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Methoden zur Isolierung der pädiatrischen Lunge
Obwohl Doppel-Lumen-Schläuche (DLTs) als maßgeberischer Maßstab für die Ein-Lungen-Beatmung (OLV) in der Thoraxchirurgie bei Erwachsenen dienen, fehlt der pädiatrischen Lungenisolation ein allgemein anerkannter Goldstandard9. Die aktuelle Praxis basiert auf einer maßgeschneiderten Auswahl von Single-Lumen-Endotrachealröhren (SLTs), DLTs oder Bronchialblockern (BBs), abhängig vom Alter und der Anatomie des Patienten10 (Tabelle 1).
| Gerätekategorie | Gerätename / Modell | Außendurchmesser / Größe | Manschettenmerkmale | Zentrale Lumen-Verfügbarkeit | Klinische Indikationen & Einschränkungen |
| Bronchialblocker (BB) | Arndt Blocker | 5°F (Kleinste) | Niedrigdruck / Hochvolumen (sicher) | Ja (Interne Drahtschleife) | Bevorzugt für Kinder im Alter von 2-6 Jahren (wenn intraluminalt). |
| • Größenanforderung: Für die intraluminale Verwendung ist eine ETT-ID ≥ 4,5 mm erforderlich. |
| • Risiko: Komplexes Setup; Mögliche Drahteinklemmung. |
| Fogarty-Katheter | 4F, 5F | Hochdruck / Geringes Volumen (Risiko) | Nein | Für Säuglinge < 2 Jahren (off-label) verwendet. |
| • Begrenzung: Kein Absaugen oder CPAP bereitstellen; Kein Guide-Kanal. |
| • Risiko: Erhöhtes Risiko für bronchiale Schleimhämie/Verletzung. |
| Univent-Röhre | 3.5, 4.5, 5.5 (ID) | Hochdruck / Geringes Volumen (Risiko) | Ja (Separater Kanal) | Beschränkt auf ältere Kinder (> 6–8 Jahre). |
• Größenanforderung: 3,5 ID Univent hat eine große Außendurchmesser ( 8,0 mm), entsprechend 6,0 ETT. |
| • Risiko: Hoher Luftstromwiderstand; Dicker Schaft kann Glottis schädigen. |
| 5F Fuji Blocker | 5F | Niedrigdruck / Hochvolumen (sicher) | Nein | Alternative für kleine Kinder. |
| • Funktion: Eine vorgeformte distale Krümmung unterstützt die Platzierung. |
| • Begrenzung: Kein zentrales Lumen für Saug/CPAP. |
| EZ-Blocker | 7F | Niedrigdruck / Hochvolumen (sicher) | Nein | Beschränkt auf Kinder > 6 Jahre. |
| • Größenanforderung: Erfordert eine ETT-ID ≥ 5,5 mm (mindestens). |
| • Funktion: Die Y-Form sorgt für Stabilität auf Carina. |
| Ein-Lumen-Röhren (SLT) | Standard ETT | 2,5 - 6,0 mm (ID) | Handschellen / Nicht gefesselt | Ja (Hauptlumen) | Notfall / Säuglinge < 2 Jahren. |
| • Hinweis: Wenn die Luftwege für andere Geräte zu klein sind. |
| • Begrenzung: Schlechte Lungenisolationsversiegelung; Kann keine operative Sauglunge absaugen. |
| • Risiko: Verstopfung des RUL-Bronchus, wenn sie zu tief platziert wird. |
| Doppel-Lumen-Röhren (DLT) | Kleinste DLT | 8,7 mm ( 26°F) | Niedrigdruck / Hochvolumen (sicher) | Ja (Doppel-Lumen) | Beschränkt auf ältere Kinder (> 8–10 Jahre). |
• Größenanforderung: Entspricht 6,5 mm Einbaugrad ETT. |
| • Vorteil: Goldstandard für Isolation und unabhängige Belüftung. |
| • Risiko: Großer Durchmesser birgt glottische Traumata in engen Atemwegen. |
Tabelle 1: Vergleich der physikalischen Parameter und klinischen Anwendungen von pädiatrischen Lungenisolationsgeräten. Diese Tabelle fasst die physikalischen Spezifikationen zusammen, einschließlich äußerer Durchmesser, Manschettenmerkmale und Verfügbarkeit des zentralen Lumens, zusammen mit den klinischen Profilen gängiger Lungenisolationsgeräte, darunter Bronchialblocker (Arndt, Fogarty, Univent, Fuji und EZ-Blocker), Ein-Lumen-Röhrchen und Doppel-Lumen-Röhren. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.
