Stickstoffmonoxid in maschineller Beatmung eingesetzt bedeutet für Pflegende und erkrankte Personen auf der Intensivstation nicht nur zusätzliche Medizintechnik. Ein Überblick zum Einsatz von inhalativem Stickstoffmonoxid in der Intensivmedizin und zur spezifischen pflegerischen Versorgung erwachsener und pädiatrischer Patientinnen und Patienten.
In den 1980er-Jahren wurden die Wirkungen von Stickstoffmonoxid (NO) und inhalativem Stickstoffmonoxid (iNO) erstmals näher beschrieben [1, 2, 3], nachdem es bereits in den 1970er-Jahren erste Hinweise dazu gab.
Beim Menschen wird NO „unter physiologischen Bedingungen nicht nur im Gefäßendothel, sondern auch in Thrombozyten, Makrophagen und Gehirnzellen produziert“ [4]. Gleichermaßen findet eine Produktion auch im oberen Atemwegstrakt statt, sodass physiologisch etwa 0,1 parts per million (ppm) NO vom Menschen inhaliert werden. NO hat überdies im menschlichen Körper einen Einfluss auf die Thrombozytenfunktion, Makrophagen und auf das Langzeitgedächtnis bzw. Neurotransmitter [4].
Stickstoffmonoxid in der Intensivmedizin
Bei iNO handelt es sich um ein Gas [1], das in Verbindung mit der kontinuierlichen maschinellen Beatmung zur Anwendung kommt. Zur Applikation bedarf es zusätzlicher Medizintechnik, z. B. das NO-A-Dosiergerät von EKU (s. Foto links). Bei Erwachsenen kommen, je nach Krankheitsbild, unterschiedliche Konzentrationen zum Einsatz. Diese können z. B. zwischen 1 und 40 ppm liegen [2, 4, 5].
iNO dilatiert selektiv die pulmonalen Gefäße [2]. Dadurch kommt es zu einer Reduktion des pulmonalarteriellen Blutdrucks (PAP) und des pulmonalen Gefäßwiderstands (PVR) [3]. Hieraus erklärt sich der iNO-Einsatz bei z. B. einer Rechtsherzinsuffizienz und bei bestehender pulmonaler Hypertonie [6]. Letzteres gilt auch für Menschen, die trotz einer pulmonalen Hypertonie eine Herztransplantation erhalten sollen [7].
Zusätzlich verteilt iNO den Blutfluss in Lungenareale um, die besser belüftet werden (Verbesserung des Ventilations-Perfusionsverhältnisses) [2, 3]. Die daraus resultierende Bronchodilatation [4] verbessert die arterielle Oxygenierung [6, 8]. Gleichzeitig wird das Gas in belüfteten Arealen der Lunge durch den Kontakt mit Hämoglobin (Hb) neutralisiert und entfaltet anschließend keine weitere Wirkung mehr. Dadurch bleibt eine systemische Vasodilatation aus [2, 3] und es besteht nur eine kurze Halbwertzeit der iNO-Wirkung von wenigen Sekunden [8, 9].
Die aktuelle S3-Leitlinie „Invasive Beatmung und Einsatz extrakorporaler Verfahren bei akuter respiratorischer Insuffizienz“ empfiehlt keinen routinemäßigen iNO-Einsatz an Menschen mit einem Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) [10]. Im Falle einer schweren Hypoxämie ist jedoch zur Überbrückung eine iNO-Verabreichung zu erwägen [10]. Eine ähnliche Formulierung findet sich in der S2k- Leitlinie „Akutes, nicht obstruktives Lungenversagen im Kindesalter“ auch für die pädiatrische Zielgruppe [11] sowie in einem Cochrane Review von 2016 [8].
Nicht alle Menschen reagieren mit den beschriebenen Wirkungen auf iNO. Die Betroffenen zählen zu den sog. Non-Respondern [9]. Allerdings können auch Non-Responder im Verlauf der Therapie zu Respondern werden und somit trotzdem auf einen iNO-Einsatz reagieren [2].
