Die Rolle erwärmter, befeuchteter Beatmungsgase bei der Reduzierung einer Unterkühlung von Frühgeborenen

Seit der Zeit, als Frühchen von Dr. Martin Couneys Krankenschwestern auf Coney Island, New York, USA, in winzigen Glasschränken versorgt wurden, hat sich die medizinische Versorgung von Neugeborenen drastisch geändert.
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Die Rolle erwärmter, befeuchteter Beatmungsgase bei der Reduzierung einer Unterkühlung von Frühgeborenen

Seit der Zeit, als Frühchen von Dr. Martin Couneys Krankenschwestern auf Coney Island, New York, USA, in winzigen Glasschränken versorgt wurden, hat sich die medizinische Versorgung von Neugeborenen drastisch geändert.
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Seit der Zeit, als Frühchen von Dr. Martin Couneys Krankenschwestern auf Coney Island, New York, USA, in winzigen Glasschränken versorgt wurden, hat sich die medizinische Versorgung von Neugeborenen drastisch geändert.  Im Lauf der Jahre wurden viele einfache und andere neuartige Techniken und Therapien eingeführt und umgesetzt, da heute bereits sehr unreife und fragile Kinder entbunden werden können.   

Die immer komplexer werdende Situation extrem frühgeborener Säuglinge bringt ganz eigene Herausforderungen mit sich, nicht zuletzt die Schwierigkeit, die Kinder warm zu halten.  Wärmeregulierung und Verhinderung einer Unterkühlung stehen bereits ganz oben auf der Prioritätenliste, wenn Entbindungsstationen gesunde, reif geborene Kinder zur Welt bringen. Bei noch deutlich fragileren Kindern mit sehr niedrigem Geburtsgewicht (VLBW) sind aber möglicherweise andere Techniken notwendig, um einen gefährlichen Abfall der Körperkerntemperatur zu verhindern.   

Internationale Empfehlungen verlangen, dass die Körperkerntemperatur eines Neugeborenen in einem Bereich von 36,5 °C – 37,5 °C gehalten wird, um die besten Ergebnisse für das Baby zu erzielen [1]. Daher wird auf Neugeborenenstationen die Temperatur des Babys bei der Aufnahme als Marker der Versorgungsqualität und des prognostizierten Patientenergebnisses aufgezeichnet.  Studien haben gezeigt, dass bereits ein Abfall der bei der Aufnahme vorliegenden Temperatur um 1 °C das Risiko einer Sepsis bei einem VLBW-Neugeborenen um 11 % erhöht, während das Gesamtmorbiditätsrisiko um 28 % steigt [2,3].  Kombiniert man dies mit dem Fakt, dass die Körpertemperatur in den ersten 10–20 Minuten des Lebens um bis zu 4 °C sinken kann, wenn das Neugeborene ohne Wärmeschutz bleibt [4], sind das Risiko und die damit verbundenen Folgen einer Unterkühlung bei VLBW-Kindern erheblich. 

giraffe warmer neohelp Armstrong Medical | Medical Device Manufacturer

Bild 1: GE Giraffe Wärmebett (Giraffe Wärmebett | GE Healthcare (USA)

Bild 2: Vygon Neohelp TM ( Vygon Neohelp Wärmeschutzhülle für Neu- und Frühgeborene)

Es gibt verschiedene Geräte, die in Situationen, in denen Säuglinge schnell auskühlen, nützlich sind [2], (Bild 1 und 2). In diesem Blog geht es speziell um die Zuführung erwärmter Gase bei der respiratorischen Unterstützung von VLBW-Kindern, die bei vielen Frühgeburten notwendig ist.  

 Klinische Studien, insbesondere die Studie von Meyer et al aus dem Jahr 2014 [5], haben die Vorteile der Verwendung erwärmter Gase bei der Stabilisierung von VLBW-Säuglingen und der Überdruckbeatmung (PPV) gezeigt.  Das Konzept ist nicht fremd; schließlich ist es allgemein anerkannt und gängige Praxis, dass alle therapeutischen und unterstützenden akuten Atemwegstherapien auf der Neugeborenenstation mit aktiver Wärme und Befeuchtung durchgeführt werden.   

Die derzeitige Praxis in vielen Ländern sieht vor, dass für die Atemunterstützung von Neugeborenen ein Plattformbett (z. B. Bild 2 oben) und eine Reanimationsvorrichtung mit T-Stück, das in das aufrechte Stativ am hinteren Ende des Bettes eingebaut ist, verwendet werden.  Dadurch kann bei den 10 % der Kinder, die bei ihrer Geburt nicht atmen, die erforderliche Unterstützung nahezu sofort eingeleitet werden [6]. Allerdings stammen die über dieses PPV-System abgegebenen Gase direkt aus einem Gasanschluss oder aus Gasflaschen und sind daher „kalt und trocken“.  Tatsächlich ergab eine in verschiedenen Bereichen eines Krankenhauses durchgeführte Untersuchung, dass zugeführter Sauerstoff eine mittlere Temperatur von 23,3 °C und eine relative Luftfeuchtigkeit (RH) von nur 2,1 % aufwies, während in der Leitungsluft eine Temperatur von 23,4 °C und eine RH von 5,4 % gemessen wurde [7].   

