie das für drei Atemzüge und vergleichen Sie die Mittelwerte der Ergebnisse.
    HINWEIS: Die meisten Beatmungsgeräte zeigen diese Variable automatisch oder bei Aufforderung an. Wir beziehen uns auf die Diskussion über die Interpretation der Werte.

5. Okklusionsdruck (Pocc)

  1. Bestätigen Sie spontane Atmung – Überprüfen Sie, ob der Patient Atemzüge auslöst und die Inspirationsanstrengungen auf der Druck- oder Flusswellenform sichtbar sind. Bei Unsicherheit führen Sie ein expiratorisches Okklusionsmanöver durch und prüfen Sie auf negative Durchbiegungen der Druckwellenform
  2. Beginnen Sie mit der Aufzeichnung von Beatmungswellenformen
  3. Führen Sie eine exspiratorische Okklusion durch – Starten Sie den exspiratorischen Haltknopf, indem Sie den Ausatmungsknopf am Ventilator drücken, um den Luftstrom zu blockieren. Überprüfen Sie visuell, dass während der Okklusion eine spontane Inspirationsanstrengung erfasst wird, indem Sie nach einer negativen Durchbiegung der Luftdruckkurve suchen. Vermeiden Sie es, den Patienten mündlich oder taktil zu coachen, da das Ziel darin besteht, eine Atemanstrengung zu erfassen, die der Grundanstrengung des Patienten entspricht.
  4. Analyse der Aufzeichnung – Identifizieren Sie den niedrigsten Atemwegsdruck, der bei der ersten Atembewegung nach Beginn des Okklusionsmanövers (Pmin) erreicht wird. Berechnung von Pock = PEEP – Pmin.
  5. Wiederholen Sie die Messung – Wiederholen Sie sich dreimal, um die Reproduzierbarkeit sicherzustellen, und mittleren Sie die Ergebnisse an, um physiologische Variationen zu berücksichtigen.
  6. Schätze ΔPes – Verwenden Sie die validierte Umrechnung ΔPes = (2/3) x Pocc24
    HINWEIS: Führen Sie Okklusionsmanöver nur bei hämodynamisch stabilen Patienten durch. Vermeiden Sie bei schwerer Hypoxämie, Lufteinschluss, hohem Hirndruck oder bei ausgeprägter Patienten-Beatmungsasynchronie. Halten Sie die Okklusion kurz und brechen Sie sofort ab, falls Desaturation, Bradykardie oder Belastung auftritt. Eine kontinuierliche kardiopulente Überwachung ist verpflichtend.

6. Druckmuskelindex (PMI)

  1. Bestätigen Sie spontane Atmung – Überprüfen Sie, ob der Patient Atemzüge auslöst und die Inspirationsanstrengungen auf der Druck- oder Flusswellenform sichtbar sind. Bei Unsicherheit führen Sie ein exspiratorisches Okklusionsmanöver durch und prüfen Sie auf negative Durchbiegungen der Druckwellenform.
  2. Beginnen Sie mit der Aufzeichnung von Beatmungswellenformen
  3. Führen Sie den Inspiratorischen Halt durch – Beginnen Sie während eines vom Patienten ausgelösten Atemzugs eine kurze Atemwegsblockade (≤ 2–3 Sekunden). Beobachten Sie einen Anstieg des Luftdrucks über PIP, gefolgt von einem stetigen Plateau (Pplat). Vermeiden Sie es, den Halt länger als 3 Sekunden aufrechtzuerhalten, um eine Aktivierung der Ausatmungs- oder Bauchmuskeln zu verhindern.
  4. Manövervalidität bewerten – Eine valide PMI-Verfolgung zeigt einen schnellen Übergang von PIP zu Pplat, gefolgt von einer stetigen Phase, die mindestens 1–2 Sekunden dauert. Wenn das Plateau unter dem PIP bleibt, deutet das Manöver darauf hin, dass der Inspirationsaufwand gering oder nicht konstant während der gesamten Inspiration vorhanden ist, und PMI = 0. Erreicht das Manöver kein sichtbares Plateau, gilt es als ungültig. Herzoszillationen werden häufig während des Haltemanövers beobachtet.
  5. PMI berechnen und wiederholen – PMI mit der Formel berechnen: PMI = Pplat – PIP. Wiederholen Sie das Manöver mindestens dreimal und melden Sie den Mittelwert technisch akzeptabler Versuche (Abbildung 2).

