Vergleich von drei Schnittstellen für die nicht-invasive Beatmung bei Früh- und Termneugeborenen: Eine retrospektive Kohortenstudie

Zusammenfassung

Diese Studie an 187 vorzeitigen und reifen Neugeborenen zeigt, dass eine systematische Rotation zwischen Nasenkanülen und Masken moderate bis schwere Nasenverletzungen um 60 % verringert, ohne die Atemeffizienz zu beeinträchtigen. Diese Strategie verbessert zudem die Sauerstoffversorgung und verkürzt die Dauer des kontinuierlichen positiven Atemwegsdrucks im Vergleich zur kontinuierlichen Nutzung einer einzigen Schnittstelle.

Zusammenfassung

Die nichtinvasive Beatmung (NIV) ist die primäre Unterstützungsform bei neonataler Atemnot; nasale Verletzungen bleiben jedoch eine häufige Komplikation. Die optimale Schnittstellenstrategie zur Minimierung nasaler Verletzungen bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der respiratorischen Wirksamkeit ist weiterhin unklar. Diese retrospektive Kohortenstudie an 187 Neugeborenen verglich drei Schnittstellenstrategien: nasale Prongs (n = 63), nasale Maske (n = 61) und ein wechselndes Prongs/Maske-Protokoll (n = 63). Primäre Endpunkte waren das Versagen der NIV und die Schwere nasaler Verletzungen. Die Raten des NIV-Versagens waren zwischen den Gruppen vergleichbar (p = 0,72); die Gruppe mit wechselnder Anwendung zeigte jedoch eine signifikante Reduktion moderater bis schwerer nasaler Verletzungen (9,5 %) im Vergleich zur kontinuierlichen Prong-Anwendung (23,8 %, p = 0,03) und zur kontinuierlichen Maskenanwendung (18,0 %, p = 0,19). Zudem war die wechselnde Strategie mit einer signifikant verbesserten Sauerstoffversorgung und kürzeren medianen Dauern der kontinuierlichen positiven Atemwegsdruckbeatmung (CPAP) verbunden (15 vs. 18 vs. 20 h, p = 0,04). Eine systematische Rotation der Schnittstellen alle 2–4 Stunden minimiert iatrogene Verletzungen, ohne die Wirksamkeit zu beeinträchtigen, und sollte in die standardmäßige neonatale Versorgung integriert werden.

Einleitung

Nasenverletzungen bleiben eine bedeutende iatrogene Komplikation der nichtinvasiven Beatmung (NIV) bei Neugeborenen, wobei Berichten zufolge Inzidenzraten von bis zu 90 % auftreten¹. Die nichtinvasive Beatmung hat die respiratorische Versorgung von Neugeborenen in den letzten zwei Jahrzehnten revolutioniert und ist inzwischen die bevorzugte erste Maßnahme zur Atemunterstützung bei Früh- und Reifgeborenen geworden^2,3. Der Wechsel von invasiven Beatmungsverfahren zu NIV-Strategien wurde durch überzeugende Belege motiviert, die eine geringere Rate an bronchopulmonaler Dysplasie, kürzere Krankenhausaufenthalte und verbesserte neuroentwicklungsmedizinische Ergebnisse zeigen⁴. Aktuelle Leitlinien der American Academy of Pediatrics und der Europäischen Konsensusleitlinien empfehlen den kontinuierlichen positiven Atemwegsdruck (CPAP) als Therapie erster Wahl bei Atemnotsyndrom, wobei die Misserfolgsraten der NIV je nach Schwangerschaftswoche und zugrundeliegender Pathologie zwischen 25 % und 40 % liegen^5,6.

Trotz dieser Fortschritte bleibt die optimale Schnittstelle für die NIV-Anwendung umstritten. Jüngste systematische Übersichtsarbeiten konnten keine eindeutige Überlegenheit eines einzelnen Schnittstellentyps nachweisen, obwohl einzelne Studien auf mögliche Vorteile bestimmter Ansätze in ausgewählten Patientengruppen hinweisen^7,8. Die Heterogenität der Studiendesigns, der untersuchten Patientengruppen und der Outcome-Maße hat die Möglichkeit eingeschränkt, definitive Schlussfolgerungen zur Auswahl der Schnittstelle zu ziehen.

Nasenkanülen werden aufgrund ihrer zuverlässigen Druckabgabe häufig verwendet; ihre starre Struktur erzeugt jedoch oft konzentrierte Druckstellen am Nasenseptum und an der Columella^9,10,11. Im Gegensatz dazu verteilen Nasenmasken den Druck über eine größere Fläche, können aber Herausforderungen wie erhöhte Gasleckage und Druckvariabilität mit sich bringen^12,13,14,15.

Das Konzept der Interface-Rotation zielt darauf ab, die Vorteile beider Systeme zu kombinieren. Frühe Untersuchungen deuten darauf hin, dass systematische Rotationsprotokolle die Verletzungsrate senken können^16,17. Diese Studie befasst sich mit dem Mangel an direkten Vergleichen in einer breiten Kohorte von Früh- und Reifgeburten, wobei insbesondere extrem geringgewichtige Säuglinge im Fokus stehen, die aufgrund ihrer empfindlichen Haut und der Notwendigkeit einer langen NIV-Dauer einem besonders hohen Risiko ausgesetzt sind^18,19,20. Durch die Bewertung dieser Strategien liefert die vorliegende Forschung einen Rahmen für ein proaktives Interface-Management, der die klinische Entscheidungsfindung unterstützt, um die respiratorische Wirksamkeit mit der Vermeidung iatrogen bedingter Verletzungen in Einklang zu bringen. Es wird vermutet, dass den zugrundeliegenden physiologischen Mechanismen eine Verringerung lokalisierter entzündlicher Kaskaden sowie eine Optimierung der Gewebedurchblutung zugrunde liegt; diese Mechanismen bedürfen jedoch weiterer Validierung²¹.

