Kombination von volumenkontrollierter zeitgesteuerter Beatmung mit der Möglichkeit der Spontanatmung. Die maschinellen Beatmungsanteile dienen der Sicherstellung eines Mindestgasaustausches oder der teilweisen Übernahme der Atemarbeit. Zwischen den eingestellten maschinellen Beatmungshüben kann der Patient spontan atmen. Die Spontanatmung wird üblicherweise mit einer einstellbaren Druckunterstützung (PSV) kombiniert.

Volumenkontrollierte Beatmung mit festem, mandatorischen Minutenvolumen. Zusätzliche Atemhübe können durch Triggerung ausgelöst werden. Bei jedem Atemzug wird grundsätzlich das eingestellte Tidalvolumen appliziert (= Volumenkontrolle). Eine therapeutisch angestrebte CO2-Elimination ergibt sich aus dem gesicherten Atemminutenvolumen (Tidalvolumen x Atemfrequenz). 

Zusätzliche maschinelle Atemzügen können über das Erreichen der Triggerschwelle ausgelöst werden. Die komplette Atemarbeit wird durch den Intensivventilator übernommen.

Bei jedem Atemzug wird grundsätzlich das eingestellte Tidalvolumen appliziert (= Volumenkontrolle). Die komplette Atemarbeit wird durch den Intensivventilator übernommen.

Eine therapeutisch angestrebte kontrollierte Hyperventilation ergibt sich aus dem gesicherten Atemminutenvolumen (Tidalvolumen  x Atemfrequenz).

Durch Aktivierung des Triggers und Einstellen des Triggerniveaus werden die mandatorischen Hübe mit den spontanen Atembemühungen synchronisiert und können zusätzliche mandatorische Atemhübe ausgelöst werden.

Weiterentwicklung des volumenkontrollierten SIMV-Modus.

In Abhängigkeit des eingestellten Minutenvolumens (f x Vt) wird die mandatorische Beatmung oder die Spontanatmung realisiert.

Als Regelgröße wird jedoch nicht die eingestellte Atemfrequenz, sondern das eingestellte Mindestminutenvolumen (f x Vt) herangezogen. Die patientenseitige Spontanatmung wird laufend bilanziert und ständig mit dem eingestellten Minutenvolumen verglichen. Wird durch die Spontanatmung das Mindestminutenvolumen nicht erreicht, wird ein maschineller Hub ausgelöst. Bei ausreichender Spontanatmung werden keine maschinellen Beatmungshübe appliziert, sondern der Spontanatemmodus meistens mit Druckunterstützung fortgeführt. Bei vollständig ausbleibender Spontanatmung wird der Patient komplett mandatorisch (f x Vt) beatmet. Bei zeitweiligen Atemaussetzern dient der mandatorische Beatmungsanteil als intelligente Apnoe-Ventilation.

Druckkontrollierte zeitgesteuerte Beatmung mit der Möglichkeit der Spontanatmung auf beiden Druckniveaus.

Beim Wechsel vom unteren Druckniveau (PEEP) zum oberen Druckniveau (Pinsp) erhält der Patient einen maschinellen Atemzug, dessen Tidalvolumen abhängig ist von der Differenz der beiden Druckniveaus und der Dehnungsfähigkeit (Compliance) der Lunge.

Die Spontanatmung auf dem unteren Druckniveau kann auf CPAP-Niveau oder in Kombination mit einer Druckunterstützung erfolgen.

Druckkontrollierte zeitgesteuerte Beatmung mit der Möglichkeit der Spontanatmung auf beiden Druckniveaus.