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Abbildung 2: Messung des Druckmuskelindex (PMI). Die Abbildung illustriert die PMI-Messung, die die einmauliche Muskelanstrengung während assistierter oder spontaner Beatmung quantifiziert. Wenn der Inspiratorische Halt eingeleitet wird, steigt die Wellenform des Atemwegsdrucks (Paw) über den Spitzeninhalatorischen Druck (PIP) hinaus und erreicht schließlich ein neues Plateau (Pplat). Wenn spontane Atmungsanstrengung vorhanden ist, wird dieser Anstieg durch die Entspannung der Atemmuskulatur verursacht. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzusehen.

7. Maximaler Atemdruck (MIP)

  1. Bestätigen Sie spontane Atmung – Überprüfen Sie, ob der Patient Atemzüge auslöst und die Inspirationsanstrengungen auf der Druck- oder Flusswellenform sichtbar sind. Bei Unsicherheit führen Sie ein exspiratorisches Okklusionsmanöver durch und prüfen Sie auf negative Durchbiegungen der Druckwellenform.
  2. Beginnen Sie mit der Aufzeichnung von Beatmungswellenformen
  3. Bereiten Sie den Patienten und Beatmungsgerät oder Monitor vor – Bestätigen Sie, dass der Patient hämodynamisch stabil und ausreichend mit Sauerstoff versorgt ist, indem Sie die Vitalzeichen überwachen. Wenn ein eigenständiger Monitor verwendet wird, stellen Sie sicher, dass der Druckwandler auf Umgebungsdruck eingestellt ist. Fang an, den Atemwegsdruck aufzuzeichnen.
  4. Kooperative Patienten – Initiieren Sie ein Atemwegsverschlussmanöver, indem Sie den Ausatmungshaltknopf am Beatmungsgerät drücken. Weisen Sie den Patienten an, während dieses Manövers eine maximale, kraftvolle Inspiration auszuführen. Halte die Okklusion aufrecht, bis die Anstrengung stagniert. Geben Sie verbale Ermutigung, um einen maximalen Einsatz zu gewährleisten.
  5. Nicht kooperativ oder sedierte Patienten – Beginnen Sie eine längere Ausatmungspause (bis zu 8 spontane Versuche oder maximal 12 Sekundenund 25). Beobachten Sie negative Durchbiegungen in der Luftwegdruckwellenform, die spontanen Inspirationsanstrengungen entsprechen (siehe oben).
  6. Messen und wiederholen – Zeichnen Sie den größten Unterdruck auf, der während des Manövers erreicht wird. Im Gegensatz zu Popc entspricht dieser Wert nicht zwangsläufig der ersten Inspirationsanstrengung nach der Okklusionsinitiierung, da nachfolgende Versuche innerhalb desselben Griffs größere Amplituden erreichen können. Wiederholen Sie dies mindestens dreimal, um eine kurze Erholung zwischen den Manövern zu ermöglichen, und geben Sie den höchsten reproduzierbaren Wert als MIP des Patienten an (Abbildung 3).
    HINWEIS: MIP wird auch als PiMax oder Negative Inspiratory Force (NIF) bezeichnet