Diese Studie hatte zum Ziel, die Inzidenz und Schwere nasaler Verletzungen bei drei Interface-Strategien zu vergleichen; die Auswirkungen auf respiratorische Parameter und entzündliche Marker zu bewerten; sowie zu überprüfen, ob eine Rotation der Interfaces den Gasaustausch verbessert über unterschiedliche mechanische Reize; und Identifizierung von Prädiktoren für den Erfolg einer nichtinvasiven Beatmung bei verschiedenen Interface-Ansätzen.

Protokoll

Die vorliegende Studie wurde gemäß den Grundsätzen der Deklaration von Helsinki durchgeführt. Die ethische Genehmigung wurde vor der Datenerhebung durch die Ethikkommission des Ersten Angegliederten Krankenhauses der Xiamen-Universität erteilt (Genehmigungsnummer [2025] KYLSZ (049)). Zur Wahrung der Patientenvertraulichkeit wurden anonymisierte Datenerfassungsbögen verwendet. Aufgrund des retrospektiven Charakters dieser Studie hat der Ethikausschuss auf die Erfordernis einer schriftlichen informierten Einwilligung verzichtet.

Einschlusskriterien. Neugeborene, die zwischen 2020 und 2024 in der Einrichtung aufgenommen wurden, kamen für die Studie in Betracht, wenn sie ein Gestationsalter von ≥24 Wochen aufwiesen, innerhalb der ersten 72 Lebensstunden eine nicht-invasive Beatmung (NIV) benötigten und ein Atemversagen zeigten, das durch klinische Anzeichen wie eine Atemfrequenz >60 Atemzüge/min, Stöhnen oder einen Silverman–Anderson-Score ≥3 identifiziert wurde. Die Studie schloss gezielt extrem frühgeborene Säuglinge (24 Wochen) und extrem niedrig gewichtige Neugeborene (<1.000 g) ein, um den gesamten klinischen Anwendungsbereich der NIV abzubilden.

Ausschlusskriterien. Säuglinge mit schweren kraniofazialen Anomalien oder solche, die eine sofortige Intubation erforderten, wurden ausgeschlossen.

1. Probandenscreening und Vorbereitung

In der elektronischen medizinischen Datenbank wurden nach Neugeborenen gesucht, die zwischen 2020 und 2024 aufgenommen wurden und eine Schwangerschaftsdauer von ≥24 Wochen hatten sowie innerhalb der ersten 72 Lebensstunden eine nicht-invasive Beatmung (NIV) benötigten. Ein Atemnotsyndrom wurde anhand klinischer Anzeichen festgestellt, darunter eine Atemfrequenz >60/min, Stöhnen oder ein Silverman–Anderson-Score ≥3. Säuglinge mit schweren kraniofazialen Fehlbildungen oder solche, die sofort intubiert werden mussten, wurden ausgeschlossen. Die Einbeziehung von extrem frühgeborenen Säuglingen (24 Wochen) und extrem geringem Geburtsgewicht (<1.000 g) erfolgte bewusst, um den gesamten klinischen Anwendungsbereich der NIV in der Abteilung abzubilden.

2. Anwendung der Schnittstelle für die nichtinvasive Beatmung

Die geeignete Größenwahl der Schnittstelle wurde mithilfe einer kalibrierten Messvorlage zur Bestimmung des nasalen Columellabstands und des Nasenlochdurchmessers ermittelt. Die Haut wurde gereinigt und getrocknet, anschließend wurde eine dünne hydrokolloide Barriere aufgetragen. Die Barriere wurde in eine „H-Form“ für nasale Sauerstoffbrillen oder eine „umgekehrte Herzform“ für nasale Masken zugeschnitten. Anschließend wurde die Schnittstelle platziert und mit dem Befestigungssystem fixiert, wobei die Klettverschlussbänder so angepasst wurden, dass ein Fingerbreit Platz verblieb, um übermäßigen Druck zu vermeiden.

Die Interface-Rotation wurde für die alternierende Gruppe alle 2–4 Stunden durchgeführt. Der Zeitpunkt innerhalb dieses Intervalls wurde basierend auf klinischer Beurteilung individuell angepasst und mit der routinemäßigen gebündelten Versorgung synchronisiert, um übermäßiges Handling und physiologische Instabilität zu minimieren. Dieser Ansatz legte den Schwerpunkt auf den Säuglingskomfort, die Stabilität während des Handlings sowie die Erhaltung der Integrität der Nasenhaut, wie an visuellen Kontrollpunkten beurteilt.

Während jedes Wechsels der Schnittstelle wurde eine 5-minütige Druckentlastungsphase durchgeführt, indem Sauerstoff über eine Niedrigflusskanüle verabreicht wurde, die 1–2 cm über den Nasenöffnungen positioniert war.

3. Visuelle Kontrollpunkte und Überwachung

Visuelle Kontrollpunkte stellten sicher, dass die Nasenkanülen den Nasenrücken nicht berührten und dass die Nasenmaske nicht auf die Augen drückte. Die Patienten wurden auf klinische Stabilisierung überwacht, einschließlich einer Verringerung der Atemfrequenz und der Aufrechterhaltung der Sauerstoffsättigung zwischen 91 % und 95 %. Blutgasproben wurden zum Ausgangswert sowie 2, 6, 12 und 24 Stunden nach Beginn der Therapie entnommen, um den pH-Wert (Wasserstoffionenkonzentration), den arteriellen Sauerstoffpartialdruck (PaO₂) und den arteriellen Kohlendioxidpartialdruck (PaCO₂) zu bestimmen. Primäre Endpunkte waren der NIV-Versagen (Intubation innerhalb von 72 Stunden) und die Schwere der Nasenverletzung.

