Die Beatmungsfrequenz (f) beschreibt die Häufigkeit mit der sich die einzelnen Zyklen aus Inspiration und Exspiration wiederholen. Das Mass für die Frequenz ist der Phasenwechsel pro Minute oder breathes per minute (bpm). Wenngleich der Begriff der Atemfrequenz durchaus die Nähe zur natürlichen Spontanatmung suggeriert, gibt es doch einige Unterschiede zwischen dem Parameter f bei Spontanatmung und maschineller Beatmung.

Frequenz und Zykluszeit unter mandatorischer Ventilation
Die Grösse Beatmungsfrequenz umfasst Ein- und Ausatmung. Da für beide Beatmungsphasen zumindest unter mandatorischer Ventilation eine Vielzahl von Parametern gültig sind, ist der Parameter Frequenz eine abhängige Grösse, auch wenn die Einstellung über einen einzigen Regler das Gegenteil vermittelt.

Bei allen Beatmungsgeräten wird unter MV die Inspirationszeit (Tinsp) festgelegt. Bei einem volumengesteuerten Beatmungsgerät ergibt sich Tinsp aus dem zu fördernden Volumen, dem gewählten Flow und ggf. der eingestellten Plateauzeit. Zeitgesteuerte Beatmungsgeräte geben Tinsp entweder als direken Parameter vor oder als Proportionalwert (Atemzeitverhältnis) zur Frequenz. In jedem Fall ist die Inspirationszeit definiert.

Mit dem Parameter Frequenz wird festgelegt, wie oft eine Inspiration zu erfolgen hat. Natürlich muss der Inspiration die Exspirationsphase folgen. Die Exspirationszeit (Texsp) ist dann die verbleibende Zeit des Beatmungszyklus. Der Beatmungszyklus Tcycle wiederum beschreibt die Zeit von Inspiration und Exspiration bezogen auf die Minute. Bei einer Frequenz von 12 bpm beträgt Tcycle exakt 12 Sekunden (Tcycle = 60 / f).

Wenn demzufolge über die Frequenz die Dauer eines Ventilationszyklus (Inspiration plus Exspiration) definiert ist und die Inspirationszeit ebenfalls festliegt, lässt sich die Exspirationszeit leicht berechnen. Aus diesem Zusammenhang kann man leicht schliessen, dass sich bei höheren Frequenzen eine oder beide Beatmungsphasen verkürzen müssen.

Frequenz unter spontaner Ventilation

Unter spontaner Ventilation am Beatmungsgerät ist eine unmittelbare zeitliche Festlegung der Inspiration nicht möglich. Die Steuerung von Inspiration zu Exspiration obliegt nur dem Patienten. Somit existiert bei SV der Parameter Frequenz nicht. Einzig durch den Flow- oder Druckverlauf werden Inspirations- und Exspirationsventil gesteuert.

Bei den gemischten Ventilationsformen (SV plus MV), wie sie beispielsweise unter SIMV vorliegen, wird die Häufigkeit der mandatorischen Anteile allerdings über den Regler f festgelegt. Bei einigen zeitgesteuerten Beatmungsgeräten, bei denen Tinsp indirekt über f und Atemzeitverhältnis definiert ist, findet sich noch ein zweiter Frequenzsteller.

Frequenzwahl

Die Höhe von f richtet sich unter MV nach dem gewünschten und notwendigen Atemminutenvolumen. Da das Tidalvolumen in Abhängigkeit vom Körpergewicht und einer möglichen Lungeschädigung eingestellt wird, muss über die Frequenz das zur Ventilation notwendige Volumen in der Minute realisiert werden. Demzufolge wird man bei einer gestörten Ventilation die Frequenz erhöhen müssen, während das Tidalvolumen unverändert bleibt.

Grafik Regler: In dieser Variante wird die Tinsp über die Regler f und Ti:TE definiert. Die Festlegung der Inspirationszeit erfolgt also indirekt. Über den Regler fIMV wird unter gemischter Ventilation (SIMV, MMV) die Häufigkeit der mandatorischen Zyklen festgeschrieben, während der Regler f in diesem Ventilationsmodus lediglich Tinsp beschreibt.