Techniek in beademingstoestellen

voor de anesthesie

Fysiologie en farmacologieGastoedingsystemen

Spirometrie techniekenGasanalyse technieken

Hoe denkt u dat het werkt?

Fysiologisch model

Thorax: zuiger/cilinder Longweefsel: spons met cellen

(er worden ook andere modellen gebruikt!)

Thorax fysiologie

Het verschil tussen spontaan ademen en beademd worden

Invloed van druk op perfusie- weerstand en op bloedvolume

Het gevaar van een hoge beademingsdruk

Volumina, drukken,ventilatie-perfusie

Volumina (en hun namen)

t

V

0

100 ml

0 ml

5000 ml

Tidal volume:500 ml

IRV

ERV

VC

FRC

Ventilatie - perfusie

Bloedvolume.

Luchtvolume.

Verschuiving bij inspanning

Is niet hetzelfde als PV loop!

‘Echte’ compliance loops

P0 hPa

0 ml

100 ml

V=Vc

V=Vt

PV loops weergegeven tijdens beademing

Compliance wordt gemeten bij een verslapte patiëntin het uitademingstraject!

Compliance curve

P

0 hPa

0 ml

PEEP bij soepele longen

100 ml

V

PEEP bij stugge longen

Weerstand en Impedantie

Flow

Druk

Volume

Spontaan ademen Spontaan ademen aan een ademsysteem

Van een adem-systeem

Spontaan ademenZuigt bloed de thorax in

BeademenPerst bloed de thorax uit

Beademen met hoge drukPerst de circulatie dicht

Gastoedieningsystemen

Eigenschappen

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

uitademing

Mapleson-C

Patiënt

Gemengd in en uitademinggas

Gasvoorraad

Versgas

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

Veel weerstand

Waters

Versgas

Gasvoorraad

Patiënt

Half gesloten (sodalime)

Versgas stroom ca. 0,5 l/min

Rebreathing, maar niet van CO2

Veel weerstand

Cirkelsysteem

Gasvoorraad

Versgas

Inademinggas

Uitademinggas

Patiënt

Gesloten (versgas stroom)

Versgas Stroom = verbruik patiënt

Rebreathing, maar niet van CO2

Weinig weerstand (turbine)

CCA (closed circuit anaesthesia) systeem

Patiënt

Inademinggas

Versgas

Uitademinggas

Gasvoorraad

Cirkelsysteem metmet speciaal ontwikkelde bufferruimte

Getinge-MaquetFlow-i

Volume reflector

Gasvoorraad

Versgas

Inademinggas

Uitademinggas

Aansturing met zuurstof

Patiënt

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!

Het ideale ademgas mengsel…

(Prof. Dr. Jan Klein, 1986)

25% Roodkleuring trachea epitheel na 6 uur30% Roodkleuring trachea epitheel na 4 uur40% Roodkleuring trachea epitheel na 2 uur,

begin cornea schade50% Roodkleuring trachea epitheel na 1/2 uur,

fibrotisering longweefsel, cornea schade60% Roodkleuring trachea epitheel,

fibrotisering en necrotisering longweefsel, cornea schade irreversibel

>60% Alle bovenstaande effecten verhevigd en op kortere termijn

Zuurstof is giftig! Bij een FiO2 van:

De FiO2 (bij de Physioflex of de Dräger Zeus)

of De FFGFO2

(alle andere toestellen)

Dan moet u gaan rekenen!

Wat stelt u in?

Zuurstofopname patiënt: 200 ml/minSysteemlekkage: (verbruik IR analyser + lek)

250 ml/minGewenste FiO2: 25%

Gewenste VGF: 1000 ml/min 250 ml/min O2 en 750 ml/min Air

Rekenen aan VGF…

Bij toestellen met een staande balg: de balg komt weer helemaal bovenin

Sommige toestellen hebben hiervoor een indicatiesysteem… (Dräger Primus)

Hoe zie ik dat ik genoeg geef?