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Abbildung 3: Messung von P0,1, Poc und MIP während eines End-Expiratoriums-Haltens. Die Wellenform des Atemwegsdrucks (Paw) wird während eines end-expiratorischen Haltens angezeigt. (Links) P0,1 und Pocc werden während der ersten Eineinanderbewegung des Haltens gemessen. P0,1 repräsentiert den Luftwegsdruckabfall 100 ms nach Beginn der Inspirationsanstrengung, und Pocc ist der maximal erreichte Unterdruck bei demselben Kraft. (Rechts) MIP (maximaler Einatmdruck) gilt als die größte Unterdruckablenkung unter allen während des Ausatmungsanstrengungs registrierten Inspirationsanstrengungen. Beachten Sie den leichten Anstieg des Ausatmungsdrucks nach dem zweiten Blockade, da dies auf die Aktivierung der Ausatmungsmuskeln zurückzuführen sein könnte. Wenn klinische Verdacht auf exspiratorische Muskelaktivität oder bestätigt wird, sollte jede MIP-Berechnung den PEEP-Wert als Ausgangs-Expiratoriedruck behalten, auf den die Druckänderung berechnet wird. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzusehen.

8. Zwerchfell-Ultraschall26

HINWEIS: Spezielle Ausrüstung ist erforderlich: Ein Ultraschallsystem mit M-Modus-Fähigkeit, eine hochauflösende lineare Sonde (6–13 MHz) für Membrandickenmessungen und eine niederfrequente kurvilineare oder Phased-Array-Sonde (2–5 MHz) zur Ausrichtungsbewertung.

  1. Zwerchfell identifizieren – Positioniere den Patienten im Rücken oder halb liegend. Gel auftragen und die lineare Sonde in die rechte Appositionszone (9.–10. Zwischenrippenraum, mittlere Achsellinie) platzieren, wobei der Orientierungsmarker kranial zeigt. Drehen Sie die Sonde parallel zu den Rippen (mit dem Orientierungsmarker nach hinten des Patienten) und schieben Sie kaudal, bis die Leber sichtbar ist. Bewegen Sie einen Zwischenrippenraum kraniell, um das Zwerchfell zwischen Pleura- und Peritoneallinien zu lokalisieren.
  2. Bild optimieren – Tiefe, Fokus und Gain anpassen, um die Visualisierung von Pleura und Peritoneum zu maximieren. Stellen Sie die Sonde senkrecht zur Brustwand, um den Winkelfehler zu minimieren. Markieren Sie die Position der Sonde auf der Haut, um die Konsistenz während der Serienmessungen zu gewährleisten.
  3. Membrandicke messen (DT) – Ein 2D-Bild bei Endexpiration einfrieren. Messen Sie die Dicke der endexpiratorischen Membran (DTee) senkrecht zu den Pleura- und Peritoneallinien, ohne die Linien selbst, sodass der gemessene Abstand ähnlich ist wie in Abbildung 4 dargestellt. Zeichnen Sie den Wert in Millimetern auf.
  4. Messung der Zwerchfellverdickungsfraktion (DTF) – Anwendbar nur bei spontan atmenden Patienten. Aktivieren Sie den M-Modus mit langsamer Sweep-Geschwindigkeit und richten Sie die M-Mode-Linie über der Membran aus. Zeichnen Sie mehrere Atemzüge auf, frieren Sie das Bild ein und messen Sie die End-Expiratorie- (DTee) und End-Inspiratorische (DTei) Dicken, sodass die gemessenen Entfernungen ähnlich wie in Abbildung 5 dargestellt sind. Berechnen Sie DTF (%) = [(DTei – DTee) / DTee] x 100.
  5. Messen Sie die Membranvorrichtung (DE) – Wechseln Sie zu einer kurvilinearen oder Phased-Array-Sonde. Platzieren Sie die Subkostalprobe in der Mittelklavikularlinie mit dem Orientierungsmarker kranial und visualisieren Sie das Zwerchfell im B-Modus. Aktivieren Sie den M-Modus und platzieren Sie die M-Mode-Linie entlang des Bewegungspfads der Membran. Misse die vertikale Ausrichtung von der Basislinie am End-Expiration bis zum Peak bei End-Inspiration in Millimetern.
    HINWEIS: Der Ausflug ist nur als Parameter wertvoll, wenn der Patient (vorübergehend) nicht unterstützt wird und spontan atmet, da eine passive Insuflation der Lunge wahrscheinlich auch zu einer Schwanzbewegung des Zwerchfells führt.