Single-Lumen-Endotrachealintubation
Die endobronchiale Intubation mit einem SLT ist die einfachste Methode zur Erreichung von pädiatrischer OLV und besonders geeignet für Kinder unter 2 Jahren im Alter von11 Jahren. Sie wird oft ausgewählt, wenn geeignete DLTs oder BBs aufgrund ihrer ausreichendenLänge 12 nicht verfügbar sind. Ein von Koo et al. (2020) berichteter Fall zeigte einen erfolgreichen OLV bei einem 4-jährigen Kind unter Verwendung eines von einem erwachsenen Glasfaser-Bronchoskop (FOB) geleiteten SLT ohne pädiatrische Geräte13. Typischerweise bewegt sich das Rohr natürlich in den rechten Hauptbronchus. Während der rechten Intubation ist darauf geachtet, eine übermäßige Bewegung zu vermeiden, da dies den rechten oberen Bronchus14 blockieren kann. Bei der linksseitigen Intubation kann das Drehen des Rohrs um 180° und das Drehen des Kopfes des Patienten nach rechts eine korrektePlatzierung 15 ermöglichen. Für Kinder unter 8 Jahren sollte die Eileitergröße bei der linken Bronchialintubationum 0,5 mm im Innendurchmesser (ID) verringert werden.
Obwohl sie in Notfällen effektiv und einfach sind, haben SLTs erheblicheEinschränkungen 1˒2˒12: Sie können eine unzureichende Abdichtung bieten, keinen ausreichenden Lungenkollaps erreichen und erlauben kein Absaugen oder Anwenden von kontinuierlichem positivem Atemwegsdruck (CPAP) auf die nicht belüftete Lunge. Zusätzlich ist der Endotrachealrohr anfällig für Verstopfungen durch Sekrete und hämorrhagische Ablagerungen. In der klinischen Praxis wurde eine Technik mit zwei konventionellen Endotrachealröhren für selektive bronchiale Intubation und unabhängige Lungenbeatmung versucht. Obwohl dieser Ansatz einige Einschränkungen der SLTs adressiert, insbesondere im Hinblick auf Absaugung und CPAP-Übertragung, wird er aufgrund erheblicher Nachteile selten eingesetzt, darunter erhöhter Atemwiderstand, Schwierigkeiten bei der Freiung der Atemwege und das Risiko von Verletzungen der Stimmbänder und des unteren Atemwegs16.
Neuere Innovationen umfassen die von Mohan et al. (2023) berichtete "Tube-in-Tube"-Technik, bei der ein dünnerer Katheter koaxial durch einen größeren Endotrachealrohr in den linken Hauptbronchus geführt wird. Dieser Ansatz beruht jedoch auf dem erfolgreichen Durchführen des Innenrohrs durch das äußere Rohr, um eine effektive Isolation17 zu erreichen.
Doppel-Lumen-Röhren (DLT)
Um die funktionellen Einschränkungen von SLTs zu überwinden, wird das Doppel-Lumen-Rohr (DLT) als Goldstandard in der Thoraxchirurgie für Erwachsene verwendet, da es eine unabhängige Lungenbelüftung und Absaugung ermöglicht. Das DLT ist mit zwei Lumen konstruiert: einem schräg, längeren Lumen für die Platzierung im Hauptbronchus und einem kürzeren Lumen innerhalb der Luftröhre12. DLTs sind in linken und rechtsseitigen Ausführungen erhältlich, wobei linksseitige DLTs häufiger verwendet werden, um eine Verstopfung des rechten oberen Bronchus zu vermeiden.
Bei Erwachsenen korreliert die Einführungstiefe mit der Körpergröße des Patienten; für Kinder1 wurde jedoch keine entsprechende standardisierte Methode festgelegt. Wenn die Positionierung ausschließlich auf Auskultation statt auf der faseroptischen Bronchoskopie basiert, nimmt die Genauigkeit deutlich ab, sodass die Einstichtiefe weitgehend von klinischer Erfahrung abhängt.
