Anesthesiesystemen - Principes van beademing

Anesthesiesystemen
Dr Ellen Vandemaele 25/10/2016
• Inleiding
• Anesthesie werkstation
• Verdampers
• Beademingscircuits
• Eliminatie CO2
• Controle ANE toestel
• Inleiding ventilatie
Basis = handboek Miller
Inleiding
• Anesthesie systeem bestaat uit een anesthesie machine en
een beademingscircuit.
• Dit moet toelaten om:
– Zuurstof te leveren aan de patiënt;
– CO2 te elimineren
– Inhalatie anesthetica toe te dienen
• CO2 eliminatie kan door voldoende flow (‘washout’) en
chemische neutralisatie
• Vroeger open in ether gedompelde spons bij spontaan
ademende patiënt
Anesthesie werkstation
• Sterke evolutie ( eenvoudig mechanisch naar elektronisch
computer gestuurd)
• Drukregeling en mixen gassen
• Verdampers
• Circuit om te beademen
• Ventilator
• Afvoeren (Scavenge)
• Monitor
Anesthesie machine
• Toedienen medische gassen en dampen van volatiele
anesthetica
• Aangeleverd aan de patiënt door spontane of mechanische
ventilatie
• Uitgeademde gassen komen terug naar de patiënt als de CO2
is geëlimineerd door een CO2 absorber
• Of verwijderd van het beademingssysteem via de waste gas
Fail-safe valve
•
•
•
•
•
Anesthesiesystemen zijn uitgerust met een beveiligen tegen falen om het
leveren van hypoxische mengsel a/d patiënt te vermijden bij uitval van de
zuurstof voorziening
Deze klep vermindert of sluit volledig de flow af van alle gassen
(laxhgas)als de druk in de zuurstof lijn daalt naar minder dan 30 PSI (±
200 kPa)
Kan niet voorkomen dat er 100 % lachgas toegediend wordt bv lek
verderop van zuurstof of contaminatie zuurstoflijn met ander gas
Zuurstof analyse
Waakzame en alerte anesthesist
Compressed gasses
•
•
•
•
•
•
•
Zuurstof, lachgas en lucht meestal via centrale voorziening
Door leidingen die verbonden worden met een wall outlet door gas
specifieke koppelingen die niet verwisselbaar zijn (DISS Diameter Index
Safety System)
Pipline inlet specifiek connecties
50-55 PSI (Pound Square Inch) of evt KPa
Ook via cilinders in het geval de centrale gasvoorziening faalt
Drukmeters op het anesthesie toestel geven de druk weer van het gas in
de corresponderende cilinder
Berekening inhoud cilinder zuurstof volume proportioneel met druk voor
zuurstof
• Dia gasvoorziening
Flowmeter: lage druk gedeelte
• Wat?
• Controleren en meten precies de flow naar de common gas
inlet
• Flow voorbij en weerstand is proportioneel met de druk
• Gekalibreerd voor een specifiek gas
• Mechanisch of elektronisch geregeld
• Beveiliging tegen hypoxisch mengsel door lachgas toediening
te koppelen aan zuurstof flow
Zuurstof flush knop
• Zuurstof ‘flush’ knop, hoge concentratie zuurstof voor nood
– 35-75L/min
– Bypass flowmeters en ‘mixing’ kamer dus ook geen ane damp en dillutie
anestheticum
– Cave bij sommige toestellen kan gebruik van deze knop lijden tot een
barotrauma van de longen bij beademende patiënten (toestellen zonder
versgas ontkoppeling)
Nooit gebruiken tijdens de inspiratoire fase bij mechanisch
geventileerde patiënt
Verdampers
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Volatiele anesthetica zijn vloeibaar op kamertemperatuur en atm druk
Verdamping in een gesloten container
De concentratie moet precies en voorspelbaar zijn
Compensatie voor temperatuursverandering
Verdampers zijn specifiek dus verdamper voor sevoflurane gaat niet met
halothane
Speciale verdamper voor desflurane, verwarmd en onder druk
De verse gasflow wordt in twee delen verdeeld en een deel gaat via de
verdamper waar het gas verzadigd wordt met de damp
Tweede deel via bypass
Uiteindelijk alles gemixt
Het deel door de verdamper wordt bepaald door de setting van de
verdamper
Ook injectietype verdampers
•
•
Toestel kan meerdere verdampers hebben en systeem zodat maar 1
tegelijk kan gebruikt worden
Speciale aansluiting laat toe dat de verdamper enkel met het juiste
anestheticum kan gevuld worden.
