Transkutane CO2-Überwachung bei Neugeborenen
Klinischer Leitfaden:
Transkutane CO2-Überwachung
bei Neugeborenen
Autor:
Anne M. Geistkemper, MSc, RRT, RRT-NPS
Clinical Manager, Neonatal-Pediatric Section
Department of Cardiopulmonary Sciences | Division of Respiratory Care
Rush University Medical Center
Mitwirkende:
Denise L. (Pepper) Lauderbaugh, MPH, BSRT, RRT, RRT-NPS
Clinical Practice Specialist-Respiratory
Department of Respiratory Therapy
Rady Children’s Hospital-San Diego
Ann Donnelly, MS, RRT-NPS
Respiratory Clinical Research Expert
Department of Respiratory Care
Penn State Health Hershey Children’s Hospital
Jennifer Erkinger, MS, RRT-NPS, AE-C, C-NPT
Neonatal/Pediatrics Clinical Specialist
Department of Respiratory Care
Penn State Health Hershey Children’s Hospital
Betty Proffitt, RRT-NPS
Neonatal Intensive Care Unit Respiratory Care Coordinator
Department of Respiratory Care
University of Arkansas Medical Center
Sohrab Mayar, MSc, RRT
Clinical Market Development Manager
Dieser Leitfaden ist eine klinische Referenz für die Anwendung des transkutanen Monitorings(TCM)beiNeugeborenen.DieAnwendungvonTCMbeianderenPatientengruppenwirdgesondertbehandelt.
Inhalt
Bedeutung des Gasaustauschs bei Neugeborenen......................................................
Kohlendioxid-Management
Methoden der CO2-Überwachung..........................................................................
Richtlinien zu Arbeitsweise und Ausrüstung.............................................................
Korrelation mit der arteriellen Blutgasanalyse (BGA)..............................................
Klinische Anwendungsbereiche..................................................................................
Reduzierung des iatrogenen Blutverlusts.................................................................
Kontinuierliche Überwachung, Titration, und Entwöhnung der mechanischen Beatmungsunterstützung.......................................
Kontinuierliche Überwachung bei Hochfrequenzbeatmung (HFV)............................
Reduzierung von Schmerzen und Stimulation bei Neugeborenen..............................
Anwendung am Patienten..........................................................................................
Messstellen............................................................................................................
Verbrauchsmaterial...............................................................................................
Sensorapplikation..................................................................................................
Sensortemperatur und Messdauer
Arbeitsablauf........................................................................................................
Überlegungen bei speziellen Bedingungen.................................................................. Ödeme .................................................................................................................
Unreife Haut..........................................................................................................
Shuntings und niedrige Perfusion
Hypothermie.........................................................................................................
Klinische Leitlinien für die transkutane Überwachung................................................
Zusammenfassung
Bedeutung des Gasaustauschs bei Neugeborenen
Das Atmungssystem ist auf einen angemessenen Gasaustausch angewiesen, um Sauerstoff aufzunehmen, Kohlendioxid abzugeben und das Säure-Basen-Gleichgewicht im Körper sicherzustellen. Dieser Prozess ist hochgradig reguliert, um die Bedürfnisse des Körpers unter unterschiedlichsten Bedingungen zu erfüllen und die Homöostase aufrechtzuerhalten. Veränderungen des klinischen Zustands eines Patienten oder plötzliche Änderungen der Beatmungsunterstützung können dieses Gleichgewicht jedoch stören. Das primäre therapeutische Ziel der Beatmungsunterstützung von Neugeborenen ist die Aufrechterhaltung der Homöostase durch den Gasaustausch, bei gleichzeitiger Minimierung von möglichen Schädigungen des Patienten durch die Behandlung. Massnahmen zur Beatmungsunterstützung wie die mechanische Beatmung sind zwar lebensrettend, können aber gleichzeitig die Lunge, das Gehirn und andere lebenswichtige Organe schädigen.
Ein erhöhter Kohlendioxidgehalt (CO2) führt durch die Dilatation der zerebralen Arterien und Arteriolen zu einem Anstieg des zerebralen Blutflusses.1 Eine Hypokapnie hingegen bewirkt eine Gefässverengung und somit einen verminderten zerebralen Blutfluss. Das zerebrale Gefässsystem reagiert sehr empfindlich auf die Menge der zirkulierenden physiologischen Gase, wobei Hypokapnie und Hyperkapnie den Blutfluss und den Blutdruck im Gehirn beeinträchtigen können, was bei Frühgeborenen zu intraventrikulären Blutungen (IVH) und damit unter Umständen zu Hirnverletzungen führt.2-5 Eine Hypokapnie wird häufig mit einer signifikant höheren Inzidenz des Absterbens der weissen Substanz im Gehirn, der so genannten periventrikulären Leukomalazie (PVL), und einer im Gehirn verursachten Bewegungsstörung, der Zerebralparese (CP), in Verbindung gebracht. Eine Hyperkapnie wird häufig mit bronchopulmonaler Dysplasie (BPD), Retinopathie des Frühgeborenen (ROP) und einer höheren Prävalenz von nekrotisierender Enterokolitis (NEC) bei Frühgeborenen in Zusammenhang gebracht.6 Schwankungen des CO2-Gehalts in den ersten 72 Lebensstunden stehen in enger Verbindung mit Veränderungen des zerebralen Blutdrucks und -flusses, mangelnder Sauerstoffversorgung, eingeschränkter elektrischer Aktivität und Schädigungen des Gehirns von Frühgeborenen.7
Das transkutane Monitoring (TCM) ist eine nichtinvasive Technologie zur kontinuierlichen Überwachung des CO2-Gehalts in Echtzeit. Es ist für zeitnahe Beatmungsanpassungen zur Aufrechterhaltung einer wirksamen Beatmungstherapie hilfreich. Für das TCM wird eine miniaturisierte Stow-Severinghaus-Elektrode verwendet, die ein Heizelement enthält, das direkt auf der Haut platziert wird. Die Arterialisierung durch die Erwärmung der Haut ermöglicht die Diffusion von CO2 aus den Kapillarbetten durch die äusserste Schicht der Epidermis zur Elektrode, wo pH-Änderungen gemessen und in den transkutanen Partialdruck von Kohlendioxid (tcPCO2) in mmHg umgerechnet werden. TCM wurde in den 1970er-Jahren entwickelt und hat seitdem erhebliche technische Fortschritte gemacht, wodurch Patientenüberwachung und -sicherheit weiter verbessert werden konnten.
SCHWERE HYPERKAPNIE
65 mmHg
ZU BEACHTEN: Atemfrequenz
Kongenitale Zwerchfellhernie (CDH)
45 mmHg
NORMOKAPNIE
30 mmHg
SCHWERE HYPOKAPNIE
Tidalvolumen
Max. Inspira- tionsdruck Amplitude (HFOV)
I:E-Verhältnis (Inspirationszeit verlängern)
• Permissive Hyperkapnie zulassen (PCO 2 45-65mmHg).
Transiente Tachypnoe bei Neugeborenen (TTN)
• PCO 2 > 60mmHg steht mit einer geringeren Überlebensrate in Zusammenhang. 11-13
Bronchopulmonale Dysplasie (BPD)
• Permissive Hyperkapnie zulassen (PCO 2 50-55mmHg), solange der pH-Wert im normalen Bereich bleibt. Bei schwerer Erkrankung kann ein PCO 2 -Wert bis 70mmHg toleriert werden. 14
Mekoniumaspirationssyndrom (MAS)
• Permissive Hyperkapnie zulassen (PCO 2 50-55mmHg), solange der pH-Wert im normalen Bereich bleibt.
BEACHTEN:
ZU
• Normale Ventilation beurteilen und aufrechterhalten.
• Institutionsvorgaben und bewährte Verfahren befolgen.
Atemfrequenz
Tidalvolumen
Max. Inspira- tionsdruck Amplitude (HFOV)
Atemnotsyndrom (RDS)
• Normale Ventilation beurteilen und aufrechterhalten.
I:E-Verhältnis (Inspirationszeit verlängern)
• Institutionsvorgaben und bewährte Verfahren befolgen.
Anhaltender pulmonaler Bluthochdruck bei Neugeborenen (PPHN)
• Routinemässige Anwendung von TCM zur Beurteilung und Aufrechterhaltung einer normalen Ventilation, da Hyperkapnie und Azidose den pulmonalen Gefässwiderstand (PVR) vergrössern.
