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The primary goal of mechanical ventilation is to restore gas exchange and to limit patients with acute respiratory failure from an elevated breathing workload. To achieve these goals a variety of different ventilatory modalities are already in clinical use. The development of microprocessor-driven mechanical ventilators has facilitated enormous progress in the implementation of different new modes of ventilatory support into standard ventilators. Most of the newer ventilatory modes are designed for partial ventilatory support reflecting that different technical approaches might be used for patient/ventilator interaction during assisted mechanical ventilation. However, the increasing use of partial support modalities is not only due to technological improvements but also to data showing that avoiding controlled mechanical ventilation by preserving some spontaneous breathing activity by the diaphragm might be beneficial for gas exchange, hemodynamics, and the clinical course of acute lung injury (ALI). In this chapter, we will review the role of preserved spontaneous breathing activity during mechanical ventilation in patients with acute respiratory failure.

In der Anasthesie nimmt die Uberwachung von Patienten in der unmittelbar postoperativen Phase eine zentrale Stellung ein. Das Vorhandensein und der arbeitstagliche Betrieb von Aufwachraumen stellt hohe Anforderungen an den Ausbildungsstand des betreuenden Personals und die Organisationsstruktur innerhalb des Krankenhauses. Der Aufwachraum bietet fur alle postoperativen Patienten, bei denen keine Behandlung auf einer Intensivstation notig ist, die Sicherheit einer adaquaten postoperativen Uberwachung mit der Moglichkeit, zeitgerecht operationsbedingte oder anasthesiologisch bedingte Komplikationen zu therapieren. Im Aufwachraum bzw. in einer „postoperative care unit“ (PACU) werden eine Vielzahl von unterschiedlichen Aufgaben erfullt. Sowohl Patienten nach unauffalligen Allgemein- und Regionalanasthesien als auch kritisch kranke Patienten, Erwachsene und/oder Kinder, mussen zeitgleich arztlich und pflegerisch betreut werden. Dies stellt besondere Anforderungen an die Qualifikation und Erfahrung des eingesetzten Personals und erfordert eine hohe Flexibilitat und Aufmerksamkeit, um den unterschiedlichen Situationen gerecht werden zu konnen.

Die maschinelle Beatmung gehort heute zu den intensivmedizinischen Routinemasnahmen bei der Behandlung der respiratorischen Insuffizienz. In den letzten Jahren konnte allerdings in einer Vielzahl von Untersuchungen gezeigt werden, das die Beatmungstherapie mit nennenswerten Risiken und unerwunschten Nebenwirkungen behaftet ist. Der wesentliche Faktor hierfur ist die Umkehrung der intrathorakalen Druckverhaltnisse wahrend der Beatmung mit positivem Druck mit den hieraus resultierenden negativen Ruckwirkungen auf das kardiozirkulatorische System und die Organperfusion sowie der Gefahr, die Lunge mit hohen Drucken oder Volumina im Sinne eines Barotraumas oder Volutraumas zu schadigen.

In den letzten Jahren hat sich in den Moglichkeiten der maschinellen Beatmungstherapie eine enorme Entwicklung vollzogen, die v. a. durch die technische Entwicklung der entsprechenden Beatmungsgerate bedingt war. Die Steuerung moderner Beatmungsgerate durch Mikroprozessoren ermoglicht verschiedene Beatmungsformen als Softwarefunktionen zu programmieren und zu modifizieren. Zusammen mit der Weiterentwicklung schnell reagierender Ventilsysteme hat dies zu einer breiten Palette an Beatmungsformen gefuhrt, die fur den klinischen Gebrauch zur Verfugung stehen.

Das schwere akute Lungenversagen des Erwachsenen, in der englischsprachigen Erstbeschreibung als “adult respiratory distress syndrome” (ARDS) bezeichnet, ist durch eine anhaltende, ausgepragte Storung des pulmonalen Gasaustausches, einen extremen Abfall der Lungencompliance und ein radiologisch erfasbares interstitielles und/oder alveolares, nicht kardial ausgelostes Lungenodem charakterisiert [3]. Oftmals sind sehr junge Patienten ohne wesentliche Vorerkrankungen nach z. B. schwerem Trauma, hamorrhagischem Schock, Aspiration von Mageninhalt, Pneumonie oder „Beinaheertrinken“ betroffen [6, 37, 47]. Obwohl die Atiologie dieser Erkrankung sehr unterschiedlich sein kann, finden sich bei Fortschreiten der Krankheit schwerste entzundliche Veranderungen der gesamten Lunge. Die Letalitat dieser Erkrankung wird bis heute noch mit uber 50%, zum Teil bis 90%, angegeben [11, 49, 51, 55]. Einer der Grunde fur die hohe Letalitat liegt, abgesehen von dem deletaren Verlauf weniger spezieller Formen des ARDS, auch in der therapiebedingten zusatzlichen Schadigung der Lunge. Die zur Aufrechterhaltung annahernd normaler Blutgase notwendige aggressive Beatmungstherapie tragt selbst zur weiteren Verschlechterung des vorbestehenden Lungenschadens bei. Aufgrund der erforderlichen hohen Beatmungsdrucke und -volumina und einem inhomogenen Schadigungsmuster kommt es in noch gesunden Lungenarealen zu einer regionalen alveolaren Uberblahung, d. h. es tritt eine sowohl druck- als auch volumenbedingte mechanische Schadigung bisher funktionstuchtiger Alveolen ein.

Die Entwohnung von der Beatmung - im englischen Sprachgebrauch kurz „weaning“ genannt - beschreibt den Ubergang von der maschinellen Beatmung bis hin zur vollstaindigen Spontanatmung. Vor der Einfuhrung von Beatmungsverfahren zur teilweisen Unterstutzung der Atmung bestand dieser Ubergang im Grunde aus der abrupten Beendigung der kontrollierten maschinellen Beatmung zugunsten der nicht unterstutzten Spontanatmung, meist an einem T-Stucksystem. Seit Anfang der 70er Jahre bis heute wurden mehrere Beatmungsverfahren zur teilweisen Unterstutzung der Atmung entwickelt und technisch realisiert, die es erlauben, den Anteil der maschinellen Ventilation an der Gesamtventilation schrittweise zu reduzieren. Hierdurch ist es heute moglich den Ubergang zur Spontanatmung graduell, an die Bedurfnisse des jeweiligen Patienten angepast, zu vol1ziehen, und somit die Entwohnung als schrittweise Reduktion der verschiedenen Komponenten der maschinellen Beatmung zu gestalten (Tab. 1, vgl. [3, 9, 10]).