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Abbildung 4: Ultraschallmessung der Zwerchfelldicke (DT) bei Endexiration. (A) B-Mode Ultraschallbild des rechten Hemidiaphragma bei Endexpiration. Das Zwerchfell wird als geschichtete Struktur zwischen der Pleura- und der Peritonealmembran (oberer bzw. unterer weißer Pfeil) dargestellt. Der Abstand zwischen den beiden echogenen Linien repräsentiert die Membrandicke (DT). (B) Vergrößerte Ansicht desselben Bereichs, d. h. des rechten Hemidiaphragma am Endexpiration, wobei die korrekte Position der Messschieber hervorgehoben wird (rot). Die Bremssättel sollten innerhalb der hellen echogenen Grenzen der Pleura- und Peritonealschicht platziert werden, um genaue Messungen zu gewährleisten. DT = Membrandicke;  Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzusehen.

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Abbildung 5: M-Mode Ultraschallbewertung der Zwerchfellverdickungsfraktion (DTF). (A) B-Mode-Bild, das das rechte Hemidiaphragma zeigt. Die vertikale Linie (angezeigt durch den weißen Pfeil) stellt den M-Modus-Cursor dar, der senkrecht über der Membran positioniert ist. Der darunterliegende Abschnitt zeigt die entsprechende M-Mode-Verfolgung, bei der die Bewegung und die Dickenschwankung des Zwerchfells während des Atemzyklus in Echtzeit visualisiert werden. (B) Vergrößerte Ansicht der M-Mode-Verfolgung, die die Blendendicke am Ende (blaue Schieber) und an der End-Inspiration (rote Schieber) hervorhebt. DTF = Verdickungsfraktion der Membran. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzusehen.

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Ergebnisse

Pes

Bei Kindern liegen typische ΔPes-Werte während der assistierten Beatmung zwischen 4–18 cmH₂O. ΔPes < 4–5 cmH₂O deuten auf geringe Inspirationsanstrengung oder mögliche Überassistenz hin, während ΔPes > 14–18 cmH₂O auf übermäßigen Aufwand oder Patienten-Beatmungs-Asynchronie27,28 hindeuten.

Eine genaue Platzierung wird durch das Vorhandensein von Herzoszi...

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Diskussion

Jüngste Erkenntnisse haben das Potenzial gezeigt, die Zwerchfelldysfunktion bei mechanisch beatmeten Kindern durch Titration der Inspirationskraft zu mildern. Daher benötigt der Kliniker einfach zu bedienende und genaue Werkzeuge, um den Einsatz zu quantifizieren und fundierte Entscheidungen zu treffen. Obwohl ein strukturierter klinischer Ansatz am Bett zur visuellen Bewertung des Inspirationsanstrengungs bei belüfteten Kindern möglich ist, bietet er keine quantitativen Parameter...

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Offenlegungen

Alle Autoren geben keinen Interessenkonflikt an

Danksagungen

Finanzierung: Dr. Tom Schepens wird von der Research Foundation Flanders unterstützt

