Search

Zusamenfassung: Fragestellung. Die Klimatisierung der Narkosegase wird in erheblichem Maß vom Frischgasfluss beeinflusst und ist bei Durchführung von Niedrigflussnarkosen besser als bei hohem Flow. Feuchte und Wärme der Gase werden darüber hinaus aber auch von den Wärmeverlusten und entsprechender Wasserkondensation in den Atemschläuchen beeinflusst, die ihrerseits vom technischen Design und den Materialeigenschaften der Atemschläuche abhängen. Mit dieser prospektiven Studie sollte untersucht werden, 1. inwiefern bei Durchführung von Niedrigflussnarkosen die Klimatisierung der Narkosegase im klinischen Routinebterieb durch das technische Design der Schlauchsysteme beeinflusst wird. Des weiteren sollte 2. untersucht werden, ob bei Einsatz des Schlauchsystems, mit dem optimale Klimatisierungseffekte erreicht werden, diese sich auch bei Erhöhung der Frischgasflows noch realisieren lassen. Methodik. Drei unterschiedliche Schlauchsysteme, das konventionelle Doppelschlauchsystem, ein koaxiales Schlauchsystem und ein Doppelschlauchsystem mit beheizten Schläuchen wurden bei der Durchführung von Minimal-flow-Anästhesien mit einem Frischgasfluss von 0,5 l/min an einem Dräger Cicero EM Narkosegerät eingesetzt. Die Atemgastemperatur und die absolute Feuchte im Inspirationsschenkel des jeweiligen Schlauchsystems wurden sowohl Atemsystem- als auch tubuskonnektornah gemessen. Die besten Klimatisierungseffekte wurden bei Einsatz der beheizten Schläuche erreicht. Mit diesem Schlauchsystem wurden deshalb weitere Messungen der inspiratorischen Atemgasfeuchte und -wärme mit Frischgasflows von 1,0, 2,0 und 4,4 l/min durchgeführt. Die Messungen in allen Gruppen erfolgten während der Durchführung von Inhalationsnarkosen von zumindest 45 min Dauer an jeweils acht Arbeitstagen. Ergebnisse. Bei der Durchführung von Minimal-flow-Narkosen wurden gleichermaßen während des Ablaufs der Arbeitstage mit allen Schlauchsystemen tubuskonnektornah Feuchtewerte zwischen 17 und 30 mgH2O/l erreicht. Nur während der ersten Narkosen zu Beginn der Arbeitstage wurde eine kurze zeitliche Verzögerung von 15 bis 30 min bis zum Erreichen einer Feuchte von zumindest 17 mgH2O/l beobachtet. Bei Einsatz der beheizten Schlauchsysteme wurden gehäuft auch Feuchtewerte über 30 mgH2O/l gemessen. Die tubuskonnektornah gemessenen Atemgastemperaturen waren bei Einsatz des konventionellen und des koaxialen Schlauchsystems während der Durchführung von Minmal-flow-Narkosen mit Werten zwischen 23 und 30°C in einem akzeptablen Bereich. Bei Einsatz der beheizten Schläuche aber waren die inspiratorischen Atemgastemperaturen mit Werten zwischen 28 bis 32 °C deutlich höher und nahezu optimal. Während der Durchführung von Minimal-flow-Narkosen waren somit bei Einsatz beheizter Schlauchsysteme die beste Klimatisierung der Atemgase zu erreichen. Mit diesem Atemsystem wurden deshalb weitere Messreihen mit zunehmenden Frischgasflows von 1,0, 2,0 und 4,4 l/min durchgeführt. Während bei einem Frischgasfluss von 1,0 l/min die Atemgasklimatisierung weiterhin optimal ist, fällt bei weiterer Steigerung des Frischgasflows auf 2,0 l/min die Feuchte drastisch auf Werte unter 17 mgH2O/l, bei einem Flow von 4,4 l/min sogar auf Werte um nur 10 mgH2O/l ab. Dagegen erwiesen sich die Atemgastemperaturen bei Einsatz beheizter Schläuche als weitestgehend flowunabhängig und lagen immer, auch bei einem Flow von 4,4 l/min, um 28–32°C. Schlussfolgerungen. Mit konventionellen und koaxialen Schlauchsystemen wird bei der Durchführung von Minimal-flow-Anästhesien eine zwar nicht optimale, aber ausreichende Atemgasklimatisierung erreicht. Der Einsatz koaxialer Systeme scheint im Vergleich zum konventionellen Doppelschlauchsystem nur bei langdauernden Narkosen zu einer weiteren Verbesserung der Klimatisierung zu führen. Während des klinischen Routinebetriebs sind beide Systeme bezüglich der Klimatisierungseffekte als gleichwertig anzusehen. Bei Einsatz beheizter Schläuche ist unter den Bedingungen der Minimal-flow-Anästhesie die Klimatisierung der Atemgase deutlich besser als bei Einsatz konventioneller oder koaxialer Schlauchsysteme. Es werden nicht nur ausreichende, sondern gar optimale Feuchte- und Wärmewerte erreicht. Diese optimale Klimatisierung wird aber nur bei Durchführung von Niedrigflussverfahren realisiert, dann also, wenn der Frischgasflow nicht größer als 1 l/min ist. Bei höheren Frischgasflows nimmt die Feuchte der Atemgase drastisch ab, während die Atemgastemperaturen hoch bleiben. Es ist anzunehmen, dass die Beatmung mit warmem und trockenem Atemgas zu verstärkter Austrocknung des Atemwegsepithels der unteren Atemwege führt. Beheizte Schläuche sollten deshalb nur bei Durchführung von Niedrigflussnarkosen eingesetzt werden. Während die Feuchte der Atemgase im wesentlichen von der Frischgasflussrate bestimmt wird, hängt die Atemgastemperatur im wesentlichen vom Wärmeverlust am Inspirationsschenkel des Patientenschlauchsystems ab.