DLTs bieten mehrere Vorteile, darunter eine relativ unkomplizierte Intubation, hochwertige Lungenisolation bei korrekter Position, die Möglichkeit, CPAP und Saugung auf die operative Lunge anzuwenden, sowie einen schnellen Übergang zwischen Ein- und Zwei-Lungen-Beatmung. Ihre große Größe macht sie jedoch anatomisch ungeeignet für die meisten pädiatrischen Patienten. Die kleinste verfügbare DLT beträgt 26F, entspricht einer 6,5 mm langen Endotrachealtube2˒18, und ist im Allgemeinen für Kinder unter 8–10 Jahren im Alter von16 Jahren ungeeignet.
Ein spezialisiertes DLT, das für Neugeborene und Säuglinge entwickelt wurde (Marraro), bestehend aus zwei unabhängigen, nicht gefesselten Endotrachealrohren unterschiedlicher Länge, wurde erfolgreich eingesetzt, hat jedoch keine breite Verbreitung erreicht 9,19. Für ältere Kinder und Jugendliche, die sich der Erwachsenengröße nähern, gibt es größen- und geschlechtsbezogene Empfehlungen (z. B. 35F–41F) in der Erwachsenenliteratur 2,20,21; diese fallen jedoch außerhalb des praktischen Anwendungsbereichs der routinemäßigen pädiatrischen Praxis. Folglich schafft die große Menge der DLTs eine kritische Lücke im Atemwegsmanagement für jüngere Patienten, wasalternative Strategien erforderlich macht. Ein strukturierter Überblick über die Geräteauswahl ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: Entscheidungsalgorithmus für die Auswahl von pädiatrischen Lungenisolationsgeräten. Dieses Flussdiagramm veranschaulicht eine schrittweise klinische Entscheidungsstrategie, die auf Alter, Gewicht und Atemwegsanatomie basiert. Für ältere Kinder (>8 Jahre) sind Doppel-Lumen-Röhren (DLTs) der Goldstandard für die Lungenisolation. Bei Kindern im Alter von 2–8 Jahren (oder mit einem Endotrachealrohr (ETT) Innendurchmesser (ID) ≥5,0 mm) werden intraluminale Bronchialblocker über ein Einzel-Lumen-Rohr bevorzugt. Für Säuglinge (<2 Jahre) sind die Optionen begrenzt. Pfad A zeigt die Platzierung des extraluminalen Blockers an, wobei die 3D-gedruckte Geräteauswahl als Optimierungsstrategie hervorgehoben wird, um eine präzise anatomische Passung sicherzustellen. Weg B stellt die traditionelle Hauptintubation dar, wobei das hohe Risiko einer Verstopfung des rechten Oberlappen (RUL) berücksichtigt wird. Während die altersbasierte Kategorisierung einen allgemeinen Rahmen bietet, wird die Geräteauswahl genauer durch die Atemwegsgröße bestimmt, insbesondere durch den inneren ETT-Innendurchmesser und die schmalen anatomischen "Sicherheitsgrenzen" bei pädiatrischen Patienten. Abkürzungen: ETT, Endotrachealrohr; ID, Innendurchmesser; RUL, rechter oberer Lappen; DLT, Doppel-Lumen-Röhre. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzusehen.
Bronchialblocker
Bronchialblocker (BBs) sind die bevorzugte Alternative für Kinder unter 6 Jahren und bieten eine effektive Lungenisolation mit reduziertem Atemwegstrauma12. Zu den traditionellen Geräten gehören der Fogarty-Embolektomiekatheter und der Arndt-Blocker. Der Fogarty-Katheter besitzt kein zentrales Lumen für Lungendeflation oder CPAP-Anwendung22 und birgt aufgrund seines Hochdruckballons23 ein Risiko einer bronchialen Verletzung. Im Gegensatz dazu verfügt der Arndt-Blocker über eine hochvolumige, niederdruckige Manschette und eine Drahtschlaufe für FOB-geführte Platzierung2, was ihn für pädiatrische thorakale Eingriffe24 geeignet macht. Allerdings ist keines der Geräte ideal aufgrund von Größen- und Designbeschränkungen, was die Notwendigkeit altersangepasster Geräte mit ultradünnenMembranen 25 unterstreicht.