Kohlendioxid-Management
TCM kann Echtzeitinformationen über Schwankungen der PCO2-Werte in neonatalen therapeutischen Situationen liefern, in denen Hypokapnie oder Hyperkapnie auftreten können. Viele Frühgeborene benötigen aufgrund ihres unterentwickelten Atmungssystems eine Form der Atemunterstützung, wie z. B. nichtinvasive oder invasive mechanische Beatmung.8 Um die Schädigung der Lungen, des Gehirns und anderer Organe zu minimieren, ist es von entscheidender Bedeutung, therapeutische Ansätze anzuwenden, die den Gasaustausch verbessern. Die erfolgreiche Aufrechterhaltung eines adäquaten Gasaustauschs ist ein Schlüsselfaktor für die Wirksamkeit von Therapien zur Unterstützung der Atmung. Daher ist es unerlässlich, den Gasaustausch bei Neugeborenen, die beatmet werden, genau zu überwachen. Aktuelle Studien deuten darauf hin, dass die Aufrechterhaltung eines CO2-Spiegels von 37,5-52,5 mmHg bei Frühgeborenen sicher und wirksam ist. Eine genaue Überwachung der Säuglinge in den ersten vier Lebenstagen ist erforderlich, da ihre Fähigkeit zur Selbstregulierung beeinträchtigt ist und extreme PCO2-Werte zu Schädigungen führen können.1,9
Bei Frühgeborenen, die eine nichtinvasive Beatmungshilfe benötigen, wird eine Strategie der permissiven Hyperkapnie (PCO2-Werte zwischen 40 und 55 mmHg) empfohlen.10-12 Dieser Ansatz kann die Notwendigkeit einer verlängerten mechanischen Beatmung und das Risiko einer beatmungsbedingten Lungenschädigung (VILI) verringern. Verschiedene Erkrankungen von Neugeborenen sowie empfohlene CO2-Ziele zur Verbesserung des Gasaustauschs sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Frühgeborene sind besonders anfällig für plötzliche und starke Schwankungen des arteriellen PCO2, da sie noch nicht voll entwickelt sind. Auch behandlungsbedingte Probleme können den PCO2-Wert stark schwanken lassen. TCM ermöglicht eine kontinuierliche Überwachung der tcPCO2Trends, so dass die Einstellungen des Beatmungsgeräts angepasst werden können, um die tcPCO2-Werte in einem sicheren Bereich zu halten. Abbildung 1 zeigt ein Beispiel für die stündlichen tcPCO2-Trends während der ersten sieben Tage der Überwachung, mit Anmerkungen zu hyperkapnischen und hypokapnischen Werten. Tabelle 2 fasst die Auswirkungen abnormaler Werte, mögliche Ursachen und vorgeschlagene Behandlungsmassnahmen bei PCO2-Werten, die ausserhalb des gewünschten Bereichs liegen, zusammen.
STÜNDLICHE TRENDS DES TCPCO2 ÜBER DIE ERSTEN 7 TAGE (median –, 5-95 percentile - - -)
Schwere Hyperkapnie
tcPCO2 >65mmHg
Permissive Hyperkapnie tcPCO2 bei 60-65mmHg
Normokapnie
tcPCO2 >30 und <60mmHg
Schwere Hypokapnie tcPCO2 <30mmHg
Quelle:ThéophileGaillot,AlainBeuchée,PierreBétrémieuxCHUdeRennes(Rennes,FR)8thEuropeanConferenceon Pediatric and Neonatal Ventilation 29.03.2006 - 01.04.2006, Poster Session AdaptionderOriginalstudie
Abbildung 1
Methoden der CO2-Überwachung
Die arterielle Blutgasanalyse (BGA) ist der Goldstandard zur Messung des CO2-Gehalts bei Neugeborenen. Diese Methode gilt als der genaueste Indikator für eine ausreichende Beatmung bei Neugeborenen. Die wiederholte Durchführung von BGAs ist jedoch invasiv und birgt potenzielle Komplikationen wie iatrogenen Blutverlust, Schmerzen und Infektionen an der Punktionsstelle. Ausserdem liefern BGAs nur punktuelle Messungen der PCO2-Werte, die sich bei Neugeborenen schnell und signifikant ändern können.
Die Messung des endtidalen Kohlendioxids (etCO2), ist eine nicht-invasive Technik zur kontinuierlichen Schätzung der arteriellen Kohlendioxidspannung (PaCO2) durch Messung der CO2-Konzentration in der Ausatemluft eines Patienten. Diese Methode ist bei Neugeborenen oft nicht durchführbar, da ein übermässiger Totraum im Beatmungskreislauf des Patienten
entsteht und Ungenauigkeiten durch ein Missverhältnis zwischen Beatmung und Perfusion sowie durch die Inkompatibilität mit bestimmten Beatmungsformen wie der nichtinvasiven und der Hochfrequenzbeatmung verursacht werden.
TCM umgeht diese Probleme, indem es den PCO2-Wert nichtinvasiv durch die Haut aus dem kapillären Blutstrom überwacht und so eine genaue und kontinuierliche Echtzeitüberwachung des tcPCO2-Wertes ermöglicht, ohne dass eine Blutentnahme erforderlich ist.
Ein Vergleich der Vorteile und Limitationen verschiedener CO2 Überwachungsmethoden ist in Tabelle 3 zusammengefasst.
FOLGEN ABNORMALER WERTE
• Prädisponiert Säuglinge für intraventrikuläre Hämorrhagie (IVH)
• Signifikanter Zusammenhang mit bronchopulmonaler Dysplasie (BPD) bei untergewichtigen Säuglingen
• Erhöhte Prävalenz für nekrotisierende Enterokolitis (NEC)
• Erhöhte Prävalenz für Retinopathie des Frühgeborenen (ROP)
• Schlechtere Prognose bei Säuglingen mit kongenitaler Zwerchfellhernie (CDH)
• Verschiebt die OxyhämoglobinDissoziationskurve nach rechts, was eine erhöhte Freisetzung von Sauerstoff ins Gewebe zur Folge hat
• Respiratorische Azidose
• Koma und Herz- oder Atemstillstand (schwere hyperkapnische Azidose)
Achten Sie auf fälschlich hohe tcPCO2-Werte aufgrund schlechter Perfusion durch Kühlung oder hämodynamische Instabilität.
• Früh- und Neugeborene mit Risiko für Zerebralparese (CP)
• Hohes Risiko einer IVH
• Hohes Risiko einer periventrikulären Leukomalazie (PVL)
• Folge von transienter Tachypnoe des Neugeborenen (TTN)
• Kognitive Entwicklungsstörung
• Respiratorische Alkalose
MÖGLICHE URSACHEN
Mechanischer Totraum
Sekret
Faktoren, welche das Minutenvolumen verringern, erhöhen den anatomischen Totraum
Verminderte neuromuskuläre Funktion der Atemwege oder des Brustkorbs (Ermüdung der Atemmuskulatur)
Verminderter zentraler Atemantrieb (Hypothermie, metabolische Azidose, Enzephalitis, Überdosierung von beruhigenden Medikamenten)
KLINISCHE INTERVENTIONEN
Mechanischen Totraum beseitigen.
Sekret absaugen.
Möglichkeiten zur Atemwegssicherung in Betracht ziehen.
Erhöhte CO2-Produktion (Fieber, Sepsis, Überernährung, metabolische Azidose)
Erhöhung der Beatmungsunterstützung erwägen (IMV und NIV).
Erhöhung der Amplitude erwägen (HFV).
Erwärmungsmethoden optimieren und Exposition zur Umgebungsluft reduzieren.
Sedierung optimieren.
Metabolische Azidose mit geeigneten Massnahmen behandeln.
Initiativen für die “Goldene Stunde” in Betracht ziehen.
Sepsis mit geeigneten Massnahmen behandeln.
Strategien zur Reduzierung von Infektionen in Betracht ziehen. Überernährung vermeiden.
Steigende Werte können auf einen Pneumothorax, eine versehentliche Extubation und/oder einen verschobenen Endotrachealtubus (ETT) / eine Atemwegsobstruktion hinweisen
GEWÜNSCHTER BEREICH
Faktoren, welche das Minutenvolumen erhöhen.
Verminderter zerebraler Blutfluss aufgrund von Gefässverengung.
Atemwege auf Verlegung untersuchen.
Beurteilung des Röntgen Thorax.
Verringerung der Beatmungsunterstützung erwägen (IMV und NIV).
Verringerung der Amplitude erwägen (HFV).
Gradient zwischen tcPCO2 und PaCO2 beobachten (Prüfung auf niedrigen Blutdruck bzw. auf veränderte Perfusion).
Tabelle 3. Vorteile und Limitationen der unterschiedlichen Methoden des
BLUTGASANALYSE (PACO2)
• Misst Sauerstoffspannung (PaO2), Kohlendioxidspannung (PaCO2), Säuregrad (pH), Oxyhämoglobinsättigung.
• (SaO2) und Bikarbonat (HCO3)-Konzentration direkt im arteriellen Blut.
• Kann Säure-Basen-Störungen erkennen und überwachen.
• Kann angewendet werden, um die Reaktion des Patienten auf Behandlungseingriffe zu bewerten.18
• Empfohlen zur Überwachung des Schweregrads und des Fortschreitens einer dokumentierten kardiopulmonalen Krankheitsgeschichte.18
• Fehleranfällig bei unsachgemässer Blutentnahme und -lagerung.
• Invasives Verfahren mit Komplikationsrisiken wie Schmerzen, Blutergüssen, Blutungen und Infektionen.
• Komplikationen bei liegendem arteriellem Katheter: Blutergüsse, Schmerzen, Schwellungen und Blutungen an der Einstichstelle, lokale und systemische Infektionen, und iatrogener Blutverlust aufgrund von Blutentnahmen.
• Intermittierende Blutentnahmen können Interventionen verzögern.
ENDTIDALES CO2 (ETCO2) TRANSKUTANES CO2-MONITORING (TCPCO2)
• Nicht-invasiv
• Liefert Wellenform, mit der erfahrene Kliniker Compliance und Widerstandsprobleme interpretieren können.