4. Nachbehandlungs-Datenanalyse

Alle statistischen Analysen wurden nach Abschluss der klinischen Datenerhebung durchgeführt, um den Ablauf nicht zu stören. Kategoriale und kontinuierliche Variablen wurden zur Analyse in eine statistische Software eingegeben. Die Normalverteilung der kontinuierlichen Daten wurde mithilfe des Shapiro-Wilk-Tests überprüft. Klinische Ergebnisse wurden zwischen den drei Interface-Gruppen mittels ANOVA, des Kruskal-Wallis-Tests oder des Chi-Quadrat-Tests, je nach Eignung, verglichen. Zur Anpassung der Signifikanzschwelle bei multiplen Vergleichen sekundärer Endpunkte (Blutgasparameter und Entzündungsmarker) wurde die Bonferroni-Korrektur angewandt. Eine multivariable logistische Regression wurde verwendet, um unabhängige Prädiktoren für Nasenverletzungen zu identifizieren, wobei für Geburtsgewicht und Dauer der CPAP-Behandlung adjustiert wurde.

Ergebnisse

Grundlegende Merkmale und Demografie

Die Studienkohorte umfasste 187 Neugeborene mit einem medianen Gestationsalter von 33+2 Wochen (interquartiler Bereich [IQR]: 29+4 bis 34+5) und einem mittleren Geburtsgewicht von 881,1 ± 525,7 g (Bereich: 580–2050 g). Die Einbeziehung von extrem frühgeborenen Säuglingen (<28 Wochen) und Säuglingen mit sehr niedrigem Geburtsgewicht (<1.500 g) spiegelt die breite klinische Anwendung von NIV auf der neonatalen Intensivstation wider.

Die Basischarakteristika, einschließlich der Verteilung von Säuglingen mit Geburtsgewichten <1.000 g, waren zwischen den drei Interventionsgruppen gut ausbalanciert (Tabelle 1). Die Verteilung der Schwangerschaftswochen zeigte eine Häufung um 34+4 Wochen (n = 8, 4,3 %), 33+2 Wochen (n = 7, 3,7 %) und 30+2 Wochen (n = 7, 3,7 %), was einer überwiegend prätermen und sehr geringgewichtigen Kohorte entspricht. Die primären Gründe für die Frühgeburt waren vielfältig, wobei Präeklampsie/Eklampsie (n = 13, 7,0 %), drohende Frühgeburt (n = 10, 5,4 %) und vorzeitiger Blasensprung (n = 15, 8,0 %) am häufigsten auftraten.

Die Ausgangsmerkmale waren gut zwischen den drei Interventionsgruppen ausbalanciert (Tabelle 1). Die Gruppe mit Nasenkanülen wies einen leicht höheren Anteil an extrem geringgewichtigen Säuglingen auf (<1.000 g; 38,1 % gegenüber 32.8% gegenüber 33,3 %, p = 0,79), während in der alternierenden Gruppe mehr Säuglinge per Kaiserschnitt geboren wurden (76,2 %) gegenüber 68.9% gegenüber 66,7 %, p = 0,52). Die Apgar-Scores nach 1, 5 und 10 Minuten waren vergleichbar, wobei in allen Gruppen der mediane Score nach 10 Minuten bei 10 lag. Die anfänglichen respiratorischen Diagnosen zeigten eine ähnliche Verteilung, wobei das Atemnotsyndrom am häufigsten auftrat (47,6 % Sauerstoffnasenbrille, 49,2 % Maske, 46,0 % wechselweise).

Merkmale	Nasenkanüle (n=63)	Nasenmaske (n=61)	Alternierend (n=63)	p-Wert
Tragzeit, Wochen				0.84
Median (IQR)	33+1 (29+2, 34+4)	33+3 (29+5, 34+6)	33+2 (29+4, 34+5)
<32 Wochen, n (%)	24 (38,1)	22 (36,1)	23 (36,5)
Geburtsgewicht, g				0.91
Mittelwert ± SD	865,3 ± 512,4	892,7 ± 539,2	885,4 ± 528,1
<1000 g, n (%)	24 (38,1)	20 (32,8)	21 (33,3)
Geburtsart				0,52
Kaiserschnitt, n (%)	43 (68,3)	42 (68,9)	48 (76,2)
Spontangeburt, n (%)	19 (30,2)	18 (29,5)	15 (23,8)
Zangeneingriff/Vakuumextraktion, n (%)	1 (1,6)	1 (1,6)	0 (0)
Apgar-Scores
1 min, Median (IQR)	8 (7, 9)	9 (8, 9)	9 (8, 10)	0,42
5 min, Median (IQR)	9 (9, 10)	10 (9, 10)	10 (9, 10)	0,67
10 min, Median (IQR)	10 (9, 10)	10 (10, 10)	10 (10, 10)	0,88
Primäre Diagnose				0,95
RDS, n (%)	30 (47,6)	30 (49,2)	29 (46,0)
TTN, n (%)	18 (28,6)	16 (26,2)	19 (30,2)
Pneumonie, n (%)	8 (12,7)	9 (14,8)	8 (12,7)
Sonstige, n (%)	7 (11,1)	6 (9,8)	7 (11,1)

Tabelle 1: Basischarakteristika und Demografie. Diese Tabelle fasst die mütterlichen und neonatalen Basischarakteristika zusammen, einschließlich der Gestationsalter, Geburtsgewichte, Geburtsmodi, Apgar-Scores und primären respiratorischen Diagnosen in den Gruppen Nasenkanüle, Nasenmaske und wechselnde Anwendung.

