Die Kapnographie ist neben dem EKG das wichtigste kontinuierliche Monitoring während der Reanimation. Sie bestätigt die Lage des Tubus, zeigt Beatmungsfehler, spiegelt die Qualität der Thoraxkompressionen und kündigt das Wiedereinsetzen des Spontankreislaufs (ROSC) oft früher an als jede Pulskontrolle. Zusätzlich trägt sie zur Prognoseabschätzung bei.
Was das endtidale CO2 misst
Als Kapnographie bezeichnet man die kontinuierliche Messung des endtidalen Kohlendioxids (etCO2) in der Atemluft, dargestellt als Kurve. Das etCO2 ist der CO2-Partialdruck am Ende der Exspiration.
Der Wert bildet das Zusammenspiel von Metabolismus, Perfusion und Ventilation ab. Kohlendioxid entsteht im aeroben Stoffwechsel, wird mit dem Blut zur Lunge transportiert und dort abgeatmet. Mehr Stoffwechsel und mehr Lungenperfusion erhöhen das etCO2, mehr Ventilation senkt es, weil das CO2 stärker ausgewaschen wird.
Im Herzstillstand ist dieser Zusammenhang besonders nützlich. Stoffwechsel und Beatmung sind während der Reanimation weitgehend konstant. Ändert sich das etCO2, liegt das deshalb meist am Lungenblutfluss, also an der Wirksamkeit der Kompressionen oder an einem zurückkehrenden Kreislauf.
Kontinuierlich gemessen wird über einen Sensor im Beatmungssystem, entweder im Hauptstrom direkt am Tubus oder im Nebenstrom über eine Absaugleitung. Ein normales Kapnogramm zeigt Abbildung 1.
- Phase I (inspiratorische Basislinie): eingeatmete, CO2-freie Luft.
- Phase II (exspiratorischer Anstieg): Übergang von der Luft aus dem anatomischen Totraum zur alveolären Luft.
- Phase III (alveoläres Plateau): Das etCO2 ist der CO2-Partialdruck am Ende dieses Plateaus, unmittelbar vor der nächsten Inspiration.
- Phase 0: Beginn der nächsten Inspiration, die Kurve fällt steil auf die Basislinie ab.
Der Normwert des etCO2 liegt beim Kreislaufgesunden bei etwa 38 mmHg (5 kPa) bzw. 5 Vol.-%. Während der Reanimation sind die Werte erwartungsgemäß deutlich niedriger, weil die Thoraxkompressionen nur einen Bruchteil des normalen Herzzeitvolumens erzeugen.
Wofür die Kapnographie in der Reanimation genutzt wird
Die ERC-Leitlinien empfehlen die Kapnographie mit Kurvendarstellung bei allen intubierten Patienten, zur Bestätigung der Tubuslage und zur laufenden Überwachung während der Reanimation. Eine Kurve ist einem reinen Zahlenwert überlegen, weil sie Artefakte, Leckagen und eine Fehllage erkennbar macht.
| Anwendung | Worauf achten | Konsequenz |
|---|---|---|
| Tubuslage bestätigen | Reproduzierbare Kurve über mehrere Atemzüge | Ohne Kurve gilt der Tubus als fehlplatziert |
| Beatmung überwachen | Frequenz, Regelmäßigkeit, Form der Kurve | Hyperventilation erkennen und korrigieren |
| Kompressionsqualität | Höhe und Trend des etCO2 | Bei Abfall Tiefe, Frequenz, Handposition prüfen, Helfer ablösen |
| ROSC erkennen | Plötzlicher, anhaltender Anstieg | Rhythmus und Puls bei der nächsten Analyse gezielt prüfen |
| Prognose | Dauerhaft sehr niedrige Werte | Teil der Gesamtbeurteilung, nie alleiniges Kriterium |
Optimal wird das etCO2 über einen Endotrachealtubus gemessen. Auch über supraglottische Atemwegshilfen wie Larynxmaske oder Larynxtubus ist die Messung möglich. Bei unzureichender Abdichtung fallen die Werte dann niedriger aus, und die Kurvenform wird unregelmäßiger.
Flache Kurve nach der Intubation
Eine flache Kurve hat im Wesentlichen drei Ursachen:
- Technik: Beatmungsgerät oder Kapnograph nicht eingeschaltet, Sensor nicht angeschlossen, Leitung abgeknickt oder verstopft.
- Atemweg: Fehllage oder Dislokation des Tubus, vor allem die ösophageale Intubation.
