Da Beatmungsgeräte Mangelware sind, gibt es hier einige Alternativen

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Da sich das Coronavirus immer noch ausbreitet und die Fälle von COVID-19 immer noch zunehmen, sind mechanische Beatmungsgeräte notorisch knapp. Ärzte suchen nach Alternativen für Patienten, die durch die Atemwegserkrankung so geschwächt sind, dass sie ohne Hilfe nicht mehr atmen können.

Es wird nicht einfach sein.

Das moderne mechanische Beatmungsgerät ist seit den 1950er Jahren ein Arbeitstier auf Intensivstationen in Krankenhäusern, als für die am stärksten betroffenen Polio-Patienten eine bessere Atemunterstützung erforderlich war. Die Maschinen ahmen den Akt des Atmens nach, indem sie sauerstoffreiche Luft in die Lunge drücken und Kohlendioxid durch einen separaten Schlauch entfernen.

Sie retten Leben, aber sie sind harte Medizin. Um eine solche invasive Übernahme der normalen Atmung zu tolerieren, muss ein Patient mit Anästhesiemitteln in einen komaähnlichen Zustand versetzt werden. Sie kann nicht alleine sprechen, sich bewegen oder essen. Und sie hat einen Fremdkörper, der in das zentrale Luftaustauschsystem ihres Körpers läuft, das empfindliche Gewebe entzündet und gefährliche neue Mikroben einführt.

Dann gibt es die schwierige Aufgabe, einen Patienten von einem Beatmungsgerät abzusetzen, was eine ganze Woche dauern kann. Das Verfahren ist mit Gefahren behaftet, insbesondere wenn es zu früh, zu schnell oder zu spät durchgeführt wird.

Trotz aller Nachteile ist die mechanische Beatmung zum Standard für die Versorgung von Menschen mit akutem Atemversagen oder stark beeinträchtigter Lungenfunktion geworden. In normalen Zeiten wird mehr als die Hälfte der auf einer Intensivstation aufgenommenen Patienten innerhalb von 24 Stunden beatmet.

“Sie möchten nie mit jemandem aufholen, der nicht atmen kann”, sagte Dr. Megan Coffee, eine Spezialistin für Infektionskrankheiten an der NYU.

Aber in einigen Krankenhäusern ist „nie“ angekommen. Um einen Strom von COVID-19-Patienten mit einer begrenzten Anzahl von Beatmungsgeräten zu behandeln, müssen Ärzte „MacGyver it“, sagte Dr. John P. Kress, ein Intensivarzt an der Universität von Chicago.

Hier sehen Sie, was sie versuchen werden.

Bilevel positiver Atemwegsdruck

Dieses Gerät wird von Ärzten als „nicht-invasives BiPap“ bezeichnet und wird normalerweise verwendet, um Patienten zu helfen, deren Atemprobleme nicht das kritische Stadium erreicht haben. Es basiert auf einem Beatmungsgerätetyp, der unter Druck Sauerstoff liefern kann, jedoch in der Regel weniger Überwachungsfunktionen besitzt als die vollwertigen Beatmungsgeräte, die derzeit so knapp sind.

Bei einem BiPap-Gerät wird ein unter Druck stehender Strom sauerstoffreicher Luft durch eine Maske geleitet, die eng am Gesicht des Patienten anliegt. Die Behandlung kann dazu beitragen, dass sich die kleinsten Lungenkompartimente nicht mit Flüssigkeit füllen, und sicherstellen, dass dem Blut Sauerstoff zugeführt wird, während der Patient bei Bewusstsein bleibt und sich bewegen, sprechen und essen kann – all dies kann die Heilung beschleunigen.

In der Regel greifen Ärzte nach einem BiPap, um Zeit für Behandlungen wie Steroide oder Antibiotika zu gewinnen und um die Lunge eines Patienten zu heilen, sagte Dr. Mark Hepokoski, Spezialist für Intensivpflege an der UC San Diego. Die breitere Anwendung bei COVID-19-Patienten könnte das Angebot an Atemunterstützungsgeräten um 10% bis 15% erhöhen, fügte er hinzu.

