Die Ein-Lungen-Ventilation ist ein spezielles anästhesiologisches Verfahren, das zu zahlreichen Komplikationen führen kann. Um die Patienten- sicherheit zu gewährleisten, sind umfassendes Fachwissen und sicheres Handling des Equipments aller Beteiligten unbedingt notwendig.
Operationen am geöffneten Thorax waren lange nicht möglich. Der durch den Schnitt erzeugte Pneumothorax führte immer zum Kollaps der Lunge und damit unweigerlich zum Tod des Patienten.
In den 1920er-Jahren erfand der deutsche Chirurg Ferdinand Sauerbruch eine Unterdruckkammer, in der Patienten unter Äther- oder Chloroform-Narkose problemlos am offenen Thorax operiert werden konnten, ohne dass die Lunge zusammenfiel. Zur gleichen Zeit erfand der deutsche Internist Ludolph Bauer die Überdruckbeatmung. Dies war eine weitere Sternstunde der Medizin, die operative Eingriffe an der Lunge möglich machten.
Lungenflügel funktionell voneinander getrennt
Mittlerweile haben sich die technischen Methoden grundlegend verändert. Moderne Anästhesieverfahren und die Medizintechnik ermöglichen es, die Lungenflügel getrennt voneinander zu beatmen.
Dieses Verfahren wird heute vor allem in der Thoraxchirurgie bei viele Operationen an der Lunge angewendet. Die sogenannte Ein-Lungen-Ventilation ist aber auch im Bereich der Allgemeinchirurgie anzutreffen, etwa bei Ösophagusresektionen und in der Wirbelsäulenchirurgie. Der rechte und linke Lungenflügel werden funktionell voneinander getrennt und die zu operierende Lunge wird nicht beatmet. Diese liegt, bedingt durch die Position des Patienten – meistens Seitenlage – während der Operation oben.
Durch die entstehende Apnoe der zu operierenden Lunge werden die Operationsbedingungen für den Operateur wesentlich verbessert, da sich die Lunge nicht mehr bewegt.
Durch Seitenlage, Ein-Lungen-Ventilation und Operation verändern sich die funktionellen Veränderungen der Lunge, sodass der Anästhesist und die Pflegenden sich mit diesen Veränderungen für eine sichere Narkose gut auskennen müssen.
Pathophysiologie: Die Ein-Lungen-Ventilation bewirkt einen Rechts-Links-Shunt. Das Blut fließt aus der nicht-beatmeten Lunge zurück zum Herzen, ohne mit Sauerstoff aufgesättigt worden zu sein. Es kommt zu einem Abfall des arteriellen Sauerstoffpartialdrucks (paO2), was eine Hypoxie verursachen kann.
In der täglichen Praxis ist zu beobachten, dass die Abgabe von Kohlenstoffdioxid (CO2) kein Problem darstellt. Die ventilierte Lunge gibt im Rahmen der Ein-Lungen-Ventilation vermehrt CO2 ab. Der menschliche Körper besitzt zur Reduktion des Rechts-Links-Shunt einen speziellen Mechanismus. Der Eula-Liljestrand-Mechanismus – auch hypoxisch-pulmonale Vasokonstriktion genannt – sorgt in der nicht-belüfteten Lunge für eine hypoxisch bedingte Vasokonstriktion, wodurch der Rechts-Links-Shunt abnimmt, die belüftete Lunge besser durchblutet wird und eine bessere Oxigenierung erzielt wird.
Ein besonderes Augenmerk sollte das Anästhesie-Team auf das Wärmemanagement legen. Denn Hypothermie erhöht den pulmonalen Gefäßwiderstand, was eine schlechtere Durchblutung der belüfteten Lunge bewirken kann.
Technik: Die einseitige Beatmung wird durch Doppellumentuben und Bronchusblocker ermöglicht. Die hierfür wichtigsten Medizinprodukte sind der Robertshaw-Tubus (Abb. 1), ein Doppellumentubus, und der Arndt-Bronchusblocker (Abb. 2). Daneben gibt es zahlreiche weitere Arten von Doppellumentuben und Bronchusblockern, die sich über den Lauf der Zeit immer weiterentwickelt haben.