Belüftungsparameter und Dauer

Die anfänglichen CPAP-Einstellungen waren in allen Gruppen einheitlich, mit Startdrücken von 5–6 cmH₂O. Die Gruppe mit wechselndem System zeigte eine schnellere Entwöhnung und erreichte eine Druckreduktion auf 5 cmH₂O nach einem Median von 8 Tagen (IQR: 6–12) im Vergleich zu 12 Tagen (IQR: 8–16) bei kontinuierlicher Anwendung von Nasenprongs und 10 Tagen (IQR: 7–14) bei kontinuierlicher Maskenanwendung (p = 0.03).

Die gesamte CPAP-Behandlungsdauer unterschied sich signifikant, wobei die Wechselgruppe eine mediane Dauer von 15 Tagen (IQR: 6–30,25) benötigte im Vergleich zu 20 Tagen (IQR: 8–35) in der Sondengruppe und 18 Tagen (IQR: 7–32) in der Maskengruppe (p = 0,04).

Die Verwendung von Methylxanthinen zur Behandlung der Apnoe war in allen Gruppen vergleichbar (69,8 % Nasenprongs; 72,1 % Maske; 68,3 % wechselnd; p = 0,89), wobei Caffeinecitrat das einzige verwendete Mittel war. Der Anteil der Säuglinge, bei denen eine Eskalation auf eine Bilevel-Unterstützung erforderlich war, war in der wechselnden Gruppe am niedrigsten (14,3 %) im Vergleich zu den Gruppen mit Nasenprongs (20,6 %) und Maske (18,0 %), obwohl dieser Unterschied keine statistische Signifikanz erreichte (p = 0,62) (Tabelle 2).

Parameter	Nasenkanüle	Nasenmaske	Alternierend	p-Wert
Anfänglicher CPAP (cmH2O)	5,8 ± 0,6	5,9 ± 0,5	5,8 ± 0,6	0,72
Maximaler CPAP (cmH2O)	7,2 ± 0,9	7,1 ± 0,8	6,9 ± 0,7	0,14
Zeit bis zur Entwöhnung (Tage)	12 (8–16)	10 (7–14)	8 (6–12)	0,03
Gesamtdauer der CPAP-Behandlung (Tage)	20 (8–35)	18 (7–32)	15 (6–30,25)	0,04
Bilevel-Unterstützung erforderlich, n (%)	13 (20,6)	11 (18,0)	9 (14,3)	0,62
Verwendung von Methylxanthinen, n (%)	44 (69,8)	44 (72,1)	43 (68,3)	0,89

Tabelle 2: Einstellungen und Dauer der NIV. Diese Tabelle enthält die angewendeten Parameter der nichtinvasiven Beatmung (NIV), einschließlich der Anfangs- und Maximalwerte des kontinuierlichen positiven Atemwegsdrucks (CPAP), der Entwöhnungszeit, der gesamten CPAP-Behandlungsdauer sowie der Notwendigkeit einer Bilevel-Unterstützung oder Gabe von Methylxanthinen.

Primäre Endpunkte: Versagen der nichtinvasiven Beatmung und nasale Verletzung

Die Raten für den Versagen der nichtinvasiven Beatmung innerhalb von 72 Stunden unterschieden sich statistisch nicht signifikant zwischen den Gruppen: 15,9 % (10/63) in der Sondengruppe, 13,1 % (8/61) in der Maskengruppe und 11,1 % (7/63) in der Wechselgruppe (p = 0,72).

Die häufigsten Gründe für eine Intubation waren eine verschlechterte respiratorische Azidose (48 %), rezidivierende Apnoe (28 %) und Pneumothorax (16 %). Die Zeit bis zum Versagen zeigte keinen signifikanten Unterschied, wobei die meisten Versagen unabhängig vom Interface-Typ innerhalb der ersten 24 Stunden auftraten.

Die Bewertung der Nasenverletzungen zeigte deutliche Unterschiede zwischen den Gruppen (Tabelle 3, Abbildung 1). Eine Nasenverletzung jeglichen Ausmaßes trat bei 68,3 % der Sondengruppe, bei 57,4 % der Maskengruppe und bei 38,1 % der Wechselgruppe auf (p = 0,003). Mäßige bis schwere Verletzungen (Score ≥4) waren in der Wechselgruppe (9,5 %) im Vergleich zu kontinuierlicher Sondentrageweise (23,8 %, p = 0,03) signifikant reduziert und zeigten tendenziell eine Verringerung im Vergleich zur kontinuierlichen Maskentrageweise (18,0 %, p = 0,19).

Die anatomische Verteilung der Verletzungen unterschied sich je nach Art der Schnittstelle. Verletzungen im Zusammenhang mit Nasenbrücken zeigten sich vorwiegend am Nasenseptum (85 %) und an der Columella (62 %), während maskenbedingte Verletzungen gleichmäßiger über Nasenrücken (55 %), Nasenflügel (40 %) und Philtrum (35 %) verteilt waren. Die Wechselgruppe wies an allen Stellen weniger Verletzungen auf, wobei die meisten als leichte Erytheme auftraten, die innerhalb von 48 Stunden nach Beendigung der NIV abklangen.