Die Vorteile von BiPap für Patienten sind jedoch eine Gefahrenquelle für diejenigen, die sich um sie kümmern. Der Patient kann die Maske abnehmen, um zu husten oder zu niesen, und viele möchten die Maske lösen oder entfernen, wenn der hohe Druck ihres Luftstroms unangenehm wird.

Das ist mehr als eine Kompromissbehandlung, sagten Experten. Bei einem Patienten, dessen Atemsekrete voller Coronaviren sind, besteht eine Bedrohung für Ärzte, Krankenschwestern und Atemtherapeuten, von denen vielen die persönliche Schutzausrüstung fehlt.

BiPap-Geräte könnten verwendet werden, um einige sich verbessernde Patienten von mechanischen Beatmungsgeräten abzusetzen und die Geräte für ankommende Patienten freizugeben, sagte Dr. Atul Malhotra, Lungenspezialist an der UC San Diego. Da Pflegekräfte jedoch virusbeladene Schläuche aus der Lunge von Patienten entfernen, die noch krank sind, benötigen sie erneut einen starken Schutz.

“Der Schutz der Gesundheitsdienstleister ist von größter Bedeutung, denn wenn wir diesen Kampf verlieren, verlieren wir den Krieg”, sagte Malhotra.

Anästhesiegeräte

Die Geräte, die bei chirurgischen Eingriffen Anästhesie in die Lunge von Patienten pumpen, könnten COVID-19-Patienten, bei denen Atemnot aufgetreten ist, eine mechanische Beatmung bieten. Sie sind eine Weiterentwicklung von BiPap-Geräten, da sie eine bessere Überwachung ermöglichen.

“Mit dem Wechsel einer einzelnen Entlüftung kann ein Anästhesiegerät zu einem” sehr nützlichen Beatmungsgerät “umgebaut werden”, sagte Vizepräsident Mike Pence bei einer Besprechung der Coronavirus-Task Force im Weißen Haus im vergangenen Monat. “Wir glauben buchstäblich, dass es Zehntausende von Beatmungsgeräten gibt, die jetzt umgebaut werden können.”

Anästhesiegeräte wurden durch die weit verbreitete Pause bei elektiven und ambulanten Operationen weitgehend befreit. Die American Society of Anaesthesiologists schätzt, dass landesweit rund 70.000 solcher Geräte in Krankenhäusern und ambulanten Pflegezentren verfügbar sind. Die ASA und die Food and Drug Administration haben schrittweise Anweisungen zur Umstellung auf COVID-19-Patienten herausgegeben.

Ventilator teilen

Die gemeinsame Nutzung von Beatmungsgeräten durch mehr als einen Patienten ist zwar alles andere als ideal, aber „ein möglicher Krisenstandard der Versorgungsstrategie, über den derzeit mehrere nachdenken [medical] Zentren “, schrieben der Generalchirurg Jerome Adams und der stellvertretende Gesundheitsminister der Abteilung für Gesundheit und menschliche Dienste, Brett Giroir, in einer Erklärung an die Gesundheitsdienstleister am 31. März.

Die Bundesregierung wird die Praxis nicht sperren, schrieben die beiden Ärzte. Sie fügten jedoch hinzu: “Eine solche Strategie sollte nur als absoluter letzter Ausweg betrachtet werden.”

Sie warnten, dass Patienten, die sich ein einzelnes mechanisches Beatmungsgerät teilen, sich gegenseitig mit Bakterien und Viren infizieren könnten. Und sie warnten, dass Ärzte den Druck, bei dem Sauerstoff von einem Beatmungsgerät abgegeben wird, nicht sorgfältig kalibrieren könnten, wenn mehr als ein Patient darauf ist.

Bei einigen Patienten kann es zu Lungenschäden kommen, wenn Sauerstoff unter zu hohem Druck abgegeben wird. Andererseits könnten Patienten, die sich ein Beatmungsgerät für eine Person teilen, daran sterben, zu wenig Sauerstoff zu bekommen.