Sowohl zeitgesteuert durch die Einstellung der Atemfrequenz, als auch durch das Auslösen der Triggerfunktion, werden BiLevel-Hübe gestartet. Zur umfassenden Entlastung des Patienten kann weder eine Druckunterstützung zugeschaltet noch die Inspirationszeit des mandatorischen Hubes durch Einstellung eines exspiratorischen Triggerkriteriums verkürzt werden. Der Wechsel vom unteren Druckniveau (PEEP) zum oberen Druckniveau (Pinsp) bestimmt in Abhängigkeit der Dehnungsfähigkeit der Lunge (Compliance) das jeweilige Tidalvolumen. Das mandatorische BiLevel wird üblicherweise in der nichtinvasiven Beatmung eingesetzt.

Druckkontrollierte zeitgesteuerte Beatmung mit umgedrehtem Atemzeitverhältnis und kurzer Exspirationszeit (Pressure Release).

Bei diesem modifizierten BiLevel-Modus kann der Patient auf den üblicherweise lang anhaltenden oberen Druckniveaus (inverse I:E ratio) spontan atmen. Zur CO2-Auswaschung erfolgt ein kurzes Absenken auf das untere Druckniveau (PEEP). Diese kurzen Druckentlastungsphasen (Pressure Release) dienen der CO2-Auswaschung durch die schnell ventilierbaren Lungenareale. Gleichzeitig verhindern die kurzen Exspirationszeiten (Texsp.) ein Kollabieren der langsam ventilierbaren Lungenareale.

Klassische Spontanatemform mit einstellbarer Druckunterstützung.

Die Atemarbeit des spontanatmenden Patienten wird durch die Einstellung einer starren Druckunterstützung (PS) teilweise übernommen bzw. der Atemzug vertieft. Die Druckunterstützung wird durch das Erreichen des Triggerkriteriums ausgelöst. Zwar wird die Inspiration dadurch vom Patienten bestimmt, den Zeitpunkt der Exspiration gestaltet jedoch der Intensivrespirator (PSV-Endflow).

Weiterentwicklung des klassischen PSV-Modus.

Die Atemarbeit des spontanatmenden Patienten wird durch eine dynamische Druckunterstützung (atemzugweise Anpassung der Druckunterstützung in Abhängigkeit des eingestellten Zielvolumens) teilweise übernommen bzw. der Atemzug vertieft. Die jeweils wirksame Druckunterstützung richtet sich nach dem eingestellten Zielvolumen (Vt), nach der Atemarbeit des Patienten und der jeweiligen Gesamt-Compliance. Innerhalb eines sicheren Fensters (Pmax und Pmin) passt sich die notwendige Druckunterstützung von Atemzug zu Atemzug in Schritten von maximal 3 mbar an. Der Modus wird durch das Erreichen des Triggerkriteriums ausgelöst. Zwar wird die Inspiration dadurch vom Patienten bestimmt, den Zeitpunkt der Exspiration gestaltet jedoch der Intensivrespirator (PSV Endflow).

Weiterentwicklung des BiLevel-Modus mit einer Volumengarantie für den mandatorischen Atemanteil. 

Statt der Einstellung des oberen Druckniveaus (Pinsp) wird ein Zielvolumen vorgegeben. Beim Wechsel vom unteren Druckniveau (PEEP) zum oberen Druckniveau (Pinsp) erhält der Patient einen maschinellen Atemzug, dessen Druckniveau abhängig ist von dem eingestellten Zielvolumen (Vt) und der Dehnungsfähigkeit (Compliance) der Lunge.

Innerhalb eines sicheren Fensters (Pmax und Pmin) passt sich das obere Druckniveau automatisch atemzugsweise in Schritten von maximal 3 mbar an.

Die Spontanatmung auf dem unteren Druckniveau kann auf CPAP-Niveau oder in Kombination mit einer Druckunterstützung erfolgen.

Druckkontrollierte zeitgesteuerte Beatmung. 

Durch Einstellung eines oberen und unteren Druckniveaus ergibt sich in Abhängigkeit der Gesamt-Compliance des Patienten das Tidalvolumen. Das obere Druckniveau wird über die gesamte Inspirationszeit konstant gehalten. Im Gegensatz zum BiLevel ist eine freie Spontanatmung auf dem oberen Druckniveau nicht möglich.
Zusätzliche Atemhübe können durch Triggerung ausgelöst werden.

