Lernziele

• Beschreiben Sie die Unterschiede in Anatomie und Physiologie zwischen pädiatrischen Patienten und Erwachsenen
• Verstehen Sie, wie sich diese Unterschiede auf die Anästhesiepraxis bei pädiatrischen Patienten auswirken

Hintergrund

• Pädiatrische Patienten umfassen die folgenden Gruppen
  • Neugeborene: Ein Baby innerhalb von 44 Wochen ab dem Datum der Empfängnis
  • Kleinkinder: Bis zum Alter von 12 Monaten
  • Kinder: 1-12 Jahre
  • Jugendliche: 13-16 Jahre
• Die Unterschiede zwischen der pädiatrischen und erwachsenen Anästhesiepraxis verringern sich mit zunehmendem Alter der Patienten

Anatomie und Physiologie

Atemwege und Atmungssystem

• Großer Kopf, kurzer Hals und hervorstehendes Hinterhaupt
• Die Zunge ist relativ groß
• Der Kehlkopf ist hoch und anterior (C3-C4-Ebene)
• Epiglottis ist lang, steif und U-förmig → kippt nach vorne → Kopf muss in neutraler Position sein, um ihn sichtbar zu machen
• Neugeborene atmen durch die Nase → Enge Nasenwege werden leicht durch Sekrete blockiert und können durch eine Magensonde oder einen nasal platzierten Endotrachealtubus (ETT) beschädigt werden 
• 50 % des Atemwegswiderstands kommt von den Nasengängen
• Der Atemweg ist trichterförmig und auf Höhe des Ringknorpels am engsten
  • Ein Trauma der Atemwege führt zu Ödemen
  • 1 mm Ödem kann die Atemwege eines Babys um 60 % verengen 
  • Vorhandensein eines Lecks um den ETT herum, um ein Trauma zu verhindern, das zu einem subglottischen Ödem und einem anschließenden Stridor nach der Extubation führt
• Der ETT muss auf die richtige Länge eingeführt werden, um mindestens 1 cm über der Trachealcarina zu sitzen, und sicher mit Klebeband befestigt werden, um ein Herausrutschen des Tubus bei Kopfbewegungen zu verhindern
• Neugeborene und Säuglinge haben eine begrenzte Atemreserve
• Horizontale Rippen verhindern die „Eimergriff“-Aktion, die bei der Atmung von Erwachsenen beobachtet wird, und begrenzen eine Zunahme des Atemzugvolumens (TV)
  • Die Beatmung erfolgt hauptsächlich durch das Zwerchfell
  • Sperrige Bauchorgane oder ein Magen, der mit Gasen aus schlechter Beutel-Masken-Beatmung gefüllt ist, können auf den Inhalt der Brust treffen und das Zwerchfell schienen, wodurch die Fähigkeit, angemessen zu atmen, verringert wird
• Die Brustwand ist nachgiebiger → die funktionelle Residualkapazität (FRC) ist relativ gering
  • FRC nimmt mit Apnoe und Anästhesie ab, was zu einem Lungenkollaps führt
• Das Atemminutenvolumen ist frequenzabhängig, da es kaum Möglichkeiten gibt, den TV zu erhöhen
• Das Schließvolumen ist bis zum Alter von 6-8 Jahren größer als das FRC → erhöhte Tendenz zum Verschluss der Atemwege am Ende der Exspiration → Neugeborene und Säuglinge benötigen während der Anästhesie eine intermittierende Überdruckbeatmung (IPPV) und profitieren von einer höheren Atemfrequenz (RR) und der Verwendung von PEEP
• Kontinuierlicher positiver Atemwegsdruck (CPAP) während der Spontanatmung verbessert die Oxygenierung und verringert die Atemarbeit
• Die Atemarbeit kann 15 % des Sauerstoffverbrauchs betragen
• Die Ventilationsmuskulatur ermüdet leicht aufgrund des geringen Anteils an Typ-I-Muskelfasern im Zwerchfell → Anzahl steigt im Laufe des ersten Lebensjahres auf das Erwachsenenniveau an
• Alveolen sind bei der Geburt dickwandig → nur 10 % der Gesamtzahl der Alveolen beim Erwachsenen → Alveolenhaufen entwickeln sich in den ersten 8 Lebensjahren
• Apnoe ist postoperativ häufig bei Frühchen → assoziiert mit Entsättigung und Bradykardie
• RR = 24 – Alter/2
• Spontanatmung TV = 6-8 ml/kg; IPPV-TV = 7–10 ml/kg
• Physiologischer Totraum = 30 % und erhöht durch Anästhesiegeräte