Und wenn ein Patient mit einem gemeinsamen Beatmungsgerät in einen Herzstillstand geraten sollte, müsste die Beatmung eines anderen Patienten, der sich das Gerät teilt, gestoppt werden, damit der Atemschlauch des Opfers des Herzinfarkts entfernt und die Wiederbelebungsbemühungen begonnen werden können.

Ende März genehmigte der New Yorker Gouverneur Andrew Cuomo die Aufteilung von Beatmungsgeräten auf mehr als einen Patienten. “Es ist nicht ideal”, sagte er, “aber wir haben keine Alternative.”

Helmbasierte Belüftung

Kress und seine Kollegen haben eine weniger invasive Methode getestet, um Patienten mit akuter Atemnot unter Druck stehenden Sauerstoff zuzuführen: einen Helm, der einem umgestürzten Goldfischglas ähnelt, mit einem Gummikragen versiegelt und mit einem Paar Unterarmgurten an den Schultern eines Patienten festgeklemmt ist.

Eine helmbasierte Beatmung würde es einem Patienten ermöglichen, wach zu bleiben und mit seinen Lieben zu sprechen, während er Atemhilfe erhält. Die Schläuche, die den Helm versorgen, können an die „medizinische Luftversorgung“ in der Wand hinter praktisch jedem normalen Krankenhausbett angeschlossen werden.

Kress und sein Team, die ihren Bericht über das Gerät im Journal of the American Medical Assn veröffentlicht haben. hoffte 2008, dass dies zumindest den Bedarf der Patienten an einer umfassenden invasiven mechanischen Beatmung verzögern würde. Die Studie ergab, dass Patienten, die eine helmunterstützte Beatmung erhielten, weniger Zeit mit dem Atmen durch einen Schlauch verbrachten – und 30% die Intubation insgesamt vermieden. Insgesamt war die Wahrscheinlichkeit, dass sie sterben, geringer als bei denen, die zuerst mit nichtinvasivem BiPap behandelt wurden.

Die helmbasierte Belüftung sei in Italien, Frankreich und Spanien weit verbreitet – und werde bis heute verwendet -, sagte Kress. “Aber die Ausrüstung ist hier einfach nie so gestartet wie in Europa”, sagte er.

In vielen großen medizinischen Zentren sind einige Helme verstaut, und sie könnten für die Verwendung bei COVID-19-Patienten angepasst werden. “Es könnte Auswirkungen haben”, sagte Kress.

Die Helme können sich noch durchsetzen. Sea-Long Inc., das einzige US-Unternehmen, das derzeit die Helme herstellt, kann jetzt etwa 100 pro Woche herstellen. Chris Austin, Präsident von Sea-Long, sagte, das Unternehmen habe eine Kapitalzuführung erhalten, um seine Produktion zu steigern. In Kürze werde das in Waxahachie, Texas, ansässige Unternehmen 5.000 Helme pro Woche herstellen können, sagte er.

Hemolung

In Not geratene Lungen entfernen schlecht Kohlendioxid, das sich im Blut ansammelt und toxische Folgen hat. Das Hemolung-System ist wie ein Dialysegerät für die Lunge, das Kohlendioxid aus dem Blut entfernt.

Dies könnte COVID-19-Patienten, die krank genug werden, um ein akutes Atemnotsyndrom (ARDS) zu entwickeln, von der mechanischen Beatmung abhalten – oder zumindest dieses Ergebnis verzögern. Oder es könnte Ärzten ermöglichen, bei diesen Patienten eine weniger intensive mechanische Beatmung anzuwenden, wodurch ihre Lungen vor einem Trauma geschützt werden.

Die Hemolung wurde für Patienten mit Emphysem und ARDS entwickelt und befindet sich derzeit in klinischen Studien in Großbritannien und an 34 Standorten in den USA.

Der Bioingenieur der Universität Pittsburgh, William Federspiel, hat die Hemolung erfunden und ALung Technologies Inc. mitbegründet, die die FDA-Zulassung für die Vermarktung des Geräts in den USA beantragt. Er hat eine „Notfallgenehmigung“ beantragt, um die Verwendung der Hemolung für COVID-19-Patienten zu ermöglichen.

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