Neuere Geräte sind der 5F Fuji Blocker, das Univent-Rohr und der EZ-Blocker. Der 5F Fuji-Blocker hat eine vorgefertigte distale Krümmung und einen steiferen Schaft, besitzt jedoch kein zentrales Lumen26˒27. Bei Verwendung in einem 4,5 mm langen Endotrachealrohr kann ein erhöhter Atemwegswiderstand auftreten; in solchen Fällen wird der Wechsel zum druckkontrollierten Ventilations-Volumen-garantierten (PCV-VG)-Modus empfohlen, um das Gezeitenvolumen aufrechtzuerhalten und gleichzeitig den Spitzeninhalationsdruck zu begrenzen. Wenn die Spitzendrücke trotz Optimierung dauerhaft 30–35 cmH₂O überschreiten, wird der Umstieg auf einen extraluminalen Ansatz empfohlen, um Barotrauma zu verhindern.
Der EZ-Blocker, der durch ein "Y"-förmiges Design gekennzeichnet ist, benötigt eine mindestens 5,5 mm große Endotrachealröhre, was seine Verwendung bei jüngeren Kindernab 28 Jahren einschränkt. Das Univent-Rohr integriert einen Blocker innerhalb des Endotrachealrohrs, hat jedoch einen großen Außendurchmesser (z. B. 3,5 mm ID entspricht 8 mm OD), was seine Nutzung auf ältere pädiatrische Patienten beschränkt2. Insgesamt bleiben die aktuellen Geräte für pädiatrische Anwendungen weiterhin suboptimal.
Es besteht ein klarer Bedarf an präzisionskonstruierten BBs mit anatomisch angepassten Designs. Eine Studie von 2022 von Xiaomin D. et al. beschrieb die Entwicklung eines auf 3D-Druck basierenden Bronchialblockers speziell für Säuglinge und Kleinkinder29. Obwohl dieses Gerät ein Patent erhalten hat und sich derzeit einer behördlichen Zulassung unterzieht, bestehen die Hindernisse für eine breite klinische Nutzung durch hohe Zeitkosten und strenge Materialsicherheitsanforderungen.
Derzeit liegt die praktischste Anwendung des 3D-Drucks in der präoperativen Simulation. Patientenspezifische CT-basierte Atemwegsmodelle können verwendet werden, um die Passform verfügbarer Geräte in vitro zu testen, was intraoperative Versuchs- und Irrtumsprozesse reduziert und die Sicherheit in komplexen Fällen verbessert.
Bei Säuglingen unter 2 Jahren verhindert der kleine Durchmesser des Endotrachealrohrs oft den gleichzeitigen Durchgang von Bronchoskop und Blocker. In diesen Fällen ist die extraluminale Platzierung – also die Positionierung des Blockers außerhalb des Endotrachealrohrs – oft der einzige praktikable Ansatz. Diese Technik bewahrt den Atemwegdurchmesser für die Belüftung. Technische Verbesserungen umfassen die Formung der Blockerspitze für Rotationsführung30 und die Verwendung von Führungsdraht-unterstützterPlatzierung 31. Obwohl die Kombination von supraglottischen Atemwegsgeräten (SADs) mit BBs Atemwegsverletzungen und Krankenhausaufenthalte verringern kann, bleiben die Risiken für Verschiebung und Aspiration mit32 erheblich.
Perioperative Behandlung der pädiatrischen OLV
Trotz des Fehlens standardisierter Leitlinien deuten neue Erkenntnisse darauf hin, dass lungenschützende Beatmungsstrategien postoperative Lungenkomplikationen reduzieren3. Eine klinische Studie von 2022 von Zhu et al. zeigte, dass der druckkontrollierte Ventilation–Volumen-garantierte (PCV-VG)-Modus den Spitzendruck der Atemwege reduziert und die Lungencompliance im Vergleich zur traditionellen volumengesteuertenBeatmung 33 verbessert.