CO2 absorberen

Chemie en interactie

CO2 + H2O = H2CO3

Sodalime = NaOH en Ca(OH)2

H2CO3 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O H2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 + 2H2O

Exotherme reactie

Binden van CO2

Interactie met DA

F

F

F

C

F

F

C

F

O

H

C

F

C H H

H

F

F

C

F

Cl

C

O

F

F

C

H

F

F

F

C

H

F

C

O

F

F

C

H

Isoflurane

Sevoflurane

Desflurane

Bij DA met chloor kan fosgeen (COCl2) worden gevormd

Bij Sevoflurane kan Compound A (nefrotoxisch) worden gevormd

Bij Desflurane kan koolmonoxide (CO) worden gevormd

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)

Giftige gassen…

Er is progressie!

Fysiologische waarden voor bevochtiging (100% rel. hum.) enverwarming (t = 35oC) bij VGF < 500ml/min.

Geen “kunstneus” nodig… Wel BACTERIEFILTER nodig!

Invloed van vers gasstroom

Kleppen“kleven” indien natweerstand bij SR (neonaten!)verwarming geeft meer “gifgas”

Hangende balg“zuigt” bij expiratie (NEEP)

Zuiger/cilinderoscilleert bij expiratie (NEEP)EEP afhankelijk van luchtweg-

weerstand patiënt

Invloed constructie gassysteem 1

Staande balg“tegendruk” in expiratie (PEEP)demping van oscillatie EEP onafhankelijk vanluchtwegweerstand patiënt

APL ventiellekt altijd ietsonnauwkeurig, weerstanddruk afhankelijk van de stroom

Invloed constructie gassysteem 2

BeademingslangenNatuurkunde en

pneumatiek

Geen uitzetting onder druk Soepel en buigzaam Thermisch isolerend

Natuurkundige eigenschappen

Lage doorstromingsweerstand

(grote effectieve doorsnede, kleine lengteRf = C x A2 x l)

Tegenstrijdige eigenschappen

Klein volume

(kleine doorsnede, kleine lengteV = A x l)

Laat geen gas of damp door(latex- neopreen- en siliconenrubber doen dat

wel, pe en pu minder, pfte bijna niet) Waterbestendig

Chemische eigenschappen

Compressible volume

= het volumeverlies door het ‘inveren’ (inkrimpen) van het gasmengsel door de druktoename in het beademingsysteem

↓ Effectief verplaatst volume

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 ende sturing van de beademing

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 1

Verwarming en bevochtiging doen het volume toenemen

STPD = Standard Temperature and Pressure, Dryis 90% van

ATPS = Ambient Temperature and Pressure, Saturated is 90% van

BTPS = Body Temperature and Pressure, Saturated

Wet van Boyle-Gay Lussac 2

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

Wet van Boyle-Gay Lussac 3

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

Tijdsturing

Levert een vooraf ingesteld volume af, ongeacht de druk die daarvoor nodig is.

Heeft een drukalarm nodig!

Volumesturing

Levert een vooraf ingestelde druk af, ongeacht welk volume hierbij verplaatst gaat worden

Heeft een volume alarm nodig

Druksturing

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’

Volume Controlled Pressure Regulated

Verhinderen van totale uitstroming van gassen uit de long door tegendruk

Voorkomt atelectase vorming door handhaven FRC

PEEP

Mogelijkheid om de beademing te synchroniseren met de spontane ademwens van de patiënt

Bij volumesturing heet dit “assist” Bij druksturing heet dit “pressure support”

(Inspiratoire) trigger

Zet bij daling van de inspiratoire (peak) flow, het expiratieventiel open

Voorkomt overrekken van de longen (shear trauma)

(Expiratoire) trigger

Als bij PEEP… Bij gebruik van pressure support, schakelt

het toestel tussen 2 (bi) drukniveaus

(bi level) CPAP

Spirometrie technieken

Turbine spirometrieDruk differentiaal spirometrie

Hittedraad spirometrieKlok spirometrie

is in elk geval ingeademd…De basis van spirometrie monitoring

Wat wordt uitgeademd…

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

Turbine spirometrie

Peak flow meting +/- (redelijk) Volumina meting – (slecht) Meetfout +/- (redelijk) Invloed vervuiling + (groot)

Druk differentiaal spirometrie

Weerstand met meetopening aan ‘loef- en lijzijde’.