Spontanatem-Modus zum Atmen auf PEEP-Niveau.

Bei dem Spontanatem-Modus wirkt eine positive Drucksituation über den gesamten Atemzyklus und insbesondere in der Exspirationsphase (= PEEP).

Weiterentwicklung des bekannten BiLevel-Modus mit einer Volumengarantie für den mandatorischen und den Spontanatemteil

Das Zielvolumen bildet sowohl die Basis für den Wechsel vom unteren Druckniveau (PEEP) zum oberen Druckniveau (Pinsp), als auch für die Steuerung der Druckunterstützung (PSV). Innerhalb eines sicheren Fensters (Pmax und Pmin) passt sich das obere Druckniveau oder die Druckunterstützung automatisch atemzugsweise in Schritten von maximal 3 mbar an. Somit kombiniert das Duale BiLevel die Funktionalität des Dynamischen BiLevel mit der Funktionalität des Dynamischen PSV.

Weiterentwicklung des bekannten BiLevel-Modus mit einer Volumengarantie für den mandatorischen und den Spontanatemteil. In Abhängigkeit des eingestellten Minutenvolumen (f x VT) wird die mandatorische Beatmung oder die Spontanatmung realisiert.

Als Regelgröße wird nicht die eingestellte Atemfrequenz, sondern das eingestellte Mindestminutenvolumen (f x Vt) herangezogen. Die patientenseitige Spontanatmung wird laufend bilanziert und ständig mit dem eingestellten Minutenvolumen verglichen. Wird durch die Spontanatmung das Mindestminutenvolumen nicht erreicht, wird ein maschineller Hub ausgelöst. Bei ausreichender Spontanatmung werden keine maschinellen Beatmungshübe appliziert, sondern der Spontanatemmodus meistens mit dynamischer Druckunterstützung fortgeführt. Bei vollständig ausbleibender Spontanatmung wird der Patient komplett mandatorisch (f x Vt) beatmet. Das eingestellte Zielvolumen bildet sowohl die Basis für den Wechsel vom unteren Druckniveau (PEEP) zum oberen Druckniveau (Pinsp), als auch für die Steuerung der Druckunterstützung (PSV). Innerhalb eines sicheren Fensters (Pmax und Pmin) passt sich das obere Druckniveau oder die Druckunterstützung automatisch atemzugsweise in Schritten von maximal 3 mbar an. Bei zeitweiligen Atemaussetzern dient der mandatorische Beatmungsanteil als intelligente Apnoe-Ventilation. Somit kombiniert das Flexible BiLevel die Funktionalität des Optionalen BiLevel mit der Funktionalität des Dynamischen PSV.

Die Atemarbeit des spontanatmenden Patienten wird durch eine proportionale Druckunterstützung in Abhängigkeit des eingestellten Kompensationsgrades der Strömungswiderstände (Flow Support) und der Dehnungswiderstände (Volumen Support) teilweise übernommen bzw. der Atemzug vertieft. Die wirksame Druckunterstützung variiert atemzugsweise in Abhängigkeit des erzeugten Flows und des eingeatmeten Volumens. Zur Sicherheit muss sowohl die obere Druckgrenze (Pmax) als auch die Apnoe-Ventilation eingestellt werden.

In Abhängigkeit des eingestellten Minutenvolumens (f x Vt) wird die mandatorische Beatmung oder die Spontanatmung realisiert.