Doppellumige Endobronchialtuben haben den Vorteil, dass sie einfach zu handhaben sind. Die Tuben können nach erfolgter Narkose-Induktion blind oder fiberoptisch assistiert in den gewünschten Bronchus eingebracht werden. Die Lagekontrolle findet beim blinden Einlegen des Tubus durch Auskultation statt. Im Verlauf der Anästhesie sollte dann aber die bronchoskopische Lagekontrolle erfolgen.
Doppellumentuben besitzen eine tracheale Blockmanschette und eine distale Blockmanschette, die im gewünschten Hauptbronchus platziert wird. Der Robertshaw-Tubus hat zwei Krümmungen, um die endobronchiale Platzierung zu vereinfachen. Zur Stabilisierung ist er vom Hersteller bereits mit einem sehr starren Führungsdraht ausgestattet, damit das Einführen in die Trachea formstabil möglich ist. Robertshaw-Tuben sind links- oder rechtsläufig erhältlich.
Für fast alle Operationen werden linksläufige Tuben verwendet, da diese ein breites Spektrum an Sicherheit bei der korrekten Platzierung des Tubus bieten. Rechtsläufige Doppellumentuben besitzen eine spezielle seitliche Öffnung, die passgenau über dem Bronchusabgang für den rechten Oberlappen platziert werden muss. Die Gefahr, dass dieser durch Lageveränderung des Tubus nicht beatmet wird, ist sehr hoch. Daher muss die Indikationsstellung für einen rechtsläufigen Doppellumentubus sehr streng gestellt werden.
Nach endgültiger Operations-lagerung des Patienten muss eine bronchoskopische Lagekontrolle stattfinden. Denn rund 35 Prozent der Doppellumentuben verrutschen aufgrund der Operations- lagerung oder aufgrund von Manipulation am Patienten. Für die Bronchoskopie eignen sich flexible Fiberglasoptiken. In der Regel werden Kinderbronchoskope genutzt, um das Lumen des Tubus nicht zu verletzen.
Eine weitere Möglichkeit zur funktionellen Trennung der Lunge stellt der Arndt-Bronchusblocker dar. Nach erfolgter Intubation durch einen normalen Endobronchialtubus wird ein Ballonkatheter über einen Spezialadapter bronchoskopisch in den gewünschten Haupt- oder Lappenbronchus eingebracht und dort „geblockt“. Das dahinterliegende Areal ist dann vollkommen von der Ventilation abgehangen. Der Vorteil dieser Methode ist, dass sie bereits beim endotracheal intubierten Patienten angewandt werden kann. Ebenfalls ist das Platzieren auch über einen nasotrachealen Tubus möglich. Eine Umintubation für postoperative Intensivtherapie ist nicht nötig. Die Gefahr der Dislokation ist bei Bronchusblockern allerdings wesentlich wahrscheinlicher als bei Doppellumentuben.
Zur Fixierung der Tuben bietet sich ein Beißschutz an, zum Beispiel eine mit Kochsalz getränkte Mullbinde. Auf dem Markt gibt es verschiedene Produkte, die der Tubusfixierung dienen. Bei der Auswahl sollte darauf geachtet werden, dass der Hals des Patienten nicht zu weit eingeschnürt wird und der venöse Abfluss problemlos gewährleistet ist.
Ebenfalls sollten Atemwegs-filter und Konnektionsstellen abgepoltert werden, wenn sie in der Nähe des Gesichts liegen. Um Druckschäden zu vermeiden, bieten sich Kompressen und Polsterwatte an.
Beatmung: Das Risiko einer Beeinträchtigung des pulmonalen Gasaustauschs mit daraus resultierender Hypoxie ist bei der Ein-Lungen-Ventilation relativ groß. Die Gesamtzeit der einseitigen Beatmung sollte daher so kurz wie möglich gehalten werden.