Wenn ohnehin fragile VLBW-Säuglinge eine PPV erhalten und mit diesen kalten und trockenen Gasen stabilisiert werden, liegt es nahe, davon auszugehen, dass die Körpertemperatur der Kinder dadurch über den empfohlenen Bereich hinaus absinken könnte.  Auf jeden Fall aber tragen die kalten und trockenen Gase angesichts der massiven Auswirkungen von Leitung, Konvektion, Strahlung und Verdunstung [8] auf diese Frühgeborenen nicht dazu bei, dem mit diesen thermodynamischen Kräften und deren Nutzung verbundenen Wärmeverlust entgegenzuwirken, wie es durch die Anwendung erwärmter und befeuchteter Gase möglich wäre. 

Ein weiterer wichtiger Punkt, der für die Verwendung erwärmter und befeuchteter Gase spricht, sind ihre positiven Auswirkungen auf die Verbesserung der Lungenfunktion. Eine Metaanalyse von Studien mit insgesamt 476 vor der 32. Schwangerschaftswoche geborenen Frühchen ergab einen Rückgang der bei der Aufnahme vorhandenen Hypothermie um 36 %, was die Empfehlung untermauert, während der Stabilisierung nach der Geburt und auch während des Transports zur Neugeborenenstation eine Erwärmung und Befeuchtung der Beatmungsgase in Betracht zu ziehen [9]. 

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Das PPV-System lässt sich leicht in eine beheizte, befeuchtete Version umwandeln, indem man einen alternativen Schlauchsystem-Typ anstelle des einfachen Schlauchschenkels und ein Winkelstück zur Druckanpassung wählt, die mit Standard-Schlauchsystemoptionen geliefert werden.  Ein beheiztes, befeuchtetes T-Stück-Schlauchsystem umfasst einen beheizten Schenkel und eine Befeuchtungskammer, die beide in Verbindung mit einem elektrischen beheizbaren Atemluftbefeuchter arbeiten, um dem System Wärme und Wasserdampf zuzuführen, während Gas durch die Befeuchtungskammer strömt.  Diese Art von System ist auf Neugeborenen-Intensivstationen weltweit häufig im Einsatz und kann daher den Bedarf an zusätzlicher Einarbeitung verringern.  In Anbetracht der Tatsache, dass eine derart einfach zu implementierende Lösung ohne Weiteres verfügbar ist, wäre die Änderung der Praxis und der Richtlinien sowie die zu leistende Überzeugungsarbeit unter Umständen weniger aufwändig als erwartet.

Da bei Frühgeborenen unabhängig vom Setting immer ein sehr reales Risiko einer Unterkühlung besteht, ist es als Vorteil zu betrachten, dass uns so viele Möglichkeiten zur Verfügung stehen, um ein positives Ergebnis zu erzielen.  Während die Implementierung bereits einer solch einfachen Veränderung der gängigen Praxis die Temperatur bei der Aufnahme auf die Neugeborenenstation verbessern könnte, könnte es einen lohnenden Effekt auf die Körpertemperatur dieser empfindlichen Kinder haben, alle Optionen und die Möglichkeit der Durchführung mehrerer vorteilhafter Interventionen auszuloten.

Die Umstellung auf das selbständige Atmen bei einem Neugeborenen ist die komplexeste physiologische Anpassung, die der Mensch zu leisten hat [10], und allzu oft benötigen Neugeborene dabei Unterstützung. Da das Ziel jeder Atemtherapie letzten Endes darin besteht, einen gesunden menschlichen Körper mit ausreichender Atemarbeit nachzubilden, erscheint es logisch, die Gase zu erwärmen, um diesen Prozess zu unterstützen.

[1] Wyckoff, Myra H., et al. “Neonatal life support: 2020 international consensus on cardiopulmonary resuscitation and emergency cardiovascular care science with treatment recommendations.” Circulation 142.16_suppl_1 (2020): S185-S221.

[2] McCall, Emma M., et al. “Interventions to prevent hypothermia at birth in preterm and/or low birth weight infants.” Cochrane Database of Systematic Reviews 2 (2018).

[3] Laptook, Abbot R., et al. “Admission temperature of low birth weight infants: predictors and associated morbidities.” Pediatrics 119.3 (2007): e643-e649.

[4] World Health Organization. Thermal protection of the newborn: a practical guide. No. WHO/RHT/MSM/97.2. World Health Organization, 1997.

[5] Meyer, Michael P., et al. “Initial respiratory support with cold, dry gas versus heated humidified gas and admission temperature of preterm infants.” The Journal of Pediatrics 166.2 (2015): 245-250.

[6] Madar, John, et al. “European Resuscitation Council Guidelines 2021: Newborn resuscitation and support of transition of infants at birth.” Resuscitation 161 (2021): 291-326.

[7] Dawson, Jennifer A., et al. “Quantifying temperature and relative humidity of medical gases used for newborn resuscitation.” Journal of Paediatrics and Child Health 50.1 (2014): 24-26.

[8] Knobel, Robin, and Diane Holditch‐Davis. “Thermoregulation and heat loss prevention after birth and during neonatal intensive‐care unit stabilization of extremely low‐birthweight infants.” Journal of Obstetric, Gynecologic & Neonatal Nursing 36.3 (2007): 280-287.

[9] Meyer, Michael P., Louise S. Owen, and Arjan B. Te Pas. “Use of heated humidified gases for early stabilization of preterm infants: a meta-analysis.” Frontiers in Pediatrics 6 (2018): 319.

[10] Hillman, Noah H et al. “Physiology of transition from intrauterine to extrauterine life.” Clinics in perinatology vol. 39,4 (2012): 769-83.

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