Als Regelgröße wird jedoch nicht die eingestellte Atemfrequenz, sondern das eingestellte Mindestminutenvolumen (f x Vt) herangezogen. Die patientenseitige Spontanatmung wird laufend bilanziert und ständig mit dem eingestellten Minutenvolumen verglichen. Wird durch die Spontanatmung das Mindestminutenvolumen nicht erreicht, wird ein maschineller Hub ausgelöst. Bei ausreichender Spontanatmung werden keine maschinellen Beatmungshübe appliziert, sondern der Spontanatemmodus meistens mit Druckunterstützung fortgeführt. Bei vollständig ausbleibender Spontanatmung wird der Patient komplett mit dem eingestellten Mindestminutenvolumen (f x Vt) mit allen Vorteilen von BiLevel beatmet. Bei zeitweiligen Atemaussetzern dienen die mandatorischen Beatmungsanteile als intelligente Apnoe-Ventilation.

Kombination von druckkontrollierter zeitgesteuerter Beatmung mit der Möglichkeit der Spontanatmung.

Die maschinellen Beatmungsanteile dienen der Sicherstellung eines Mindestgasaustausches oder der teilweisen Übernahme der Atemarbeit. Zwischen den eingestellten maschinellen Beatmungshüben kann der Patient spontan atmen. Die Spontanatmung wird üblicherweise mit einer einstellbaren Druckunterstützung (PSV) kombiniert.

Weiterentwicklung des bekannten BiLevel-Modus mit einer Volumengarantie für den mandatorischen Atemanteil. Zusätzliche Atemhübe können durch Triggerung ausgelöst werden.

Sowohl zeitgesteuert durch die Einstellung der Atemfrequenz als auch durch das Auslösen der Triggerfunktion werden dynamische BiLevel-Hübe gestartet. Zur umfassenden Entlastung des Patienten kann weder eine Druckunterstützung zugeschaltet noch die Inspirationszeit des mandatorischen Hubes durch Einstellung eines exspiratorischen Triggerkriteriums verkürzt werden. Dabei ist das Druckniveau abhängig von dem eingestellten Zielvolumen (Vt) und der Dehnungsfähigkeit (Compliance) der Lunge. Innerhalb eines sicheren Fensters (Pmax und Pmin) passt sich das obere Druckniveau automatisch atemzugsweise in Schritten von maximal 3 mbar an. Das Volumenadaptive BiLevel reduziert den Bedienaufwand und minimiert die Wahrscheinlichkeit eines Volutraumas oder einer Totraumventilation infolge einer Änderung der Gesamt-Compliance.

Weiterentwicklung des bekannten BiLevel-Modus mit einer Volumengarantie für den mandatorischen Atemanteil. Die Spontanatmung kann auf CPAP-Niveau oder in Kombination mit einer Druckunterstützung erfolgen.

In Abhängigkeit der Spontanatemaktivität innerhalb der eingestellten Zykluszeit (60/f) wird die mandatorische Beatmung oder die Spontanatmung realisiert.

Statt der Einstellung des oberen Druckniveaus (Pinsp) wird ein Zielvolumen vorgegeben. Beim Wechsel vom unteren Druckniveau (PEEP) zum oberen Druckniveau (Pinsp) erhält der Patient einen maschinellen Atemzug, dessen Druckniveau abhängig ist von dem eingestellten Zielvolumen (Vt) und der Dehnungsfähigkeit (Compliance) der Lunge. Innerhalb eines sicheren Fensters (Pmax und Pmin) passt sich das obere Druckniveau automatisch atemzugsweise in Schritten von maximal 3 mbar an. Das Dynamische BiLevel reduziert den Bedienaufwand und minimiert die Wahrscheinlichkeit eines Volutraumas oder einer Totraumventilation infolge einer Änderung der Gesamt-Compliance.

In Abhängigkeit der Spontanatemaktivität innerhalb der eingestellten Zykluszeit (60/f) wird die mandatorische Beatmung oder die Spontanatmung realisiert. Durch die Einstellung der Atemfrequenz wird eine Atemzykluszeit (60/f) definiert.