Ergebnis	Nasenkanülen	Nasenmaske	Alternierend	p-Wert
NIV-Versagen
Insgesamt, n (%)	10 (15,9)	8 (13,1)	7 (11,1)	0,72
Zeit bis zum Versagen (Stunden)	18 (12–28)	20 (14–30)	22 (16–32)	0,81
Nasenverletzung
Beliebige Verletzung, n (%)	43 (68,3)	35 (57,4)	24 (38,1)	0,003
Keine	20 (31,7)	26 (42,6)	39 (61,9)
Leicht (Score 1–3)	28 (44,4)	24 (39,3)	18 (28,6)
Mäßig (Score 4–6)	12 (19,0)	9 (14,8)	5 (7,9)
Schwer (Score >6)	3 (4,8)	2 (3,3)	1 (1,6)
Verletzungslokalisation
Nasenscheidewand	37 (86,0)*	12 (34,3)	10 (41,7)	<0,001
Columella	27 (62,8)*	8 (22,9)	6 (25,0)	<0,001
Nasenrücken	5 (11,6)	19 (54,3)*	8 (33,3)	<0,001
Alae nasi	8 (18,6)	14 (40,0)	5 (20,8)	0,08
*Prozentsatz berechnet aus denjenigen mit einer Verletzung in jeder Gruppe

Tabelle 3: Primäre Ergebnisse: NIV-Versagen und nasale Verletzungen. Diese Tabelle zeigt die primären Ergebnisse der Studie, einschließlich der Inzidenz und des Zeitpunkts des NIV-Versagens sowie der Häufigkeit, Schwere und anatomischen Verteilung nasaler Verletzungen für jede Interventionsgruppe. Die Prozentangaben zu den Verletzungslokalisationen basieren auf der Anzahl der Säuglinge mit einer nasalen Verletzung innerhalb der jeweiligen Gruppen.

Abbildung 1: Nasenverletzungsraten nach Art der Atemunterstützung. Das Diagramm zeigt die Inzidenz von Nasenverletzungen jeglichen Grades sowie von mittelschweren bis schweren Verletzungen in den Gruppen mit kontinuierlichen Nasenkanülen (n = 63), kontinuierlicher Nasenmaske (n = 61) und wechselnder Atemunterstützung (n = 63). Die statistischen Vergleiche wurden mittels Chi-Quadrat-Test durchgeführt. Bitte klicken Sie hier, um eine vergrößerte Version dieser Abbildung anzusehen.

Verbesserungen der Blutgase und physiologische Reaktion

Alle Gruppen zeigten signifikante Verbesserungen der Oxygenierungs- und Ventilationsparameter. Die Vorbehandlungswerte von PaO₂ waren vergleichbar (Mittelwert: 50,0 ± 16,5 mmHg insgesamt), wobei die Verbesserungen nach der Behandlung in der alternierenden Gruppe am ausgeprägtesten waren. Der mittlere Anstieg von PaO₂ nach 6 h betrug 18,2 ± 7,3 mmHg für die Nasenkanüle, 20,1 ± 8,1 mmHg für die Maske und 22,4 ± 6,9 mmHg für die alternierende Gruppe (p = 0,01).

Die Kohlendioxid-Abfuhr zeigte ähnliche Muster, wobei der basale PaCO₂-Wert in allen Gruppen im Mittel 55,1 ± 10,4 mmHg betrug. Die alternierende Gruppe erreichte eine schnellere Normalisierung und erzielte einen PaCO₂ < 50 mmHg nach einem Median von 4 h im Vergleich zu 6 h bei beiden kontinuierlichen Gruppen (p = 0,02). Die pH-Korrektur verlief wie erwartet, wobei alle Gruppen innerhalb von 2–4 h nach Beginn der NIV einen pH-Wert > 7,30 erreichten.

Entzündungsmarker zeigten bemerkenswerte Muster. Baseline-Werte des C-reaktiven Proteins (CRP) standen für 94 von 187 Säuglingen (50,3 %) zur Verfügung. Die Datenlücken entstanden, weil das CRP basierend auf klinischem Verdacht auf eine Infektion gemessen wurde. Eine Sensitivitätsanalyse, die Säuglinge mit und ohne CRP-Daten verglich, ergab keine signifikanten Unterschiede hinsichtlich Gestationsalter, Geburtsgewicht oder primärer respiratorischer Diagnose (alle p > 0,05).

CRP-Abnahmen wurden nach 48 h in allen Gruppen beobachtet. Die wechselnde Gruppe zeigte die stärkste Abnahme (medianer Rückgang: 3,8 mg/L) im Vergleich zu Prongs (2,9 mg/L) und Maske (3,1 mg/L), obwohl die Variabilität die statistische Signifikanz begrenzte (p = 0,24) (ergänzende Tabelle 1, Abbildung 2).

Abbildung 2: Veränderungen physiologischer Parameter je nach Art der Schnittstelle. Die Daten zeigen (A) die Veränderung des arteriellen Sauerstoffpartialdrucks (PaO₂) nach 6 h, (B) die Veränderung des arteriellen Kohlendioxidpartialdrucks (PaCO₂) nach 6 h, (C) pH-Werte (Wasserstoffpotenzial) zum Ausgangszeitpunkt und 6 h nach Beginn der nichtinvasiven Beatmung sowie (D) die Veränderung des C-reaktiven Proteins (CRP) nach 48 h. Die Diagramme A–C zeigen den gesamten Datensatz (Prongs, n = 63; Maske, n = 61; wechselnd, n = 63). Diagramm D zeigt die Teilgruppe der Säuglinge mit verfügbaren CRP-Messwerten (Gesamtanzahl n = 94). Die statistische Signifikanz wurde mittels einfaktorieller ANOVA (für PaO₂, PaCO₂ und pH) und des Kruskal-Wallis-Tests (für CRP) bewertet. Bitte klicken Sie hier, um eine vergrößerte Version dieser Abbildung anzusehen.

