--- status: final --- :::{index} single: Narkoserespirator ::: :::{index} single: Respirator; Narkose- ::: :::{index} single: Beatmungsgerät; Narkose- ::: :::{index} single: Anästhesiegerät ::: (narkoserespiratoren)= # Narkoserespiratoren *Narkoserespiratoren* sind Bestandteil des {ref}`Anästhesiegerätes ` und dienen i.d.R. der Beatmung des Patienten während einer Allgemeinanästhesie. Eine wesentliche Besonderheit ist die Integration des Respirators in das **Kreissystem**. Die ausgeatmete Luft wird dabei nicht vollständig verworfen, sondern kann nach Entfernung des Kohlendioxids mittels Atemkalk wieder dem inspiratorischen Gasgemisch zugeführt werden. Dadurch sind eine Rückatmung sowie die Durchführung einer {ref}`Low-Flow- bzw. Minimal-Flow-Anästhesie ` möglich. Das Anästhesiegerät übernimmt dabei nicht nur die Beatmung, sondern auch die kontrollierte Mischung der Atemgase und ggfs. der volatilen Anästhetika. Klassische Eigenschaften eines Narkoserespirators sind: - Integration in ein Kreissystem mit Rückatmung ausgeatmeter Atemgase nach CO₂-Elimination - kontrollierte Beatmung während der Allgemeinanästhesie mittels volumen- und druckkontrollierter Beatmungsformen - evt. Unterstützung spontaner Atemaktivität durch assistierte bzw. druckunterstützte Beatmungsformen - Zufuhr und Dosierung der Atemgase inklusive volatiler Anästhetika über einen Vapor - kontinuierliche Messung der inspiratorischen und exspiratorischen Gaskonzentrationen inkl. kontinuierlicher {ref}`Kapnographie ` - Spirometrie: Messung inspiratorischer und exspiratorischer Atemvolumina und Atemwegsdrücke, Darstellung von Druck-, Flow- und Volumenkurven sowie, abhängig vom Gerät, Beatmungsloops - Monitoring und differenzierte Alarmierung bei Störungen der Beatmung oder Atemgasversorgung Durch das Kreissystem unterscheidet sich die Atemgasführung wesentlich von jener eines klassischen Intensivrespirators. Bei niedrigen Frischgasflüssen besteht das inspirierte Gas zu einem erheblichen Anteil aus rückgeatmetem Gas. Dadurch wird der Frisch- und Narkosegasverbrauch massiv reduziert, ebenso bleibt die Abwärme und Feuchtigkeit erhalten. Daher enthalten Narkoserespiratoren i.d.R. keinen Heat and Moisture Exchanger. Der Respirator ist gemeinsam mit Frischgaszufuhr, CO₂-Absorber, Kreissystem, Gasmonitoring und gegebenenfalls Vapor als funktionelle Einheit zu betrachten. Moderne Narkoserespiratoren erreichen hinsichtlich der Beatmungsqualität und der verfügbaren Beatmungsformen mittlerweile teilweise ein mit Intensivrespiratoren vergleichbares Niveau. Dennoch unterscheiden sich beide Gerätegruppen wesentlich hinsichtlich ihres primären Einsatzzwecks und insbesondere hinsichtlich der Atemgasführung. # Arten von Systemen Man unterscheidet zwischen offenen, halboffenen und geschlossenen Narkosesystemen, je nach Grad der Rückführung und Nutzung von Atemgasen. Ein offenes System ermöglicht keine Rückführung des ausgeatmeten Gases, es wird direkt an die Umgebung abgegeben, somit besteht ein hoher Gasverbrauch. Beim halboffenen System findet ebenfalls keine Rückatmung statt, jedoch wird die Frischgaszufuhr über ein System kontrolliert, meist mithilfe von Ventilen und einem Reservoirbeutel. Im Gegensatz dazu erlaubt ein geschlossenes System die (fast) vollständige Rückatmung des ausgeatmeten Gases, wobei Kohlendioxid durch einen Absorber entfernt wird. Dies ermöglicht eine sehr ökonomische, kontrollierte und umweltschonende Anwendung von Anästhetika bei geringem Frischgasfluss und den Erhalt von Feuchtigkeit und Wärme. Ein **offenes System** ermöglicht