Löst der Patient während der Zykluszeit das Triggerkriterium aus, erfolgt die Spontanatmung üblicherweise mit Druckunterstützung. Erfolgt innerhalb der Zykluszeit keine Spontanatmung, wird am Ende der rechnerischen Zykluszeit ein klassischer BiLevel-Hub ausgelöst. Bei vollständig ausbleibender Spontanatmung wird der Patient komplett mit dem eingestellten Mindestminutenvolumen (f x Vt) beatmet. Bei zeitweiligen Atemaussetzern wirken die mandatorischen Beatmungsanteile als intelligente Apnoe-Ventilation. Dieser Modus wird oft bei der nichtinvasiven Beatmung oder bei der postoperativen Nachbeatmung eingesetzt.

Weiterentwicklung des bekannten BiLevel-Modus mit einer Volumengarantie für den mandatorischen und den Spontanatemteil. In Abhängigkeit der Spontanatemaktivität innerhalb der eingestellten Zykluszeit (60/f) wird die mandatorische Beatmung oder die Spontanatmung realisiert.

Durch die Einstellung der Atemfrequenz wird eine Atemzykluszeit (60/f) definiert. Löst der Patient während der Zykluszeit das Triggerkriterium aus, erfolgt die Spontanatmung mit einer Druckunterstützung mit Volumengarantie (= Dynamisches PSV). Erfolgt innerhalb der Zykluszeit keine Spontanatmung wird am Ende der rechnerischen Zykluszeit ein klassischer BiLevel-Hub mit Volumengarantie (= Dynamisches BiLevel) ausgelöst. Bei vollständig ausbleibender Spontanatmung wird der Patient komplett mit dem eingestellten  Mindestminutenvolumen (f x Vt) beatmet. Bei zeitweiligen Atemaussetzern wirken die mandatorischen Beatmungsanteile als intelligente Apnoe-Ventilation.

Weiterentwicklung des optionalen VCV-Modus mit einer Volumengarantie für den druckunterstützten Spontanatemteil. Als Steuergröße wird nicht die eingestellte Atemfrequenz, sondern das eingestellte Mindestminutenvolumen (f x Vt) herangezogen. Die patientenseitige Spontanatmung wird laufend bilanziert und ständig mit dem eingestellten Minutenvolumen verglichen. Wird durch die Spontanatmung das Mindestminutenvolumen nicht erreicht, wird ein maschineller Hub ausgelöst. Bei ausreichender Spontanatmung werden keine maschinellen Beatmungshübe appliziert, sondern der Spontanatemmodus mit einstellbarer dynamischer Druckunterstützung fortgeführt. Bei vollständig ausbleibender Spontanatmung wird der Patient komplett mandatorisch (f x Vt) beatmet. Bei zeitweiligen Atemaussetzern dient der mandatorische Beatmungsanteil als intelligente Apnoe-Ventilation. Somit kombiniert das Flexible VCV die Funktionalität des Optionalen VCV mit der Funktionalität des Dynamischen PSV.

Mit der Highflow Sauerstofftherapie (HFOT)  kann über eine spezielle Nasenbrille oder nicht dichtenden Masken eine funktionelle CPAP-Therapie mit ausreichend hohem Sauerstoffangebot durchgeführt werden. Dabei wird dem Patienten ein Flow von bis zu 50 Litern pro Minuten und eine entsprechende Sauerstoffkonzentration angeboten.

Im Fokus stehen dabei zwei Wirkmechanismen:
- Entstehung eines funktionellen PEEP
- Sauerstoffreservoir
- Atemerleichterung durch inspiratorischen Flow
- Sekeretmobilisation

Hierdurch kann sich das Perfusions-Ventilationsverhältnis verbessern, sowie sich der Totraum und die Atemarbeit reduzieren.

Das wirksame CPAP-Niveau ist vom eingesetzten Flow und dem Öffnungsgrad des Mundes abhängig. Zur Vermeidung von Nasenbluten wird HFOT in Kombination mit einem Atemgasbefeuchter durchgeführt. HFOT erlaubt die Durchführung der CPAP-Therapie über längere Zeit. Durch Verzicht auf eine NIV-Maske wird diese durch den Patienten gut toleriert, maskenbedingte Komplikationen werden ausgeschlossen.