• Schnelle Reaktionszeit ermöglicht eine Beurteilung der ETT-Position.14
• Reduziert den Bedarf an häufigen und wiederholten arteriellen Blutgasanalysen.13
• Kann bei Säuglingen eingesetzt werden, die eine nicht-invasive Beatmung (NIV) oder dauerhaft positiven Atemwegsdruck (CPAP) erhalten, sowie bei solchen, die nicht mechanisch beatmet werden.14
• Kann bei Hochfrequenzbeatmung (HFV) eingesetzt werden.14
• Im Vergleich zur etCO2-Messung unabhängig von einer Störung des V/Q-Verhältnissies und weniger umständlich einsetzbar.14
• Bessere Korrelation mit PaCO2 bei beatmeten Säuglingen während des Transports.15
• Unzuverlässig bei Neugeborenen mit schwerer Lungenerkrankung und gestörtem V/QVerhältnis.13
• Inkompatibel mit NIV und HFV.6
• Kann unpraktisch sein, erhöht Gewicht und Totraum, und kann Beatmungstrigger fälschlicherweise automatisch auslösen.13
• Der Messsensor kann durch Sekrete beeinträchtigt werden und verstopfen (Seitenstrom-etCO2).13
• Undichtigkeiten am Schlauch beeinflussen Messwerte und Kurvenverläufe.
• Die Aufwärm- und Kalibrierungszeit für Messungen beträgt in der Regel mehrere Minuten.16
• Hautschäden durch die Wärme des Sensors (können durch niedrigere Temperaturen und fortschrittliche Sicherheitsalgorithmen vermieden werden).17
• Physiologische Einschränkungen, welche die Zuverlässigkeit beeinträchtigen: Hautödeme, unzureichende Gewebedurchblutung, Azidose.
• Anwendungseinschränkungen: Hautkomplikationen durch Pflaster der Kleberinge, unsachgemässe Sensorplatzierung, eingeschlossene Luftblasen sowie Geräte- oder Kalibrierungsfehler.13
Richtlinien zu Arbeitsweise und Ausrüstung
TcPCO2 wird traditionell mit einem miniaturisierten Stow-Severinghaus-Sensor gemessen, der nach seinen Erfindern Richard Stow und John Severinghaus benannt ist.19,20 Der Sensor besteht aus einer pH-Elektrode, einer Referenzelektrode, einer Elektrolytlösung, einer hydrophoben CO2permeablen Membran und einem Heizelement (Abbildungen 2 und 3). Das Heizelement erwärmt die Haut sanft, um eine lokale Hyperämie auszulösen, die den Blutfluss zum dermalen Kapillarbett unter dem Sensor erhöht. CO2 diffundiert durch das Stratum corneum, die äusserste Schicht der Epidermis, und durch die CO2-durchlässige Membran des Sensors, um mit der Elektrolytlösung im Inneren des Sensors zu reagieren und H+ und HCO3- zu bilden. Das H+-Ion ist proportional zur Menge des durch eine Membran diffundierenden CO2 (Henderson Hasselbalch-Gleichung).
CO2 + H2O H2CO3 HCO3- + H+
Optoden (LED & PD)
Elektrolytschicht
Kontaktgel
HAUT
Mikro-pHGlaselekrode Heizresistoren und zwie Temperatursensoren
CO2-durchlässige Membran
Abbildung 2
Die pH-Elektrode spiegelt die durch H+-Ionen erzeugte Spannungsänderung wider, die dann in PCO2-Werte umgerechnet werden kann.17 Die Ansprechzeit der Stow-Severinghaus-Elektrode liegt Berichten zufolge zwischen einer und fünf Minuten.
CO2 + H2O
HCO3- + H+
Aufgrund der erhöhten Temperatur des Sensors ist der auf der Haut gemessene PCO2-Wert im Allgemeinen höher als der arterielle Wert, was ein Korrekturmodell für eine bessere Korrelation mit den arteriellen PCO2-Werten erforderlich macht. Dieser Anstieg der PCO2Werte auf der Haut ist auf zwei Hauptfaktoren zurückzuführen: Erstens führt der Temperaturanstieg zu einem Anstieg des Blut- und GewebePCO2 (anaerober Faktor); zweitens produziert epidermales Gewebe CO2, das in konstanter Menge zum kapillaren CO2-Niveau beiträgt (metabolische Konstante).17 Die unten dargestellte Severinghaus-Gleichung korrigiert zunächst den bei der Sensortemperatur (T) gemessenen kutanen PCO2 (PcCO2)-Wert auf 37°C, indem sie einen anaeroben Temperaturfaktor (A) anwendet und dann eine Schätzung des lokalen metabolischen Offsets (M) subtrahiert. Die vom TCM-Gerät angezeigten PCO2-Werte sind daher normalerweise auf 37°C korrigiert und liefern eine Schätzung des PaCO2 bei physiologischer (37°C) Temperatur.
tcPCO2 (37°C) = PcCO2 (T)
10(T-37°C)×A -M
Korrelation mit der arteriellen Blutgasanalyse (BGA)
Bei Neugeborenen, die beatmet werden müssen, sind Blutgasanalysen (BGA) nach wie vor der Goldstandard für die Beurteilung der Sauerstoffversorgung, der Ventilation und des Säure-Basen-Gleichgewichts. Die transkutane CO2-Überwachung wurde im Vergleich zu BGAs für alle Beatmungsformen , sowie bei verschiedenen Patientengruppen und Bedingungen umfassend validiert. TCM hat eine starke Korrelation und eine gute klinische Genauigkeit bewiesen und bietet gleichzeitig eine kontinuierliche Überwachung der CO2Werte, was mit Blutentnahmen nicht möglich ist. Tabelle 4 gibt einen Überblick über klinische Studien zur Genauigkeit des TCM.
Lichtdetektor (SpO2 + Pulsrate)*
Mikro-pHGlaselektrode (tcPCO2)
Lichtquelle (SpO2 + Pulsrate)*
Abbildung 3
TABELLE 4 ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS
NIV Nicht-invasive Ventilation
IMV Invasive mechanische Ventilation
HFV Hochfrequenz-Ventilation
VLBW Sehr geringes Geburtsgewicht
GA Gestationsalter
BW Geburtsgewicht
NS Nicht spezifiziert
Keine 21
r=0.85
tcPCO 2 und PaCO 2 -Verzerrung von 4,7 (95% LoA -7,8 bis 17,1) mmHg
42°C und 43°C
• Thorax • Abdomen
• Untere Extremität
Keine 22
r=0.6, P<0.001
tcPCO 2 und PaCO 2 (51,3±16 vs. 49,1±13,7, P=0,24) unterschieden sich nicht
• NIV
• IMV
• HFV
41°C
• 68 Neugeborene
• Mittleres GA 26 4/7 (IQR 25 3/7)27 5/7); 803 (IQR 708-1006 g BW
Keine 23
• 625 Datenpaare
• Abdomen
• Raumluft
• Oberer Thorax
• Bubble-CPAP
• Hohe Inzidenz von Sepsis (61,8%)
VLBW-Neugeborene
• 52
• 28,1 ±2,4 Wochen GA; 1035±291 g Körpergewicht
Keine 24
NS 25
Keine 26
• Stirn
• Oberer Rücken
• Innenseite der Oberschenkel
• NIV
• IMV
• HFV
• 124 Datenpaare
r=0.83
tcPCO 2und PaCO 2 -Verzerrung von 1,86 (95% LoA -17,96 bis 21,68).
tcPCO 2 und PaCO 2 lagen bei 126 (68,5%) Messungen innerhalb von ±5mmHg NS
Die mittlere Abweichung zwischen
tcPCO 2 und PaCO 2 betrug 0,6mmHg (95% LoA -13,6 bis 14,7mmHg)
ICC=0.78
NS
tcPCO 2 -PvCO 2 -Gradient von 0±7,8
Die mittlere Abweichung zwischen tcPCO 2 und PaCO 2 bei 42°C betrug 2,93mmHg (95% LoA -8,16 bis 14,01mmHg). Die mittlere Abweichung zwischen tcPCO 2 38°C und tcPCO 2 42°C betrug 2,2mmHg (95% LoA -7,04 bis 11,44mmHg).
42°C
42°C
43°C (Messdauer 3 Stunden)
42°C (Kontrolle) vs. 38°C 39°C, 40°C, 41°C
• Stirn
• Intubation
• Abdomen
• Voll-Anästhesie
• Thorax
• Schulter/Rücken
• Thorax (90,2%) bevorzugt
• Überwiegend IMV (n=161,87,5%)
• Thorax
• Rumpf
• IMV
• NS
• 20 Kleinkinder
• Bis zu einem Alter von 12 Monaten; unter 10 kg (medianes Gewicht 4,45 kg, Spanne 1,8-9,8 kg)
• Erfordern elektive Operation mit Vollnarkose
• 184 schwerkranke Kinder
• Medianes Alter 31,8 Monate (IQR 3,5-123,3)
• Gepaarte tcPCO 2 und PaCO 2 Werte
• Herzerkrankungen (n=76, 41,3%) und Zunahme des subkutanen Gewebes (n=18, 9,8%)
• 37 VLBW-Kinder
• 27,7±1,9 GA und 1003±331 g BW
• 99 Datenpaare
• 20 Frühgeborene
• 30±2 Wochen GA und 1378±323g Gewicht bei der Untersuchung, 2±1 Tag Alter bei der Untersuchung
Klinische Anwendungsbereiche
Bei Neugeborenen kann sich Atemnot in Form von Tachypnoe, Nasenblähung, Retraktion, Schnarchen und Zyanose oder Hypoxie äussern, was eine invasive oder nichtinvasive Atemunterstützung erfordert. Die kontinuierliche Überwachung der PCO2-Werte ist bei Säuglingen mit Atemwegserkrankungen wie RDS, TTN, PPHN, Asphyxie, CDH, BPD oder MAS von entscheidender Bedeutung, da Neugeborene anfälliger für plötzliche Veränderungen der PCO2Werte sind, was unter Umständen wiederholte Blutgasmessungen notwendig macht.