Prädiktoren von Ergebnissen und Subgruppenanalyse

Die multivariable logistische Regression identifizierte mehrere unabhängige Prädiktoren für den NIV-Versagen. Ein niedrigeres Gestationsalter (Odds Ratio [OR]: 1,42 pro Woche Abnahme; 95 % Konfidenzintervall [KI]: 1,18–1,71), ein anfänglicher FiO₂-Bedarf >0,50 (OR: 3,24; 95 % KI: 1,67–6,29) und ein PaCO₂ >65 mmHg nach 2 h (OR: 2,89; 95 % KI: 1,44–5,82) waren signifikant mit dem Versagen assoziiert. Der Typ der Applikationsvorrichtung war nach Anpassung für diese Faktoren kein unabhängiger Prädiktor mehr.

Bei nasaler Verletzung erwies sich eine längere CPAP-Dauer als stärkster Prädiktor (OR: 1,08 pro h; 95 % CI: 1,05–1,11), gefolgt von einem Geburtsgewicht <1.000 g (OR: 2,34; 95 % CI: 1,28–4,27). Der schützende Effekt der wechselnden Schnittstelle blieb auch nach Anpassung signifikant (OR: 0,31; 95 % CI: 0,15–0,64 im Vergleich zu kontinuierlichen Nasenkanülen).

Die Korrelationsanalyse ergab Beziehungen zwischen physiologischen Parametern und Ergebnissen. Das Körpergewicht zeigte eine positive Korrelation mit der Verbesserung des PaO₂ (r = 0,42, p < 0,001), während die CPAP-Dauer umgekehrt mit dem initialen pH korrelierte (r = −0,38, p < 0,001) (ergänzende Abbildung 1). Die Beziehung zwischen der Art der Atemunterstützung und den Ergebnissen war über alle Gewichtskategorien hinweg konsistent, obwohl die absolute Risikoreduktion für nasale Verletzungen bei Verwendung einer wechselnden Schnittstelle bei Säuglingen < 1.000 g am größten war (28,6 % vs. 52,4 % bei kontinuierlichen Nasenprongs, NNT = 4,2).

VERFÜGBARKEIT VON DATEN:

Der vollständige, anonymisierte Rohdatensatz, der in der vorliegenden Studie generiert und analysiert wurde, ist als Zusatzdatei 1 verfügbar

Abbildung 1 (zusätzlich): Korrelationsanalyse physiologischer Parameter. (A) Geburtsgewicht im Vergleich zur Verbesserung des arteriellen Sauerstoffpartialdrucks (PaO₂) nach 6 h, mit einer positiven Korrelation (r = 0,42, p < 0,001). (B) Dauer des kontinuierlichen positiven Atemwegsdrucks im Vergleich zum initialen pH-Wert, mit einer inversen Korrelation (r = −0,38, p < 0,001). Die Datenpunkte sind nach Art der Atemunterstützung farbkodiert: blau (nasale Kanülen), rot (nasale Maske) und grün (abwechselnd).Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Erweiterte Tabelle 1: Veränderungen der Blutgaswerte und entzündlichen Marker. Diese Tabelle fasst die physiologischen und entzündlichen Reaktionen zusammen und vergleicht die Ausgangswerte mit den Nachuntersuchungsergebnissen (nach 6 h für PaO₂, PaCO₂ und pH sowie nach 48 h für CRP) in den drei Behandlungsgruppen.Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Zusatzdatei 1: Der anonymisierte Rohdatensatz, der in der vorliegenden Studie erstellt und analysiert wurde. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Zusatzdatei 2: STROBE-Checkliste Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Diskussion

Diese Studie liefert überzeugende Belege dafür, dass eine systematische Interface-Rotation nasale Verletzungen bei vorzeitigen und reifen Neugeborenen, die eine NIV-Unterstützung erhalten, signifikant reduziert, ohne die respiratorische Wirksamkeit zu beeinträchtigen. Die relative Verringerung moderater bis schwerer nasaler Verletzungen um 60 % bei Anwendung des alternierenden Protokolls stellt eine klinisch relevante Verbesserung dar, die das Wohlbefinden der Neugeborenen und die Zufriedenheit der Eltern erheblich verbessern könnte. Die Ergebnisse stimmen mit früheren Arbeiten überein und erweitern diese, indem gezeigt wird, dass die Vorteile der Rotation über einen breiteren Gestationsalterbereich hinweg bestehen bleiben als in früheren Untersuchungen untersucht^16,17.

Die beobachteten physiologischen Vorteile der Interface-Rotation, einschließlich einer schnelleren Normalisierung des PaCO₂ und möglicherweise verstärkter antientzündlicher Reaktionen, deuten auf Mechanismen hin, die über eine einfache Druckumverteilung hinausgehen. Die intermittierende Druckentlastung, die mit regelmäßigen Interface-Wechseln verbunden ist, könnte die lokale Gewebedurchblutung erhalten und die Kaskade aus Ischämie-Reperfusionsschäden verhindern, die zur Drucknekrose beiträgt²¹. Zudem könnten die unterschiedlichen Druckverteilungsmuster zwischen Masken und Nasenbrillen eine komplementäre Atemunterstützung bieten und die funktionelle Residualkapazität durch verschiedene mechanische Wirkweisen optimieren²².

Die vergleichbaren NIV-Versagerraten bei allen drei Strategien geben die Gewissheit, dass die klinischen Vorteile der Rotation erreicht werden, ohne die Wirksamkeit der Atemunterstützung zu beeinträchtigen. Der Erfolg dieser Technik hängt von mehreren kritischen Schritten ab, die im Protokoll detailliert beschrieben sind. Insbesondere die Durchführung der fünfminütigen Druckentlastungsphase und die Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen Flusses während des Wechsels der Schnittstellen sind entscheidend, um eine Destabilisierung des Säuglings zu verhindern. Darüber hinaus gewährleistet die strikte Einhaltung visueller Kontrollpunkte die rechtzeitige Erkennung früher Hautveränderungen, ein entscheidender Faktor für die erfolgreiche Verhinderung von Verletzungen²³.

