Technische Grundlagen. Martin Walti Head Development CT / PVS Medela AG

Transkript

1 Martin Walti Head Development CT / PVS Medela AG

2 Übersicht 1. Einführung 2. Absolutes und relatives Vakuum 3. Luftfluss-Messung 4. Fluid-Messung 5. Druckregulierung Der Siphon Druckregulierung mit versch. Systemen: Traditionell / Thopaz + 6. Thopaz + Komponenten und Funktionen 7. Fragen

3 1. Einführung: Ziele Sie wissen, welchen Druck Sie mit Thopaz + relativ und absolut herstellen können Sie können Ihren Kollegen erklären wie Thopaz + den Luftfluss misst Sie verstehen, wieso theoretisch der Luftfluss sinkt, wenn der angelegt Druck vermindert wird Sie verstehen, wie Thopaz + die Fluidmenge misst und was die Limitationen sind Sie kennen die Funktionen der wichtigsten Geräte-Komponenten von Thopaz

4 1 kpa = 10 cmh2o = 10 mbar Technische Grundlagen 2. Absolutes und relatives Vakuum A b s o l ut k P a R e l a t i v k P a Ü b e r d r u c k k P a 0 k P a k P a k P a U n t e r d r u c k ( = Va k u u m ) Absolutes Vakuum 0 k P a k P a Absolutes Vakuum

5 3. Luftfluss-Messung Der Luftfluss ist das Luft-Volumen, dass durch eine definiert Fläche pro definierter Zeiteinheit fliesst A v L u f t f l u s s = A* v [ml/min] A = F l ä c h e v = G e s c hw i n d i g k e i t d e r L u f t Wenn man den Unterdruck erhöht, verändert dies die Geschwindigkeit der Luft, das bedeutet: Erhöhung von Pset erhöht Geschwindigkeit v erhöht den Luftfluss Verminderung von Pset vermindert Geschwindigkeit v senkt den Luftfluss Darum ist es absolut normal einen Unterschied im Luftfluss zu sehen, wenn der angelegte Unterdruck verändert wird

6 3. Luftfluss-Messung Thopaz + berechnet den Luftfluss über die Drehzahl des Aggregate und dem gemessenen Unterdruck

7 4. Fluid-Messung Fluid (wie Blut, Körpersekrete, etc.) wird normalerweise total gemessen und dann als Flüssigkeitsverlust pro Stunde berechnet (Fluidfluss ml/h) Genau wie für den Luftfluss wird auch der Fluidfluss über das Vakuum getrieben und darum gilt: Erhöhung von Pset erhöht Geschwindigkeit v erhöht den Fluidfluss Verminderung von Pset vermindert Geschwindigkeit v senkt den Fluidfluss Thopaz + bietet Grafiken zum Fluidfluss (ml/h) und zum totalen Fluid:

8 4. Fluid-Messung Hygienische und kontaktlose Fluidmessung mittels kapazitiver Kopplung Kapazitive Kopplung misst die Übertragung von Energie von einem Leiter zu einem anderen Fluid -> gute Übertragung Luft -> schlechte Übertragung Sender und Empfänger Übertragung von Wellen im Frequenzbereich von Radiowellen Kontaktlos durch die Kanister- / Gehäuse-Wand

9 4. Fluid-Messung Limitationen Es braucht eine minimale Menge Flüssigkeit für eine Messung: 30 ml in 0.3l Kanister 70 ml in 0.8l Kanister 200 ml in 2.0l Kanister Limitationen in der kapazitiven Messung: 1. Schaumentwicklung kann zu einer zu hohen Menge an angezeigtem Fluid führen (vor allem bei Patienten mit grossen Luftlecks) 2. Fluidfilm auf Behälterwand insbesondere nach Mobilisation kann zu kurzzeitigen Peak in der Anzeige führen

10 5. Druckregulierung: Der Siphon P1 > P2 -> P2 = Unterdruck P2 Fluid, welches den gesamten Durchmesser eines Schlauchs füllt, kreiert einen Druckunterschied entsprechend seiner Höhe Dieser Druckunterscheid wird durch die Gravitation kreiert h h1 Geschlossener Behälter (ohne Leck) h2 h3 h4 P1 Fluid Säule Δp (cmh2o) = -h1 + h2+ h3 + h4 atmosphärischer Druck

11 5. Druckregulierung mit verschiedenen Systemen Aktive Pleuradrainagen = p suction = p active (+ p Siphon ) Passive Pleuradrainagen = p passiv = p patient (+ p Siphon ) Das Vakuum wird mittels einer externen Vakuumquelle erzeugt Es ist keine externe Vakuumquelle vorhanden und das Vakuum wird vom Patienten erzeugt Siphoneffekt: In unregulierten (1-Lumen) Systemen kann Flüssigkeit im Schlauch dazu führen, dass der eingestellte Unterdruck nicht erreicht wird Heimlich valve Flutter bag