(Proportional Adaptive Pressure Support)

Im Gegensatz zur festeingestellten Druckunterstützung bei PSV erhält der spontanatmende Patient unter PAPS eine proportionale Druckunterstützung. Die wirksame Druckunterstützung orientiert sich dabei selektiv an den jeweilig erhöhten elastischen und restriktiven Widerständen.

Die Grundlagen hierzu basieren auf den Erkenntnissen von Tyler (1962) und M.Younes (ab 1987) in Winnipeg. Dabei ermittelt ein spezieller Algorithmus atemzugsweise die aktuelle Atemarbeit durch erhöhte Strömungs- und Dehnungswiderstände und regelt die selektive Druckunterstützung zur Kompensation. Je nach Hersteller unterscheidet sich der Algorithmus im Detail, besonders bei der Ermittlung der Compliance und Resistance unter Spontanatmung.
PAPS erlaubt somit eine physiologischere Druckunterstützung und bietet einen höheren Patientenkomfort. Der einstellbare Grad der Unterstützung erlaubt die Anpassung im laufenden Weaningprozess.

Work Of Breathing Optimized Ventilation

Mit WOBOV steht ein generalistischer Modus zur Verfügung, der die Förderung der Spontanatmung, eine ausreichende Minutenventilation, ein energetisch optimales Atemmuster und die Einhaltung von vorgegebenen Lungenschutzregeln berücksichtigt. Dabei wird fortlaufend das energetisch optimale Atemmuster kalkuliert und die Beatmungssteuerung (modifizierte Otisformel) entsprechend angepasst. Grundlage dieser Steuerung sind die Erkenntnisse von Rohrer (1925) und Otis et.al. (1950), nach denen ein energetisch optimales Atemmuster negative Atemarbeit reduziert, Spontanatmung fördert und eine Totraumventilation verhindert.
Dabei wird die Spontanatmung durch automatisierte Rücknahme der maschinellen Unterstützung gefördert. Bei noch unzureichender Ventilation steigert WOBOV langsam wieder den maschinellen Support bzw. kompensiert der Algorithmus das Defizit im Bedarfsfall bis zur vorgegebenen Minutenventilation. Dabei kann der Modus sowohl auf eine druckkontrollierte Beatmung mit Volumengarantie (vergleichbar dynamisches BiLevel), als auch auf eine druckunterstützte Spontanatmung mit Volumengarantie (dynamisches PSV) zugreifen.

Adaptive Lung Protection Ventilation

Im Unterschied zu dem „klassischen“ ASV steuert ALPV die Beatmung nicht auf Basis der „Otis“-Formel, sondern nach den aktuellen Beatmungsleitlinien der lungenprotektiven Beatmung.
Dabei wird eine druckkontrollierte Beatmung mit Volumengarantie (vergleichbar dynamisches BiLevel) mit einer druckunterstützten Spontanatmung mit Volumengarantie (dynamisches PSV) so kombiniert, dass als Zielwert für die mandatorische und druckunterstützte Spontanatmung ein
vorgegebenes Tidalvolumen (z.B. 6 ml/kg bezogen auf das ideale KG) erreicht wird.
ALPV lässt eine Spontanatmung des Patienten nicht nur zu, sondern fördert diese durch automatisierte und kontrollierte Rücknahme der maschinellen Unterstützung. Bei noch nicht ausreichender Ventilation kompensiert ALPV das Defizit bis zum eingestellten Minutenvolumen (%Min.). Bei nachlassender Spontanatmungsaktivität beginnt ALPV wieder mit dem maschinellen Support bis zur eingestellten Minutenventilation.
Somit kombiniert ALPV die bisherigen Vorteile einer hybriden Closed-Loop-
Beatmung mit den aktuellen Vorgaben der lungenprotektiven Beatmung.