Techniek in beademingstoestellen voor de anesthesie Fysiologie en farmacologie Gastoedingsystemen Spirometrie technieken Gasanalyse technieken

Hoe denkt u dat het werkt?

Thorax fysiologie Fysiologisch model Thorax: zuiger/cilinder Longweefsel: spons met cellen (er worden ook andere modellen gebruikt!)

Volumina, drukken, ventilatie-perfusie Het verschil tussen spontaan ademen en beademd worden Invloed van druk op perfusie- weerstand en op bloedvolume Het gevaar van een hoge beademingsdruk

Volumina (en hun namen)

Ventilatie - perfusie

‘Echte’ compliance loops Is niet hetzelfde als PV loop! P 0 hPa 0 ml 100 ml V=Vc V=Vt PV loops weergegeven tijdens beademing Compliance wordt gemeten bij een verslapte patiënt in het uitademingstraject!

Compliance curve

Weerstand en Impedantie Van een adem-systeem

Spontaan ademen Zuigt bloed de thorax in

Beademen Perst bloed de thorax uit

Beademen met hoge druk Perst de circulatie dicht

Gastoedieningsystemen Eigenschappen

Mapleson-C Half open (gasvoorraad) Versgas Stroom ca. 15 l/min Rebreathing Weinig weerstand, alleen in de uitademing

Waters Half gesloten (sodalime) Versgas Stroom ca. 0,5 l/min Rebreathing, maar niet van CO2 Veel weerstand

Cirkelsysteem Half gesloten (sodalime) Versgas stroom ca. 0,5 l/min Rebreathing, maar niet van CO2 Veel weerstand

CCA (closed circuit anaesthesia) systeem Gesloten (versgas stroom) Versgas Stroom = verbruik patiënt Rebreathing, maar niet van CO2 Weinig weerstand (turbine)

Volume reflector Cirkelsysteem met met speciaal ontwikkelde bufferruimte Getinge-Maquet Flow-i

Het ideale ademgas mengsel… Is 35oC Heeft 100% rel. hum. Bevat 20% - 25% O2 Ralph Waters zei ooit: “Gases are ice-cold and bone-dry” Er zal dus altijd condens in slangen vormen… Zo niet, dan mishandel jij de patiënt!

Zuurstof is giftig! Bij een FiO2 van: (Prof. Dr. Jan Klein, 1986) 25% Roodkleuring trachea epitheel na 6 uur 30% Roodkleuring trachea epitheel na 4 uur 40% Roodkleuring trachea epitheel na 2 uur, begin cornea schade 50% Roodkleuring trachea epitheel na 1/2 uur, fibrotisering longweefsel, cornea schade 60% Roodkleuring trachea epitheel, fibrotisering en necrotisering longweefsel, cornea schade irreversibel >60% Alle bovenstaande effecten verhevigd en op kortere termijn

Wat stelt u in? De FiO2 (bij de Physioflex of de Dräger Zeus) of De FFGFO2 (alle andere toestellen) Dan moet u gaan rekenen!

Rekenen aan VGF… Zuurstofopname patiënt: 200 ml/min Systeemlekkage: (verbruik IR analyser + lek) 250 ml/min Gewenste FiO2: 25% Gewenste VGF: 1000 ml/min 250 ml/min O2 en 750 ml/min Air

Hoe zie ik dat ik genoeg geef? Bij toestellen met een staande balg: de balg komt weer helemaal bovenin Sommige toestellen hebben hiervoor een indicatiesysteem… (Dräger Primus)

CO2 absorberen Chemie en interactie

Binden van CO2 CO2 + H2O = H2CO3 Sodalime = NaOH en Ca(OH)2 H2CO3 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O H2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 + 2H2O Exotherme reactie

Interactie met DA Isoflurane Desflurane Sevoflurane Bij DA met chloor kan fosgeen (COCl2) worden gevormd Isoflurane Bij Desflurane kan koolmonoxide (CO) worden gevormd Desflurane Bij Sevoflurane kan Compound A (nefrotoxisch) worden gevormd Sevoflurane

Giftige gassen… Ontstaan in droge sodalime (laat sodalime dus nooit drogen) Ontstaan in warme sodalime (als het ademgas er stilstaat, verwarm het ademgas niet om het te drogen)

Er is progressie!

