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ETCO2-Anwendungen

3.1. Herz-Lungen-Wiederbelebung (HLW)

Die ETCO2-Konzentration ist ein zuverlässiger Index für die effektive Herzkompression während der HLW, die mit dem Herzzeitvolumen zusammenhängt (7, 8). Das erste Anzeichen für die Rückkehr des Spontankreislaufs (ROSC) während der HLW ist der Anstieg des ETCO2, weshalb die Überwachung des ETCO2 sehr nützliche Informationen zur Steuerung der Behandlung während der HLW liefert (8-10). ETCO2 ist ein zuverlässiger Indikator mit einem hohen prognostischen Wert bei der Bestimmung des Ergebnisses der HLW (11, 12). Studien haben gezeigt, dass bei Patienten, die einen ETCO2-Wert von 10 mmHg oder weniger aufwiesen, ein Herzstillstand mit dem Tod verbunden war (13, 14). Nach 20 Minuten HLW tritt der Tod ein, wenn der ETCO2 konstant unter 10 mmHg liegt, wobei die Sensitivität und Spezifität 100 % beträgt (15). ETco2 ist bei der ROSC-Vorhersage sensitiver als die zerebrale Sauerstoffsättigung (rSO2) (16).

3.2. Beurteilung der Atemwege

Die Bestätigung der endotrachealen Intubation ist für das Atemwegsmanagement in der Notaufnahme von entscheidender Bedeutung, obwohl es kein definitives diagnostisches Instrument zur Überprüfung der korrekten Intubation in der Notaufnahme gibt (17). Kürzlich wurde die Kapnographie als Goldstandard für die Bestätigung der korrekten Lage des Endotrachealtubus verwendet (18, 19). Die kolorimetrische ETCO2-Messung ist ein sicheres, zuverlässiges, einfaches und tragbares Instrument zur Bestimmung der korrekten Platzierung des Endotrachealtubus bei Patienten mit stabiler Hämodynamik und ist sehr nützlich, wenn kein Kapnograph zur Verfügung steht (20). Bei Patienten mit Beutel- oder Maskenbeatmung oder bei Einnahme von kohlensäurehaltigen Getränken oder Antazida kann es jedoch zu einem falsch-positiven Ergebnis kommen, doch zeigt es in der Regel nach 6 Atemzügen das wahre Ergebnis an (21). Die Verwendung von Natriumbicarbonat führt zu einem höheren ETCO2-Wert für 5 bis 10 Minuten (22). Bei einem Herzstillstand, der zu einer Abnahme des CO2-Transports zwischen Gewebe und Lunge führt, kann die Kapnographie eine korrekte Intubation als falsch anzeigen (falsch negativ)(23).

3.3. Sedierung und Analgesie

Die Kapnographie ist eine wirksame Methode zur frühzeitigen Diagnose von Atemdepression und Atemwegsstörungen, insbesondere während der Sedierung, was zu einer Verringerung schwerer Komplikationen führt (23, 24). Die Kapnographie bietet mehr Sicherheit bei der Überwachung der Patienten während der Sedierung. Die Verabreichung von Sauerstoff hat keinen Einfluss auf die mittels Kapnographie ermittelten Parameter der Atmungsfunktion (25). Sie zeigt eine beeinträchtigte Atemwegsfunktion früher an als jedes andere Gerät, 5 bis 240 Sekunden früher als die Pulsoximetrie (26, 27). Die Kapnographie ist bei der Diagnose von Atmungsstörungen empfindlicher als die klinische Bewertung. So haben beispielsweise in vielen Fällen, in denen während der Sedierung eine Apnoe auftrat, die Ärzte am Krankenbett die Apnoe nicht erkannt, während die Kapnographie sie identifizieren konnte (28).