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
NAVA-KatheterGetingeElektrische Aktivität des Zwerchfells
NaCl 0,9% AlleElektrische Aktivität des ZwerchfellsNAVA-Katheter wird vor dem Einführen in Kochsalzlösung eingetaucht
EAdi-DatenerfassungssoftwareGetingeElektrische Aktivität des ZwerchfellsServoTracker-Software kann von Getinge bereitgestellt werden
NAVA-fähiger BeatmungsgerätGetingeElektrische Aktivität des Zwerchfells
14fr NutriVent-KatheterSIDAMÖsophagus-ManometrieNur für größere Kinder
6fr, 7fr, 8fr ösophagealer KatheterAveaÖsophagus-Manometrie
5fr ösophagealer KatheterCooperÖsophagus-Manometrie
Druckwandler AlleÖsophagus-ManometrieKann in einen regulären Monitor oder ein eigenständiges Gerät integriert werden (z. B. FluxMed, MBMed, Argentinien) 
3-Wege Luer-Lock-VerbinderAlleÖsophagus-Manometrie
Steriles GelAlleÖsophagus-ManometrieSchmierung des ösophagealen Ballons vor dem Einführen
Spritze für BallonaufblähungAlleÖsophagus-ManometrieHistorisch wurden Glasspritzen verwendet. Heutzutage werden herkömmliche Einwegspritzen aus Kunststoff verwendet. Für pädiatrische Ballons wird ein kleines Volumen (2-3 ml) bevorzugt. Für Erwachsene verwenden Sie eine 10-ml-Spritze.
Datenanalyse-SoftwareAlleÖsophagus-ManometrieZ. B. FluxView (MBMed, Argentinien)
Steifes Luer-Lock-VerlängerungssetAlleÖsophagus-Manometrie
UltraschallgerätAlleZwerchfell-UltraschallM-Mode-Fähigkeiten sind erforderlich
Hochauflösende lineare Sonde (6–13 MHz) AlleZwerchfell-Ultraschall
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Referenzen