TCM bietet eine nicht-invasive, kontinuierliche CO2-Überwachung und kann dynamische Veränderungen des PCO2-Spiegels in Echtzeit erkennen, wodurch verhindert werden kann, dass die Werte in kritische Bereiche ausschlagen. So kann eine entsprechende respiratorische Versorgung gewährleistet werden. TCM ist besonders nützlich bei Neugeborenen, die invasive und nichtinvasive Beatmung benötigen (z.B. konventionelle mechanische Beatmung, HFOV und NIV), sowie während der Anpassung und Entwöhnung von diesen Beatmungsmethoden.
Reduzierung des iatrogenen Blutverlusts
Viele diagnostische Tests, wie auch die Blutgasanalyse, werden standardmässig in regelmässigen Abständen angeordnet, anstatt auf der Grundlage spezifischer klinischer Notwendigkeit. Diese Tests liefern nur eine Momentaufnahme des Patientenzustandes, können zu Infektionen führen, verursachen unnötigen iatrogenen Blutverlust und machen unter Umständen Bluttransfusionen bei Neugeborenen notwendig. Eine Studie ergab, dass der häufigste Grund für Blutentnahmen auf allen Intensivstationen – einschliesslich der Erwachsenen-, pädiatrischen- und neonatologischen Intensivstation – arterielle Blutgasentnahmen waren.33 Eine andere
Studie ergab, dass Neugeborene ein Drittel ihres gesamten Blutvolumens durch häufige Blutentnahmen innerhalb des ersten Lebensmonats verloren haben.34 Frühzeitiger Blutverlust durch Blutentnahmen führte gemäss einer retrospektiven Analyse von 149 Frühgeborenen zu einer Verringerung des körpereigenen Blutes um 58%, und wurde mit der En-twicklung einer bronchopulmonalen Dysplasie in Verbindung gebracht.35 Transkutane Messungen können den Bedarf an Blutgasanalysen erheblich reduzieren, die Über-wachung von Beatmung und CO2-Werten verbessern und gleichzeitig Mediziner auf Veränderungen des Patientenzustands hinweisen.36
Kontinuierliche Überwachung, Titration, und Entwöhnung der mechanischen Beatmungsunterstützung
Aufgrund des unreifen Atmungssystems von Frühgeborenen benötigen die meisten eine Form der Atemunterstützung – entweder nichtinvasive oder invasive mechanische Beatmung (MV) – um einen angemessenen Gasaustausch aufrechtzuerhalten.8 Invasive MV wird notwendig, wenn nicht-invasive Methoden nicht ausreichend sind. Das Risiko für invasive MV steigt durch ein niedrigeres Gestationsalter. Obwohl lebensrettend, besteht bei invasiver MV die Gefahr von Schädigungen der Lunge, des Gehirns und anderer Organe. Die mechanische Beatmung birgt das Risiko eines pulmonalen Leckage, wie z. B. eines Pneumothorax, insbesondere bei Neugeborenen mit zugrundeliegender Lungenerkrankung – bei der transkutanen CO2-Überwachung kann ein Anstieg des tcPCO2-Trends ohne Änderung der Oxygenierung darauf hinweisen. TCM bietet Echtzeiteinblicke in Veränderungen der PCO2Werte, ermöglicht so die Erkennung von Beatmungskomplikationen und unterstützt das PCO2-Management.
Auf einer neonatologischen Intensivstation werden die Beatmungseinstellungen auf der Grundlage einer kontinuierlichen Überwachung angepasst, um die gewünschten Gas-
Kontinuierliche Überwachung bei Hochfrequenzbeatmung (HFV)
Die Hochfrequenz-Oszillationsventilation (HFOV) und die Hochfrequenz-Jet-Ventilation (HJV) werden häufig bei Neugeborenen eingesetzt, wenn die herkömmliche mechanische Beatmung keinen ausreichenden Gasaustausch gewährleistet oder wenn ein hohes Risiko für Lungenverletzungen, wie z. B. eine VILI, besteht. Bei Neugeborenen kann es jedoch zu raschen PCO2-Schwankungen kommen, insbesondere nach Beginn der HFOV, da diese Beatmungsform CO2 effektiv reduziert. Diese
austauschziele zu erreichen. So ist beispielsweise bei Patienten mit angeborener Zwerchfellhernie eine häufige Überwachung der Beatmung erforderlich, um eine permissive Hyperkapnie (PCO2 zwischen 45 und 65mmHg) zu erreichen und aufrechtzuerhalten.
Der Prozess der Reduzierung der MV-Unterstützung bei Neugeborenen beinhaltet die schrittweise Verringerung der MV-Einstellungen und die gleichzeitige Sicherstellung eines angemessenen Gasaustauschs. Sobald zu erwarten ist, dass ein ausreichender Gasaustausch erreicht und mit nichtinvasiver Unterstützung aufrechterhalten werden kann, sollte die mechanische Beatmung bei Neugeborenen abgesetzt werden. Die Überwachung der CO2-Werte mit nichtinvasiven Methoden (wie TCM) ermöglicht EchtzeitAnpassungen und die Ausrichtung auf einen optimalen Gasaustausch während der Entwöhnung und Beendigung der MV. Wenn ein Patient weiterhin hohe PCO2-Werte zeigt, die sich mit konventioneller MV nicht regulieren lassen, wird häufig HFOV eingesetzt. Studien haben gezeigt, dass sich PCO2-Werte von mehr als 60mmHg negativ die Überlebensrate von Patienten mit angeborener Zwerchfellhernie auswirken.28-30
schnellen Änderungen des PCO2 haben nachweislich negative Auswirkungen auf den zerebralen Blutfluss. Die American Association for Respiratory Care (AARC) empfiehlt die Verwendung von tcPCO2, wenn die Überwachung der Angemessenheit der Beatmung angezeigt ist.31 Daher ist eine kontinuierliche transkutane Überwachung des PCO2 bei Neugeborenen, die HFV erhalten, von entscheidender Bedeutung und hat sich als zuverlässig erwiesen.32
Reduzierung von Schmerzen und Stimulation bei Neugeborenen
Routinemässige medizinische Eingriffe bei Neugeborenen können ein unterschiedliches Mass an Unbehagen, Stress oder Schmerzen verursachen. Neuere Forschungen haben gezeigt, dass Neugeborene Schmerzen empfinden und dass eine wirksame Schmerzbehandlung sowohl kurz- als auch langfristige Vorteile haben kann.37-39 Akute Schmerzen nach hautverletzenden Eingriffen wie eine Arterienpunktion, das Legen eines arteriellen oder venösen Zugangs oder eine Lumbalpunktion erleben Neugeborene, die auf der neonatologischen Intensivstation (NICU) aufgenommen werden, häufig. Berufsverbände und Elterngruppen erwarten vom medizinischen Pflegepersonal, die Schmerzbelastung von Neugeborenen zu minimieren.40-42 Säuglinge
mit einer hohen Anzahl von Hautverletzungen haben gemäss Untersuchungen im Alter von 8 bis 18 Monaten nachweislich schlechtere Indizes für die weitere geistige Entwicklung.43 Häufige invasive Eingriffe im frühen Lebensalter wurden mit einer verringerten weissen Substanz und einem niedrigeren IQ in Verbindung gebracht.44 Jede Einrichtung, die Säuglinge betreut, sollte über ein Schmerzkontrollprogramm verfügen, um sicherzustellen, dass Neugeborene eine angemessene Schmerzbehandlung erhalten.40,45-47 TCM kann zur Vermeidung von Schmerzerfahrungen bei Neugeborenen beitragen und die Notwendigkeit für schmerzhafte oder stimulierende Verfahren verringern, wie in Tabelle 5 dargestellt.
Tabelle 5. Vorgeschlagene Massnahmen im Zusammenhang mit Schmerzen und Stimulation bei Neugeborenen
MASSNAHME 1
Verringerung der Häufigkeit von schmerzhaften Verfahren und unnötigen Reizen
Erwägen Sie die Einführung nichtinvasiver Überwachung wie z.B. transkutanes pCO2 und/oder NIRS
MASSNAHME 2
Vorbeugung oder Linderung akuter Schmerzen durch Verabreichung eines Analgetikums im Vorfeld von erwarteten schmerzhaften Verfahren
Kombination von pharmakologischen (Saccharose, Glukose, Säuglingsnahrung) und nicht-pharmakologischen Massnahmen (Stillen, Schnuller, Wickeln und Hautzu-Haut-Känguru-Pflege)
MASSNAHME 3
Schrittweise Gabe von Analgetika, je nach Grad der zu erwartenden Schmerzen während des Verfahrens
Topische Anästhesiecreme und kurz wirksame systemische Analgetika für Neugeborene, die sich einer längeren oder schmerzhafteren hautverletzenden Prozedur unterziehen müssen, wie z. B. einer arterielle Punktion oder dem Legen eines arteriellen oder venösen Zugangs
Anwendung am Patienten
Die transkutane Überwachung kann bei neonatalen und pädiatrischen Patienten eingesetzt werden, bei welchen eine kontinuierliche, nicht-invasive Messung des CO2 benötigt wird. Als Patiententyp “Neugeboren” definiert das digitale Überwachungssystem von Sentec alle Patienten, die jünger als termingeboren plus 12 Monate sind.