Herz-Kreislauf-System

• Das Myokard ist bei Neugeborenen weniger kontraktil, was dazu führt, dass die Ventrikel weniger nachgiebig sind und weniger in der Lage sind, während der Kontraktion Spannung zu erzeugen → begrenzt die Größe des Schlagvolumens → das Herzzeitvolumen ist frequenzabhängig
• Der Säugling verhält sich mit einem festen Herzleistungszustand
• Der vagale parasympathische Tonus ist vorherrschend, was Neugeborene und Säuglinge anfälliger für Bradykardie macht
• Bradykardie ist mit einem reduzierten Herzzeitvolumen verbunden
• Behandeln Sie Bradykardie in Verbindung mit Hypoxie mit Sauerstoff und Beatmung
• Eine externe Herzkompression ist bei Neugeborenen mit einer Herzfrequenz von ≤60 Schlägen pro Minute oder 60–80 Schlägen pro Minute bei adäquater Beatmung erforderlich
• Herzzeitvolumen = 300–400 ml/kg/min bei der Geburt; 200 ml/kg/min innerhalb weniger Monate
• Sinusarrhythmie ist bei Kindern häufig, alle anderen unregelmäßigen Rhythmen sind anormal
• Der offene Ductus zieht sich in den ersten Lebenstagen zusammen und wird innerhalb von 2-4 Wochen fibrosieren
• Der Verschluss des Foramen ovale ist druckabhängig und schließt am ersten Lebenstag, kann sich aber innerhalb der nächsten 5 Jahre wieder öffnen

Normale Herzfrequenz (Schläge/min) und systolischer Blutdruck (mmHg)

Normales Blutvolumen

Nierensystem

• Der renale Blutfluss und die glomeruläre Filtration sind in den ersten 2 Lebensjahren aufgrund des hohen renalen Gefäßwiderstands gering
• Die Tubulusfunktion ist bis zum 8. Monat unausgereift → Säuglinge können keine große Natriumlast ausscheiden
• Dehydrierung wird schlecht vertragen
• Urinausscheidung = 1-2 ml/kg/h

Lebersystem

• Unreife Leberfunktion mit verminderter Funktion von Leberenzymen
• Beispielsweise haben Barbiturate und Opioide aufgrund des langsameren Metabolismus eine längere Wirkungsdauer

Glukosestoffwechsel

• Hypoglykämie ist bei gestressten Neugeborenen üblich
  • Überwachen Sie regelmäßig den Glukosespiegel
  • Neurologische Schäden können durch Hypoglykämie entstehen → Infusion von 10 % Glukose, um dies zu verhindern
  • Säuglinge und ältere Kinder halten den Blutzuckerspiegel besser aufrecht und benötigen seltener Glukoseinfusionen
• Hyperglykämie ist in der Regel iatrogen

Hämatologie

• 70-90 % der Hämoglobinmoleküle sind fötales Hämoglobin (HbF)
• Innerhalb von 3 Monaten sinkt der HbF-Spiegel auf 5 %, und das Hämoglobin (HbA) des Erwachsenen überwiegt
• Vitamin K-abhängige Gerinnungsfaktoren (II, VII, IX, X) und Thrombozytenfunktion sind in den ersten Monaten mangelhaft → Vitamin K bei der Geburt verabreichen, um hämorrhagischen Erkrankungen vorzubeugen
• Eine Transfusion wird empfohlen, wenn 15 % des zirkulierenden Blutvolumens verloren gegangen sind

