bedrijfsnieuws over Anesthesiebeademingsapparaten: Belangrijkste principes, toepassingen en veiligheid uitgelegd

Stel je een patiënt voor op de operatietafel, wiens leven in stand wordt gehouden door een geavanceerde machine - de anesthesiebeademingsmachine. Elke ademhaling, elke drukverstelling, is cruciaal voor de veiligheid van de patiënt en het herstel na de operatie. Maar hoe kies je een hoogwaardige, betrouwbare anesthesiebeademingsmachine om het leven te beschermen? Dit artikel duikt in elk aspect van anesthesiebeademingsmachines, van hun historische ontwikkeling tot geavanceerde technologie, werkingsprincipes en klinische toepassingen, om je te helpen een weloverwogen beslissing te nemen.

In 1846 vertrouwden de vroegste vormen van anesthesie op eenvoudige verdampers, waarbij patiënten spontaan moesten ademen om anesthetische gassen in te ademen. Tegenwoordig zijn anesthesiebeademingsmachines geëvolueerd tot zeer geavanceerde, geautomatiseerde apparaten. Van de HEG Boyle-anesthesiemachine, ontwikkeld door Coxeters in 1917, tot de Pulmoflator automatische positieve-drukbeademingsmachine, uitgevonden door Blease in 1945, en nu tot geïntegreerde anesthesiewerkstations met ICU-beademingsmogelijkheden, geproduceerd door bedrijven als Dräger en Datex-Ohmeda, hebben anesthesiebeademingsmachines een opmerkelijke transformatie ondergaan.

Moderne anesthesiebeademingsmachines beschikken over geavanceerde computerbesturingssystemen en meerdere verbeteringen aan de ademhalingscircuits, waardoor geavanceerde beademingsondersteuning mogelijk is voor patiënten in complexe omstandigheden. Hieronder verkennen we de classificatie, werkingsprincipes, beademingsmodi van nieuwere beademingsmachines en verbeteringen in ademhalingscircuits, samen met potentiële risico's die verbonden zijn aan het gebruik van beademingsmachines.

Anesthesiebeademingsmachines kunnen op verschillende manieren worden gecategoriseerd, waaronder op basis van werkingsmechanisme:

1. Mechanische Duimbeademingsmachines: Deze werken volgens het T-stukprincipe en genereren intermitterende positieve-drukbeademing door het T-stuk ritmisch af te sluiten. De Sechrist-beademingsmachine gebruikt bijvoorbeeld een pneumatische klep in plaats van de vinger van een anesthesist, waarbij de cyclustijd van de klep wordt bepaald door instellingen op het bedieningspaneel van de beademingsmachine.
2. Minute Volume Divider Beademingsmachines: Deze leveren gas onder druk aan het ademhalingssysteem, verzameld in een reservoirzak die continu onder druk staat door een veer, gewicht of elastische terugslag. Ze beschikken over inspiratoire en expiratoire kleppen die worden bestuurd door een "bistabiel" mechanisme. Al het toegevoerde aandrijfgas wordt aan de patiënt afgeleverd. Als bijvoorbeeld de verse gasstroom naar de patiënt 10 L/min is, wordt dit volume afgeleverd als minuutventilatie, maar verdeeld in teugvolumes op basis van de instellingen van de beademingsmachine (bijv. 10 ademhalingen van 1 L of 20 ademhalingen van 0,5 L). Voorbeelden zijn de East-Freeman, Flomasta en Manley MP3 beademingsmachines.
3. Zakknijper Beademingsmachines: Deze worden typisch gebruikt met cirkel- of Mapleson D-systemen. De zak kan pneumatisch worden samengeknepen (geplaatst in een kamer gevuld met aandrijfgas) of mechanisch (via een motor, tandwielen, hefbomen, veren of gewichten). Voorbeelden zijn de Manley Servovent, Penlon Nuffield 400-serie, Ohmeda 7800 en Servo 900-serie.
4. Intermitterende Blaasbeademingsmachines: Deze worden aangedreven door een gasbron of perslucht bij 45–60 psi. Aandrijfgas wordt meestal onverdund aan de patiënt afgeleverd, maar kan worden gemengd met lucht, zuurstof of anesthetische gassen via een Venturi-apparaat. Voorbeelden zijn de Pneupac en Penlon Nuffield 200-serie.

Moderne anesthesiebeademingsmachines kunnen ook worden geclassificeerd op basis van energiebron, aandrijfmechanisme, circuit type, cyclisme mechanisme en balgtype.