Messstellen
Da die Hautfläche eines Säuglings viel kleiner ist als die eines Erwachsenen, kommt der Auswahl der Messstelle für die Platzierung des transkutanen Sensors grosse Bedeutung zu. Die physiologischen Eigenschaften der von Sentec empfohlenen Messstellen zeichnen sich durch eine dünne Epidermis, wenig bis gar keine Fettablagerungen und eine hohe Dichte an Kapillaren mit reichlich Blutfluss aus. Zu den empfohlenen Stellen, die in Abbildung 5 dargestellt sind, gehören der
Thorax, der Bauch, der Rücken, der untere Bereich der Stirn, die Schläfe und die innere oder vordere Seite des Oberschenkels.
Bei der Auswahl der Messstelle sollte der Anwendende die Position des Patienten, die Windel, Wickel und andere medizinische Geräte berücksichtigen, die am Patienten angelegt sind, um sicherzustellen, dass während der Messung kein Druck auf den Sensor ausgeübt wird.
Mögliche Messstellen für PCO2/PO2
Verwenden Sie MAR/e-SF für empfindliche, fragile Haut oder MAR/e-MI für normale, intakte Haut.
Abbildung 5
Verbrauchsmaterial
Sentec bietet eine Vielzahl von Befestigungslösungen für Neugeborene an, darunter einen Befestigungsring, der speziell für Frühgeborene entwickelt wurde.
Der selbstklebende Einmal-Befestigungsring für normale, gesunde Haut (MAReMI) ist ein universell einsetzbarer Ring für termingeborene Patienten und alle Patienten mit guter Hautintegrität.
Der selbstklebende Einmal-Befestigungsring für empfindliche, fragile Haut (MARe-SF) wird für Frühgeborene oder Patienten mit empfindlicher oder fragiler Haut empfohlen.
Das StaysiteTM-Zusatzpflaster (SA-MAR) kann über dem MARe verwendet werden, wenn in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit oder bei mobilen Patienten eine besonders sichere Anbringung erforderlich ist.
Sensorapplikation
Applizieren Sie den Sensor gemäss den nachfolgenden Empfehlungen.
Abbildung 6
1. Reinigen Sie die Haut des Patienten an der Messstelle und lassen Sie sie trocknen.
2. Bringen Sie den selbstklebenden Befestigungsring an der Messstelle an und drücken Sie dann leicht um den Ring herum, um eine gute Haftung auf der Haut herzustellen. Vergewissern Sie sich, dass die Haut unter dem Pflaster nicht faltig ist.
3. Geben Sie 1 bis 2 Tropfen Sentec Kontaktgel in den Ring. Achten Sie darauf, den Befestigungsring nicht zu benetzen.
4. Halten Sie den Sensor am Sensorende, setzen Sie zuerst die Nase des Sensors in den
Ring ein und drücken Sie dann das Ende leicht herunter, bis der Sensor einrastet. Drehen Sie den Sensor im Ring, um das Kontaktgel zu verteilen und Luftblasen zu entfernen.
5. Bei Bedarf können Sie das Sensorkabel mit Klebeband fixieren. Verlegen Sie das Sensorkabel korrekt, damit es sich nicht verfängt. Das Kabel muss locker genug sitzen, sodass es während der Überwachung nicht unter Zug kommt. Drücken Sie nochmals sanft auf den Sensor, um sicherzustellen, dass der Sensor korrekt appliziert ist.
Sensortemperatur und Messdauer
Nach der Applikation erwärmt der Sensor die Haut an der Messstelle leicht. Ein beheizter Sensor ist unerlässlich für eine genaue Messung – dadurch wird die Kapillardurchblutung erhöht, der Stoffwechsel stabilisiert und die Gasdiffusion durch das Hautgewebe verbessert.
Sentec gibt Empfehlungen für die Sensortemperatur und die Messdauer, welche für die Haut von Neugeborenen unbedenklich sind und dennoch die Messgenauigkeit gewährleisten. Für die tcPCO2-Überwachung können die Sensoren bis zu 8 Stunden lang bei 41 °C angewendet werden. Für die tcPCO2- und tcPO2-Überwachung wird die
Sensortemperatur auf 43 °C bei einer Messdauer von 2 Stunden erhöht. Tabelle 6 fasst sämtliche Empfehlungen für Messdauer und Temperatur zusammen.
Das digitale Monitoring System von Sentec verfügt auch über Funktionen für eine sicherere Überwachung neonataler Patienten. Durch die Verknüpfung von Messdauer und Sensortemperatur wird sichergestellt, dass die Messdauer mit steigender Temperatur sinkt. Die Funktion “Schutz der Messstelle” reduziert die Sensortemperatur auf sichere Werte, sobald die Dauer der Messung die ausgewählte “Messdauer” um mehr als 10 % bzw. 30 Minuten überschreitet.
PATIENTENTYP PO2 AKTIVIERT
Neugeboren (jüngerals termingeboren +12 Monate)
EMPFOHLENE TEMPERATUR
EMPFOHLENE MESSDAUER
Tabelle 6. Empfehlungen zur Überwachung neonataler Patienten
Arbeitsablauf
Die nicht-invasive Beatmungsüberwachung bei Patienten auf der neonatologischen Intensivstation trägt dazu bei, iatrogenen Blutverlust zu vermeiden, der die Folge häufiger Blutentnahmen sein kann. Wenn der transkutane Monitor installiert ist, sollte der Wert bei einer notwendigen Blutentnahme abgelesen werden, um die Korrelation zwischen den Blutgaswerten und dem transkutanen CO2Wert anzuzeigen. Die Korrelation kann den Bedarf von weiteren Blutentnahmen verringern und ein Beatmungsmanagement in Echtzeit ermöglichen.
Die transkutane Technologie von Sentec ist so konzipiert, dass sie sich in den Arbeitsablauf und die Pflegeroutine in der klinischen Einrichtung integriert. Der Monitor von Sentec verfügt über eine Funktion namens Smart Cal-Mem, die es ermöglicht, einen kalibrierten transkutanen Sentec-Sensor bis zu 30 Minuten lang vom Monitor zu trennen, ohne dass der Kalibrierungsstatus verloren geht. Dies erleichtert die Pflege am Krankenbett, z. B. bei Interventionen wie Baden, Verlegung oder Känguru-Pflege. Der Sensor kann vor der Intervention einfach ausgesteckt und nach deren Beendigung wieder angeschlossen werden.
Nach der Überwachung sollte der Sensor vom Patienten abgenommen, vorsichtig mit Isopropanol 70% oder einem anderen zugelassenen Reinigungsmittel gereinigt und zur Kalibrierung in die Docking-Station eingehangen werden, wie in Abbildung 7 dargestellt. Während der Sensor kalibriert wird, kann das Pflegepersonal am Bett mit der Patientenbeurteilung und anderen notwendigen Pflegemassnahmen fortfahren. Nach Abschluss der Kalibrierung kann der Sensor aus der Docking-Station entnommen und erneut am Patienten angelegt werden, um die Überwachung fortzusetzen. Um die Stabilität des Sensors aufrechtzuerhalten und eine möglichst genaue Messung zu gewährleisten, wird empfohlen, den Sensor nach jeder Überwachungssitzung zu kalibrieren.
Abbildung 7
Überlegungen bei speziellen Bedingungen
Die Anwendung der transkutanen Überwachung sollte angepasst werden, wenn Patienten in aussergewöhnlicher Verfassung zu behandeln sind, wie z. B. bei extrem dünner Haut, Shuntings und geringer Perfusion, Ödemen und Hypothermie. Unter solchen Bedingungen kann es zu Auswirkungen auf die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der transkutanen Messungen kommen, so dass zusätzliche Vorsichtsmassnahmen erforderlich sind, um eine genaue Messung zu gewährleisten. In allen Fällen ist es wichtig, die Sensorplatzierung, die Sensortemperatur und die Messdauer sorgfältig zu berücksichtigen. Die Trend-Überwachung der transkutanen Messunge kann wichtiger sein als einzelne Werte. Eine regelmässige Bewertung des Patienten und eine Korrelation mit der Blutgasanalyse wird empfohlen, um ein angemessenes Patientenmanagement sicherzustellen.
Ödeme
Ein Ödem ist durch eine Zunahme des Volumens der interstitiellen Flüssigkeit und einer Schwellung des Gewebes gekennzeichnet, die lokalisiert oder generalisiert sein kann. Es tritt auf, wenn das lymphatische System nicht richtig funktioniert und die kapillare Hämodynamik verändert ist, z. B. bei Herzinsuffizienz des Neugeborenen, die zu einem erhöhten Venendruck aufgrund von Wasser-
und Natriumretention führt, sowie bei Nierenversagen. Bei Säuglingen mit Ödemen und erhöhtem intravaskulärem Volumen kann eine diuretische Therapie hilfreich sein. Wenn Diuretika bei Patienten mit ausreichendem oder reduziertem intravaskulärem Volumen eingesetzt werden, besteht jedoch die Gefahr von akuten Nierenschäden und einer Verringerung der peripheren Durchblutung.
