6.2. Narkoserespiratoren und -systeme#
Relevante Norm: EN 740
6.2.1. Arten von Systemen#
Man unterscheidet zwischen offenen, halboffenen und geschlossenen Narkosesystemen, je nach Grad der Rückführung und Nutzung von Atemgasen.
- Offene Systeme
keine Rückführung des ausgeatmeten Gases, es wird direkt an die Umgebung abgegeben, daher hoher Gasverbrauch, Wärme- und Feuchtigkeitsverlust
häufig ausserhalb des OPs, z.B. bei Intensiv-Beatmungsgeräten (Hauptaugenmerk auf Langzeitbeatmung, keine Narkosegase). Benötigen Vorwärmung und Befeuchtung durch Heat and Moisture Unit bei Langzeitanwendung.
- Halboffenes System
ebenfalls keine Rückatmung, jedoch wird die Frischgaszufuhr über ein System kontrolliert, meist mit Hilfe von Ventilen und einem Reservoirbeutel.
- Geschlossene Kreissysteme
(fast) vollständige Rückatmung des ausgeatmeten Gases (Recycling). Probleme:
Kohlendioxid muss durch einen Absorber (Atemkalk) entfernt werden.
Sauerstoff muss als Frischgas zugeführt werden
Sonst ermöglicht das geschlossene Kreissystem eine sehr ökonomische, kontrollierte und umweltschonende Anwendung durch das Recycling von volatilen Anästhetika und einen geringen Frischgasverbrauch. Ebenso wird Feuchtigkeit und Wärme im Kreissystem erhalten.
GE™ Aisys
Dräger™ Primus
Fig. 15 Narkosemaschinen#
6.2.2. Funktionskomponenten#
Frischgasanschluss
Überschussventil
Richtungsventile
CO₂-Absorber
Reservoirbeutel
6.2.3. Narkosegasabsaugung#
Eine Narkosegasabsaugung (Anästhesiegasabsaugung; engl.: Scavenger system) entfernt überschüssiges Narkosegas aus dem Atemsystem und leitet dieses ab, ohne dass es in die Raumluft entweicht. Dies ist besonders bei der Verwendung von volatilen Anästhetika wichtig, um eine Belastung des Personals zu vermeiden. Sie wird entweder direkt an das Auslassventil des Anästhesiegeräts angeschlossen oder ist in moderne Geräte bereits integriert. Die abgeführten Gase werden durch eine zentrale Absauganlage in ein sicheres Entsorgungssystem geleitet oder über Filtersysteme gereinigt.
6.2.4. Frischgasentkoppelung#
Während der Inspiration wird Frischgas in das Reservoir geleitet, während der Exspiration wird es in das System eingeleitet.
Exspiratorisch: Über die Gaseinlassventile werden die Gase AIRS/O₂ bzw. N2O/O₂ in den Mischtank geleitet. Die Ventile werden zeitgesteuert nacheinander geöffnet und geschlossen. Flow und Druck der einströmenden Gase werden überwacht, sodass der Mischer unabhängig von Versorgungsdrücken ist. Der Gesamt-Frischgasflow wird mit Hilfe eines Proportionalventils (Flowdosierventil) gesteuert und nur in der Exspirationsphase in das Kreissystem geleitet.
6.2.5. Atemkalk#
… bindet CO₂ (chemische Bindung, kein Filter!), wärmt und befeuchtet Gas,
2 Typen mit unterschiedlichen Katalysatoren:
Soda-lime: NaOH
Baralyme: Ba(OH)₂
Atemkalk dient in Kreissystemen der Elimination von CO₂ durch Bindung des in der Ausatemluft enthaltenem Kohlenstoffdioxid. In der Medizin und beim Tauchen wird eine Mischung aus Calciumhydroxid Ca(OH)₂ und Natriumhydroxid NaOH verwendet, früher auch Kaliumhydroxid KOH und Bariumhydroxid Ba(OH)₂. Atemkalk zur chemischen Bindung von Kohlenstoffdioxid wurde 1924 von Ralf Waters eingeführt. 100 g Natriumhydroxid können bis zu 23 Liter Kohlenstoffdioxid binden. Durchschnittliche Absorber können 10—15 Liter pro 100 g absorbieren. Dem Atemkalk ist ein pH-Indikator beigemischt (Ethylviolett), der bei niedrigem pH-Wert seine Farbe von weiß nach violett ändert und damit (unzuverlässig) anzeigt, dass der Absorber verbraucht ist.
Reaktionsgleichungen: Atemkalk
CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃
H₂CO₃ + 2 NaOH ⇌ Na₂CO₃ + 2 H₂O
Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ ⇌ CaC=3 + 2 NaOH
Wichtig
Wassergehalt (5%) muss erhalten bleiben
Ablaufdatum wegen Austrocknung beachten!
Keine Trocknung, Sterilisation oder Desinfektion
Problem bei Kindern: zu wenig CO₂-Abgabe, damit zu wenig Befeuchtung und Erwärmung des Gas → bei langer OP externe Geräte empfohlen!
Wiederbefüllbar vs. Einmalprodukt
Pillenkalk anstatt von Bruchkalk
- Wann Atemkalk wechseln?
Beachte FiCO₂!