3.4. Lungenerkrankung

3.4.1. Obstruktive Lungenerkrankung

Bei obstruktiven Atemwegserkrankungen kann die Hypoventilation zu Kurzatmigkeit und Hyperkarbidität führen (29). Es besteht ein Zusammenhang zwischen dem ETCO2 und dem partiellen arteriellen Kohlendioxid (PaCO2) bei Patienten mit akutem Asthma in der Notaufnahme (30, 31). Die Kapnographie ist eine dynamische Überwachung von Patienten mit akuter Atemnot wie Asthma, chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD), Bronchiolitis und Herzinsuffizienz (32). Bronchospasmus ist bei Patienten mit obstruktiven Erkrankungen wie COPD mit einer verlängerten Exspirationsphase (E1, E2, E3) im Kapnogramm (Abbildung 1) verbunden (32, 33). Änderungen des ETCO2 und der Steigung der Exspirationsphase korrelierten mit dem (E1, E2, E3) forcierten Exspirationsvolumen in einer Sekunde (FEV1) und der Peak-Exspirationsflussrate (PEFR) (32, 34). ETCO2 ist ein unverzichtbares Instrument zur Beurteilung des Schweregrads obstruktiver Atemwegserkrankungen in der Notaufnahme. Der ETCO2-Wert ist bei Patienten mit einer COPD-Exazerbation, die ins Krankenhaus eingeliefert werden, höher als bei Patienten, die aus der Notaufnahme entlassen werden (35).

3.4.2. Lungenembolie

Bei einer Thromboembolie ist der ETCO2-Wert aufgrund der verminderten pulmonalen Perfusion und des vergrößerten alveolären Totraums, der die aus der Lunge ausgeatmete CO2-Menge reduziert, deutlich niedriger als normal, so dass der venöse Kohlendioxiddruck (PvCO2) ansteigt und alle diese Veränderungen zu einem Anstieg des arteriellen CO2-ETCO2-Gradienten führen (36). Dies hilft bei der korrekten Diagnose einer Lungenembolie, insbesondere einer stummen Lungenembolie (37). Die volumetrische Kapnographie wird zur Überwachung der Thrombolyse bei großen Lungenembolien eingesetzt (38). Der Durchschnittswert des ETCO2 und der Abfall des PCO2/PO2-Drucks über 30 Sekunden korreliert mit der klinischen Wahrscheinlichkeit oder dem Ausschluss einer Lungenembolie (39).

3.5. Herzinsuffizienz

Die rasche Abgrenzung der Herzinsuffizienz als Ursache der Dyspnoe von anderen respiratorischen Ursachen ist für die Wahl einer geeigneten Therapie sehr wichtig (40). Manchmal ist die Unterscheidung zwischen einer COPD/Asthma-Exazerbation und einer akuten Herzinsuffizienz sehr schwierig, vor allem wenn beide zusammen auftreten, und die Behandlungsentscheidungen sind in dieser Situation sehr komplex (41). Der ETCO2-Wert bei Patienten mit kardialen Ursachen unterscheidet sich deutlich von Patienten mit Atemnot aufgrund obstruktiver Ursachen. Ein ETC02-Wert > 37 mmHg wurde bei keinem Patienten mit Herzinsuffizienz beobachtet, obwohl ein ETC02-Wert > 37 mmHg eine geringe Sensitivität für die Diagnose von COPD/Asthma aufweist (42, 43). Der ETCO2-Wert bei kardiopulmonalen Belastungstests bei Patienten mit Herzinsuffizienz hat einen hohen prognostischen Wert für kardiale Ereignisse (44, 45). Das N-terminale pro-hirnnatriuretische Peptid ist bei der quantitativen Kapnographie sehr nützlich für die Frühdiagnose und Behandlung von Patienten mit akuter Dyspnoe (respiratorische oder kardiale Ursachen) in der Notaufnahme. Der weit verbreitete Einsatz der quantitativen Kapnographie kann im Arbeitsalltag von Notärzten von Vorteil sein (46).

3.6. Schock

Der hypertensive Schock ist ein klinisches Merkmal für viele Krankheiten und geht mit einer hohen Sterblichkeitsrate in Notaufnahmen einher. Notärzte bemühen sich ständig, neue Wege zu finden, um einen Schock im Frühstadium zu diagnostizieren und so schnell wie möglich eine Behandlung einzuleiten (47). Die Kapnographie gilt als einfache und nicht-invasive Methode zur Erkennung und Einschätzung der Schockintensität im Frühstadium (48, 49). Es ist bekannt, dass der ETCO2-Wert bei volumenbedingten hypotonen Zuständen sinkt (50). ETCO2 korreliert mit Blutdruck, Serumlaktat und Basenüberschuss. Bei einem Schock im Frühstadium, der mit einem verminderten Herzzeitvolumen verbunden ist, nimmt der ETCO2-Wert deutlich ab. Dies ist auf den verminderten Blutfluss in der Lungenarterie während der Verringerung des Herzzeitvolumens zurückzuführen, wodurch das Ventilations-Perfusions-Verhältnis gestört wird. Mit zunehmendem Shunt sinkt der ETCO2-Wert, während sich der PaCO2-Wert nicht ändert (51, 52). Mit sinkendem Blutdruck sinkt der ETCO2-Wert und der PaCO2-ETCO2-Gradient steigt (53, 54). Es besteht eine Korrelation zwischen dem Ausmaß der Dehydratation und der Menge an Natriumbicarbonat und ETCO2, und ETCO2 kann als einfacher und nicht-invasiver Indikator zur Bestimmung der Dehydratation verwendet werden (55).