Invloed van vers gasstroom Fysiologische waarden voor bevochtiging (100% rel. hum.) en verwarming (t = 35oC) bij VGF < 500ml/min. Geen “kunstneus” nodig… Wel BACTERIEFILTER nodig!

Invloed constructie gassysteem 1 Kleppen “kleven” indien nat weerstand bij SR (neonaten!) verwarming geeft meer “gifgas” Hangende balg “zuigt” bij expiratie (NEEP) Zuiger/cilinder oscilleert bij expiratie (NEEP) EEP afhankelijk van luchtweg-weerstand patiënt

Invloed constructie gassysteem 2 Staande balg “tegendruk” in expiratie (PEEP) demping van oscillatie EEP onafhankelijk van luchtwegweerstand patiënt APL ventiel lekt altijd iets onnauwkeurig, weerstand druk afhankelijk van de stroom

Natuurkunde en pneumatiek Beademingslangen Natuurkunde en pneumatiek

Natuurkundige eigenschappen Geen uitzetting onder druk Soepel en buigzaam Thermisch isolerend

Tegenstrijdige eigenschappen Lage doorstromingsweerstand (grote effectieve doorsnede, kleine lengte Rf = C x A2 x l) Klein volume (kleine doorsnede, kleine lengte V = A x l)

Chemische eigenschappen Laat geen gas of damp door (latex- neopreen- en siliconenrubber doen dat wel, pe en pu minder, pfte bijna niet) Waterbestendig

↓ Effectief verplaatst volume Compressible volume = het volumeverlies door het ‘inveren’ (inkrimpen) van het gasmengsel door de druktoename in het beademingsysteem Slang compliance volume = het volumeverlies door het ‘uitveren’ (uitzetten) van de slangen door de druktoename in het beademingsysteem

Er is verschil!

Aandrijven van de gasvoorraad bij beademingsmachines Natuurkunde en de sturing van de beademing

Wet van Boyle-Gay Lussac 1 P1 x V1 / t1 = P2 x V2 / t2 De druk of het volume wordt hoger/groter als de temperatuur verhoogd Bij verhoging van de druk wordt het volume kleiner of de temperatuur hoger

Wet van Boyle-Gay Lussac 2 Verwarming en bevochtiging doen het volume toenemen STPD = Standard Temperature and Pressure, Dry is 90% van ATPS = Ambient Temperature and Pressure, Saturated is 90% van BTPS = Body Temperature and Pressure, Saturated

Wet van Boyle-Gay Lussac 3 Houdt de spirometrie hier wel rekening mee? Drukdifferentiaal spirometrie is afhankelijk van de viscositeit (en dus de temperatuur) van het gas! Drukdifferentiaal spirometrie is afhankelijk van de samenstelling (en dus van de vochtigheid) van het gas

Tijdsturing Als je een ademfrequentie kunt instellen, is er sprake van tijdsturing (bij alle moderne toestellen, dus)

Volumesturing Levert een vooraf ingesteld volume af, ongeacht de druk die daarvoor nodig is. Heeft een drukalarm nodig!

Druksturing Levert een vooraf ingestelde druk af, ongeacht welk volume hierbij verplaatst gaat worden Heeft een volume alarm nodig

Volume Controlled Pressure Regulated Is druksturing! Volumetrie en volume bewaking is noodzakelijk Continue meting van uitgeademd volume en aanpassen van de druk om het volume te garanderen Dräger noemt het “autoflow” Het is ‘druksturing met volume garantie’

PEEP Verhinderen van totale uitstroming van gassen uit de long door tegendruk Voorkomt atelectase vorming door handhaven FRC

(Inspiratoire) trigger Mogelijkheid om de beademing te synchroniseren met de spontane ademwens van de patiënt Bij volumesturing heet dit “assist” Bij druksturing heet dit “pressure support”

