Coronavirus: Wie funktionieren Beatmungsgeräte?

Bei 20 Prozent der Infizierten sitzen die SARS-CoV-2-Viren tief in der Lunge  fest, da COVID-19 vor allem die unteren Atemwege betrifft. Dann wird es schnell kritisch, die schwersten Fälle müssen umgehend auf die Intensivstation an ein Beatmungsgerät angeschlossen werden.

Weil in der Corona-Krise selbst in hochtechnisierten Ländern wie Italien  und Spanien zu wenig Intensivbetten mit Beatmungsgeräten vorhanden sind, müssen Ärzte immer häufiger entscheiden, wer den lebensrettenden Platz bekommt und wer nicht. 

Wer muss beatmet werden?

Eine künstliche Beatmung wird immer dann nötig, wenn die natürliche Spontanatmung nicht mehr ausreicht, um genügend Sauerstoff ein- und das veratmete Kohlenstoffdioxid auszuatmen.

Künstliche Beatmung kann Leben retten, denn wenn die Atmung aussetzt, werden die Organe nicht mehr mit Sauerstoff versorgt. Gleichzeitig wird das beim Atmen erzeugte Kohlendioxid nicht mehr über die Lunge abgeatmet.

Bereits kurze Zeit nach einem Atemstillstand hört auch das Herz auf zu schlagen, und es kommt zu einem Kreislaufstillstand, schon nach wenigen Minuten stirbt der Patient. 

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Wie funktionieren Beatmungsgeräte?

Ein Beatmungsgerät drückt - vereinfacht ausgedrückt - sauerstoffhaltige Luft mit Überdruck in die Lungen und verdrängt Flüssigkeit aus den Lungenbläschen. Das klingt simpel, ist aber tatsächlich eine hoch komplexe Behandlungsmöglichkeit. Denn die modernen Beatmungsgeräte können die Beatmungsform an die individuellen Bedürfnisse des Patienten anpassen.

Für die druckkontrollierte Beatmung (pressure-controlled ventilation, PCV-Beatmung) stellt die Beatmungsmaschine (Respirator) einen bestimmten Druck in den Atemwegen und den Lungenbläschen her, damit so viel Sauerstoff wie möglich aufgenommen werden kann. Sobald der Druck hoch genug ist, startet die Ausatmung. Der Respirator übernimmt so den kompletten Atemvorgang des Patienten.

Was merken Patienten von der künstlichen Beatmung?

Bei der nicht-invasiven künstlichen Beatmung  wird die Luft mit Hilfe einer dicht schließenden Beatmungsmaske über Mund und Nase geleitet. Bei der invasiven Beatmung (Intubation) wird der Schlauch über Mund oder Nase bis in die Luftröhre geschoben. Bei einer Tracheotomie erhält der Arzt durch ein kleines Loch im Hals direkt Zugang zur Luftröhre. 

Wer an ein Beatmungsgerät angeschlossen ist, kann weder sprechen noch essen und wird über einen Schlauch künstlich ernährt. Da vor allem die invasive Beatmung sehr unangenehm ist, werden Patienten gewöhnlich mit Narkosemittel dauerhaft ins künstliche Koma versetzt. 

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Warum gibt es zu wenige Beatmungsgeräte?

In der Corona-Krise ist die Nachfrage nach Beatmungsgeräten sprunghaft angestiegen, weil die Gesundheitssysteme in vielen Ländern nicht auf einen gleichzeitigen Bedarf von so vielen Respiratoren ausgerichtet sind.

Solche Beatmungs-Hochleistungsgeräte für den intensivmedizinischen Einsatz, die bis zu 50.000 Euro kosten, kann man aber nicht kurzfristig nachkaufen. Weltweit gibt es nur wenige Hersteller von Beatmungsgeräten und sogenannten ECMO-Geräten, die das Blut mit Sauerstoff anreichern können, also quasi als künstliche Lunge arbeiten.

Zwar haben diese Firmen ihre Produktionskapazitäten maximal hochgefahren, aber vorerst gibt es weiter Lieferengpässe, auch bei den Verbrauchsmaterialien wie Beatmungsschläuchen und Kanülen.

Dramatische Engpässe bei der Versorgung von schwerkranken COVID-19-Patienten kann es aber auch geben, wenn etwa durch Erkrankung oder Quarantäne das hochqualifizierte Personal fehlt, das diese zum Teil hochkomplexen Geräte in der Intensivpflege zuverlässig bedienen kann.

Wie ist die Situation in Deutschland?

In Deutschland z.B. haben 1.160 Krankenhäuser intensivmedizinische Betten (ITS). Bezogen auf die Bevölkerung stehen 33,7 ITS-Betten pro 100.000 Einwohner zur Verfügung. Im Vergleich zu anderen Ländern ist das weit überdurchschnittlich. So hielt Italien 2010 mit 12,5 Betten pro 100.000 Einwohner weniger als die Hälfte der deutschen Intensivkapazitäten vor. In den Niederlanden waren es 2018 mit 7,1 Betten/100.000 Einwohner weniger als ein Viertel. Ähnlich sieht es in den skandinavischen Ländern aus.

Da in vielen deutschen Kliniken zurzeit nur unbedingt notwendige Operationen durchgeführt werden, stehen vielerorts zusätzlich Beatmungsgeräte aus den Operationssälen zur Verfügung, die für die Behandlung von COVID-19-Patienten eingesetzt werden können. 

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