Energiebronnen omvatten persgas, elektriciteit of een combinatie van beide. Oudere pneumatische beademingsmachines vereisten alleen een pneumatische energiebron, terwijl moderne elektronische beademingsmachines elektriciteit of een combinatie van elektriciteit en persgas nodig hebben.

• Dubbel-Circuit: Balgbeademingsmachines.
• Enkel-Circuit: Zuigerbeademingsmachines.

Dubbel-circuit beademingsmachines zijn het meest voorkomend in moderne anesthesiewerkstations. Deze beschikken over een balgontwerp in cassette-stijl, waarbij aandrijfgas onder druk de balg samendrukt en beademing aan de patiënt levert. Voorbeelden zijn de Datex-Ohmeda 7810, 7100, 7900 en 7000, evenals de Noord-Amerikaanse Dräger AV-E en AV-2+.

Zuigerbeademingsmachines (bijv. Apollo, Narkomed 6000, Fabius GS) gebruiken een computergestuurde motor in plaats van persgas om ademhalingsgas af te leveren. Deze systemen hebben een enkel patiëntgascircuit in plaats van afzonderlijke circuits voor patiënt- en aandrijfgassen.

De meeste anesthesiebeademingsmachines zijn tijdgestuurd en bieden gecontroleerde mechanische beademing. De inspiratoire fase wordt geïnitieerd door een timingapparaat. Oudere pneumatische beademingsmachines gebruikten fluïdische timing, terwijl moderne elektronische beademingsmachines solid-state timing gebruiken en worden geclassificeerd als tijdgestuurd en elektronisch bestuurd.

De richting van de balgbeweging tijdens de uitademing bepaalt hun classificatie. Stijgende (staande) balgen stijgen tijdens de uitademing, terwijl dalende (hangende) balgen dalen. De meeste moderne anesthesiebeademingsmachines gebruiken stijgende balgen, die veiliger zijn. In geval van loskoppeling klappen stijgende balgen in en vullen ze zich niet opnieuw, terwijl dalende balgen blijven bewegen, waardoor mogelijk kamerlucht in het ademhalingssysteem wordt gezogen. Sommige nieuwere systemen (bijv. Dräger Julian, Datascope Anestar) gebruiken dalende balgen met geïntegreerde CO₂ apneu-alarmen voor de veiligheid.

Deze beademingsmachines bestaan uit een balg die is ondergebracht in een transparante, stijve plastic kamer. De balg fungeert als een interface tussen het ademhalingsgas en het aandrijfgas. Tijdens de inspiratie wordt aandrijfgas (zuurstof of lucht onder druk bij 45–50 psi) in de ruimte tussen de kamerwand en de balg geleverd, waardoor de balg wordt samengedrukt en anesthetisch gas aan de patiënt wordt afgeleverd. Tijdens de uitademing zet de balg zich weer uit naarmate ademhalingsgas instroomt en overtollig gas wordt afgevoerd naar het afvoersysteem. Stijgende balgontwerpen creëren inherent 2–4 cm H₂O positieve eind-expiratoire druk (PEEP).

Zuigerbeademingsmachines (bijv. Apollo, Narkomed 6000, Fabius GS) gebruiken een elektromotor om gas in het ademhalingscircuit samen te drukken, waardoor mechanische inspiratie wordt gegenereerd. Het stijve zuigerontwerp maakt een precieze afgifte van het teugvolume mogelijk, waarbij computerbesturing geavanceerde beademingsmodi mogelijk maakt, zoals gesynchroniseerde intermitterende verplichte ventilatie (SIMV), drukgecontroleerde ventilatie (PCV) en drukontdersteunende ventilatie (PSV).

• Stille werking.
• Geen inherente PEEP (in tegenstelling tot stijgende balgbeademingsmachines).
• Hogere nauwkeurigheid bij afgeleverd teugvolume dankzij compliance- en lekcompensatie, ontkoppeling van vers gas en stijf zuigerontwerp.
• Elektriciteit voedt de zuiger, waardoor aandrijfgas niet nodig is.
• Druksensoren maken een precieze volumetoevoer mogelijk.

• Verlies van de vertrouwde visuele feedback van stijgende balgen tijdens loskoppeling.
• Stille werking kan regelmatige cycli minder hoorbaar maken.

Bij gebruik van een beademingsmachine moet de instelbare drukbegrenzende (APL) klep functioneel worden verwijderd of geïsoleerd van het circuit. De zak/beademingsmachine schakelaar bereikt dit. In de "zak"-modus wordt de beademingsmachine uitgesloten, waardoor spontane/handmatige beademing mogelijk is. In de "beademingsmachine"-modus worden de ademzak en de APL-klep uit het circuit uitgesloten. Sommige nieuwere machines sluiten de APL-klep automatisch uit wanneer de beademingsmachine wordt ingeschakeld.