  1. Brochard, L., Slutsky, A., Pesenti, A. Mechanical ventilation to minimize progression of lung injury in acute respiratory failure. Am J Respir Crit Care Med. 195, 438-442 (2017).
  2. Goligher, E. C., et al. Evolution of diaphragm thickness during mechanical ventilation: impact of inspiratory effort. Am J Respir Crit Care Med. 192, 1080-1088 (2015).
  3. Goligher, E. C., et al. Lung- and diaphragm-protective ventilation. Am J Respir Crit Care Med. 202, 950-961 (2020).
  4. Knisely, A. S., Leal, S. M., Singer, D. B. Abnormalities of diaphragmatic muscle in neonates with ventilated lungs. J Pediatr. 113, 1074-1077 (1988).
  5. Heunks, L., Doorduin, J., van der Hoeven, J. G. Monitoring and preventing diaphragm injury. Curr Opin Crit Care. 21, 34-41 (2015).
  6. Hooijman, P. E., et al. Diaphragm muscle fiber weakness and ubiquitin-proteasome activation in critically ill patients. Am J Respir Crit Care Med. 191, 1126-1138 (2015).
  7. Goligher, E. C. Myotrauma in mechanically ventilated patients. Intensive Care Med. 45, 881-884 (2019).
  8. Valverde Montoro, D., et al. Ultrasound assessment of ventilator-induced diaphragmatic dysfunction in mechanically ventilated pediatric patients. Paediatr Respir Rev. 40, 58-64 (2021).
  9. Yao, Y., et al. Association of diaphragmatic dysfunction with duration of mechanical ventilation in pediatric intensive care: a prospective cohort study. BMC Pediatr. 24, 607 (2024).
  10. Yoshida, T., Grieco, D. L., Brochard, L., Fujino, Y. Patient self-inflicted lung injury and positive end-expiratory pressure for safe spontaneous breathing. Curr Opin Crit Care. 26 (1), 59-65 (2020).
  11. Khemani, R. G., et al. Risk Factors for Pediatric Extubation Failure: The Importance of Respiratory Muscle Strength. Crit Care Med. 45 (8), e798-e805 (2017).
  12. Abu-Sultaneh, S., et al. Executive SHORT ABSTRACT: International Clinical Practice Guidelines for Pediatric Ventilator Liberation, A Pediatric Acute Lung Injury and Sepsis Investigators (PALISI) Network Document. Am J Respir Crit Care Med. 207 (1), 17-28 (2023).
  13. Khemani, R. G., et al. Randomized Trial of Lung and Diaphragm Protective Ventilation in Children. NEJM Evid. 4 (6), EVIDoa2400360 (2025).
  14. Telias, I., et al. Airway occlusion pressure as an estimate of respiratory drive and inspiratory effort during assisted ventilation. Am J Respir Crit Care Med. 201, 1086-1098 (2020).
  15. Rudolph, M. W., et al. Airway occlusion pressure and P0.1 to estimate inspiratory effort and respiratory drive in ventilated children. Pediatr Crit Care Med. 26, e498-e506 (2025).
  16. Natalini, G., et al. Non-invasive assessment of respiratory muscle activity during pressure support ventilation. J Clin Monit Comput. 35, 913-921 (2021).
  17. De Meyer, G. R., et al. Relationship between esophageal pressure and diaphragm thickening fraction in sedated children. Pediatr Crit Care Med. 24, 652-661 (2023).
  18. Khemani, R. G., et al. Risk factors for pediatric extubation failure: The importance of respiratory muscle strength. Crit Care Med. 45 (8), e798-e805 (2017).
  19. Hotz, J. C., Sodetani, C. T., Van Steenbergen, J. V., Khemani, R. G., Deakers, T. W., et al. Measurements obtained from esophageal balloon catheters are affected by the esophageal balloon filling volume in children with ARDS. Respir Care. 63 (2), 177-186 (2018).
  20. Mojoli, F., Iotti, G. A., Torriglia, F., et al. In vivo calibration of esophageal pressure in the mechanically ventilated patient makes measurements reliable. Crit Care. 20 (1), (2016).
  21. Rudolph, M. W., Koopman, A. A., Blokpoel, R. G. T., Kneyber, M. C. J. Evaluation of Optimal Esophageal Catheter Balloon Inflation Volume in Mechanically Ventilated Children. Respir Care. 69 (3), 325-332 (2024).
  22. Sun, X. M., et al. Use of esophageal balloon pressure-volume curve analysis to determine esophageal wall elastance and calibrate raw esophageal pressure: a bench experiment and clinical study. BMC Anesthesiol. 18 (1), 21 (2018).
  23. Shein, S. L., Hotz, J., Khemani, R. G. Derivation and Validation of an Objective Effort of Breathing Score in Critically Ill Children. Pediatric Critical Care Medicine. 20 (1), E15-E22 (2019).
  24. Ito, Y., et al. Estimation of inspiratory effort using airway occlusion maneuvers in ventilated children: a secondary analysis of an ongoing randomized trial testing a lung and diaphragm protective ventilation strategy. Crit Care. 27 (1), 466 (2023).