Der Körper verstoffwechselt NO. Da NO eine deutlich höhere Affinität zu Hb hat als Sauerstoff, besteht die Gefahr der Bildung von Methämoglobin (MetHb) [4], das temporär keinen Sauerstoff bindet und transportiert [12] (Textkasten: iNO-Nebenwirkungen). Im weiteren Prozess wird unter Bildung von Nitrat wieder freies Hb gebildet. Das Nitrat scheidet der Körper über die Nieren aus [4]. Auch wenn die Bildung von MetHb primär bei hoch dosierten iNO-Konzentrationen von > 80 ppm beschrieben wird [8, 13] und bei Werten < 40 ppm sehr gering ist [3], ist stets eine Überwachung dieses Werts in der Blutgasanalyse (BGA) anzustreben.
Nicht in die Blutbahn gelangtes NO birgt die Gefahr, dass es in Verbindung mit Sauerstoff und Wasserdampf in der Atemluft eine Reaktion zu Nitrit und Nitrat auslöst. In höherer Konzentration kann die dadurch entstehende salpetrige Säure das Lungenparenchym schädigen und zu einem Lungenödem führen [4].
Das Weaning der iNO-Therapie ist in der Literatur unterschiedlich beschrieben und sollte klinikintern geregelt werden. Dabei ist ein stufenweises Vorgehen über mehrere Stunden empfehlenswert. Generell besteht bei einer zu raschen Entwöhnung die Gefahr eines sog. Rebound-Phänomens, das zu einer pulmonalhypertonen Krise führen kann [5, 9] (Textkasten: iNO-Nebenwirkungen). In der Intensivmedizin ist ein Reservegerät zur iNO-Applikation vorzuhalten, um mögliche technische Defekte kompensieren zu können [4].
iNO-Nebenwirkungen
Zu den potenziellen Nebenwirkungen einer iNO-Verabreichung gehören [8, 12]:
- Bildung von Methämoglobin (MetHb)
- Reduktion der mukoziliären Clearance und des Surfactant
- Einschränkung der Nierenfunktion bis hin zum Nierenversagen
- Reduktion der Blutgerinnung
- Linksherzdekompensation
- Rebound-Phänomen bei zu rascher oder fehlender Entwöhnung von iNO
Überwachung der Therapie
Die allgemeine pflegerische Versorgung und Überwachung stellt sich komplex dar und ist im Folgenden stichpunktartig aufgeführt. Die Hinweise gelten entsprechend für erwachsene und pädiatrische Patientinnen und Patienten:
- Aufbau und Einsatz des iNO-Applikationssystems nach Herstellerangaben
- Schlauchtest am Beatmungsgerät im Zuge eines Wechsels des Beatmungsschlauchs (inkl. der möglichen Tools für die iNO-Applikation)
- allgemeines und kontinuierliches Herz-Kreislauf-Monitoring
- Kontrolle des zentralvenösen Drucks (ZVD) und ggf. pulmonalarteriellen Drucks (PAP) mind. ein- bis zweimal pro Schicht
- Mind. alle vier Stunden Kontrolle der BGA inkl. MetHb-Spiegel (sollte nicht > 5 Prozent sein) sowie kontinuierliche Pulsoxymetrie [3, 4, 14]
- Monitoring der gemessenen iNO- sowie Stickstoffdioxid-(NO2-)Konzentration (sollte nicht > 0,3 ppm sein) am Dosiergerät [15]
- Überwachung der Sauerstoff-(O2-)Konzentration am Beatmungsgerät
- Kontrolle der Blutgerinnung sowie Beachtung möglicher Blutungshinweise bei Körperflüssigkeiten (u. a. Urin, Magensondenablauf, Drainagen) [14]
- Kontrolle der Neurologie (bei analgosedierten Patientinnen und Patienten mind. ein- bis zweimal pro Schicht Pupillenkontrolle)
- Monitoring der zulässigen Arbeitsplatzkonzentration von NO (≤ 2 ppm) und NO2 (≤ 0,5 ppm) [14, 16] z. B. anhand des NO-A-Dosiergeräts
- Einsatz eines geschlossenen Absaugsystems und Vermeidung von Diskonnektionen am Beatmungssystem [17]
- Überwachung der Urinausscheidung und der Nierenwerte im Routinelabor [18]
- Kontrolle des Beatmungssystems auf Dichtigkeit und Funktionstüchtigkeit [17]
- Überwachung der möglichen zusätzlichen Atemgasklimatisierung (regelmäßiges Leeren der Wasserfalle bei der iNO-Applikation) zur Sicherstellung der korrekten Übertragung der Messwerte [17]
Einsatz in der pädiatrischen Intensivmedizin
Ein iNO-Einsatz in der Pädiatrie erfolgt mit ähnlichen Indikationen wie bei erwachsenen Personen. Die verabreichten Konzentrationen sind dabei entsprechend geringer und in der Literatur mit fünf bis 20 ppm angegeben [8, 13]. Eine pulmonale Hypertonie im Kindesalter kann entweder angeboren (Herzfehler, persistierende pulmonale Hypertension von Neugeborenen – PPHN) oder erworben sein (Mekoniumaspiration, Asphyxie, Infektion, Ertrinkungsunfälle). Bei einer PPHN ist die Kreislaufumstellung gestört, es kommt zu einem Rechts-Links-Shunt (Textkasten: Kreislaufumstellung nach der Geburt) und somit zu einer Minderversorgung mit Sauerstoff [19].
