Atemgasklimatisierung in einem künstlichen neonatalen Lungenmodell – Vergleich von „Heat and Moisture Exchanger“ (HME) und „Heated Humidifier“ (HH)

Zur Klimatisierung von Atemgasen können Feuchte- und Wärmeaustauscher („Heat and Moisture Exchanger“, HME) und Wasserverdampfer („Heated Humidifier“, HH) verwendet werden. Vorteile der HME sind ihre einfache Handhabung, die geringere Inzidenz Ventilator-assoziierter Pneumonien und niedrige Kosten. Obgleich einige HME zur Atemgasklimatisierung bei Früh- und Neugeborenen zugelassen sind, gibt es keine systematischen Vergleichsdaten zur Leistungsfähigkeit von HME und HH unter neonatologischen Beatmungsbedingungen.

Methodik: Ein selbstentwickeltes artifizielles Lungenmodell wurde auf neonatale Parameter adjustiert, in einem Inkubator platziert und zeitgesteuert, druckkontrolliert beatmet (Babylog 8000 plus, Dräger, Lübeck). Unter variierenden Beatmungseinstellungen untersuchten wir den exspiratorischen Wasserverlust von 4 HME (Humid Vent Mini(R) + Micro(R), Hudson, Temecula,USA; Filtro Microbaby(R), DAR, Mirandola, Italien; Atemluftbefeuchter Typ 4 Neonatal(R), Dahlhausen, Köln) und 2 HH (F&P MR730 + MR850, Fisher&Paykel, Auckland, Neuseeland). Die exspiratorischen H2O-Verluste repräsentieren die Anfeuchtungsleistung eines Klimatisierungssystems. Sie wurden gravimetrisch mittels einer Feinwaage (Sartorius LP 12000P, Sartorius, Göttingen) und durch ein schnellreagierendes, kapazitives Hygrometer (FT 202 M, ZSK Systemtechnik, Katlenburg-Lindau) ermittelt.

Ergebnisse: Abhängig von der Beatmungseinstellung variierte der exspiratorische H2O-Gehalt bei Verwendung der HME zwischen 3,5 und 11,5mg/l. Größere Tidalvolumina (Vt), höherer Bypassflow und niedrige Beatmungsfrequenzen führten zu höheren H2O-Verlusten. Bei gleichen Vt fanden sich bedeutsame Unterschiedene von bis zu 100% in der H2O-Rückhaltekapazität zwischen den verschiedenen HME. Die HH wurden in den Einstellungen 40°C-3, 38°C-3 und 36°C-3 (MR 730) und Modus „invasive Beatmung“ des MR 850 untersucht. Die Wasserverluste variierten zwischen 1,4 und 9mg/l. Bei 40°C-3 war ein Rückgang des Wasserverlustes bei größeren Vt zu registrieren, bei 38°C-3 war mit größeren Vt ein Anstieg des Wasserverlustes zu verzeichnen. Bei 36°C-3 war der exspiratorische H2O-Gehalt mit 9mg/l über die untersuchten Vt weitgehend konstant.

Schlussfolgerung: In einem künstlichen Lungenmodell ist mit ausgewählten HME unter variierenden Beatmungsbedingungen auch für Früh- und Neugeborenen eine adäquate Atemgasklimatisierung zu erzielen. Bei Verwendung von Wasserverdampfern führen hohe Temperatureinstellungen zu unphysiologisch geringen exspiratorischen H2O-Verlusten. Die Variation der Beatmungsparameter beeinflusst bei HME und HH den exspiratorischen Wasserverlust.