(Expiratoire) trigger Zet bij daling van de inspiratoire (peak) flow, het expiratieventiel open Voorkomt overrekken van de longen (shear trauma)

(bi level) CPAP Als bij PEEP… Bij gebruik van pressure support, schakelt het toestel tussen 2 (bi) drukniveaus

Spirometrie technieken Turbine spirometrie Druk differentiaal spirometrie Hittedraad spirometrie Klok spirometrie Spirometrie technieken

Wat wordt uitgeademd… is in elk geval ingeademd… De basis van spirometrie monitoring

Turbine spirometrie Peak flow meting + (heel goed) Volumina meting – (slecht) Meetfout + (groot) Invloed vervuiling + (groot)

Druk differentiaal spirometrie Peak flow meting +/- (redelijk) Volumina meting – (slecht) Meetfout +/- (redelijk) Invloed vervuiling + (groot) Weerstand met meetopening aan ‘loef- en lijzijde’.

Hittedraad spirometrie Peak flow meting + (goed) Volumina meting + (goed) Meetfout +/- (klein) Invloed vervuiling - (iets)

Klok spirometrie Peak flow meting +/- (redelijk) Volumina meting + (goed) Meetfout - (klein) Invloed vervuiling - (klein) PhysioFlex was het enige toestel met ‘klok spirometrie’

Monitoren van druk, volume en flow

Monitoren van druk, volume en flow

Monitoren van druk, volume en flow PV loop

Monitoren van druk, volume en flow

Monitoren van druk, volume en flow

Monitoren van druk, volume en flow

Monitoren van druk, volume en flow

Gasanalyse (infrarood) Werkt goed voor alle gassen van het ‘broeikas effect’ Gasanalyse (infrarood)

IR spectrum Absorptie curven in het infrarood (hoe groter de dip, des te minder IR-licht er door heen valt) blauw: 100% N2O, rood: 5% Halothane, oranje: 5% Enflurane, paars: 7% Isoflurane, groen 0,5% CO2

Chopper analyser voor CO2 Meetwaarde afhankelijk van de druk Meetwaarde relatief aan de CO2 inhoud van het referentiegas Snelle respons Samplegas verlies

Single beam analyser (multi gas) Meting afhankelijk van druk Referentie in lichtfilter Snelle respons

Elektrolyse cel Meting afhankelijk van de druk Trage respons Slijtage (vooral door hoge O2 concentraties) + -

Paramagnetisch 1 Meting afhankelijk van de druk Referentiegas is lucht Snelle respons Samplegas verlies

Paramagnetisch2 Meting afhankelijk van de druk Snelle respons N S

Massa spectrometer Raman Scattering analyser All gases analyser

Massa spectrometer Alle gassen! Samplegas verlies Snelle respons

Raman scattering analyser Bijna alle gassen (geen edelgassen) Snelle respons Rayleigh scattering, ‘normale’ verstrooiing Raman scattering, Raman verstrooiing Foton uit een laser Gasmolecuul

Wat te doen als het misgaat… Dit moet je kunnen zonder na te denken, als reflex “Bold faced text” heet dat in de luchtvaart

Er komt rook en/of vlammen uit het toestel… Koppel de patiënt af en neem deze over op de resuscitatieballon. Plug alle gassen en elektriciteit uit. Roep hulp in of laat dat doen. Blus het toestel en/of duw het uit de operatiekamer. Volg de Standard Operating Procedure voor het in stand houden van de anesthesie of maak de patiënt gereed voor evacuatie.

Het toestel stopt… Koppel de patiënt af en neem deze over op de resuscitatieballon. Roep hulp in of laat dat doen. Gebruik de externe zuurstofvoorziening om de FiO2 van de resuscitatieballon te verhogen. Volg de Standard Operating Procedure voor het in stand houden van de anesthesie en/of toestel wisseling.