Kontraindiziert ist ein iNO-Einsatz bei angeborenen Herzfehlern mit Rechts-Links-Shunt-Abhängigkeit [13], z. B. bei der Fallot’schen Tetralogie (mit sechs Prozent einer der häufigsten angeborenen Herzfehler) oder einer Transposition der großen Arterien. Kritisch zu diskutieren ist ein iNO-Einsatz auch bei Frühgeborenen unter der 34. Schwangerschaftswoche (SSW). Wegen der gehemmten Thrombozytenaggregation und des noch unausgereiften Gefäßsystems des Frühgeborenen besteht die erhöhte Gefahr einer Hirnblutung [19].
Spezifische pflegerische Versorgung in der Pädiatrie. Die Kontrolle der üblichen intensivmedizinischen Überwachungsparameter bei der Behandlung einer PPHN von Neugeborenen wird ergänzt durch eine bestenfalls prä- und postductale Sättigungsermittlung. Die präductal ermittelten Sättigungen können bei einer pulmonalen Hypertonie zwischen fünf bis zehn Prozent von den postductalen Werten abweichen [13]. Außerdem erfolgt eine erweiterte Atembeobachtung auf Atembemühungen, wie Einziehungen, Nasenflügeln, Thoraxexkursionen, und eine regelmäßige Auskultation der Lunge. Endotracheales Absaugen ist je nach Atemgeräusch durchzuführen. Bei kleinen Tuben sollte es jedoch mind. einmal pro Schicht erfolgen, da zähes Sekret evtl. nicht auskultierbar ist [17].
Zur Überwachung des Blutdrucks sollte ein arterieller Gefäßkatheter eingesetzt werden. Dies hat den Vorteil, dass gleichzeitig die arterielle Blutgasanalyse möglich ist. Auch der zentrale Venendruck spielt eine große Rolle in der Behandlung der pulmonalen Hypertonie. Eine ZVD-Erhöhung kann einen erhöhten Lungendruck ebenso anzeigen wie eine Rechtsherzbelastung. Die Möglichkeit, zentralvenöse Sättigungen zu bestimmen, hilft dabei, eine Aussage über das Herzzeitvolumen zu treffen. Eine transkutane Messung zur Überwachung der Blutgase beugt unnötigen Blutentnahmen vor. Hierbei ist der regelmäßige Lagewechsel der Messelektrode zu beachten, um Hautläsionen durch Verbrennungen zu vermeiden [20].
Die engmaschige Überprüfung der Urinausscheidung dient dazu, die renale Ausscheidung von Nitraten und Nitriten als Abbauprodukt des verstoffwechselten Stickstoffs zu überprüfen. Mithilfe eines Blasendauerkatheters lassen sich Urinmengen genau bestimmen und rechtzeitig Hinweise auf eine mangelnde Ausscheidung geben [17].
Die Pupillenreaktionen sowie die Beurteilung der Fontanelle als Hinweis auf einen erhöhten Hirndruck bei eventueller Hirnblutung gehören ebenso zu den routinemäßigen pflegerischen Handlungen [17]. Die Positionierung des Kindes sollte wegen der erhöhten Hirnblutungsgefahr stets achsengerecht und möglichst in 30-Grad-Oberkörperhochlage erfolgen, um den venösen Rückstrom zu gewährleisten.
