Die Kapnographie ist neben dem EKG das wichtigste kontinuierliche Monitoring während der Reanimation. Sie liefert Informationen über die Beatmung, die Lage des Tubus, die Qualität der Thoraxkompressionen und das Wiedereinsetzen des Spontankreislaufs (ROSC) und erlaubt zudem eine prognostische Einschätzung.
Grundlagen der Kapnographie
Als Kapnographie bezeichnet man die kontinuierliche Messung des endtidalen Kohlendioxids (etCO2) in der Atemluft, graphisch als Kurve dargestellt. Das etCO2 ist der CO2-Partialdruck am Ende der Exspiration. Es bildet das Zusammenspiel von Ventilation, Metabolismus und Perfusion ab: Kohlendioxid entsteht als Endprodukt des aeroben Stoffwechsels, wird mit dem Blut aus dem Gewebe zur Lunge transportiert und dort abgeatmet. Ein höherer aerober Stoffwechsel, eine bessere Lungenperfusion und eine stärkere Ventilation führen jeweils zu einem höheren etCO2. Eine kontinuierliche Messung ist bei intubierten und beatmeten Patienten mithilfe von Sensoren im Beatmungssystem möglich. Ein normales Kapnogramm zeigt Abbildung 1.
Abbildung 1. Normales Kapnogramm mit den Phasen 0, I, II und III.
- Phase I (inspiratorische Basislinie): Entspricht der eingeatmeten, CO2-freien Luft.
- Phase II (exspiratorischer Anstieg): Übergang von der Luft aus dem anatomischen Totraum zur Luft aus den Alveolen.
- Phase III (alveoläres Plateau): Das etCO2 ist der CO2-Partialdruck unmittelbar vor der nächsten Inspiration.
- Phase 0: Beginn der nächsten Inspiration.
Normwert des etCO2: etwa 38 mmHg (5 kPa) bzw. 5 Vol.-%.
Nutzen der Kapnographie bei der Reanimation
Die Überwachung des etCO2 unterstützt:
- die Beurteilung der Beatmungsqualität,
- die Kontrolle der Beatmungsfrequenz,
- die Überprüfung der Lage des Endotrachealtubus,
- die Beurteilung der Wirksamkeit der Thoraxkompressionen,
- die Erkennung eines Wiedereinsetzens des Spontankreislaufs (ROSC),
- die Prognoseabschätzung.
Die ERC-Leitlinien empfehlen die Kapnographie mit Wellenform (Kurve) bei allen intubierten Patienten, sowohl zur Bestätigung der korrekten Tubuslage als auch zur laufenden Überwachung während der Reanimation. Eine Kurve ist einem reinen Zahlenwert überlegen, da sie Artefakte, Leckagen und eine Fehllage erkennen lässt.
Messort
Optimal wird das etCO2 über einen Endotrachealtubus gemessen. Es kann aber auch über supraglottische Atemwegshilfen (z. B. Larynxmaske, Larynxtubus) bestimmt werden. Die Werte können dabei etwas niedriger ausfallen, wenn die Dichtigkeit unzureichend ist.
Flache Kapnographiekurve (kein etCO2)
Mögliche Ursachen einer flachen Kurve sind:
- Beatmungsgerät oder Kapnograph nicht eingeschaltet bzw. nicht korrekt angeschlossen.
- Fehllage oder Dislokation des Endotrachealtubus (z. B. ösophageale Intubation).
- Herzstillstand ohne ausreichenden Blutfluss oder ineffektive Thoraxkompressionen.
Bei einer flachen Kurve nach der Intubation gilt: Zuerst die Tubuslage kontrollieren (Laryngoskopie, Auskultation, Schlauchsystem). Ein Tubus gilt erst dann als korrekt platziert, wenn eine Kurve vorliegt. Bei schwerem Kreislaufstillstand mit praktisch fehlendem Lungenblutfluss kann das etCO2 auch bei korrekter Tubuslage sehr niedrig sein.
Verlauf des etCO2 und ROSC
Nach ROSC kann das etCO2 auf das bis zu Dreifache des Wertes während der Thoraxkompressionen ansteigen. Ein plötzlicher Anstieg des etCO2 spricht entweder für ROSC oder für eine korrigierte Tubuslage. Häufig steigt das etCO2 bereits an, bevor sich nach ROSC ein Puls tasten lässt. Weisen etCO2 und weitere Zeichen auf ROSC hin, können die Thoraxkompressionen kurz unterbrochen werden, um Rhythmus und Puls zu prüfen.
Prognostische Bedeutung
Bleibt das etCO2 während der Reanimation unter 1,33 kPa (10 mmHg), spricht dies für eine sehr ungünstige Prognose. Nach den ERC-Leitlinien (Soar et al.) gilt dies insbesondere, wenn der Wert nach 20 Minuten erweiterter Reanimationsmaßnahmen (ALS) weiterhin unter 10 mmHg liegt. Ein solcher Wert kann Anlass sein, die Indikation für eine extrakorporale Reanimation zu prüfen (eCPR).
Der Verlauf des etCO2 hängt während der Reanimation von verschiedenen Faktoren ab, etwa von der Ursache des Herzstillstands, der Kompressionsqualität, der Beatmungstiefe und -frequenz sowie der Gabe von Adrenalin. Deshalb sollte der Verlauf über die Zeit beurteilt werden und nicht ein Einzelwert. Das etCO2 darf nicht als alleiniges Kriterium für den Abbruch der Reanimation oder die Indikation zur ECMO herangezogen werden (Paiva et al.). Es ist stets Teil einer multimodalen Beurteilung, zu der auch Rhythmus, Ursache, Alter, Begleiterkrankungen und Sonographiebefunde gehören (Sonographie bei Herzstillstand).
Praxistipps und typische Fehler
- Hyperventilation vermeiden: Zu hohe Beatmungsfrequenzen senken das etCO2 und beeinträchtigen den venösen Rückstrom. Die Frequenz sollte bei gesichertem Atemweg bei etwa 10/min liegen.
- Kompressionsqualität über etCO2 steuern: Fällt das etCO2 unter laufender Reanimation ab, sollten Kompressionstiefe, Frequenz, Ablösung der kompressionsführenden Person und Handposition überprüft werden.
- Transiente Effekte beachten: Adrenalin kann das etCO2 kurzzeitig senken, Natriumbikarbonat es vorübergehend erhöhen. Einzelne Ausschläge nach Medikamentengabe nicht überinterpretieren.
- Bei plötzlichem Abfall an Tubusdislokation, Diskonnektion, Obstruktion oder erneuten Herzstillstand denken.