Temperaturkontrolle

• Babys und Kleinkinder haben ein großes Verhältnis von Oberfläche zu Gewicht mit minimalem subkutanem Fett → schlecht entwickelte Mechanismen für Zittern, Schwitzen und Vasokonstriktion
• Der Stoffwechsel von braunem Fett ist für die Thermogenese ohne Zittern erforderlich 
• Die optimale Umgebungstemperatur zur Vermeidung von Wärmeverlust beträgt 34 ​​°C für Frühgeborene, 32 °C für Neugeborene und 28 °C für Jugendliche und Erwachsene
• Hypothermie verursacht Atemdepression, Azidose, verringertes Herzzeitvolumen, verlängerte Wirkungsdauer von Arzneimitteln, verringerte Blutplättchenfunktion und erhöhtes Infektionsrisiko

Zentrales Nervensystem

• Schmerzen sind mit erhöhter Herzfrequenz, erhöhtem Blutdruck und neuroendokriner Reaktion verbunden
• Narkotika dämpfen die Beatmungsreaktion auf einen Anstieg des PaCO2
• Die Blut-Hirn-Schranke (BHS) ist schlecht ausgebildet → Barbiturate, Opioide, Antibiotika und Bilirubin passieren die BHS leicht, was zu einer verlängerten Wirkungsdauer führt
• Hirngefäße bei Frühgeborenen sind dünnwandig und zerbrechlich → anfällig für intraventrikuläre Blutungen → erhöhtes Risiko bei Hypoxie, Hyperkarbie, Hypernatriämie, niedrigem Hämatokrit, Atemwegsmanipulationen im Wachzustand, schneller Gabe von Bikarbonat und Schwankungen des Blutdrucks und des zerebralen Blutflusses
• Die zerebrale Autoregulation ist von Geburt an vorhanden und funktionsfähig

Psychologie

• Säuglinge unter 6 Monaten sind in der Regel nicht verärgert über die Trennung von ihren Eltern und akzeptieren einen Fremden
• Kinder bis 4 Jahre sind verärgert über die Trennung von ihren Eltern und fremde Menschen und Umgebung 
• Kinder im Schulalter sind mehr verärgert über den chirurgischen Eingriff und die Möglichkeit von Schmerzen
• Jugendliche fürchten Narkose und Schmerzen, Kontrollverlust und die Möglichkeit, mit der Krankheit nicht fertig zu werden 
• Elterliche Angst wird vom Kind leicht wahrgenommen und darauf reagiert