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

Hittedraad spirometrie

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

spirometrie’

Klok spirometrie

Monitoren van druk, volume en flow

Flow

Druk

Volume

Spontaan ademen Spontaan ademen aan een ademsysteem

Monitoren van druk, volume en flow

Inspiratoire stroom

Plateau, Bij een Tv afhankelijke flow is er geen plateau.

volu

me

dr

uk

flow

Volume-tijdsturing (flow-generator)

Inspiratie I

Expiratie E

P/V

loop

V (volume) V (volume)

P (druk)

Monitoren van druk, volume en flow

V

P

PEEP

Ppeak

Pplat

Compliance afhankelijk oppervlak

PV loop

Monitoren van druk, volume en flow

Inspiratoire stroom

Druk-tijdsturing (constant pressure-generator)

Inspiratie

I E Expiratie

volu

me

d

ruk

flow

P (druk)

V (volume)

P/V

loo

p

V (volume)

Monitoren van druk, volume en flow

volu

me

P

-V lo

op

V (volume)

P (druk)

volu

me

vo

lum

e

‘Leunen.’

De patiënt ademt

meer volume uit.

Normale curve

Lek(je). De patiënt ademt

minder volume uit.

druksturing: stippellijn

druk

P (druk)

P-V

loop

V (volume)

druk

dr

uk

weerstand: verhoging van de piekdruk t.o.v. de plateaudruk. ‘hobbels’ in de expiratie: Ronchieën of water in de slangen.

(groot) lek: dalend plateau. ‘stijle’ expiratie

Monitoren van druk, volume en flow

Monitoren van druk, volume en flow

flow

flo

w

flow

Gestippeld: druksturing

Ernstig bronchospasme Met slijm in de luchtwegen of water in de slangen.

Hoge weerstand (kleine tube diameter) bij een toestel met ‘hangende balg’

Normale flowcurve (met knikje door de slangimpedantie)

Gasanalyse (infrarood)

Werkt goed voor alle gassen van het ‘broeikas effect’

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

IR spectrum

Meetwaarde afhankelijk van de druk

Meetwaarde relatief aan de CO2 inhoud van het referentiegas

Snelle respons Samplegas

verlies

Chopper analyser voor CO2

Meting afhankelijk van druk

Referentie in lichtfilter

Snelle respons

Single beam analyser (multi gas)

Meting afhankelijk van de druk

Trage respons Slijtage (vooral door

hoge O2 concentraties)

Elektrolyse cel

+

-

Meting afhankelijk van de druk

Referentiegas is lucht

Snelle respons

Samplegas verlies

Paramagnetisch 1

Paramagnetisch2

NS

Meting afhankelijk van de druk

Snelle respons

All gases analyser

Massa spectrometerRaman Scattering

analyser

Massa spectrometer Alle gassen! Samplegas verlies Snelle respons

Samplegas

Raman scattering analyser

Bijna alle gassen (geen edelgassen)

Snelle responsRayleigh scattering, ‘normale’ verstrooiing

Raman scattering, Raman verstrooiingFoton 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

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.

Er komt rook en/of vlammen uit het toestel…

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 toestel stopt…

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… (1)

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.

Het beeldscherm wordt zwart… (2)

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

Netspanning valt uit…

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 zuurstofdruk weg, zuurstofslang 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 persluchtdruk weg, persluchtslang lek of kapot…

Geef dit door aan de andere operatiekamers of laat dat doen.

Gebruik het chirurgisch zuigsysteem indien dit nog functioneel is.

Centrale vacuümvoorziening valt uit, vacuümslang lek of kapot...

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.)

Narcosegas afzuiging valt uit…

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.

Elektronische gasmixer defect…

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.

Infrarood analysator defect (CO2 en dampanesthetica concentratie)…

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.

Paramagnetische analysator defect (O2 concentratie analyse)…

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.)

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 van toepassing.)

Blokkade van het interne ademsysteem…

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!

Uit het hoofd leren…

Bronnen

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