Die Ergebnisse bestätigen und erweitern die Befunde aktueller systematischer Übersichtsarbeiten und Metaanalysen zur Untersuchung von NIV-Schnittstellen bei Neugeborenen. Die Ausgangsrate für nasale Verletzungen von 68,3 % bei kontinuierlichem Einsatz von Nasenkanülen liegt nahe an den von Pascual et al. berichteten Raten (20 %–91,6 %) und unterstreicht die anhaltende Herausforderung der morbiditätsbedingten Komplikationen durch die Schnittstelle⁹. Die Verletzungsraten bei kontinuierlichem Einsatz von Masken (57,4 %) waren jedoch höher als in einigen Studien berichtet, was möglicherweise auf die Einbeziehung älterer, schwererer Säuglinge zurückzuführen ist, die aufgrund stärkerer Bewegungen und längeren NIV-Einsatzes höhere Druckbelastungen an der Schnittstelle erzeugen können²⁴.

Die Stärke des Nutzens durch die Rotation der Schnittstellen übersteigt die in früheren Studien berichteten Werte. Während Biazus et al. eine gepoolte Risikoreduktion von 35 % für nasale Verletzungen bei Masken im Vergleich zu Nasenprongs angaben, wurde bei dem Vergleich von Rotation mit kontinuierlichen Prongs eine Reduktion um 44 % beobachtet¹⁴. Dieser stärkere Effekt spiegelt wahrscheinlich die synergistischen Vorteile der Kombination beider Schnittstellen wider, anstatt eine durch die andere zu ersetzen. Die Ergebnisse von Bashir et al. zeigten ähnliche Reduktionen der Verletzungsrate bei 4-Stunden-Rotationsprotokollen, obwohl ihre Studie auf Frühgeborene <32 Schwangerschaftswochen beschränkt war¹⁵.

Die physiologischen Ergebnisdaten liefern neuartige Erkenntnisse, die in früheren Studien zum Vergleich von Schnittstellen bisher nicht gut charakterisiert wurden. Die rascheren Verbesserungen des Gasaustauschs, die bei Rotation beobachtet wurden, deuten darauf hin, dass wechselnde mechanische Reize die alveoläre Rekrutierung fördern oder eine Ventilations-Perfusions-Inhomogenität verringern könnten. Diese Befunde ergänzen frühere Arbeiten, die unterschiedliche Effekte von Schnittstellen auf die funktionelle Residualkapazität und die Atemarbeit zeigten²⁵.

Die besseren Ergebnisse im Zusammenhang mit der Interface-Rotation spiegeln wahrscheinlich mehrere miteinander verbundene Mechanismen wider. Biomechanisch verhindert die periodische Umverteilung des Drucks eine anhaltende Gewebsdeformation, die entzündliche Kaskaden und eine Minderdurchblutung der Mikrogefäße auslöst²⁶. Die Beobachtung gesenkter CRP-Spiegel in der Rotationsgruppe, wenn auch statistisch nicht signifikant, deutet auf mögliche systemische entzündungshemmende Effekte hin, die einer weiteren Untersuchung mit größeren Stichprobenumfängen und umfassenderen Biomarker-Panels bedürfen.

Die verbesserte Sauerstoffanreicherungsreaktion, die bei schwereren Säuglingen unabhängig vom Interface-Typ beobachtet wurde, liefert Einblicke in das Zusammenspiel zwischen Patientenmerkmalen und der Wirksamkeit der NIV. Größere Säuglinge könnten reifere alveolär-kapilläre Grenzflächen und eine größere Atemmuskulaturstärke aufweisen, was eine effizientere Nutzung der positiven Druckunterstützung ermöglicht²⁵. Dieses Ergebnis unterstreicht die Notwendigkeit individueller NIV-Strategien, die auf dem Patientenphänotyp basieren, anstelle einer einheitlichen Anwendung von Protokollen.

Das Fehlen dokumentierter FiO₂-Werte während des gesamten Behandlungsverlaufs stellt eine erhebliche Einschränkung der Studie dar. Ohne diese Daten ist die Interpretation der kumulativen Sauerstoffexposition und der Ausgangsschwere der respiratorischen Insuffizienz eingeschränkt, da der zur Erzielung der beobachteten PaO₂-Verbesserungen erforderliche FiO₂-Wert unbekannt bleibt. Diese Einschränkung schließt die Berechnung von Indizes wie dem Sauerstoffsättigungsindex aus und verringert die Genauigkeit des Vergleichs der NIV-Wirksamkeit zwischen den Interface-Gruppen. Zukünftige prospektive Studien sollten die kontinuierliche Dokumentation des FiO₂ priorisieren, um eine detailliertere Beurteilung des Bedarfs an Atemunterstützung zu ermöglichen²⁷.

Die Bewertung dieses Protokolls als Standardmethode erfordert die Berücksichtigung des damit verbundenen Arbeitsaufwands und der Ressourcenfolgen. Die Notwendigkeit von Wechseln der Schnittstelle verursacht alle 2–4 h zusätzliche aktive Pflegezeit in Höhe von etwa 5–10 min²⁸. Daher sind strukturierte Schulungsprogramme erforderlich, um die Kompetenz des Personals bei der Durchführung dieser Wechsel sicherzustellen. Obwohl das Protokoll die Verfügbarkeit sowohl von Masken- als auch von Nasenkanülen-Schnittstellen erfordert, was die anfängliche Gerätenutzung erhöht, muss dies gegen die betrieblichen Vorteile abgewogen werden. Die beobachtete Verringerung der Gesamtdauer der CPAP-Behandlung (medianer Unterschied: 5 h) stellt einen relevanten Effizienzvorteil dar, der den zusätzlichen Arbeitsaufwand und die Ressourcenanforderungen möglicherweise ausgleicht.