Wenn FiCO₂ > 3 mm Hg (bzw. in der Praxis > 5 mm Hg)
Tausch einer Atemkalk-Einheit
Erschöpfter Atemkalk
Frischer Atemkalk in Pillenform
Fig. 16 Atemkalk#
6.2.6. Gasversorgung#
- Wandversorgung
Codierte Steckerkupplungen an der Versorgungsseite, Rückschlagventil, Farbcodierung
- Flaschenversorgung
Druckminderer, Drucküberwachung mit Manometer
- Anschlussschlauch
Farbcodiert
- Geräteseitig
NIST-Anschluss: Dichtigkeit ist ohne Kraftanstrengung gewährleistet
DIN-Anschluss: Dichtigkeit ist nur mit Kraftanstrengung gewährleistet
Gas |
Alte Kennfarbe |
Neue Kennfarbe |
|---|---|---|
Sauerstoff |
Blau |
Weiß |
Lachgas |
Gelb |
Blau |
Med. Luft |
Grau |
Schwarz/weiß |
Vakuum |
Weiß |
Gelb |
6.2.7. Gasdosierung#
Pneumatisch mit Flowmeter: Sintermetallfilter (max. 0,1 mm) reduzieren den Gasdruck vom Versorgungsdruck (ca. 5 bar) auf. ca 1,5 bar vor den Regelventilen. Rotameter müssen im Betrieb rotieren, nur dann stimmt die Skalierung mit dem Durchfluss überein.
ORC-Funktion (Oxygen Ratio Controller): Der Fließdruck nach dem O₂-Regelventil regelt den Lachgasfluss derart, dass mindestens 25% O₂-Konzentration im Frischgas ins Kreissystem gelangen (Proportionalventil)
Elektronisch
ORC-Funktion (Oxygen Ratio Controller) in Gasmischungen mit Lachgas
Einfache Einstellung des Frischgasflows bei Beibehaltung der voreingestellten O₂-Konzentration von 25% bis zu einem Frischgasflow von 1 L / min. Wird der Frischgasflow weiter reduziert ist ein Mindestfluss von 250 mL / min O₂ garantiert. Ab 250 mL / min beträgt die O₂-Konzentration 100%. Der minimale Frischgasflow beträgt 200 mL / min.
Manuelle O₂-Notdosierung, vorbereitet für inspiratorische O₂-Regelung, automatische Flowsteuerung
Gesamtfrischgasdurchfluss 0,2—18 L / min
Externer Frischgasausgang mit Druckmessung
Vor dem Frischgasventil befindet sich sich ein Mischgasreservoir mit 0,5 L. Davor und nach dem Frischgasventil findet eine Flow- und Druckmessung statt.
- Frischgasentkopplung
Frischgas wird während der Inspiration in Reservoir gespeichert und erst in der Exspirationsphase in das System eingeleitet → Frischgas besser ausgenutzt, wird nicht während Exspiration verworfen
Fig. 17 Narkosemaschine mit pneumatischer Frischgasdosierung und Rotameter#
6.2.8. Sicherheitsfeatures#
Eine Narkosemaschine muss über folgende Sicherheitsfeatures verfügen:
Sauerstoffmangelsignal: Akustisches Mangelsignal gem. EN 470 bei Unterschreitung eines vom Hersteller angegebenen Mindestdrucks (i. d. R. 2,2 bar). Es muss mindestens 7 Sekunden dauern und mind. 2 dB über weißem Rauschen von 50 db liegen. Das Signal muss aus dem Sauerstoffversorgungsdruck abgeleitet werden.
Lachgassperre: Bei Ausfall von Sauerstoff muss die Zufuhr von Lachgas automatisch unterbunden werden.
6.2.9. Vapore#
Inhalationsanästhetika benötigen aufgrund ihrer verschiedenen physikalischen Eigenschaften spezielle Geräte zur Verdunstung/Verdampfung. Die jeweiligen Geräte sind substanzspezifisch.
- Sicherheitsfeatures
Narkosemittelflasche mit Index-Kragen
Kodierter Fülladapter
Vapor mit Sicherheitsfüllvorrichtung
Maschine:
Messung der Konzentration
Gemischerkennung
Gemischmessung
MAC-Berechnung
Alarmierung
Verdunster#
Geeignet für: Halothane, Enflurane, Isoflurane, Sevoflurane; nicht für Desflurane.
Die Konzentrationseinstellung erfolgt durch Variation des Querschnitts in der Verdunstungsleitung.
Halothane |
32% |
Enflurane |
23% |
Isoflurane |
30% |
Sevoflurane |
21% |
Desflurane |
87% |
Fig. 18 Nachfüllen eines GE-Sevofluran-Vapors.#
Desflurane-Verdampfer#
100% Desflurane-Dampf wird dem Frischgas zudosiert.
DIVA™: Direct Injection of Volatile Anaesthetics#
Kontrolle der exspiratorischen Anästhesiemittel-Konzentration
Minimaler Verbrauch
Schnelles Ein- und Aufwachen
Verbrauchskalkulation
Anzeige des Füllstandes
Befüllung während Betrieb möglich
6.2.10. Vorgeschriebenes Monitoring gem. EN 740#
Atemwegsdruckmessung (Diskonnektionslarm, Stenosealarm)
Exspiratorische Volumenmessung
Inspiratorische O₂-Konzentrationsmessung (oberer und unterer Grenzwertalarm)
Kapnographie
Konzentrationsmessung volatiler Anästhetika (oberer und unterer Grenzwertalarm)
O₂-Notdosierung
Nebenstrommessung
Wandanschlüsse
Sevofluran-Vapor
Fig. 19 Bestandteile einer Narkosemaschine#