Objective:Thus far only few data are available on airway humidification during high-frequency oscillatory ventilation (HFOV). Therefore, we studied the performance and efficiency of a heated humidifier (HH) and a heat and moisture exchanger (HME) in HFOV using an artificial lung model. Methods:Experiments were performed with a pediatric high-frequency oscillatory ventilator. The artificial lung contained a sponge saturated with water to simulate evaporation and was placed in an incubator heated to 37 °C to prevent condensation. The airway humidity was measured using a capacitive humidity sensor. The water loss of the lung model was determined gravimetrically. Results:The water loss of the lung model varied between 2.14 and 3.1 g/h during active humidification; it was 2.85 g/h with passive humidification and 7.56 g/h without humidification. The humidity at the tube connector varied between 34.2 and 42.5 mg/l, depending on the temperature of the HH and the ventilator setting during active humidification, and between 37 and 39.9 mg/l with passive humidification. Conclusion:In general, HH and HME are suitable devices for airway humidification in HFOV. The performance of the ventilator was not significantly influenced by the mode of humidification. However, the adequacy of humidification and safety of the HME remains to be demonstrated in clinical practice.

The microbiological contamination of 250 breathing system tubes after use in anaesthesia circle systems with reduced fresh gas flow was investigated. The lungs of 50 patients were ventilated without any filtering device between the endotracheal tube and the Y-piece. A total of 51, 49 and 100 patients, respectively, were given different types of heat and moisture exchanger with electret filters (HMEF). With no filtering device the tubing system was contaminated by micro- organisms originating from the patient's tracheal secretion in 13% of the patients. In contrast, no bacterial migration into the tubing system was detected when any of the investigated HMEF-devices were used. We therefore conclude that heat and moisture exchangers with electret filters prevent contamination of the anaesthesia breathing system with microorganisms from the patients airways.

The microbiological contamination of 250 breathing system tubes after use in anaesthesia circle systems with reduced fresh gas flow was investigated. The lungs of 50 patients were ventilated without any filtering device between the endotracheal tube and the Y-piece. A total of 51, 49 and 100 patients, respectively, were given different types of heat and moisture exchanger with electret filters (HMEF). With no filtering device the tubing system was contaminated by microorganisms originating from the patient's tracheal secretion in 13% of the patients. In contrast, no bacterial migration into the tubing system was detected when any of the investigated HMEF-devices were used. We therefore conclude that heat and moisture exchangers with electret filters prevent contamination of the anaesthesia breathing system with microorganisms from the patients airways.

