Jet-Ventilation
Synonyme: Hochfrequenz-Jet-Ventilation, Jet-Beatmung
Englisch: high-frequency jet ventilation, HFJV
Definition
Die Jet-Ventilation ist ein Beatmungsverfahren, bei dem Atemgas mit hohem Druck über eine Düse oder einen Katheter in die Atemwege insuffliert wird. Sie ermöglicht eine effektive Oxygenierung bei gleichzeitig freiem Operationsfeld und wird insbesondere bei Eingriffen im Bereich der oberen Atemwege sowie bei der starren Bronchoskopie eingesetzt.
Hintergrund
Die Jet-Ventilation arbeitet nach dem Prinzip der Hochdruckinsufflation. Ein Beatmungsgerät appliziert kurze Gasstöße mit definiertem Druck in rascher Folge in die Atemwege. Die Inspiration erfolgt aktiv durch den Gasstrahl, während die Exspiration überwiegend passiv über die elastischen Rückstellkräfte von Lunge und Thorax stattfindet. Je nach Frequenz unterscheidet man eine konventionelle Jet-Ventilation mit niedrigeren Frequenzen von der High-Frequency-Jet-Ventilation (HFJV) mit Atemfrequenzen von meist 100 bis 300 Zyklen pro Minute.
Der Gastransport beruht nicht allein auf konvektiver Ventilation, sondern zusätzlich auf turbulenten Strömungseffekten, molekularer Diffusion und sogenannten Taylor-Dispersionseffekten. Ein wesentlicher physikalischer Mechanismus ist zudem der Venturi-Effekt: der Hochgeschwindigkeits-Gasstrahl erzeugt im Bereich der Düse einen Unterdruck, wodurch Umgebungsluft angesaugt (Entrainment) und dem insufflierten Gas beigemischt wird. Dadurch kann auch bei sehr kleinen Tidalvolumina eine ausreichende Oxygenierung und — unter geeigneten Bedingungen — eine klinisch akzeptable CO₂-Elimination erreicht werden.
Eine Sonderform im Rahmen der notfallmäßigen Atemwegssicherung bei einer "Cannot-Ventilate-Cannot-Intubate-Situation" ist die transtracheale Jet-Ventilation.
Technik
Die Jet-Ventilation erfolgt über spezielle Jet-Katheter, starre Bronchoskope mit integriertem Jet-Anschluss oder über modifizierte Tuben. Der inspiratorische Druck liegt typischerweise zwischen 0,5 und 3 bar und wird individuell an Thoraxcompliance, Atemwegswiderstand und Operationsbedingungen angepasst. Neben dem inspiratorischen Druck sind insbesondere Frequenz, Inspirationszeit und das Inspirations-Exspirations-Verhältnis entscheidend, um eine ausreichende Exspiration zu gewährleisten und sogenanntes air trapping zu vermeiden.
Die Sauerstoffkonzentration wird situationsabhängig gewählt, wobei bei Laseranwendungen eine Reduktion der FiO₂ erforderlich ist, um das Brandrisiko zu minimieren.
Eine kontinuierliche Überwachung von Oxygenierung, endexspiratorischem CO₂ (sofern messbar) und Thoraxbewegungen ist obligat. Da die Jet-Ventilation häufig als offenes System erfolgt, ist die Kapnometrie oft nur eingeschränkt aussagekräftig. Bei längeren Eingriffen oder unklarer Ventilationssituation sind transkutane CO₂-Messungen oder arterielle Blutgasanalysen sinnvoll. Da keine geschlossene Beatmungsschleife besteht, kann es bei unzureichender Exspiration zu einer Hyperinflation mit Druckanstieg (intrinsischer PEEP) kommen.
Durch Veränderungen bestimmter Parameter können paO2 und paCO2 beeinflusst werden:
| Parameter | Einfluss auf paO2 | Einfluss auf paCO2 |
|---|---|---|
| Erhöhung der FiO2 | ↑↑↑ | – |
| Erniedrigung der FiO2 | ↓↓↓ | – |
| Erhöhung des Beatmungsdrucks | ↑↑ | ↓↓↓ |
| Erniedrigung des Beatmungsdrucks | ↓↓ | ↑↑↑ |
| Erhöhung der Beatmungsfrequenz | ↑ | ↑ |
| Erniedrigung der Beatmungsfrequenz | ↓ | ↓ |
| Erhöhung der Inspirationsdauer | ↑ | – |
| Erniedrigung der Inspirationsdauer | ↓ | – |
| Verstärkung des Venturi-Effekts | ↓↓ | ↓↓ |
| Verminderung des Venturi-Effekts | ↑↑ | ↑↑ |
Indikationen
Die Jet-Ventilation kommt vor allem dann zum Einsatz, wenn ein herkömmlicher Endotrachealtubus das Operationsfeld erheblich einschränken würde oder wenn die Atemwege selbst Ziel des Eingriffs sind. Klassische Indikationen sind mikrochirurgische Eingriffe am Larynx, Laseroperationen der Stimmbänder sowie Tumorresektionen im Bereich der oberen Atemwege.
Ein weiteres wichtiges Einsatzgebiet ist die starre Bronchoskopie. Hier ermöglicht die Jet-Ventilation eine effektive Oxygenierung, während der Operateur über das starre Bronchoskop Instrumente einführen, Fremdkörper entfernen oder Stenosen dilatieren kann. Besonders bei zentralen Atemwegsstenosen oder Tumoren erleichtert sie das operative Vorgehen, da kein Tubus das Sichtfeld behindert.
Auch bei interventionellen pulmonologischen Verfahren wie der endobronchialen Tumorablation oder Kryotherapie wird die Jet-Ventilation eingesetzt. In ausgewählten Fällen dient sie zudem als Überbrückungsverfahren bei schwieriger Atemwegssicherung oder bei trachealer Chirurgie.
Vorteile
Die Jet-Ventilation schafft ein nahezu freies Operationsfeld und verbessert dadurch die chirurgische Präzision. Sie reduziert mechanische Bewegungen der Stimmlippen und erleichtert filigrane mikrochirurgische Eingriffe. Bei starrer Bronchoskopie ermöglicht sie gleichzeitig Beatmung und Intervention über dasselbe Instrument. Zudem erlaubt sie die Anwendung sehr kleiner Tuben oder Katheter bei hochgradiger Glottis- oder Trachealstenose.
Nachteile
Trotz ihrer Vorteile erfordert die Jet-Ventilation große Erfahrung. Eine unzureichende Exspiration kann zu einer dynamischen Überblähung mit Anstieg des intrathorakalen Drucks führen. In schweren Fällen entstehen Barotrauma, Pneumothorax oder Mediastinalemphysem. Auch eine Hyperkapnie kann auftreten, insbesondere bei längeren Eingriffen oder inadäquater Einstellung der Beatmungsparameter. Da die Beatmung häufig offen erfolgt, ist eine kontinuierliche Kapnometrie nicht immer zuverlässig möglich.
Literatur
- Zacharowski: Referenz Anästhesie, 2021, Stuttgart, Thieme
- Striebel: Die Anästhesie, 4. Auflage, 2019, Stuttgart, Thieme