Beademingssystemen
• Zuurstof en anestheticum naar patiënt en eliminatie CO2
• Toegenomen weerstand bij SA
• Open, semi-open, semi-gesloten en gesloten
–
–
–
–
Reservoir zak (ballon)
Rebreathing
Chemische neutralisatie CO2
Eenrichtingskleppen
• De meest frequent gebruikt systemen zijn de Mapleson, Bain
en cirkel systeem
Mapleson
Mapleson beademingssysteem
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
1954 beschreven
Ingang verse gasflow, reservoir, masker, ballon en klep 5verschillende volgordes
Semi-open
A tot E
F Jackson Rees modificatie van het D systeem
Bain systeem is modificatie van het Mapleson D systeem
Afwezigheid van kleppen om de flow te leiden
Geen chemisch CO2 eliminatie
Rebreathing wanneer inspiratoire flow groter is dan verse gasflow
Graad rebreathing afhankelijk van verse gasflow
Verse gasflow anders bij SA of beademing
Monitor end-tidal CO2
Gebruik pediatrie, transport
Schema mapleson circuit
Mapleson C is
Waters circuit
Mapleson F (Jackson-Rees)
systeem
• T-stuk met een reservoir zak en een aanpasbare
druk beperkende klep
• Voordelen:
– Weinig weerstand en dode ruimte
• Nadelen: hoge verse gasflow om rebreathing te
voorkomen, mogelijkheid hoge beademingsdruk
indien overdruk klep geoccludeerd
Bain system
Bain
•
•
•
•
•
•
Coaxiale versie mapleson D
Verse gasflow loopt in de expiratoire buis
Uitgeademde gassen via overflow klep
Spontane en gecontroleerde ventilatie
Preventie rebreathing 200-300 ml/kg/min bij SA
Voordelen: verwarming, bevochtiging deels bewaard,
mogelijkheid afvoer, handig als toegang patiënt beperkt is
• Nadeel: niet opgemerkte disconnectie of knikken verse gas
leiding
Cirkel systeem
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Circulaire flow in 1richting
Chemische CO2 absorptie om rebreathing mogelijk te maken
Semi open, semi closed en closed
Gesloten: Inflow nieuw gas is ongeveer gelijk aan wat de patiënt verbruikt
Rebreathing: bewaren damp, minder verlies van anesthesie gassen
Toegenomen weerstand door kleppen en CO2 absorbeerder
Groter en zwaarder
Complex (misconnectie, lekken, obstructie)
Spontane, manuale en mechanische ventilatie mogelijk
onderdelen
•
•
•
•
•
•
•
•
Verse gasingang
Inspiratoire en expiratoire eenrichtingsklep
Inspiratoire en expiratoire buizen
Y-stuk connectie
APL klep
Ballon (reservoir)
CO2 absorbeerder
Switch spontane/manuele V en ventilator
Onderdelen: Verse gas en
eenrichtingskleppen
• Kleppen Positieve drukbeademing
• Voorkomen rebreathing
• Opgepast voor slecht functionerende kleppen en
Obstructie of rebreathing van CO2.
Buizen
• Levering gassen naar en van de patiënt
• Minimale weerstand , flexibel, weerstand tegen
knikken
• Kunnen uitzetten
APL-klep
• ‘ Adjustable Pressure Limiting ‘ klep
• Teveel gas naar het afvoersysteem
• Manuele positieve drukbeademing dr compressie
van de ballon.
• Spontane ademhaling: volledig open!
Gesloten cirkel systemen
•
•
•
•
•
•
Flow max 500 ml/min
Vervangen wat patiënt verbruikt
Begin narcose hogere flow en instelling verdamper nodig
Vaak elektronisch
Volume voor gasanalyse wordt teruggegeven
Cave FiO2
Waarom gesloten?
• Bewaren vocht en warmte
• Minimaal verbruik anesthetica
• Minder pollutie omgeving
• Nadeel: trage verandering concentratie anesthetica
en zuurstof
Gevaar?