Zusammenfassung: Pulmonal bedingte W�rmeverluste bei Beatmung mit trockenen und kalten Atemgasen sind in der perioperativen Phase ebenso wie in der Intensivmedizin durch atemgasklimatisierende Ma�nahmen weitgehend vermeidbar. Im Vergleich zu Energieverlusten durch Radiation, Konvektion und Evaporation von W�rme und Wasser von der K�rperoberfl�che und aus ge�ffneten K�rperh�hlen ist die W�rmetransportkapazit�t der Atemluft jedoch gering. Die Kompensation hoher perioperativer W�rmeverluste sowie die Wiedererw�rmung hypothermer Patienten ist auch durch Beatmung mit �berk�rperwarmen Inspirationsgasen nicht m�glich. Aktive Befeuchtungssysteme (heated humidifier, HH) bieten somit aus energetischer Sicht keine wesentlichen Vorteile gegen�ber leistungsf�higen W�rme- und Feuchtigkeitstauschern (heat and moisture exchanger, HME).

In einer prospektiven klinischen Studie an 49 intubierten und kontrolliert beatmeten Patienten wurde gezeigt, daß die inspiratorischen Befeuchtungsleistungen des HME DAR Hygrobac S und des aktiven Befeuchters Fisher & Paykel MR 630 B äquivalent sind (33,7± 1,85 vs. 34,1±2,62 mgH2O/l). Bei bestimmungsgemäßem Einsatz (tubusnahe Plazierung bzw. inspiratorische Atemgastemperatur von 34 °C) und Tidalvolumina zwischen 440 und 1190 ml (Mittel 658±148 ml) gewährleisteten beide Systeme eine physiologische Klimatisierung der Atemluft. Die geringgradige Erhöhung der inspiratorischen Resistance durch die HME (3,1±2,5 mbar/l/s) muß ggf. bei der schwierigen Respiratorentwöhnung mit berücksichtigt werden. Die Verwendung von HME ist erheblich kostengünstiger und weniger personalintensiv als der Einsatz von aktiven Befeuchtungssystemen. Leistungsstarke HME stellen damit eine gute Alternative zu aktiven Befeuchtungssystemen in der Intensivbeatmung dar.

Zusammenfassung.: Die Befeuchtungsleistung unterschiedlicher W�rme- und Feuchtigkeitstauscher (DAR Hygrobac, Gibeck HumidVent 2P, Pall BB 22-15 T und BB 100) zur Klimatisierung der Atemgase wurde im beatmeten Lungenmodell unter standardisierten Bedingungen sowie bei 25 intubierten Patienten untersucht. Mit Hilfe eines neuartigen, hochaufl�senden Feuchtesensors konnte nachgewiesen werden, da� die Klimatisierungsleistung von W�rme- und Feuchtigkeitstauschern (HME, Heat and Moisture Exchanger) unter Nichtr�ckatmungsbedingungen nicht nur durch Messung der inspiratorischen Feuchte direkt am Tubus bestimmt werden kann, sondern einfacher und genauer durch Messung des exspiratorischen Wassergehalts in der Abluft des Respirators. Diese Me�methodik ist nicht-invasiv und erlaubt jederzeit die Bestimmung der Befeuchtungsleistung des verwendeten HME in der spezifischen Beatmungssituation. Anders als bei der schwierigen Interpretation der tubusnah ermittelten Feuchteparameter ist durch die Bestimmung des Wassergehalts der Exspirationsluft am Respiratorausla� eine eindeutige Beurteilung der Befeuchtungsleistung des HME durch Vergleich mit den physiologischen W�rme- und Feuchtigkeitsverh�ltnissen in den Atemwegen m�glich. Durch Beschichtung des Innenmaterials mit hygroskopischen Substanzen kann die Wasserbindungskapazit�t von HME soweit erh�ht werden, da�– gemessen an physiologischen Gegebenheiten – ad�quate Befeuchtungsleistungen erreicht werden k�nnen. HME stellen damit prinzipiell eine gute Alternative zu aktiven Befeuchtungssystemen dar.