Het beeldscherm wordt zwart… (1) Kijk of het toestel blijft beademen… Nee Koppel de patiënt af en neem deze over op de resuscitatieballon. Roep hulp in of laat dat doen. Gebruik de externe zuurstofvoorziening om de FiO2 van de resuscitatieballon te verhogen. Volg de Standard Operating Procedure voor het in stand houden van de anesthesie en/of toestel wisseling.

Het beeldscherm wordt zwart… (2) Kijk of het toestel blijft beademen… Ja Roep hulp in of laat dat doen. Volg de Standard Operating Procedure voor het in stand houden van de anesthesie en/of toestel wisseling.

Netspanning valt uit… Bij een accu back-up van een uur… is dit is geen acute noodsituatie.

Centrale zuurstofdruk weg, zuurstofslang lek of kapot… Open noodzuurstoffles op het toestel. Roep hulp in of laat dat doen. Stel de laagst mogelijke, veilige vers gasflow in. Volg de Standard Operating Procedure voor het in stand houden van de anesthesie.

Centrale persluchtdruk weg, persluchtslang lek of kapot… Roep hulp in of laat dat doen. Stop de luchttoevoer naar het beademingsysteem en stel de laagst mogelijke, veilige vers gasflow met alleen zuurstof in. Pas verdamperinstelling aan. Neem de patiënt over op handbeademing. (dit verminderd het gebruik van O2 voor de aandrijving van het toestel) Volg de Standard Operating Procedure voor het in stand houden van de anesthesie.

Centrale vacuümvoorziening valt uit, vacuümslang lek of kapot... Geef dit door aan de andere operatiekamers of laat dat doen. Gebruik het chirurgisch zuigsysteem indien dit nog functioneel is.

Narcosegas afzuiging valt uit… Stel de laagst mogelijke, veilige vers gasflow in. Roep hulp in of laat dat doen. Volg de Standard Operating Procedure voor het in stand houden van de anesthesie. (Ga over op TIVA indien van toepassing.)

Elektronische gasmixer defect… Roep hulp in of laat dat doen. Schakel externe vers gasregeling in en pas de verdamperinstelling aan. Volg de Standard Operating Procedure voor het in stand houden van de anesthesie en/of toestel wisseling.

Infrarood analysator defect (CO2 en dampanesthetica concentratie)… Roep hulp in of laat dat doen. Stel een versgas flow van tenminste 2 lit/min. In en pas de verdamperinstelling hier op aan. Verhoog het minuutvolume tot (0,1 x lichaamsgewicht in kg) in l/min. Volg de Standard Operating Procedure voor het in stand houden van de anesthesie en/of toestel wisseling.

Paramagnetische analysator defect (O2 concentratie analyse)… Roep hulp in of laat dat doen. Stel een veilige vers gasflow van tenminste 1 lit/min. O2 in. Sluit de toevoer van alle andere gassen. Volg de Standard Operating Procedure voor het in stand houden van de anesthesie en/of toestel wisseling.

Groot lek in het interne beademingsysteem… Koppel de patiënt af en neem deze over op de resuscitatieballon. Roep hulp in of laat dat doen. Gebruik de externe zuurstofvoorziening om de FiO2 van de resuscitatieballon te verhogen. Volg de Standard Operating Procedure voor het in stand houden van de anesthesie en/of toestel wisseling. (Ga over op TIVA indien er dampanestheticum werd gebruikt.)

Blokkade van het interne ademsysteem… Koppel de patiënt af en neem deze over op de resuscitatieballon. Roep hulp in of laat dat doen. Gebruik de externe zuurstofvoorziening om de FiO2 van de resuscitatieballon te verhogen. Volg de Standard Operating Procedure voor het in stand houden van de anesthesie en/of toestel wisseling. (Ga over op TIVA indien van toepassing.)

Uit het hoofd leren… Dit is een z.g. ‘minimal safety requirement’ ‘Opzoeken’ in het manual duurt te lang en is gevaarlijk voor de patiënt en mogelijk ook voor jezelf!

Bronnen Kijk op www.okcompleet.info voor het schriftelijk materiaal in de module ‘Respiratie’