(!) Bei der Auswahl der Messstelle für den Sensor wird empfohlen, einen zentral gelegenen, flachen, gut durchbluteten Bereich intakter Haut zu wählen. Vermeiden Sie die Sensorplatzierung über grossen, oberflächlichen Venen oder Bereichen mit Defek-ten oder erheblichen Ödemen.
Unreife Haut
Die Hauptfunktion der Haut besteht darin, als Barriere zu fungieren, die von der äussersten Hautschicht, dem Stratum corneum, aufrechterhalten wird.48 Studien zum transepidermalen Wasserverlust und zur perkutanen Wasseraufnahme haben gezeigt, dass das Stratum corneum zwischen der 30. und 37. Schwangerschaftswoche ausreift.49 Transku-tane CO2Messungen sind zuverlässiger und genauer, wenn das Hautgewebe unter der Messstelle auf eine konstante Temperatur über der normalen Körperoberflächentemperatur erwärmt wird, um den kapillaren Blutfluss zu erhöhen und die Kapillaren zu arterialisieren.
Die Erwärmung der Haut kann jedoch auch zu Hautverletzungen oder Rötungen führen. Dieses Risiko steigt mit höheren Temperaturen und längerer Expositionszeit. In einem Bericht wurden keine Hinweise auf Hautverbrennungen bei Verwendung von Sensortemperaturen unter 42 °C gefunden.26
Für Neugeborene und Säuglinge bis zum Alter von termingeboren bis +12 Monate liegt die empfohlene Sensortemperatur bei 41°C und die maximale Messdauer bei 8 Stunden.
Bei Patienten mit einem höheren Risiko von Hautverletzungen, wie z. B. bei Patienten mit unreifer oder empfindlicher Haut, wird empfohlen, zunächst eine kurze Probemessung in der gewählten Sensortemperatur durchzuführen. Im Anschluss daran sollte Messstelle untersucht werden. Die Dauer, die der Sensor bei der gewählten Sensortemperatur auf derselben Messstelle verbleiben kann, sollte dann individuell bestimmt werden.
Bei steigender Sensortemperatur wird empfohlen, die Messdauer zu überprüfen und anzupassen, um das Risiko von Hautverletzungen zu verringern, insbesondere bei Neugeborenen mit empfindlicher Haut an der Messstelle. Es ist zu beachten, dass die transkutanen PCO2-Messwerte bei einer hypoperfundierten Messstelle im Vergleich zu den arteriellen PCO2-Werten in der Regel ungenau sind. In solchen Situationen kann der Trend des tcPCO2 wichtiger sein als die einzelnen Werte. Weicht der Trend deutlich ab, sollten Sie den Patienten untersuchen und eine Blutgasanalyse durchführen, um eine Korrelation herzustellen.
ACHTUNG: Für die Inspektion und/oder Kalibrierung der Messstelle kann der MultiSite-Befestigungsring bis zu 24 Stunden lang an derselben Stelle verbleiben und für eine andere Sensoranwendung wiederverwendet werden. Es wird empfohlen, den Multi-Site-Befestigungsring nach 24 Stunden zu entfernen und zu entsorgen und die Messstelle für 8 bis 12 Stunden frei von Klebstoff zu halten.
Shuntings und niedrige Perfusion
Während andere angeborene kardiale Ano-malien vorhanden sein können, ist ein persistierender Ductus Arteriosus (PDA) ein häufiges Phänomen bei Frühgeborenen, insbesondere bei solchen mit Atemnot-syndrom.
Bei Frühgeborenen mit (PDA) fliesst Blut von der Aorta in die Lungenarterien, was den Blutfluss im Lungenkreislauf erhöht und zu einem verminderten Blutfluss im Körperkreislauf führen kann. Dieser pulmonale Blutfluss kann in Fällen von hämodynamisch signifikantem PDA bis zum Dreifachen des systemischen Blutflusses betragen.50 Je nach Grösse des Shunts und der Reaktion von Herz, Lunge und anderen Organen auf den Shunt kann der PDA den systemischen Kreislauf beein-
Hypothermie
Neugeborene, die bei perinataler hypoxischischämischer-Enzephalopathie (HIE) einem therapeutischen Hypothermie-Protokoll unterzogen werden, werden mithilfe von Kühldecken bei niedrigen Körperkerntemperaturen gehalten. Dies kann zusammen mit anderen Faktoren wie Hypovolämie, verminderter Myokardkontraktilität und Bradykardie zu einer Verringerung des Herzzeitvolumens führen.51 Infolgedessen kann die Korrelation zwischen transkutanem und arteriellem PCO2 aufgrund des hypoperfundierten Hautgewebes unterhalb der Messstelle eingeschränkt sein. Um die Genauigkeit zu verbessern, ist es wichtig, eine konstante Temperatur im Hautgewebe unter dem Sensor
Gemäss den AARC-Standards für die klinische Praxis sollten die Messtelle für die transkutane Überwachung und die arterielle Entnahmestelle bei der tcPCO2Messung auf der gleichen anatomischen Seite des Shunts liegen.31
flussen. Obwohl Frühgeborene mit einer PDA ein höheres Herzzeitvolumen haben, reduziert der Links-Rechts-Shunt den postduktalen Blutfluss, was zu einer verminderten Sauerstoffversorgung und Perfusion der Haut und lebenswichtiger Organe führt.
Es ist zu beachten, dass die transkutanen PCO2-Messwerte bei einer hypoperfundierten Messstelle im Vergleich zu den arteriellen PCO2-Werten in der Regel ungenau sind. In solchen Situationen kann der Trend des tcPCO2 wichtiger sein als die einzelnen Werte. Weicht der Trend signifikant ab, sollten Sie das Neugeborene untersuchen und eine Blutgasanalyse durchführen, um eine Korrelation herzustellen. aufrechtzuerhalten, wodurch der kapilläre Blutfluss und die Gasdiffusion durch die Haut erhöht werden.52 In einer kurzen Review wurde der Zusammenhang zwischen Hypokarbie und nachteiligen Folgen bei Neugeborenen mit HIE untersucht: Selbst bei therapeutischer Hypothermie wurde in der Mehrheit der neun betrachteten Studien festgestellt, dass Hypokarbie das Risiko einer Hirnschädigung, des Todes oder einer neurologischen Entwicklungsstörung erhöht. Die Autoren betonen, wie wichtig es ist, den pCO2-Wert genau zu überwachen und ihn im Normalbereich zu halten, um diese negativen Folgen zu verhindern.53
Klinische Leitlinien für die transkutane Überwachung
American Association for Respiratory Care (AARC)
In den AARC-Leitlinien für die klinische Praxis heisst es, dass die transkutane CO2-Überwachung bei neonatalen und pädiatrischen Patienten eingesetzt werden sollte, um die Reaktion auf diagnostische und therapeutische Massnahmen durch Messung der tcPCO2-
TCM 3.0
EINSTELLUNG
TCM kann von geschultem Personal in einer Vielzahl von Umgebungen durchgeführt werden, unter anderem in Krankenhäusern, Pflegeeinrichtungen und beim Patiententransport. Sie wird in den folgenden spezifischen klinischen Bereichen eingesetzt, um das Vorhandensein von Hypoventilation oder Atemdepression festzustellen:
3.1 Mechanische Beatmung, einschliesslich konventioneller Beatmungsformen, Hochfrequenzventilation, dauerhafte Hochfrequenz Jet-Ventilation und nicht invasive Beatmung.
und tcPO2-Werte zu quantifizieren, die Angemessenheit der Oxygenierung und Beatmung zu bewerten und Entscheidungen über Entwöhnung und Extubation allein auf der Grundlage der tcPCO2-Werte zu treffen.31
TCM 4.0 INDIKATIONEN
Die Anwendung des TCM ist indiziert bei Patienten, die entweder keinen arteriellen Zugang haben oder bei denen eine kontinuierliche Überwachung von Sauerstoff und Kohlendioxid bei minimalen Blutentnahmen benötigt wird. TCM ermöglicht die Bewertung von:
4.1 Angemessenheit der Sauerstoffzufuhr und/ oder Beatmung
4.2 Ansprechen auf diagnostische und therapeutische Interventionen, nachgewiesen durch PtcO2 und/oder PtcCO2 Werte
4.2.1 Entwöhnung und Entscheidungen zur Extubation können allein auf der Grundlage der PtcCO2-Messung werden.
Laut den Child and Adolescent Health Services der Regierung von Westaustralien sollte die kontinuierliche transkutane CO2-Überwachung in folgenden Fällen eingesetzt werden:54
1. Bei allen Einweisungen, die eine Beatmung erfordern, insbesondere HFV oder HFJV und CPAP in den ersten vier Tagen.
2. Bei allenSäuglinge in den ersten vier Stunden nach chirurgischen Eingriffen, die postoperativ betreut werden.
3. Bei allen Säuglinge, die in den ersten 24 Stunden nach einem chirurgischen Eingriff postoperativ beatmet werden müssen und medizinisch stabil sind (intermittierendes TCM).
Kontraindikationen
In den AARC-Leitlinien für die klinische Praxis heisst es, dass es keine Hinweise auf absolute Kontraindikationen für die Anwendung des TCM gibt. Bei Patienten mit schlechter Hautintegrität und/oder einer Allergie gegen den Klebering sollten alternative Überwachungsmethoden in Betracht gezogen werden.31 Die tcPO2Überwachung ist bei Patienten unter Inhalationsanästhesie kontraindiziert.