12 5. Druckregulierung mit traditionellen (1-Lumen) Systemen P2=-0.4kPa PPatient = -4 cmh 2 O Druck undefiniert PPatient PSet PSet P1=-1kPa = -10 cmh 2 O Luft Leck Patientenschlauch Vakuum quelle Pleuralspalt h=25cm Druckdifferenz durch vertikale Fluidsäule Fluid h=6cm 1. Das System kann Fluid bzw. einen Siphon nicht selbstständig entfernen. 2. Der Patientendruck ist in der Regel kleiner als der eingestellte (gewünschte) Unterdruck

13 5. Druckregulierung mit Thopaz + PPatient = -10 cmh 2 O PPatient = PSet Messschlauch PSet = -10 cmh 2 O L u f t L e c k Patientenschlauch P Kan = - 16 cmh 2 O 1. Thopaz + kompensiert für allfällige Fluidsäulen im Patientenschlauch. 2. Der Patientendruck am Katheter entspricht dem eingestellten Unterdruck

14 5. Druckregulierung Thopaz + : Schwerkraft- / Physio-Modus 1. 5 k P a k P a U n t e r d r u c k a m P a t i e n t 1 k P a 0. 8 k P a 0. 5 k P a Thopaz + b e o b a c h t e t n u r T h o p a z + e r h ö h t D r u c k a k t i v

15 5. Druckregulierung Zusammenfassung Regulierter Druck Unregulierter Druck Thopaz + System Traditionelle Systeme Einweg- Ventile misst und reguliert den Druck am Patienten (verbunden mit Wandvakuum) regulieren den Druck im Gerät (im Schwerkraft- Modus) garantieren einen Druck < +2 cmh 2 O im Gerät garantiert einen Druck < +1-5 cmh 2 O im Gerät Heimlich Ventil Beutel

16 6. Thopaz + Komponenten und Funktionen: Kanister 1. Überlaufschutzfilter 2. Überdruckventil 3. Gelkammer 4. Einlauföffnung 5. Labyrinth (Verhinderung von frühem Verschließen)

17 6. Thopaz + Komponenten und Funktionen: Schlauch 1. Konnektor mit Membrane zur Verhinderung von Rückfluss 2. Patientenschlauch 3. Messschlauch 4. Dichtring zum Kanister 5. Überlaufschutzfilter

18 6. Thopaz+ Komponenten und Funktionen: Gerät 1. Dichtring 2. Pumpen Drucksensor(P1) 3. Einwegventil 4. Aggregat (=Durchfluss- Sensor) 5. Auspuff 6. Spülventil 7. Patienten Drucksensor (P2) 8. Levelsensor 9. PCB (P1, P2, Buzzer, ) 10. Batterie 11. Keypad 12. Diverse Verbindungsschläuche

19 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

20 Appendix

21 A. Das Beatmungsgerät (der Respirator) Das Beatmungsgerät ist ein Hilfe zur Unterstützung der Atmung bei unzureichender oder vollständig ausgesetzter Atmung. Ein Beatmungsgerät pumpt in der Regel Luft mit Überdruck in die Lunge und lässt diese dann wieder ab. Dies führt zu einem forcierten Sauerstoffaustausch. Es wird unterteilt in: Invasive Beatmung: tracheotomiert oder intubiert Non-invasive Beatmung: Nasen-, Mund- oder Ganzgesichtsmaske Ausnahme Eisenlunge (arbeitet mit Unterdruck)

22 A. Druck- und Volumen-gesteuerte Beatmung 1. Druck- gesteuerte Beatmung: PIP: Peak-Insperatory-Pressure Das heisst es wird ein maximaler Überdruck gesetzt und es wird bis auf diesen beatmet Die Lunge wird mit soviel Luft aufgeblasen wie es braucht, um den eingestellten Maximaldruck zu erreichen 2. Volumen- gesteuerte Beatmung: Das Atemvolumen wird bestimmt und anhand von diesem wird der Patient beatmet Der Patient kriegt nie mehr als sein normales Atemvolumen eingeflösst Funktioniert nicht bei undichten Lungen

23 A. Druckgesteuerte Beatmung 1 k P a PEEP- Beatmung: positiver endexspiratorischer Druck ->Wenn der maximal Druck erreicht wird, wird für ein gewisse Zeit kein Luftfluss in und aus der Lunge mehr zugelassen -> Die Zeit für Sauerstoffaustausch wird verlängert normale PIP-Beatmung PEEP-Beatmung