keine Rückführung des ausgeatmeten Gases, es wird direkt an die Umgebung abgegeben, somit besteht ein hoher Gasverbrauch sowie Wärme- und Feuchtigkeitsverlust. Diese Systeme findet man häufig ausserhalb des OPs, z.B. bei Intensiv-Beatmungsgeräten, wo das Hauptaugenmerk auf der Langzeitbeatmung liegt, und eher selten Narkosegase verwendet werden. Die Vorwärmung und Befeuchtung durch eine **Heat and Moisture Unit** ist bei Langzeitanwendung erforderlich. Ein **geschlossenes System** ermöglicht die (fast) vollständige Rückatmung des ausgeatmeten Gases (Recycling). Problematisch sind dabei zwei Dinge: 1. Das Kohlendioxid muss durch einen Absorber ({ref}`Atemkalk ` entfernt werden. 2. Der verbrauchte 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. :::{figure} ../../../Submodules/3134-medical-picture-collection/Gabriel-Sebastian/Anaesthesia/ADU/Kreissystem-Schema-1.png Schema eines Kreissystems ::: ## 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. :::{index} single: Frischgasentkoppelung ::: ## Frischgasentkoppelung :::{todo} {issue}`69` GRAFIK: 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 Kreisystem geleitet. :::{index} single: Atemkalk ::: :::{index} single: Absorberkalk ::: :::{index} single: Absorber ::: :::{index} single: Calciumhydroxid ::: :::{index} single: Ca(OH)₂ ::: :::{index} single: Natriumhydroxid ::: :::{index} single: NaOH ::: :::{index} single: Kaliumhydroxid ::: :::{index} single: KOH ::: :::{index} single: Bariumhydroxid ::: :::{index} single: Ba(OH)₂ ::: (Atemkalk)= ## Atemkalk 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, der bei niedrigem pH-Wert seine Farbe von weiß nach violett ändert und damit (unzuverlässig) anzeigt, dass der Absorber verbraucht ist. > CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ > > H₂CO₃ + 2 NaOH ⇌ Na₂CO₃ + 2 H₂O > > Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ ⇌ CaC=3 + 2 NaOH :::{figure} ../../../Submodules/3134-medical-picture-collection/Gabriel-Sebastian/Anaesthesia/ADU/GE-S5/IMG_091242.000800px.jpg Datex Ohmeda AS/5: Beatmungskreisteil mit Atemkalk ::: :::{index} single: NIST-Anschluß ::: :::{index} single: DIN; Gasanschluß ::: ## 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 :::{list-table} Farbcodes Gasversorgung :header-rows: 1 - - Gas - Alte Kennfarbe - Neue Kennfarbe - - Sauerstoff - Blau - Weiß - - Lachgas - Gelb - Blau - - Med. Luft - Grau - Schwarz/weiß - - Vakuum - Weiß - Gelb ::: :::{index} single: Sintermetallfilter ::: ## 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. Rotarmeter müssen im Betrieb rotieren, nur dann stimmt die Skalierung mit dem Durchfluß überein. :::{index} single: ORC ::: :::{index} single: Oxygen Ratio Controller ::: ### Elektronisch - Der Gesamtfrischgasdurchfluß kann zwischen 0,2—18 L / min betragen. - ORC-Funktion (Oxygen Ratio Controller) in Gasmischungen mit Lachgas - Pneumatisch: Der Fließdruck nach dem O₂-Regelventil regelt den Lachgasfluß derart, dass mindestens 25 % O₂-Konzentration im Frischgas ins Kreissystem gelangen (Proportionalventil) - Elektronisch: Einfach Einstellung des Firschgasflows bei BEibehaltung der voreingestellten O₂-Konzentration von 25 % bis zu einem Frischgasflow von 1 L / min. Wird der Frisschgasflow 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-Notdosieurng, vorbereitet für inspiratorische O₂-Regelung, automatische Flowsteuerung - 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. ## Vapore Inhalationsanästhetika benötigen aufgrund ihrer verschiedenen physikalischen Eigenschaften spezielle Geräte zur