Während der Durchführung des Protokolls können mehrere Herausforderungen auftreten. Anhaltende Erytheme erfordern möglicherweise eine Verkürzung des Rotationsintervalls und die Überprüfung einer angemessenen Barrieraufbringung. Eine Instabilisierung des Säuglings während des Wechsels kann durch eine Optimierung der Kanülenpositionierung und Sicherstellung des Sauerstoffflusses vor dem Entfernen der Schnittstelle verringert werden. Ein übermäßiger Gasaustritt bei Masken sollte eine Neubewertung der Größenwahl der Schnittstelle auslösen, anstatt den Fixationsdruck zu erhöhen, da übermäßige Spannung das Verletzungsrisiko erhöht.

Kulturelle Faktoren in neonatologischen Abteilungen können die Einführung von Strategien zur Wechselbeatmung beeinflussen. Abteilungen mit etablierten Präferenzen für bestimmte Beatmungssysteme können sich Veränderungen trotz unterstützender Evidenz widersetzen. Eine erfolgreiche Umsetzung erfordert das Engagement von Führungskräften, klare Protokolle und eine kontinuierliche Überwachung der Ergebnisse, um lokale Vorteile nachzuweisen²⁹.

Mehrere Einschränkungen sollten bei der Interpretation dieser Ergebnisse berücksichtigt werden. Das retrospektive, nicht randomisierte Studiendesign birgt das Risiko einer Selektionsverzerrung, da die Zuweisung der Schnittstelle nach dem Ermessen des behandelnden Arztes erfolgte. Dies könnte zu einer Störung durch Schwere der Erkrankung sowie zu einer zeitlichen Verzerrung im Zusammenhang mit sich im Laufe des Studienzeitraums weiterentwickelnden klinischen Protokollen geführt haben. Obwohl multivariable Anpassungen vorgenommen wurden, kann eine verbleibende Störung nicht ausgeschlossen werden.

Fehlende Daten, insbesondere für entzündliche Marker (50 %), schränken die Verallgemeinerbarkeit sekundärer Endpunkte zusätzlich ein. Da CRP-Messungen basierend auf klinischer Indikation durchgeführt wurden, liegt der Mechanismus der fehlenden Daten wahrscheinlich bei „fehlend zufällig“ (missing at random). Beobachtete Tendenzen zu einer verminderten Entzündung bei Interface-Rotation sollten daher als explorativ betrachtet werden.

Die Variabilität beim Zeitpunkt der Lagerungswechsel (2–4 h) spiegelt die klinische Praxis im realen Umfeld wider, beschränkt jedoch die Reproduzierbarkeit und die innere Validität. Da der Zeitpunkt individuell festgelegt wurde, könnten häufigere Lagerungswechsel bei risikoreicheren Säuglingen angewandt worden sein, was eine mögliche Verzerrung verursacht. Künftige Studien sollten festgelegte Wechselschemata untersuchen, um den optimalen Zeitpunkt zur Abwägung zwischen Hautprotektion und stressbedingten Belastungen durch Handhabung zu bestimmen.

Die Studie ist außerdem durch ihren Fokus auf kurzfristige Ergebnisse während des Aufenthalts auf der Neugeborenenintensivstation eingeschränkt. Langfristige Auswirkungen auf die Nasenstruktur, die Atemgesundheit und die neurologische Entwicklung wurden nicht untersucht. Zudem könnte das Ein-Zentrum-Design die externe Validität einschränken. Multizentrische Studien mit standardisierten Protokollen sind erforderlich, um die Generalisierbarkeit zu bestätigen.

Künftige Forschungsarbeiten sollten die Entwicklung prädiktiver Modelle für die Auswahl von Schnittstellen, die Untersuchung neuartiger Schnittstellendesigns sowie die Erforschung automatisierter Rotationssysteme priorisieren, um die Praxis zu standardisieren und den Arbeitsaufwand zu verringern. Längsschnittstudien zur Bewertung langfristiger Ergebnisse werden entscheidend sein, um die dauerhafte Wirkung von Schnittstellenstrategien zu bestimmen.

Schlussfolgerung

Die rotierende Verwendung von Nasenprongs und Masken stellt einen evidenzbasierten Ansatz zur Optimierung der nichtinvasiven Beatmung bei Neugeborenen dar, der iatrogene Verletzungen reduziert und gleichzeitig die Wirksamkeit der Atemunterstützung aufrechterhält. Die Implementierung von Rotationsprotokollen alle 2–4 Stunden sollte in der klinischen Praxis bei Früh- und Reifgeborenen, die eine nichtinvasive Atemunterstützung benötigen, in Betracht gezogen werden. Trotz praktischer Herausforderungen unterstützen die klinischen Vorteile, insbesondere bei extrem geringgewichtigen Säuglingen, eine breitere Anwendung dieser Strategie.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
DuoDERM Extra Thin	Convatec	NA	Hydrokolloidbarriere zum Schutz der Haut
fabian Therapy Evolution	Vyaire Medical	NA	Neonatalbeatmungsgerät zur Applikation einer nichtinvasiven Beatmung (NIV)
MR850 Heated Humidifier	Fisher & Paykel	NA	Gewährleistung von Gasfeuchte und -temperatur
R version 4.2.1	R Foundation for Statistical Computing	NA	Software für statistische Analysen