Hypoxämie ist eine häufige Komplikation und tritt bei etwa 26 % der pädiatrischen OLV-Fälleauf 7. Ein priorisierter, schrittweiser Managementansatz wird empfohlen. Erste Maßnahmen umfassen die Benachrichtigung des Operationsteams, die Erhöhung des eingeatmeten Sauerstoffanteils (FiO₂) und die Reinigung der Atemwegssekrete. Eine genaue Überprüfung der Geräteposition ist unerlässlich. Wenn die faseroptische Bronchoskopie begrenzt ist, bietet der Point-of-Care-Ultraschall (POCUS) eine verlässliche Alternative. Das Fehlen von Lungen-Sliding in Verbindung mit dem Vorhandensein eines Lungenpulses auf der operativen Seite dient als praktischer Indikator für eine erfolgreiche Isolation. Veränderungen des Endtidal-CO₂ (EtCO₂), einschließlich plötzlicher Abfälle oder Wellenformänderungen, können auf eine Gerätefehlstellung hinweisen. Eine Zusammenfassung der Komplikationen und der damit verbundenen Risikofaktoren zwischen den Techniken ist in Tabelle 2 dargestellt.
| Technik | Häufige Komplikationen | Klinische Risikofaktoren / Ätiologie |
| Endobronchiale Intubation (Single-Lumen-Tube, SLT) | Schleimhautverletzung; Unfähigkeit, Sekrete oder Blut aus der operativen Lunge abzusaugen; suboptimal für rechtsseitige Isolation. | Distale Spitze des SLT, anfällig für Gewebetrauma; unzugängliche operative Atemwege zum Absaugen; bei Säuglingen ist eine extrem kurze Entfernung zwischen Karinal und RUL zu führen, was zu einer RUL-Verstopfung und einem Lungenkollapsversagen führt. |
| Doppel-Lumen-Röhre (DLT) | Kehlkopf- und Trachealschleimhautverletzung; Stimmbandödem. | Großer äußerer Durchmesser und inhärente Steifheit der DLTs, die die schmale und empfindliche pädiatrischen Atemwege für Traumata anfällig machen. |
| Intraluminaler Bronchialblocker (BB Inside-ETT) | Hoher Atemwegswiderstand; Hypoxämie; Fehlposition, Verschiebung oder Verschiebung der Manschette. | Signifikanter Anstieg des Belüftungswiderstands bei Verwendung mit ETTs mit kleinem Durchmesser; Manschettenwanderung oder -verschiebung, ausgelöst durch Positionsänderungen oder chirurgische Manipulationen. |
| Extraluminaler Bronchialblocker (BB Outside-ETT) | Einsetzfehler; Gerätefehler; Verschiebung oder Verschiebung der Manschette. | Schwierigkeiten, kleine, flexible Blocker durch die Glottis zu bringen; Verschiebung durch Positionsänderungen oder chirurgische Traktion. |
| Insufflation von CO2 in den operativen Hämithorax | Hypoxämie; Hyperkapnie; Myokardiale Depression. | Ventilation/Perfusions-(V/Q)-Fehlanpassung in der lateralen Dekubitusposition; Verringerung der funktionellen Restkapazität (FRC); Fehlende kontinuierliche Überwachung des Manschettendrucks. |
Tabelle 2: Zusammenfassung und Vergleich häufiger Komplikationen zwischen pädiatrischen Lungenisolationstechniken. Diese Tabelle bietet eine vergleichende Zusammenfassung der primären Komplikationen jeder Isolationsmodalität und skizziert die zugrunde liegenden anatomischen und physiologischen Risikofaktoren, um Kliniker bei der präoperativen Risikobewertung und Technikauswahl zu unterstützen. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.
Wenn die Hypoxämie trotz korrekter Positionierung weiterhin besteht, umfassen sekundäre Maßnahmen das Anlegen von positivem Endexpiratorendruck (PEEP) auf die belüftete Lunge oder kontinuierlicher positiver Atemwegsdruck (CPAP) auf die nicht belüftete Lunge2˒20. Als letzte Rettungsmaßnahme kann eine intermittierende Zwei-Lungen-Beatmung oder die Umwandlung in eine offene Thorakotomieerforderlich sein. Kontinuierliche Wachsamkeit und eine niedrige Schwelle für die Rückkehr zur Zwei-Lungen-Beatmung sind für die Patientensicherheitunerlässlich.