Druck- und volumenkontrollierte Beatmung haben unterschiedliche Druck-, Flow und Volumenprofile. Das ist wichtiger als man zunächst denken mag. Ausgehend von diesen Profilen lassen sich u.a. die Compliance der Gewebe und der Atemwegswiderstand, bzw. deren Änderungen über die Zeit ablesen. Ableiten lassen sich weiterhin die Vorteile der PCV im Rahmen lungenprotektiver Beatmung.

Fangen wir mit den Gemeinsamkeiten an:

Jede Beatmung die auf dem Überdruckprinzip beruht, also alle nicht spontanen Beatmungsformen so wie die augmentativen (NIV, etc.) verändern die Druckbedingungen in der Lunge. Während beim Spontanatmenden in der Inspiration der intrathorakale Druck durch das Tiefertreten des Zwerchfells sinkt, wird bei Beatmung ein erhöhter Druck in der Inspiration von außen “eingeblasen”.

Die Expiration verläuft in beiden Modi identisch und ist in Volumen- und Druckverlauf so wie dem resultierenden Flow ein passives Ergebnis der elastischen Rückstellkräfte von Lunge, Thorax und Zwerchfell. Hohe Atemwegswiderstände können hier – z.B. als Ergebnis einer zunehmenden Obstruktion – ein verlängertes Expirium erfordern, andernfalls kommt es zu einer unvollständigen Ausatmung – einem “air-trapping” (z.B. bei Asthma, COPD oder auch der “alten Lunge” mit hoher Verschlußkapazität* (Norm ca. 10% VC). Hierbei kommt in unserer Kurve das Volumen und der Flow zum Beginn der nächsten Inspiration nicht auf Null zurück.

Hier enden die relevanten Gemeinsamkeiten bereits.

In der VCV wird der Lunge ein Zielvolumen mit konstantem angeboten – es wird “solange konstant eingeblasen bis das Zielvolumen erreicht ist”. Hierbei wird bis zum Erreichen dieses Zielvolumens Vt ein Rechteckflow angeboten. Das heisst konkret es gibt an und aus in Bezug auf den Flow. Nach Abgabe des Zielvolumend endet der Flow, das Volumen wird noch gehalten, bis zeitgetriggert die Expiration beginnt (über das I:E gesteuert). Im Flowdiagramm sehen wir ein Rechteck, in der Volumenkurve einen steilen Aufstrich und ein Plateau, bis mit der Expiration das Volumen abfällt. Betrachtet man die Druckkurve fällt vor allem der Spitzendruck auf, der oberhalb des Plateaudrucks liegt. Diese Druckdifferenz rührt aus dem Atemwegswiderstand, der u.a. durch flowbedingte Turbulenzen und “Reibungswiderstände” entlang der Atemwege zustande kommt. Wir sehen das mit Erreichen des eingestellten Vt und dem damit endenden Flow auch der Druck auf das Niveau des Plateaudrucks fällt. “Kein Flow – kein Atemwegswiderstand”. Hier lässt sich der Atemwegswiderstand also ablesen – die Resistance! Aus dem Plateaudruck wiederrum lässt sich die Dehnbarkeit der Atemwege bestimmen – die Compliance! (Pplat = Vt/C) Nebenbei sehen wir noch den PEEP als unteres Druckniveau. Entsprechend lassen sich aus den Änderungen der Druckkurve Rückschlüsse über Atemwegsveränderungen ziehen.

In der PCV wird ein Rechteckdruck angeboten. Dieser konstante Druck verursacht einen hohen Anfangsflow, der dann stetig abfällt um mit Erreichen des Vt auf Null zurückzugehen. Dieser dezelerierende Flow reduziert das Potenzial für Barotraumata und ist für die Lunge besser verträglich.

Inzwischen gibt es Mischformen, z.B. Drägers VCV AF für Volume-controlled Ventilation AutoFlow, die das garantierte Vt der VCV mit dem dezelerierenden Flow der PCV zu kombinieren versucht.

Verschlußkapazität (“closing capacity”) ist das Lungenvolumen unterhalb dessen es bei der Ausatmung zu einem Kollaps der kleinen Luftwege kommt. Normalerweise gilt:

CC < FRC (alters- und lageabhängig !)

Und für die Unermüdlichen noch ein Parforceritt zu V/Flow/P

• Der Flow ist ein Maß für das Volumen pro Zeiteinheit, gemessen in l/min
  • Flow = V/t
  • also gilt: V = Flow x t
• Der Druck ergibt sich aus dem Widerstand
  • Px = Flow x Resistance mit Px=Ppeak-Pplat
• Der Atemwegswiderstand oder Resistance wiederum ergibt sich aus dem Druckunterschied und dem Flow. Ohne Flow keine Resistance! Es handelt sich um Strömungswiderstände!
  • R=Δp/Flow
• Die Dehnbarkeit oder Compliance ergibt sich als
  • C=V/Δp
  • C= Flow x t/ Δp mit Δp=Pplat-PEEP
  • Cnorm=75-100 ml/mbar