- Kreislauf: kein nennenswerter Lungenblutfluss, etwa bei ineffektiven Kompressionen oder lange bestehendem Stillstand.
Die Reihenfolge der Abklärung ist entscheidend. Zuerst wird die Tubuslage geprüft, durch erneute Laryngoskopie, Auskultation und Kontrolle des Schlauchsystems. Die verbreitete Regel lautet: keine Kurve, falsche Lage. Bei wirksamen Kompressionen zeigt ein korrekt liegender Tubus fast immer eine messbare Kurve. Nur bei praktisch fehlendem Lungenblutfluss kann das etCO2 auch bei korrekter Lage nahe null liegen. Diese Erklärung ist aber eine Ausschlussdiagnose.
Anstieg des etCO2 und ROSC
Kehrt der Spontankreislauf zurück, steigt das etCO2 meist abrupt an, häufig auf das bis zu Dreifache des Wertes unter Kompressionen. Der Anstieg ist oft schon sichtbar, bevor sich ein Puls tasten lässt. Ursache ist die schlagartig verbesserte Lungenperfusion, die das während des Stillstands angesammelte CO2 auswäscht.
Ein plötzlicher Anstieg hat zwei häufige Erklärungen: ROSC oder eine korrigierte Tubuslage. Auch die Gabe von Natriumbikarbonat erhöht das etCO2 vorübergehend. Sprechen etCO2 und weitere Zeichen wie organisierter Rhythmus oder Spontanbewegungen für ROSC, werden Rhythmus und Puls bei der nächsten Analyse gezielt überprüft. Die Kompressionen werden dafür nicht außerhalb des regulären Zyklus unterbrochen, es sei denn, die Zeichen eines Kreislaufs sind eindeutig.
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 dauerhaft niedriger Wert zeigt, dass die konventionelle Reanimation keinen ausreichenden Kreislauf erzeugt. In Zentren mit extrakorporaler Reanimation (eCPR) wird das etCO2 deshalb in die Auswahl der Patienten einbezogen. Die Frage nach eCPR sollte allerdings früh gestellt werden und nicht erst nach 20 Minuten erfolgloser Reanimation.
Der Verlauf des etCO2 hängt von mehreren Faktoren ab: Ursache des Herzstillstands, Kompressionsqualität, Beatmungstiefe und Beatmungsfrequenz sowie Adrenalingabe. Beim asphyktischen Herzstillstand, etwa nach Ersticken oder Ertrinken, sind die ersten Werte oft hoch, weil sich CO2 bereits vor dem Stillstand angesammelt hat. Frühe Einzelwerte sind dann prognostisch wenig aussagekräftig.
Deshalb zählt der Trend über die Zeit, nicht der 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 Teil einer multimodalen Beurteilung zusammen mit Rhythmus, Ursache, Alter, Begleiterkrankungen und Befunden der Sonographie bei Herzstillstand.
Typische Muster und Fehlerquellen
| Beobachtung | Häufige Ursache | Was tun |
|---|---|---|
| Plötzlicher Abfall auf null | Tubusdislokation, Diskonnektion, Obstruktion, Gerätefehler | Atemweg und System sofort prüfen |
| Langsamer Abfall unter laufender Reanimation | Ermüdung der kompressionsführenden Person, nachlassende Tiefe | Helfer ablösen, Technik korrigieren |
| Niedriges etCO2 bei sehr hoher Beatmungsfrequenz | Hyperventilation | Frequenz auf etwa 10/min senken |
| Kurzzeitiger Abfall nach Adrenalin | Vasokonstriktion, geringere Lungenperfusion | Nicht überinterpretieren, Trend abwarten |
| Kurzzeitiger Anstieg nach Natriumbikarbonat | Zusätzlich freigesetztes CO2 | Nicht als ROSC werten |
| Abrupter, anhaltender Anstieg | ROSC | Bei der nächsten Analyse Puls und Rhythmus prüfen |
| Abfall nach zuvor stabilem ROSC | Erneuter Herzstillstand | Puls prüfen, Reanimation wieder aufnehmen |
Die Hyperventilation verdient besondere Aufmerksamkeit. Zu hohe Beatmungsfrequenzen senken das etCO2 und erhöhen den intrathorakalen Druck, was den venösen Rückstrom zum Herzen beeinträchtigt. Bei gesichertem Atemweg liegt die Zielfrequenz bei etwa 10 Beatmungen pro Minute. Im Eifer der Reanimation wird diese Frequenz regelmäßig überschritten, und die Kapnographie macht das sichtbar.