  25. Harikumar, G., Moxham, J., Greenough, A., Rafferty, G. F. Measurement of maximal inspiratory pressure in ventilated children. Pediatr Pulmonol. 43 (11), 1085-1091 (2008).
  26. Bellissimo, C. A., Morris, I. S., Wong, J., Goligher, E. C. Measuring Diaphragm Thickness and Function Using Point-of-Care Ultrasound. J Vis Exp. (201), e65431 (2023).
  27. Vaporidi, K., et al. Esophageal and transdiaphragmatic pressure swings as indices of inspiratory effort. Respir Physiol Neurobiol. 284, 103561 (2021).
  28. Carteaux, G., et al. Bedside adjustment of proportional assist ventilation to target a predefined range of respiratory effort. Crit Care Med. 41 (9), 2125-2132 (2013).
  29. Khemani, R. G., et al. Pediatric extubation readiness tests should not use pressure support. Intensive Care Med. 42 (8), 1214-1222 (2016).
  30. Willis, B. C., et al. Pressure-rate products and phase angles in children on minimal support ventilation and after extubation. Intensive Care Med. 31, 1700-1705 (2005).
  31. Eachempati, S. R. Minimally invasive and noninvasive diagnosis and therapy in critically ill and injured patients. Arch Surg. 134, 1189 (1999).
  32. Tonelli, R., et al. Assessing inspiratory drive and effort in critically ill patients at the bedside. Crit Care. 29, 339 (2025).
  33. Emeriaud, G., et al. Evolution of inspiratory diaphragm activity in children over the course of the PICU stay. Intensive Care Med. 40, 1718-1726 (2014).
  34. Kallio, M., et al. Electrical activity of the diaphragm during neurally adjusted ventilatory assist in pediatric patients. Pediatr Pulmonol. 50, 925-931 (2015).
  35. Plante, V., et al. Elevated diaphragmatic tonic activity in PICU patients. Pediatr Crit Care Med. 24, 447-457 (2023).
  36. Kyogoku, M., et al. Direction and magnitude of change in plateau pressure during inspiratory holds. Crit Care Med. 49, 517-526 (2021).
  37. Pavez, N., Damiani, L. F. Inspiratory and expiratory pause during pressure support ventilation. Med Intensiva. 46, 213-216 (2022).
  38. Duyndam, A., et al. Reference values of diaphragmatic dimensions in healthy children aged 0-8 years. Eur J Pediatr. 182, 2577-2589 (2023).
  39. Johnson, R. W., et al. Muscle atrophy in mechanically ventilated critically ill children. PLoS One. 13, e0207720 (2018).
  40. Gao, Y., et al. Accuracy of lung and diaphragm ultrasound in predicting infant weaning outcomes. Front Pediatr. 11, 1211306 (2023).
  41. Shimatani, T., et al. Fundamental concepts and latest evidence for esophageal pressure monitoring. J Intensive Care. 11, 22 (2023).
  42. Sinderby, C., et al. Neural control of mechanical ventilation in respiratory failure. Nat Med. 5, 1433-1436 (1999).
  43. Barwing, J., et al. Evaluation of catheter positioning for neurally adjusted ventilatory assist. Intensive Care Med. 35, 1809-1814 (2009).
  44. Bellani, G., et al. Estimation of patient inspiratory effort from diaphragm electrical activity. Crit Care Med. 41, 1483-1491 (2013).
  45. Essouri, S., et al. Relationship between diaphragmatic electrical activity and esophageal pressure monitoring in children. Pediatr Crit Care Med. 20, e319-e325 (2019).
  46. Crulli, B., et al. Evolution of inspiratory muscle function in children during mechanical ventilation. Crit Care. 25, 1-10 (2021).
  47. Koopman, A. A., et al. Surface electromyography to quantify neuro-respiratory drive in mechanically ventilated children. Respir Res. 24, 77 (2023).
  48. Manczur, T. I., et al. Assessment of respiratory drive and muscle function in the pediatric intensive care unit. Pediatr Crit Care Med. 1, 124-126 (2000).
  49. Eito, Y., et al. Estimation of inspiratory effort using airway occlusion maneuvers in ventilated children: a secondary analysis of an ongoing randomized trial testing a lung and diaphragm protective ventilation strategy. Crit Care. 27 (1), 466 (2023).
  50. Foti, G., et al. End-inspiratory airway occlusion method to assess inspiratory muscle pressure. Am J Respir Crit Care Med. 156, 1210-1216 (1997).
  51. DiNino, E., et al. Diaphragm ultrasound as a predictor of successful extubation. Thorax. 69, 431-435 (2014).
  52. Sanchez De Toledo, J., et al. Diagnosis of abnormal diaphragm motion after cardiothoracic surgery. Congenit Heart Dis. 5, 565-572 (2010).
  53. Kopp, W., et al. Impact of preintubation noninvasive ventilation in pediatric ARDS. Crit Care Med. 49, 816-827 (2021).

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