• Risico onvoldoende zuurstof, hypoxisch gesmangsel
Problemen met cicrcelsysteem?
• Lekken
• Misconnectie
• Occlusie
Scavenging
• Verzamelen en verwijderen van overtollige gassen
met anestheticum van de ventilator
• Regelmatig onderhoud
• Techniek
• Ventilatie ruimte
CO2 eliminatie
•
•
•
•
•
•
Chemische neutralisatie
Soda lime Ca(OH)2
Amsorb Plus
PH gevoelige indicator
Degradatie anestheticum naar koolstofmonoxide
Sevofluran en halothane Compound A
nefrotoxisch
Ventilator
• Balg ventilator die stijgt bij uitademen, indien onvolledig wijst
dit op een circuitlek
• Piston ventilator
• Bovenste luchtwegen hebben functie om ingeademde lucht te
bevochtigen en te verwarmen. Door ETT of LMA wordt dit
gebypast
– Uitdrogen mucosa en warmteverlies
• HME (Heat and Moisture Exchanger) bevochtigers
– Tussen Y stuk en ETT
– Met bacteriefilter tot HMEF
• Makkelijk in gebruik maar niet volledig efficiënt, meer
weestand, verstopt, dode ruimte
Checking anesthesie toestel
• Belangrijk in preventie morbiditeit en mortaliteit aan de patiënt
• Een check out voor een anesthesietoestel is niet toepasbaar
op een ander
• Elke firma heeft zijn aanbevelingen
• Testen elke 24u en verkorte testen voor elke patiënt
• In het begin van de werkdag als eerste
• Bij voorkeur voor patiënt in de zaal is
• Nieuwere toestellen automatische controle
• 2008 check list ASA: goede basis
• Waar is de ambu? Beschikbaar en functioneel
• Extra zuurstof fles beschikbaar?
• Lektest lage druksysteem
– Zeer gevoelig voor lekken
• Kalibratie zuurstof sensor
• Positieve druk lektest
ASA 2008 recommendations for Preanesthesia Checkout Procedures
Elke dag voor start
1: controleer of zuurstof cilinder of ambu beschikbaar en functioneel zijn
2: suctie klaar om secreties aspireren
3: zet anesthesie toestel op en controleer stroom aanwezig is
4: controleer beschikbaarheid monitor en alarmen
Voor elke patiënt (procedure)
2: suctie
5: controleer adequate druk zuurstofcilinder
4: monitor en alarm
6: pijplijn druk > 50 psi
7: verdampers vol en gesloten
7: verdampers gevuld? En gesloten
12: druk en lektest
8: zijn er geen lekken tussen flowmeters en common gasoutlet
9: afvoer van gassen functioneel
10: kalibreer of controleer of zuurstof monitor gekalibreerd is en controleer lage FIO2
alarm
11: controleer CO2 korrels
12: voer druk en lektest uit van het beademingssyteem
13: controleer dat gas door het circuit vloeit tijdens inspiratie en expiratie
14: documenteer volledig uitvoeren check out
15: bevestig settings ventilator en evalueer of alles klaar is om anesthesie te leveren
13: gas correct stroomt tijdens inspiratie en
expiratie
14: documenteer
15: bevestiging settings, time out
Verschillen ventilator intensieve zorgen en
anesthesie werkstation
Principes beademing
Mechanische ventilatie: indicaties
•
Respiratoir systeem: zuurstof naar het bloed en CO2 verwijderen uit het
bloed
•
Wanneer dit systeem om één of andere reden faalt zal men dus moeten
ingrijpen en overgaan op kunstmatige beademing
Denk ook aan circulatoir falen, falen metabolisme cellen, onvoldoende
zuurstofdragende capaciteit
•
•
•
•
•
•
Mechanische ventilatie nodig door anesthesie
Respiratoire pathologie (op intensieve geneeskunde)
Na majeure chirurgie tot stabilisatie patiënt hemodynamisch, metabool
Neurologische problematiek
Problemen met luchtweg zoals obstructie
• Bij anesthesie: oa. onderdrukking van het
ademhalingscentrum, spierverslappers, atelectase,
nood aan veilige luchtweg, type chirurgie,
Mechanische ventilatie: inleiding
•
•
•
•