4. Bei allenSäuglinge mit einem Pneumothorax.
5. In den ersten vier Stunden nach der Extubation.
6. Bei allen Säuglinge, die nach den ersten vier Stunden mechanischer Beatmung weiterhin Atemunterstützung benötigen
Zusammenfassung
Die transkutane Überwachung (TCM) ermöglicht eine kontinuierliche, nicht-invasive Überwachung des CO2-Wertes und kann dynamische Veränderungen des PCO2-Wertes in Echtzeit anzeigen und somit eine wirksame Beatmungstherapie ermöglichen. In diesem klinischen Leitfaden werden die Technologie, die Anwendung in der klinischen Versorgung von Neugeborenen, Überlegungen zum Management von CO2-Werten, Faktoren und Patientenbedingungen, die besondere Aufmerksamkeit erfordern, sowie Ansätze zur Fehlersuche und zur Gewährleistung zuverlässiger Messungen vorgestellt.
TCM überwindet die Einschränkungen invasiv ermittelter arterieller Blutgase, reduziert die Notwendigkeit häufiger und/oder unnötiger arterieller Blutgasmessungen, kann im Gegensatz zu etCO2 bei Neugeborenen, die NIV und HFV erhalten, auch bei von einer Störung des VentilationsPerfusions (V/Q)-Verhältnisses verwendet werden, und korreliert besser mit dem PaCO2 Frühgeborene reagieren besonders empfindlich auf Veränderungen des arteriellen PCO2Wertes, da sie noch unreif sind und der PCO2-Wert aufgrund der erschwerten Behandlung in schädliche Bereiche abweichen kann. Die transkutane PCO2-Überwachung ermöglicht eine kontinuierliche Analyse der tcPCO2-Trends während des gesamten Überwachungszeitraums und erlaubt es, das Beatmungsgerät so einzustellen, dass der gewünschte Bereich der tcPCO2-Werte aufrechterhalten wird.
Anhang
Fehlersuche und -behebung
Bei der transkutanen CO2-Überwachung kann es Situationen geben, in denen die Korrelation schwierig ist, oder die Messwerte den Zustand des Patienten nicht korrekt wiederzugeben scheinen. Die Ursachen dafür können in der Handhabung der Geräte oder beim Patienten liegen. Beachten Sie beim Vergleich von tcPCO2Werten mit PaCO2-Werten aus Blutgasanaysen die folgenden allgemeinen Richtlinien.
Wenn ein transkutaner Messwert fragwürdig erscheint, kann der folgende einfache “5 S”Check hilfreich sein:
STICHPROBE
Führen Sie Blutentnahmen nach Standardbedingungen und mit Vorsicht durch.
STELLE
Die Sensorgenauigkeit hängt von einer guten Durchblutung an der Messstelle ab.
1. Stichprobe
2. Stelle
3. Siegel
4. Sensor
5. Status
• Aus der Blutgasanalyse abgeleitete PaCO2-Werte müssen mit dem transkutan ermittelten Wert zum Zeitpunkt der Blutentnahme abgeglichen werden.
• Bei Patienten mit funktionellen Shunts sollten sich die Messtelle für die transkutane Überwachung und die Blutentnahmestelle auf der gleichen anatomischen Seite wie der Shunt befinden.
• Wenn der SeveringhausKorrekturmodus auf ‘Auto’ eingestellt ist, werden die vom transkutanen Monitor angezeigten tcPCO2-Werte automatisch auf 37°C korrigiert (unabhängig von der Körpertemperatur des Patienten). Vergewissern Sie sich bei einer Blutgasanalyse, dass die Körpertemperatur des Patienten korrekt in das Blutgasanalysegerät eingegeben wird. Verwenden Sie für den Vergleich mit der tcPCO2-Messung den PaCO2Wert (bei 37°C) des Blutgasanalysegerätes.
• Überprüfen Sie die ordnungsgemässe Funktion des Blutgasanalysegerätes.
• Prüfen Sie, ob von aussen Druck auf den Sensor ausgeübt wird, da dies zu einem verminderten Blutfluss an der Messstelle und zu verfälscht hohen tcPCO2-Werten führen kann. Stellen Sie sicher, dass kein Druck auf den Sensor ausgeübt wird, etwa durch die Position des Patienten, Verbände, medizinische Geräte, Kleidung oder die Windel. Die relative Heizleistung (RHP) des Sensors kann zur Bewertung potenzieller Veränderungen der Durchblutung an der Messtelle verwendet werden, die durch Druck auf den Sensor verursacht werden.
• Überprüfen Sie die Messstelle. Vergewissern Sie sich, dass die gewählte Messstelle ausreichend durchblutet ist, und wählen Sie ggf. eine andere Messstelle.
• Überprüfen Sie die Durchblutung bei Patienten mit arteriovenösem Shunt. Die Blutentnahmestelle und die Messstelle sollten sich auf der gleichen anatomischen Seite wie der Shunt befinden.
SIEGEL
Eine luftdichte Abdichtung zwischen Haut und Sensor ist entscheidend für die Messgenauigkeit.
• Prüfen Sie, ob der Befestigungsring sicher auf der Haut haftet. Streichen Sie mit dem Finger über den Rand des Rings, während Sie den Sensor anbringen, um sicherzustellen, dass er vollständig anhaftet.
• Überprüfen Sie, wie der Sensor an der Messstelle angelegt ist. Verwenden Sie bei jedem Anbringen des Sensors 1-2 Tropfen Kontaktgel. Um das Gel gleichmässig im Befestigungsring zu verteilen, drehen Sie den Sensor im Ring einmal um sich selbst.
• Überprüfen Sie die Position des Sensors im Befestigungsring. Wenn der Sensor der Umgebungsluft ausgesetzt wird, sinkt der CO2-Wert.
SENSOR
Der gute Zustand des Sensors und der Membran ist für eine genaue Messung entscheidend.
• Überprüfen Sie, ob die Sensortemperatur für den Patienten und die Messparameter geeignet ist. Für die tcPCO2-Messung empfiehlt Sentec eine Sensortemperatur von 41°C für bis zu 8 Stunden.
• Prüfen Sie die Sensormembran auf Zustand und Funktionstüchtigkeit. Wechseln Sie bei Bedarf die Sensormembran und lassen Sie den Sensor mindestens 90 Minuten lang stabilisieren, bevor Sie ihn für eine nächste Messung am Patienten anlegen.
• Überprüfen Sie, wann der Sensor zuletzt kalibriert wurde. Je näher das Ende des Kalibrierungsintervalls rückt, desto instabiler kann der Sensor werden.
STATUS
Der Zustand des Patienten kann Einfluss auf Durchblutung und Korrelation haben.
• Je nach Zustand des Patienten kann die Durchblutung beeinträchtigt sein. Schock, Sepsis oder Ödeme können die lokale Hautdurchblutung beeinträchtigen. Bei Patienten, die gekühlt werden müssen, kann die lokale Durchblutung vermindert sein.
• Berücksichtigen Sie die Wirkung von vasoaktiven Medikamenten auf die lokale Durchblutung, wie z. B. Epinephrin oder Norepinephrin, insbesondere bei kontinuierlicher intravenöser Verabreichung.
• Eine verringerte Durchblutung der Haut kann zu tcPCO2-Werten führen, die höher sind als die Blutgaswerte.
Quellenverzeichnis
1. Wong, S. K. et al. Carbon dioxide levels in neonates: what are safe parameters? Pediatr Res 91, 1049–1056 (2022).
2. Fabres, J., Carlo, W. A., Phillips, V., Howard, G. & Ambalavanan, N. Both Extremes of Arterial Carbon Dioxide Pressure and the Magnitude of Fluctuations in Arterial Carbon Dioxide Pressure Are Associated With Severe Intraventricular Hemorrhage in Preterm Infants. Pediatrics 119, 299–305 (2007).
3. Zayek, M. et al. Acidemia versus Hypercapnia and Risk for Severe Intraventricular Hemorrhage. Am J Perinat 31, 345–352 (2013).
4. Altaany, D., Natarajan, G., Gupta, D., Zidan, M. & Chawla, S. Severe Intraventricular Hemorrhage in Extremely Premature Infants: Are high Carbon Dioxide Pressure or Fluctuations the Culprit? Am J Perinat 32, 839–844 (2015).
5. Ambalavanan, N. et al. PaCO2 in Surfactant, Positive Pressure, and Oxygenation Randomised Trial (SUPPORT). Archives Dis ChildFetal Neonatal Ed 100, F145 (2015).
6. Wong, S. K. et al. Carbon dioxide levels in neonates: what are safe parameters? Pediatr Res 91, 1049–1056 (2022).
7. Dix, L. M. L. et al. Carbon Dioxide Fluctuations Are Associated with Changes in Cerebral Oxygenation and Electrical Activity in Infants Born Preterm. J Pediatrics 187, 66-72. e1 (2017).
8. Dargaville, P. A. et al. Incidence and Outcome of CPAP Failure in Preterm Infants. Pediatrics 138, e20153985 (2016).
9. Hoffman, S. B., Lakhani, A. & Viscardi, R. M. The association between carbon dioxide, cerebral blood flow, and autoregulation in the premature infant. J Perinatol 41, 324–329 (2021).
10. Thome, U. H. et al. Permissive hypercapnia in extremely low birthweight infants (PHELBI): a randomised controlled multicentre trial. Lancet Respir Medicine 3, 534–543 (2015).