Verdunstung/Verdampfung. Die jeweiligen Geräte sind *substanzspezifisch*. ### Verdunster Geeignet für: Halothane, Enflurane, Isuflurane, Sevoflurane; *nicht* für Desflurane. Die Konzentrationseinstellung erfolgt durch Variation des Querschnitts in der Verdunstungsleitung. $$ \mathsf{Sättigungskonzentration} = \frac{\mathsf{Dampfdruck}}{\mathsf{Luftdruck}} $$ :::{list-table} Sättigungskonzentrationen bei 20°C - - Halothane - 32 % - - Enflurane - 23 % - - Isoflurane - 30 % - - Sevoflurane - 21 % - - Desflurane - **87 %** ::: :::{figure} ../../../Submodules/3134-medical-picture-collection/Gabriel-Sebastian/Anaesthesia/ADU/IMG_124348.001341px.\* Nachfüllen eines GE-Sevofluran-Vapors. ::: :::{index} single: Desflurane; Verdampfer ::: ### Desflurane-Verdampfer 100 % Desflurane-Dampf wird dem Frischgas zudosiert. :::{index} single: DIVA™ ::: :::{index} single: Direct Injection of Volatile Anaesthetics ::: ### DIVA™: Direct Injection of Volatile Anaesthetics - Kontrolle der expiratorischen Anästhesiemittel-Konzentration - Minimaler Verbrauch - Schnelles Ein- und Auswachen - Verbrauchskalkulation - Anzeige des Füllstandes - Befüllung während Betrieb möglich :::{index} single: Lachgassperre ::: :::{index} single: Sauerstoffmangelsignal ::: ## 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 mussm indestens 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. :::{figure} ../../../Submodules/3134-medical-picture-collection/Gabriel-Sebastian/Anaesthesia/ADU/GE-S5/IMG_115001.001341px.\* GE Monitormodule ::: :::{figure} ../../../Submodules/3134-medical-picture-collection/Gabriel-Sebastian/Anaesthesia/ADU/GE-Aespire/IMG_161636.001341px.jpg Datex Ohmeda S/5 Aespire: Frontansicht ::: :::{figure} ../../../Submodules/3134-medical-picture-collection/Gabriel-Sebastian/Anaesthesia/ADU/GE-Aespire/IMG_161645.001341px.jpg Aespire: Mittig die Druckanzeigen für die Versorgungsdrücke. Links oben die Ventile zur Regulation der Frischgase. ::: :::{figure} ../../../Submodules/3134-medical-picture-collection/Gabriel-Sebastian/Anaesthesia/ADU/GE-Aespire/IMG_161717.001341px.jpg Aespire: Externe Monitoreinheit (oben) und Beatmungseinheit (unten) ::: :::{figure} ../../../Submodules/3134-medical-picture-collection/Gabriel-Sebastian/Anaesthesia/ADU/GE-Aespire/IMG_161729.001341px.jpg Externe Beatmungseinheit Typ 7100. ::: :::{figure} ../../../Submodules/3134-medical-picture-collection/Gabriel-Sebastian/Anaesthesia/ADU/GE-Aespire/IMG_080248.001341px.jpg Die xterne Beatmungseinheit Typ 7100 ermöglicht die volumskontrollierte Beatmung ::: Datex Ohmeda AS/5 Narkosemaschine :::{figure} ../../../Submodules/3134-medical-picture-collection/Gabriel-Sebastian/Anaesthesia/ADU/GE-S5/IMG_114945.001341px.jpg Datex Ohmeda AS/5: Frontansicht ::: :::{figure} ../../../Submodules/3134-medical-picture-collection/Gabriel-Sebastian/Anaesthesia/ADU/GE-S5/IMG_115142.000800px.jpg Datex Ohmeda AS/5: APL-Ventil ::: :::{figure} ../../../Submodules/3134-medical-picture-collection/Gabriel-Sebastian/Anaesthesia/ADU/GE-S5/IMG_115016.000800px.jpg Datex Ohmeda AS/5: Air vs. Lachgas ::: :::{figure} ../../../Submodules/3134-medical-picture-collection/Gabriel-Sebastian/Anaesthesia/ADU/GE-S5/IMG_115024.000800px.jpg Datex Ohmeda AS/5: integrierter Sevoflurane-Vapor ::: :::{figure} ../../../Submodules/3134-medical-picture-collection/Gabriel-Sebastian/Anaesthesia/ADU/GE-Aisys/IMG_114233.001341px.jpg GE Aisys: Frontansicht ::: :::{figure} ../../../Submodules/3134-medical-picture-collection/Gabriel-Sebastian/Anaesthesia/ADU/GE-Aisys/IMG_132958.001341px.jpg Kreissystem einer GE Aisys :::