Door creëren van positieve druk ontstaat een gasflow en wordt een
volume verplaatst naar de longen
Afhankelijk van de weerstand en de compliantie van het systeem
Weerstand door verplaatsing in een ‘buizensysteem’
Compliantie beschrijft elasticiteit van de longen en thoraxwand die
overwonnen moet worden
• Ademhaling bestaat uit een aantal ademingscyclussen
• Ook bij mechanische ventilatie
• Cycling beschrijft hoe een ademcyclus begint en beëindigt
wordt en hoe de verhouding is
• Inspiratory motive force : beschrijft mechanisme dat ventilator
gebruik om gas in de longen te drijven
– Negatieve druk ijzeren long
– Positieve druk ventilatie: klassieke manier
Respiratoire cyclus: 2 fazen
•
•
Inspratiefaze (actie)
Expiratiefaze (passief)
•
•
•
•
•
‘inspiratory time’ de duur v/d inspiratiefase
‘ expiratory time’ de duur v/d expiratie fase
‘respiratory’ rate het aantal cycli per minuut
‘inspiratory cycling’ is de overgang van inspiratie naar expiratie
Inspiratory time bestaat soms uit een actieve fase en bijkomende eind
inspiratoire pauze
Volume gestuurde ventilatie
•
Volume en druk zijn afhankelijk van elkaar (compliantie)
Wanneer V verandert zal dit lijden tot een drukverandering
volume
gecontroleerde ventilatie
Wanneer de druk in het respiratoir stelsel wordt gewijzigd zal dit leiden tot een
volumeverandering
druk gecontroleerde ventilatie
• Op de ventilator kunnen we verschillende parameters
monitoren
– Drukcurve
– Volume curve
– Flow curve in L/min
• Drukcurve:
– Peak inspiratory pressure: max druk
– Plateau pressure: druk bij een spiratoire pauze
– Mean airway pressure: gemiddelde druk berekend aan de hand van
de oppervlakte onder de curve
– Peep = Postitive End Expiratory Pressure: dr druk op het einde van
de expiratiefaze
Kenmerken volume gestuurde
ventilatie
•
•
•
•
Het teugvolume wordt ingesteld en de ventilator ontwikkelt een flow om
dat volume te bereiken
De drukcurve wordt bepaalt door de weerstand en de compliantie van het
respiratoir systeem
Het minuutvolume is gegarandeerd (via instelling van de freq en volume)
Andere instellingen:
–
–
–
–
•
•
I:E ratio
Peep
FiO2
Pmax
De luchtwegdruk kan zeer hoog oplopen (instellingen, alarmen); door
instelling ventilator kan men dit aanpassen en voorkomen.
Als patiënt zelf ademt asynchroniciteit. Flow variatie bij nieuwere
toestellen
Drukgecontroleerde beademing
•
•
•
•
•
•
De druk tijdens inspiratie wordt ingesteld
Het volume en de flow zijn afh van de weerstand en de compliantie
De snelheid van drukstijging kan gevarieerd worden
De druk kan niet boven een ingestelde waarde gaan en is een veiligheid
voor barotrauma
Het minuutvolume is variabel
Variabele flow, meer synchroniciteit
Volume versus druk gestuurd
Volume
Druk
Teugvolume
constant
variabel
luchtwegdruk
variabel
constant
Minuutvolume
Ingesteld
Variabel en gemeten
Inspiartoire flow
Constant (variabel)
afnemend
Gecontroleerde versus geassisteerde
ventilatie
• Gecontroleerde beademing: door ventilator bepaald
• Geassisteerd beademing: door patiënt bepaald
– Triggering: patiënt doet moeite om te ademen en dit wordt
gedetecteerd door de ventilator , deze kan de patiënt assisteren
voorbeeld: PSV (met of zonder, meestal met CPAP)
– Mandatory: gecontroleerde beademing waarbij patiënt kan
tussenademen
Vragen?
•
Dr EllenVandemaele
Slides ter ondersteuning les co-assistenten.
Basis = handboek
Ref:
Ronald D. Miller, MD and Manuel C. Pardo, Jr Basics of Anesthesia 6the edition
Ronald D Miller Miller’s Anesthesia eighth edition 2014
Les Prof A. Neyrinck 2011-2012