11. Woodgate, P. G. & Davies, M. W. Permissive hypercapnia for the prevention of morbidity and mortality in mechanically ventilated newborn infants. Cochrane Db Syst Rev CD002061 (2001) doi:10.1002/14651858.cd002061.
12. Thome, U. H. et al. Neurodevelopmental outcomes of extremely low birthweight infants randomised to different PCO2 targets: the PHELBI follow-up study. Archives Dis Child - Fetal Neonatal Ed 102, F376 (2017).
13. Sankaran, D., Zeinali, L., Iqbal, S., Chandrasekharan, P. & Lakshminrusimha, S. Non-invasive carbon dioxide monitoring in neonates: methods, benefits, and pitfalls. J Perinatol 1–10 (2021) doi:10.1038/s41372-021-01134-2.
14. Hochwald, O. et al. Continuous Noninvasive Carbon Dioxide Monitoring in Neonates: From Theory to Standard of Care. Pediatrics 144, e20183640 (2019).
15. Tingay, D. G., Stewart, M. J. & Morley, C. J. Monitoring of end tidal carbon dioxide and transcutaneous carbon dioxide during neonatal transport. Archives Dis ChildFetal Neonatal Ed 90, F523–F526 (2005).
16. Chatterjee, M. et al. A rate-based transcutaneous CO2 sensor for noninvasive respiration monitoring. Physiol Meas 36, 883–94 (2015).
17. Eberhard, P. The Design, Use, and Results of Transcutaneous Carbon Dioxide Analysis: Current and Future Directions. Anesthesia Analgesia 105, S48–S52 (2007).
18. Davis, M. D., Walsh, B. K., Sittig, S. E. & Restrepo, R. D. AARC Clinical Practice Guideline: Blood Gas Analysis and Hemoximetry: 2013. Respir Care 58, 1694–1703 (2013).
19. Severinghaus, J. W. & Astrup, P. B. History of blood gas analysis. III. Carbon dioxide tension. J Clin Monitor 2, 60–73 (1986).
20. Severinghaus, J.W. & Bradley, A. F. Electrodes for blood pO2 and pCO2 determination. J Appl Physiol 13, 515–20 (1958).
21. Weteringen, W. van et al. Validation of a New Transcutaneous tcPO2/tcPCO2 Sensor with an Optical Oxygen Measurement in Preterm Neonates. Neonatology 117, 628–636 (2021).
22. Aly, S., El-Dib, M., Mohamed, M. & Aly, H. Transcutaneous Carbon Dioxide Monitoring with ReducedTemperature Probes in Very Low Birth Weight Infants. Am J Perinat 34, 480–485 (2016).
23. Chandrakantan, A. et al. Transcutaneous CO2 versus endtidal CO2 in neonates and infants undergoing surgery: a prospective study. Medical Devices Auckl N Z 12, 165–172 (2019).
24. Bhalla, A. K., Khemani, R. G., Hotz, J. C., Morzov, R. P. & Newth, C. J. Accuracy of Transcutaneous Carbon Dioxide Levels in Comparison to Arterial Carbon Dioxide Levels in Critically Ill Children. Respir Care 64, 201–208 (2018).
25. Lopez, E. et al. Detection of carbon dioxide thresholds using low-flow sidestream capnography in ventilated preterm infants. Intens Care Med 35, 1942–1949 (2009).
26. Jakubowicz, J. F. et al. Effect of Transcutaneous Electrode Temperature on Accuracy and Precision of Carbon Dioxide and Oxygen Measurements in the Preterm Infants. Respiratory Care respcare.05887 (2018) doi:10.4187/ respcare.05887.
27. Soll, R. & Morley, C. J. Prophylactic versus selective use of surfactant in preventing morbidity and mortality in preterm infants. Cochrane Db Syst Rev CD000510 (2001) doi:10.1002/14651858. cd000510.
28. Khmour, A. Y., Konduri, G. G., Sato, T. T., Uhing, M. R. & Basir, M. A. Role of admission gas exchange measurement in predicting congenital diaphragmatic hernia survival in the era of gentle ventilation. J Pediatr Surg 49, 1197–1201 (2014).
29. Abbas, P. I. et al. Persistent hypercarbia after resuscitation is associated with increased mortality in congenital diaphragmatic hernia patients. J Pediatr Surg 50, 739–743 (2015).
30. Patel, M. J. et al. Lowest PaCO2 on the first day of life predicts mortality and morbidity among infants with congenital diaphragmatic hernia. J Perinatol 39, 229–236 (2019).
31. Restrepo, R. D., Hirst, K. R., Wittnebel, L. & Wettstein, R. AARC Clinical Practice Guideline: Transcutaneous Monitoring of Carbon Dioxide and Oxygen: 2012. Respir Care 57, 1955–1962 (2012).
32. Berkenbosch, J. W. & Tobias, J. D. Transcutaneous carbon dioxide monitoring during high-frequency oscillatory ventilation in infants and children. Crit Care Med 30, 1024–1027 (2002).
33. Ullman, A. J. et al. ‘True Blood’ The Critical Care Story: An audit of blood sampling practice across three adult, paediatric and neonatal intensive care settings. Aust Crit Care 29, 90–95 (2016).
34. Counsilman, C. E. et al. Iatrogenic blood loss in extreme preterm infants due to frequent laboratory tests and procedures. J Maternal-fetal Neonatal Medicine 34, 2660–2665 (2021).
35. Hellström, W., Forssell, L., Morsing, E., Sävman, K. & Ley, D. Neonatal clinical blood sampling led to major blood loss and was associated with bronchopulmonary dysplasia. Acta Paediatr 109, 679–687 (2020).
36. Mukhopadhyay, S., Maurer, R. & Puopolo, K. M. Neonatal Transcutaneous Carbon Dioxide Monitoring--Effect on Clinical Management and Outcomes. Respir Care 61, 90–97 (2015).
37. Anand, K. J. S. et al. Summary Proceedings From the Neonatal Pain-Control Group. Pediatrics 117, S9–S22 (2006).
38. Schwaller, F. & Fitzgerald, M. The consequences of pain in early life: injury‐induced plasticity in developing pain pathways. Eur J Neurosci 39, 344–352 (2014).
39. Vinall, J. & Grunau, R. E. Impact of repeated procedural pain-related stress in infants born very preterm. Pediatr Res 75, 584–587 (2014).
40. MEDICINE, C. O. F. A. N. and S. O. A. A. P. et al. Prevention and Management of Procedural Pain in the Neonate: An Update. Pediatrics 137, e20154271 (2016).
41. Franck, L. S., Allen, A., Cox, S. & Winter, I. Parents’ Views About Infant Pain in Neonatal Intensive Care. Clin J Pain 21, 133–139 (2005).
42. Franck, L. S., Cox, S., Allen, A. & Winter, I. Parental concern and distress about infant pain. Archives Dis Child - Fetal Neonatal Ed 89, F71 (2004).
43. Grunau, R. E. et al. Neonatal pain, parenting stress and interaction, in relation to cognitive and motor development at 8 and 18 months in preterm infants. Pain 143, 138–146 (2009).
44. Vinall, J. et al. Invasive Procedures in Preterm Children: Brain and Cognitive Development at School Age. Pediatrics 133, 412–421 (2014).
45. Sharek, P. J., Powers, R., Koehn, A. & Anand, K. J. S. Evaluation and Development of Potentially Better Practices to Improve Pain Management of Neonates. Pediatrics 118, S78–S86 (2006).
46. Anand, K. J. & Pain, I. E.-B. G. for N. Consensus Statement for the Prevention and Management of Pain in the Newborn. Arch Pediat Adol Med 155, 173–180 (2001).
47. Bellieni, C. V. & Buonocore, G. Neonatal pain treatment: ethical to be effective. J Perinatol 28, 87–88 (2008).
48. Fluhr, J. W. et al. Infant epidermal skin physiology: adaptation after birth. Brit J Dermatol 166, 483–490 (2012).
49. Nikolovski, J., Stamatas, G. N., Kollias, N. & Wiegand, B. C. Barrier Function and Water-Holding and Transport Properties of Infant Stratum Corneum Are Different from Adult and Continue to Develop through the First Year of Life. J Invest Dermatol 128, 1728–1736 (2008).
50. Vick, G. W. et al. Radionuclide angiography in the evaluation of ductal shunts in preterm infants. J Pediatrics 101, 264–268 (1982).
51. Brown, D. J. A., Brugger, H., Boyd, J. & Paal, P. Accidental Hypothermia. New Engl J Medicine 367, 1930–1938 (2012).
52. Gangaram-Panday, N. H. et al. Transcutaneous carbon dioxide monitoring during therapeutic hypothermia for neonatal encephalopathy. Pediatr Res 1–7 (2022) doi:10.1038/s41390-02202035-6.
53. Devi, U., Pullattayil, A. K. & Chandrasekaran, M. Hypocarbia is associated with adverse outcomes in hypoxic ischaemic encephalopathy (HIE). Acta Paediatr (2023) doi:10.1111/apa.16679.
54. Group, G. of W. A. C. and A. H. S. N. C. Clinical Guideline: Transcutaneous Monitoring (TCM). https://cahs.health.wa.gov.au/~/ media/HSPs/CAHS/Documents/ Health-Professionals/Neonatologyguidelines/TranscutaneousMonitoring.pdf?thn=0 (2020).
