Die High-Flow-Therapie wird immer öfter eingesetzt und wurde auch in die neue S3-Leitlinie zur invasiven Beatmung aufgenommen. Für klare Empfehlungen ist die Studienlage noch zu gering, doch die bisherigen Daten sind vielversprechend.
In den letzten Jahren gibt es immer mehr erwachsene Patienten, die eine sogenannte High-Flow-Sauerstofftherapie erhalten. Zu den Indikationen gehören unter anderem hypoxämische Lungenerkrankungen wie Pneumonie oder Lungenödem, COPD oder postoperative Gasaustauschstörungen. Die Atemtherapie während NIV-Pausen oder nach der Extubation sind weitere Einsatzmöglichkeiten (1).
Zahlreiche Studien zu diesem Thema sind in den vergangenen Jahren erschienen, sodass man schon fast von einem High-Flow-Hype sprechen kann. In der Literatur genannte Abkürzungen variieren von HFNC (High flow nasal cannula), NHF (Nasaler High Flow), NHFT (Nasal High Flow Therapie) oder HFOT (Nasale High-Flow-Sauerstofftherapie). Im Folgenden wird in Anlehnung an die aktuelle S3-Leitlinie „Invasive Beatmung und Einsatz extrakorporaler Verfahren bei akuter respiratorischer Insuffizienz“ die Abkürzung HFNC verwendet.
Funktionsprinzip der High-Flow-Therapie
Während einer HFNC werden dem Patienten über eine spezielle nasale Kanüle circa 20 bis 60 l/min angewärmte, angefeuchtete Luft (37 °C) appliziert. Dieser sogenannte Flow liegt deutlich über dem physiologischen Ruhe-Atemminutenvolumen von circa 6 l/min (2). Die Abgabe erfolgt über High-Flow-02-Insufflationssysteme (Abb. 2) oder über Intensivrespiratoren, wenn diese über den entsprechenden Modus verfügen (1).
Die einfache Sauerstoffgabe erfolgt in der Regel über ein einfaches Device wie die O2-Brille. Doch gerade hier kann die Sauerstoffsättigung fallen, wenn der Patient beispielsweise über den Mund einatmet oder er sein Atemminutenvolumen erhöht. Durch den hohen Flow bei der High-Flow-Therapie befindet sich oberhalb der Stimmbänder immer die gleiche Sauerstoffkonzentration. Dies bedeutet, dass der Patient selbst bei geöffnetem Mund kontrolliert mit Sauerstoff versorgt wird. Je nach Atemgasfluss ist eine Sauerstoffgabe von 21 bis 100 Prozent möglich (3). Abbildung 1 zeigt verschiedene Möglichkeiten der Low- und High-Flow-Sauerstoffgabe auf.
Durch den hohen Atemgasfluss wird ein positiver endexspiratorischer Druck (PEEP) erzeugt. Dieser PEEP dehnt die Bronchien und erleichtert dem Patienten damit die Einatmung. Darüber hinaus verkleinert der hohe Flow den physiologischen Totraum, weil die Luft im Nasopharynx kontinuierlich mit Sauerstoff durchflutet und Kohlenstoffdioxid aus dem Totraum gewaschen wird. Dieser sogenannte Wash-out-Effekt steigert die Sauerstoffkonzentration in den Alveolen, gleichzeitig sinkt die alveoläre CO2-Konzentration (2). Sowohl der PEEP-Aufbau als auch der Wash-out-Effekt führen dazu, dass die Atemmuskulatur des Patienten entlastet wird.
Damit die Lunge effektiv Sekret oder andere Fremdkörper aus der Lunge abtransportieren kann, muss die Einatemluft in den unteren Bronchien eine Temperatur von circa 37 °C erreichen. Aufgrund dieser Temperatur wird eine relative Luftfeuchtigkeit von 100 Prozent erreicht. Bei der physiologischen Atmung wird hierzu die Einatemluft über gut durchblutete Nasenschleimhäute ausreichend angewärmt und angefeuchtet.
Erhält ein Patient größere Mengen Sauerstoff (> 4 l/min), reicht die Anfeuchtung über die Nasenschleimhaut nicht mehr aus. Oft werden hier Sprudler eingesetzt, um die Atemluft anzufeuchten. Diese haben jedoch keinen nachweisbaren positiven Effekt auf die Anfeuchtung und werden daher nicht empfohlen (4). Eine unzureichende Anfeuchtung kann die mukoziliäre Clearance einschränken. Des Weiteren kann eine Austrocknung der oberen Atemwege zu Schmerzen im Nasenrachenraum führen und eine Schluckstörung verstärken.
Bei der High-Flow-Sauerstofftherapie wird die Einatemluft aktiv auf 37 °C angewärmt und mit einem gleichmäßigen Fluss appliziert. Je höher der Flow ist, desto effektiver ist die Anfeuchtung (5, 6).
Wirksamkeit aktiv messen
Die Wirksamkeit der Therapie sollte kontinuierlich überprüft werden. Eine HFNC ist erfolgreich, wenn nach 30 Minuten
- die Dyspnoe abnimmt und die Atemfrequenz in Richtung Normbereich fällt,
- sich der Blutdruck und die Herzfrequenz normalisieren,
- der SaO2 steigt und das pCO2 fällt.