Schmerzintensität erfassen. Schmerzen sollten während der gesamten iNO-Beatmung vermieden werden. Besonders wichtig wird dieses Ziel in der Weaningphase, denn Schmerzen führen zu oxidativem Stress und somit zu einem erhöhten Sauerstoffverbrauch. Um die Schmerzintensität zu erfassen, ist der Einsatz von validierten Assessmentinstrumenten sinnvoll [20]. Bei größeren Kindern bzw. Jugendlichen könnte dies z. B. mit der Numerical Rating Scale (NRS, eine Skala, um z. B. das Ausmaß von Schmerzen zu beurteilen) oder Verbal Rating Scale (VRS, sechsstufige Skala zur standardisierten Erfassung der Schmerzintensität durch subjektive Selbsteinschätzung der Patientinnen und Patienten) erfolgen [22]. Für beatmete, analgosedierte Kinder eignet sich die Revised Face, Legs, Arms, Cry, Consolability (r-FLACC) Scale (fünf Kategorien des Verhaltens von Kindern mit nonverbaler Kommunikation: Mimik, Beintonus, Aktivität, Schreien/Weinen und die Möglichkeiten zur Beruhigung) [23].
Neben der pharmakologischen Schmerzlinderung sind auch nicht pharmakologische Interventionen, z. B. das „fasciliated tucking“ oder das „nicht nutritive Saugen“ einer oralen Saccharoselösung, anwendbar. Diese Alternativen lenken das Kind vom Schmerzgeschehen ab [21]. Eine weitere Herausforderung stellt der mangelnde Eltern-Kind-Kontakt dar, da die Kinder in den meisten Fällen nicht auf den Arm gegeben werden können. Dennoch lassen sich die Eltern in die Pflege ihres Kindes mit einbinden, indem z. B. bei Neugeborenen die Mundpflege mit Muttermilch angeleitet wird. Generell sind, wie auch bei erwachsenen Personen, pflegerische Maßnahmen gegenüber dem Kind und den Eltern anzukündigen. Der ärztliche Dienst sollte die Eltern umfassend über das Therapieverfahren und die Nebenwirkungen aufklären.
Kreislaufumstellung nach der Geburt
Intrauterin enthält der Kreislauf des Feten einige Kurzschlussverbindungen (Ductus Venosus, Foramen Ovale, Ductus arteriosus), da die Lunge noch nicht entfaltet ist und noch kein Gasaustausch stattfindet. Die intrauterine Sauerstoffversorgung erfolgt über das mütterliche Blut. Über die Plazentargefäße gelangt das oxygenierte Blut der Mutter über die Nabelvene zum rechten und linken Vorhof des Kindes. Von dort aus nimmt das Blut den Weg über den rechten Ventrikel in den Pulmonalishauptstamm von wo es über den Ductus arteriosus in die Aorta ascendens fließt und die untere Körperhälfte mit Sauerstoff versorgt. Nur ein kleiner Teil passiert die Lunge, da durch die noch nicht eröffneten Alveolen ein hoher Widerstand besteht. Die obere Körperhälfte wird mit oxygeniertem Mischblut aus dem linken Ventrikel versorgt.
Besteht der hohe Widerstand in der Lunge nach der Geburt noch weiter fort, wie es beispielsweise bei der PPHN der Fall ist, bleibt der fetale Kreislauf bestehen und das Blut nimmt weiterhin den Weg über den Ductus arteriosus in die untere Körperhälfte. Man spricht hierbei von einem Rechts-Links-Shunt [25].
Fazit
Die Beatmung mit iNO ist keinesfalls eine kurative Therapieoption, sondern kann helfen, einen kritischen Zustand temporär zu therapieren. Die Pflege von Menschen unter iNO-Beatmung erweist sich als komplex, da neben der üblichen Krankenbeobachtung weitere Parameter zu beachten sind [14]. Pflegende müssen dazu über ein fundiertes Fachwissen und die nötige Zeit für Betreuung und Empathie in der Versorgung der Patientinnen und Patienten sowie derer Angehörigen, in der Pädiatrie insbesondere die Eltern, verfügen [20]. Entsprechende Fortbildungsangebote für Pflegende auf der Intensivstation sind Voraussetzung, um einen iNO-Einsatz pflegerisch betreuen zu können. Überdies sollte das Thema bereits in Einarbeitungsprozessen mit aufgegriffen werden. Zusätzlich erfordert es vor dem ersten Einsatz eine entsprechende medizintechnische Geräteeinweisung [24].
Erklärung zu möglichen Interessenkonflikten: Die Autorin und die Autoren erklären, dass keine Interessenkonflikte bestehen.
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