Überlegungen zur Anästhesie

• Präoperatives Fasten
  • Feststoffe und Milch >12 Monate: 6 Stunden
  • Muttermilch und Säuglingsnahrung <12 Monate: 4 Stunden
  • Unbegrenzt klare Flüssigkeiten: 2 Stunden
  • Erhöhtes Auftreten von Übelkeit und Erbrechen bei langen Fastenperioden
• Präoperative Kranken- und Anästhesiegeschichte
• • Frühere Probleme mit Anästhetika, einschließlich Familienanamnese
  • Allergien
  • Frühere medizinische Probleme, einschließlich angeborener Anomalien
  • Kürzliche Atemwegserkrankung
  • Derzeitige Medikamente
  • Kürzliche Impfungen
  • Fastenzeiten
  • Vorhandensein von lockeren Zähnen
• Kind wiegen → alle Medikamentendosen beziehen sich auf das Körpergewicht
• Körperliche Untersuchung der Atemwege und des kardiorespiratorischen Systems
• Weitere Untersuchungen, die erforderlich sein können
  • Hämoglobin: Erwarteter großer Blutverlust, Frühgeborene, systemische Erkrankungen, angeborene Herzfehler
  • Elektrolyte: Nieren- oder Stoffwechselerkrankungen, intravenöse Flüssigkeiten, Dehydration
  • Röntgenaufnahme des Brustkorbs: Aktive Atemwegserkrankung, Skoliose, angeborenen Herzfehler
• Unkooperativer Patient
• Veränderte Anatomie der Atemwege
• Erhöhtes Risiko von Laryngospasmus
• Inhalative Induktion: Halothan und Sevofluran
• Intravenöse Induktion: Propofol, Thiopenton oder Ketamin
• Schnelle Entsättigung bei Induktion
• Erhöhter Vagustonus und Potenzial für Bradykardie
• Frequenzabhängiges Herzzeitvolumen
• Veränderte Pharmakokinetik und -dynamik
  • Erhöhte minimale alveoläre Konzentration (MAC)
  • Unreife Leber- und Nierenfunktion
  • Erhöhtes Gesamtkörperwasser

Empfohlene Lektüre

• Macfarlane F. Pädiatrische Anatomie und Physiologie und die Grundlagen der Kinderanästhesie. 16. Dezember 2005. Zugriff am 2. Februar 2023. https://resources.wfsahq.org/atotw/paediatric-anatomy-and-physiology-and-the-basics-of-paediatric-anaesthesia/ 

Klinische Updates

Azimaraghi et al. (BJA, 2024) analysierten über 18,000 Anästhesien bei Kindern und stellten fest, dass die intraoperative Anwendung von Dexmedetomidin mit längeren Aufenthalten im Aufwachraum, höheren Krankenhauskosten und einem erhöhten Risiko für Bradykardie und Hypotonie einherging, ohne jedoch das Auftreten eines Emergenzdelirs zu reduzieren. Verzögerungen im Aufwachraum waren bei Kindern ≤ 2 Jahren und bei kurzen ambulanten Eingriffen am stärksten ausgeprägt, insbesondere bei höheren Dosen oder späterer Gabe. Diese Ergebnisse stellen den routinemäßigen Einsatz von Dexmedetomidin in der Kinderanästhesie infrage und sprechen für selektivere, dosisbewusste Protokolle.

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McCormack et al. (BJA, 2025) analysierten 429,310 Kinder, die sich nicht-kardiochirurgischen Eingriffen unterzogen, und stellten fest, dass die Raten für präoperative Anämie (25.7 %) und perioperative Transfusionen (10.4 %) zwischen 2012 und 2023 unverändert blieben. Dennoch war jede dieser Faktoren unabhängig mit einer höheren 30-Tage-Mortalität und postoperativen Komplikationen assoziiert. Kinder mit sowohl Anämie als auch Transfusionen wiesen das höchste Risiko auf, mit adjustierten Odds Ratios von etwa 4 für die Mortalität und 5–7 für schwere Komplikationen. Diese Ergebnisse verdeutlichen eine weiterhin bestehende Lücke in der Umsetzung des Blutmanagements bei Kindern und befürworten ein früheres Anämie-Screening, eine Eisentherapie sowie restriktive, physiologisch gesteuerte Transfusionsstrategien.

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Reysner et al. (RAPM, 2025) berichten, dass die Zugabe von konservierungsmittelfreiem perineuralem Dexamethason zu Ropivacain bei ultraschallgeführten poplitealen Ischiasnervenblockaden bei Kindern im Alter von 2–5 Jahren die Analgesie signifikant verlängert und den postoperativen Opioidverbrauch dosisabhängig reduziert. Eine Dosis von 0.1 mg/kg verdoppelte die Zeit bis zur ersten Gabe eines Bedarfs-Opioids im Vergleich zu Ropivacain allein nahezu, ohne den Blutzuckerspiegel oder Entzündungsmarker zu erhöhen. 

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