Eine weitere mögliche Hilfe, um die Effektivität der HFNC bei einer Oxygenierungsstörung besser abschätzen zu können, zeigt die Studie von Grove et al von 2016 auf. Er stellte einen Zusammenhang zwischen der Sauerstoffsättigung (SaO2), der Sauerstoffbeimischung (FiO2) und der Atemfrequenz fest und setzte diese in eine Formel: SaO2 / FiO2 / AF. Liegt der Zielwert < 4,88, stellt dies ein Versagen der High-Flow-Therapie dar, > 4,88 bedeutet eine funktionierende HFNC-Therapie. Doch auch ein Faktor > 4,88 ist niemals so verlässlich wie das gesamte klinische Bild des Patienten. Gerade eine verzögerte Intubation kann für den Patienten langfristige Folgen mit sich bringen (7).
Studien zeigen positive Effekte
Die HFNC hat sich in den letzten Jahren rasant entwickelt und es finden sich zu diesem Thema bereits sehr viele Studien. Einige davon mit überraschenden Ergebnissen: Vor allem die Studie von Frat et al aus dem Jahr 2015 ist ein besonderer Meilenstein in der High-Flow-Therapie im Erwachsenenbereich. Die Forscher verglichen die Wirksamkeit der HFNC gegenüber der Standard-Sauerstofftherapie und der nicht-invasiven Beatmung (NIV) bei einer Oxigenierungsstörung. Im Ergebnis zeigte sich, dass die Mortalität bei den HFNC-Patienten nach 90 Tagen geringer war und die Reintubationsrate nach 28 Tagen deutlich reduziert wurde.
Eine weitere Studie weist auf die Effektivität hin, mit der COPD-Patienten mit der High-Flow-Therapie vor einer respiratorischen Dekompensation geschützt werden können (8). In zwei weiteren Studien stellten die Wissenschaftler fest, dass Patienten, die nach einer Extubation eine High-Flow-Therapie erhielten, ein geringeres Risiko für eine Reintubation hatten (9, 10).
Aufgrund der Studienlage wurde die High-Flow-Therapie in die aktuelle S3-Leitlinie für invasive Beatmung aufgenommen und mit schwachem Empfehlungsgrad – alternativ zur NIV – bei akuter hypoxämischer respiratorischer Insuffizienz oder bei Patienten mit mildem oder moderatem ARDS als Therapieempfehlung aufgelistet (7).
Grenzen der HFNC
- Hypoxämie: Gerade bei akutem Lungenversagen (ARDS) hat sich herausgestellt, dass eine frühzeitige invasive Beatmung die Überlebensrate erhöht. Deswegen sollte in diesen Fällen eine High-Flow-Therapie nur als Versuch angesehen werden und klare Abbruchkriterien benannt werden.
- Hyperkapnie: Ein hyperkapnisches Versagen stellt eine klare Indikation für die nicht-invasive Beatmung (NIV) dar.
Ein Grund dafür, dass die HFNC derzeit so stark thematisiert wird, liegt an der Einfachheit und leichten Umsetzung der Therapie. Sie bietet den Patienten mehr Komfort, doch auch die Pflegekräfte profitieren von „einfach“ zu bedienenden Geräten. Im Verhältnis zu einem herkömmlichen Beatmungsgerät erzeugt ein High-Flow-Gerät nur sehr wenige akustische Alarme. Wünschenswert wären mobile High-Flow-Geräte, die den Transport und die Mobilisation von Patienten erleichtern würden.
Weitere Studien erforderlich
„Die nasale HFNC-Therapie stellt ein Bindeglied zwischen konventioneller Sauerstoff- und Beatmungstherapie dar. Sie zeichnet sich durch hohe Oxygenierungsleistung, Reduktion der Atemarbeit, aktive Befeuchtung und eine hohe Patiententoleranz aus. Sie ist aber kein Ersatz für eine NIV-Therapie!“ (Norbert Schwabbauer 2017).
Damit ist die High-Flow-Therapie nicht nur ein Hype, doch werden in den nächsten Jahren sicherlich noch weitere Studien erscheinen, die den Einsatz dieser Therapie genauer definieren.
1) Schellongowski P.: Flow Nasal Oxygen wider das Extubationsversagen. In: Intensive-news 2017
2) Oczenski, Wolfgang: Atmen – Atemhilfen. Atemphysiologie und Beatmungstechnik. Thieme, 2017
3) Schönhofer: High-Flow-Sauerstofftherapie via Nasenkanüle – zunehmend eine Alternative zur Beatmung? Pneumologie 70; 2016
4) Thorax 2008; 63(Suppl VI):vi1–vi68. doi: 10.1136/thx.2008.102947
5) Chikata et al.: Humidification performances of two high flow nasal canual devices: a bench study; Respire Care 2014; 59 (8): 1186–1190
6) Chances et al.: Discomfort associated with under humidified high-flow oxygen therapy in critically ill patients. Intensive Care Med (2009) 35: 996–1003
7) S3-LL – Invasive Beatmung und Einsatz extrakorporaler Verfahren bei akuter respiratorischer Insuffizienz 1. Auflage, Gesamtversion, Stand 06.09.2017
8) Bräunlich J., Nilius G.: Nasaler Highflow ... Pneumologie 2016; 70: 49–54
9) Hernández G. et al.: Effect of postextubation high-flow nasal cannula vs noninvasive ventilation on reintubation and postextubation respiratory failure in high-risk patients: A randomized clinical trial. JAMA 2016; 316: 1565– 1574
10) Hernández G. et al.: Effect of postextubation high-flow nasal cannula vs conventional oxygen therapy on reintubation in low-risk patients: A randomized clinical trial. JAMA 2016 Apr 5; 315: 1354–61