Ontkoppeling van vers gas is een functie in sommige nieuwere anesthesiewerkstations met zuiger- of dalende balgbeademingsmachines. In traditionele circuitsystemen is de verse gasstroom direct gekoppeld aan het circuit, waardoor het afgeleverde teugvolume toeneemt. Met ontkoppeling wordt vers gas tijdens de inspiratie omgeleid naar een reservoirzak, die gas verzamelt tot de uitademing. Dit vermindert het risico op volutrauma of barotrauma door overmatige verse gasstroom. Voorbeelden zijn de Dräger Narkomed 6000 en Fabius GS.

Vroege anesthesiebeademingsmachines waren eenvoudiger dan ICU-beademingsmachines, met minder beademingsmodi. Naarmate kritisch zieke patiënten echter steeds vaker een operatie ondergaan, is de vraag naar geavanceerde modi toegenomen. Moderne anesthesiemachines bevatten nu veel ICU-achtige beademingsmodi.

Alle beademingsmachines bieden VCV, waarbij een vooraf ingesteld volume wordt afgeleverd met een constante flow. De piekinspiratiedruk varieert met de compliance van de patiënt en de luchtwegweerstand. Typische instellingen:

• Teugvolume: 6–10 ml/kg.
• Ademhalingsfrequentie: 8–12 ademhalingen/min.
• PEEP: Begin bij 0–5 cm H₂O en titreer.

Bij PCV is de inspiratiedruk constant en varieert het teugvolume. De flow is in eerste instantie hoog om de ingestelde druk vroeg in de inspiratie te bereiken, en neemt vervolgens af om de druk te handhaven (vertraging van het flowpatroon). PCV verbetert de oxygenatie bij laparoscopische bariatrische chirurgie en is ideaal voor neonaten, zwangere patiënten en patiënten met acute respiratoire distress syndroom.

Deze nieuwere modus combineert PCV met een teugvolume-doel. De beademingsmachine levert uniforme teugvolumes bij lage druk met behulp van vertragende flow. De eerste ademhaling is volumegecontroleerd om de compliance van de patiënt te bepalen, en de daaropvolgende ademhalingen passen de inspiratiedruk dienovereenkomstig aan.

SIMV levert gegarandeerde ademhalingen gesynchroniseerd met de inspanning van de patiënt, waardoor spontane ademhalingen tussen verplichte ademhalingen mogelijk zijn. Het is nuttig bij algehele anesthesie waarbij geneesmiddelen (bijv. anesthetica, neuromusculaire blokkers) de ademhalingsfrequentie en het teugvolume beïnvloeden. SIMV kan volumegecontroleerd (SIMV-VC) of drukgecontroleerd zijn.

PSV is nuttig voor het handhaven van spontane ademhaling onder algehele anesthesie, vooral met supraglottische luchtwegen (bijv. larynxmasker). Het vermindert de ademhalingsarbeid en compenseert de verminderde functionele residuele capaciteit veroorzaakt door inhalatie-anesthetica. Sommige beademingsmachines bieden apneu-back-up (PSV-Pro) als spontane inspanningen stoppen.

Voorbeelden zijn de Datex-Ohmeda S/5 ADU, die een microprocessor-gestuurde pneumatische dubbel-circuit stijgende balg gebruikt met een "D-Lite" flow/druksensor bij de Y-connector, en de Dräger Narkomed 6000, Fabius GS en Apollo werkstations, die zuigergestuurde enkel-circuit beademingsmachines gebruiken met ontkoppeling van vers gas.

Loskoppelingsalarmen zijn cruciaal en moeten passief worden geactiveerd tijdens gebruik. Werkstations moeten ten minste drie loskoppelingsalarmen hebben: lage piekinspiratiedruk, laag uitgeademd teugvolume en lage uitgeademde CO₂. Andere alarmen zijn onder meer hoge piekdruk, hoge PEEP, lage zuurstofvoorzieningsdruk en negatieve druk.

Veelvoorkomende problemen zijn onder meer loskoppelingen van het ademhalingscircuit, koppeling van de beademingsmachine-verse gasstroom (toename van het teugvolume en de piekdruk bij een hoge verse gasstroom), hoge luchtwegdruk (risico op barotrauma of hemodynamische compromittering), problemen met de balgmontage (lekken of storingen), discrepanties in het teugvolume (als gevolg van circuitcompliance of lekken), stroomuitval en onbedoelde uitschakeling van de beademingsmachine.