Das genaue Vorgehen der Beatmung unter Ein-Lungen-Ventilation ist sicherlich von Haus zu Haus verschieden. Bestimmte Grundsätze müssen jedoch in allen Anästhesie-Abteilungen eingehalten werden: Zu Beginn der Anästhesie wird der Patient mit 100 Prozent inspiratorischer Sauerstoffkonzentration (FiO2) beatmet, das Atemzugvolumen wird mit etwa acht bis zehn Milliliter pro Kilogramm Körpergewicht berechnet. Die Atemfrequenz sollte so gewählt werden, dass sich ein physiologischer arterieller Kohlenstoffdioxidpartialdruck (paCO2) ergibt. Eine Hypokapnie sollte immer vermieden werden, da hierdurch der Atemwegsdruck und der pulmonale Gefäßwiderstand steigt. Dies kann den zuvor beschriebenen Rechts-Links-Shunt beeinflussen. Unter Ein-Lungen-Ventilation wird weiterhin mit hohen inspiratiorischen Sauerstoffkonzentrationen gearbeitet. Hierdurch sollen Hypoxien vermieden werden.
Eine enge laborchemische Kontrolle ist bei diesem Verfahren unerlässlich. Arterielle Blutgasanalysen sollten engmaschig durchgeführt werden. Hierbei stehen besonders die Oxigenierung und die Decarboxilierung im Fokus. Aber auch der Säure-Basen-Haushalt sollte beachtet werden, da respiratorische Azidosen aufgrund mangelnder CO2-Elimination entstehen können. Dies ist besonders bei stark katecholaminpflichtigen Patienten ein Problem, da diese im Falle einer Azidose nicht mehr greifen.
Auf jeden Fall sollte immer vor Beginn der Ein-Lungen-Ventilation und zehn bis 15 Minuten danach eine arterielle Blutgasanalyse erfolgen. Der Abstand der Labordiagnostik kann sich bei stabilen Verhältnissen verlängern. Jedoch müssen jederzeit die gemessenen Parameter am Patientenmonitor und Respirator engmaschig und akribisch beobachtet werden.
Wenn die Oxygenierung nicht gewährleistet ist, kann ein positiver endexspiratorischer Druck (PEEP) auf die nicht-ventilierte Lunge gegeben werden. Über einen eingelegten Sauerstoffkatheter wird dann kontinuierlich ein Sauerstofffluss auf die Lunge gegeben, um das Sauerstoffangebot in der nicht-ventilierten Lunge zu erhöhen und damit die Oxigenierung des Patienten zu verbessern. Ebenfalls kann der PEEP auf der ventilierten Lunge erhöht werden.
Narkoseführung: Für Eingriffe an der Lunge bieten sich Inhalationsanästhetika an, wie Sevofluran. Vor allem die bronchodilatierende Wirkung ist ein Vorteil der balancierten Anästhesie unter Ein-Lungen-Ventilation. Die Patienten haben postoperativ ein rasches Erwachen und können frühzeitig extubiert werden. Ähnliche Ergebnisse können auch mittels Totaler-intravenöser-Anästhesie (TIVA), etwa mit Remifantanil und Propofol, erreicht werden. Die Anwendung von Inhalationsanästhetika ist aufgrund der Operation an der Lunge nicht kontraindiziert.
Klare Kommunikation wichtig
Die Ein-Lungen-Ventilation ist ein spezielles Anästhesieverfahren, das gute Fachkenntnisse aller Beteiligten voraussetzt. Pflegende und Anästhesisten müssen nicht nur ihr Equipment kennen, sondern auch mit den Operationsschritten vertraut sein, um schnell und effektiv auf Oxigenierungsprobleme und andere Komplikationen reagieren zu können. Besonders wichtig ist die klare Kommunikation im Team zwischen Pflegenden, Anästhesisten und Operateuren. Thoraxchirurgische Eingriffe stellen daher einen hohen Anspruch an das Personal im OP. Nur wenn alle beteiligten ihr Handwerk gut beherrschen, ist eine sichere Versorgung zu gewährleisten.
Larsen, R. (2012): Anästhesie und Intensivmedizin für die Fachpflege. Berlin: Springer
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Ulrich, L. et al (2010): Intensivpflege und Anästhesie. Stuttgart: Thieme