24 A. Beatmung und Thopaz + Was passiert mit Thopaz + bei einem Patienten unter Beatmung mit einer undichten Lunge? 1. Es wird mehr Luft in die Lunge geblasen als rauskommt. 2. Im Pleuraspalt kann dies zu positiven Drücken führen. Thopaz + versucht diesen Überdruck abzubauen um ein Vakuum aufzubauen. 3. Je mehr Thopaz + wegsaugt, um so mehr Luft pumpt der Ventilator

25 A. Beatmung und Thopaz + vs. Alarm 301 kontrolliert, ob vorne beim Katheter noch mindestens 20% des eingestellten Vakuums erreicht wird. Ist dies für mehr als eine Minute nicht der Fall, wird der Alarm ausgelöst

26 A. Beatmung und Thopaz + Massnahmen: 1. Patientendruck tief einstellen (z.b. Schwerkraft-Modus) 2. Klare Kommunikation, dass der Fehler 301 nicht heisst, dass es ein Leak im System gibt, sondern durch die Kombination von Beatmung, grossem Leak und Thopaz + ausgelöst wird 3. Thopaz + macht seine Arbeit und funktioniert Achtung: Da Thopaz + wie ein Einwegventil funktioniert kann bei Überdruck im Pleuraspalt Luft durch das System oder das Überdruckventil hinausgedrückt werden. ->Flowanzeige kann in diesem Fall abweichen von den Werten auf dem Beatmungsgerät

27 D r u c k i n k P a Technische Grundlagen B. Atemerkennung: Konventionelle Systeme und Thopaz + Durchschnittliche Druckunterschiede bei gesundem Erwachsenen: kpa

28 B. Atemerkennung: Konventionelle Systeme x

29 Va k u u m Technische Grundlagen B. Atemerkennung mit Thopaz + : Atmungsindikator Vorgehen: 1. Kein Flow? (Flow < 20 ml/min FW1.11 / Flow = 0 ml/min FW1.20) 2. Luftfluss Graph-Mode (drei Mal) 3. Patient soll tief Ein- und Aus-atmen über mehrere Atemzyklen 4. Wenn Pfeile synchron mit Patient -> Katheter OK! Z e i t ( s ) G e f i l t e r t e s Va k u u m P a t i e n t e n Va k u u m A n z e i g e A t e m i n d i k a t o r

30 C. Spezielle Anwendungen: Kann man zwei Thopaz + an einer Lunge anhängen? Grundsätzlich läuft man Gefahr, dass die beiden Pumpen sich sozusagen bekämpfen: Das heißt, die eine Pumpe erhöht das Vakuum und die andere lässt Luft rein Darum ist es wichtig wenn man zwei Thopaz + an einer Lunge anhängt, dass man das Vakuum auf den gleichen Wert stellt

31 C. Spezielle Anwendungen: Wenn ich eine Drainage an beiden Lungen brauche, was tun? Es ist wichtig, dass man Thopaz + nur an einer Lunge anhängt. Wenn man ein Problem mit der Drainage hätte, kann so die andere weiter die Sauerstoffzufuhr sicherstellen. Darum immer zwei Pumpen verwenden, wenn beide Lungen betroffen sind

32 k P a = > 0 m. ü. M. D. Druck auf Meereshöhe A b s o l u t e r D r u c k R e l a t i v e r D r u c k 0 k P a => 0 m. ü. M. 7 0 k P a => 3000 m. ü. M. 3 0 k P a = > m. ü. M.. 0 k P a A b s o l u t e s V a k u u m 100 k P a A b s o l u t e s V a k u u m

33 D. Druck auf 3000 m. ü. M. A b s o l u t e r D r u c k R e l a t i v e r D r u c k k P a = > 0 m. ü. M. 7 0 k P a => 3000 m. ü. M. 0 k P a = > m. ü. M. 0 k P a A b s o l u t e s V a k u u m 7 0 k P a a t 3000 m. ü. M = A b s o l u t e s V a c u u m

34 Fluid flow (ml/h) Total fluid (ml) Example Digital recording by Thopaz + Start of Thopaz + calculation am 9 am 10 am 11 am 12 am 1 pm NOW 65 Time 90 1:40 pm h -5h -4h -3h -2h -1h NOW 1:40 pm

35 Fluid flow (ml/h) Total fluid (ml) Example Digital recording by Thopaz + Start of Thopaz + calculation 10 minutes later am 9 am 10 am 11 am 12 am 1 pm NOW 75 Time 95 1:50 pm h -5h -4h -3h -2h -1h NOW 1:50 pm