3.7. Stoffwechselstörung

Kohlendioxid (CO2) ist eines der Endprodukte des Stoffwechsels und wird über den Blutkreislauf in die Lunge geleitet und durch das Atmungssystem weitergeleitet, so dass das ausgeatmete CO2 den Stoffwechselzustand des Körpers widerspiegelt (56, 57). ETCO2 ist ein schneller, kostengünstiger und nicht-invasiver Indikator zur Schätzung der HCO3-Bicarbonatmenge und des PaCO2 in Notfällen und kritischen Situationen (58). Aufgrund des direkten Zusammenhangs zwischen ETCO2 und HCO3 ist ETCO2 ein Prädiktor für metabolische Azidose und Mortalität, so dass der Kapnograph als Screening-Instrument für metabolische Azidose in der Notaufnahme sehr nützlich ist (59) . ETCO2 kann als nicht-invasive Methode zur Bestimmung der metabolischen Azidose empfohlen werden und kann zur frühzeitigen Erkennung einer metabolischen Azidose bei Patienten mit Spontanatmung verwendet werden, jedoch sollte die ABG als Goldstandard für die Diagnose und das Behandlungsmanagement verwendet werden (60).

3.7.1. Diabetische Ketoazidose (DKA)

Patienten mit Diabetes mellitus haben ein erhöhtes Risiko für schwerwiegende und behindernde Komplikationen, von denen eine der wichtigsten die DKA ist (61). Die direkte lineare Beziehung zwischen ETCO2 und HCO3 ist für die Vorhersage einer Azidose nützlich. Es wurde gezeigt, dass keine DKA-Diagnose gestellt wird, wenn ETCO2 ˃ 36, und dass eine DKA-Diagnose gestellt wird, wenn ETCO2 ≤ 29. Ein ETCO2-Wert von 30 bis 35 gilt als Grenzwert und ist daher für die Diagnose einer Azidose klinisch nützlich (62, 63). Darüber hinaus korreliert ein niedriger PaCO2-Wert mit einem erhöhten Risiko für ein Hirnödem bei Kindern mit DKA (64). Entsprechend der Beziehung zwischen ETCO2 und PaCO2 kann die Kapnographie also zur Identifizierung von Personen mit einem hohen Risiko für ein Hirnödem verwendet werden (62). Wenn der Glukosegehalt des Patienten über 550 mg/dl liegt, ist ETCO2 ein nützliches Instrument, um eine DKA auszuschließen (65).

3.7.2. Gastroenteritis

Bei Kindern mit Durchfall und Erbrechen korreliert der ETCO2 unabhängig mit der HCO3-Konzentration im Serum. Dies ist ein nicht-invasiver Index zur Messung des Schweregrads der Azidose bei Patienten mit Gastroenteritis (66). ETCO2 kann zur Schätzung von HCO3 in vielen Notfallsituationen verwendet werden(58).

3.8. Trauma

Das endtidale Kohlendioxid kann bei Patienten, die die Kriterien für die Traumaversorgung erfüllen, nicht zum Ausschluss einer schweren Verletzung verwendet werden. ETCO2 ≤30 mmHg kann mit einem erhöhten Risiko einer schweren traumatischen Verletzung verbunden sein (67).

Es besteht ein umgekehrter Zusammenhang zwischen dem ETCO2-Wert vor der Einlieferung und der traumatischen Sterblichkeitsrate, so dass der ETCO2-Wert zur Verbesserung der Triage verwendet werden kann und dem Rettungsdienst bei der Planung der Verlegung von Patienten in ein geeignetes Traumazentrum hilft (68).

Ein niedriger ETCO2-Wert steht in engem Zusammenhang mit einem Schock bei Traumapatienten und deutet auf den Schweregrad des Zustands des Patienten in den ersten sechs Stunden nach der Einlieferung hin (69).