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Funktionsweise der Ausrüstung Vaporizer

Verdampfer ermöglichen die sichere und zuverlässige Abgabe einer bekannten und reproduzierbaren Konzentration von Anästhesiedampf. Ein Verständnis der physikalischen Eigenschaften von Anästhetika ist erforderlich, um das Design moderner Verdampfer zu verstehen. Plenumverdampfer sind hochohmige, unidirektionale, wirkstoffspezifische, variable Bypass-Verdampfer, die für die Verwendung außerhalb des Atmungssystems entwickelt wurden.

Überziehverdampfer sind im Vergleich zu ihrem Gegenstück im Plenum niederohmig und ineffizient. Der TEC-6-Verdampfer wurde speziell entwickelt, um die einzigartigen physikalischen Eigenschaften von Desfluran zu berücksichtigen. Die sichere Abgabe einer flüchtigen Anästhesie ist heute teilweise auf die Entwicklung immer fortschrittlicherer Verdampfer zurückzuführen.

Die derzeitige Ausrüstung hat sich aus früheren Beispielen entwickelt, die nicht kalibriert waren und deren Leistung stark von der Umgebungstemperatur und den Gasdurchflussraten abhing. Die Ziele dieses Artikels sind: Ein Verständnis einiger grundlegender physikalischer Eigenschaften ist bei der Erörterung von Verdampfern von wesentlicher Bedeutung.

Jeder Stoff hat seine einzigartige kritische Temperatur, über der er nur als Gas existiert, unabhängig davon, wie viel Druck auf ihn ausgeübt wird. Bei oder unter dieser kritischen Temperatur kann es sowohl in flüssiger als auch in gasförmiger Form vorliegen; Letzteres wird Dampf genannt. In jeder Flüssigkeit haben einige Moleküle genügend Energie, um die Flüssigkeit zu verlassen und zu einem Dampf zu werden - dies wird als Verdampfung bezeichnet. Es tritt nur an der Oberfläche der Flüssigkeit auf und benötigt Wärmeenergie, die als latente Verdampfungswärme bezeichnet wird, und wird erhöht durch: Befindet sich die Flüssigkeit in einem geschlossenen Behälter wie einem Verdampfer, kollidieren die Dampfmoleküle mit den Behälterwänden und mit der Flüssigkeitsoberfläche einen Druck ausüben und möglicherweise eingeschlossen werden und wieder in die flüssige Phase eintreten.

Bei jeder gegebenen Temperatur entsteht ein Punkt des dynamischen Gleichgewichts, an dem die Anzahl der Moleküle, die die flüssige Phase verlassen, der Anzahl der wieder eintretenden Moleküle entspricht. Zu diesem Zeitpunkt ist der Dampf gesättigt und der Druck, den er ausübt, wird als gesättigter Dampf bezeichnet Druck SVP. Wenn eine Flüssigkeit erhitzt wird, steigt ihr SVP nichtlinear an.

Bei einer bestimmten Temperatur, dem Siedepunkt, können flüssige Moleküle in ihre Dampfphase in der Flüssigkeit eintreten und Blasen von gesättigtem Dampf erzeugen, die an die Oberfläche steigen und sich lösen. Unterhalb dieser Temperatur würde jede Bildung einer Blase durch den höheren atmosphärischen Druck sofort zerkleinert. SVP steigt nicht linear mit der Temperatur an. Wiedergabe mit Genehmigung von E-Learning Anaesthesia.

Der Zweck eines Verdampfers besteht darin, zuverlässig eine genaue, einstellbare Konzentration an Anästhesiedampf zu liefern. Durch einen einstellbaren Anteil wird das Aufteilungsverhältnis von Gas, das entweder in eine Verdampfungskammer eintritt oder diese umgeht - variable Bypass-Verdampfer.

Variable Bypass-Verdampfer können vom Plenum- oder Drawover-Typ sein. Plenumverdampfer haben einen viel höheren Innenwiderstand und erfordern Frischgas über dem atmosphärischen Druck.

Im Gegensatz dazu verwenden Überziehverdampfer einen Frischgasstrom bei atmosphärischem Druck, der durch die Atemanstrengungen des Patienten angetrieben wird. Dies macht sie ideal für tragbare Systeme wie beim Militär oder wenn kein Druckgas verfügbar ist. Plenumverdampfer sind genauer 1 aufgrund von Konstruktionsmerkmalen, die Faktoren, die den Dampfdruck des Mittels in der Verdampfungskammer auf unter ihren SVP senken, weitgehend überwinden.

Diese Faktoren werden nachstehend beschrieben. Mit zunehmender Frischgasströmungsrate wird es schwieriger, eine vollständige Sättigung des Gases zu erreichen, das die Verdampfungskammer verlässt. Um dies zu überwinden, maximieren Plenumverdampfer die Oberfläche für die Verdampfung unter Verwendung von Dochten, Leitblechen, Hauben oder Zerstäubern. Teflon-Dochte oder Regale aus gefaltetem Metall ermöglichen es dem flüssigen Mittel, sich durch Kapillarwirkung über eine viel größere Oberfläche auszubreiten.

Das einströmende Gas wird dann durch Kanäle, die durch Metallleitbleche erzeugt werden, durch die Verdampfungskammer geleitet. Moderne Plenumverdampfer erzeugen eine genaue Wirkstoffkonzentration bei Durchflussraten zwischen 0. Obwohl einige Überziehverdampfer Dochte enthalten, sind sie weniger wirksam als solche in Plenumverdampfern, da ihre Konstruktion den Widerstand auf ein Minimum beschränken muss.

Darüber hinaus wird der vom Durchflussaufteilungsventil erzeugte Widerstand bei niedrigen Durchflussraten signifikanter - dies führt dazu, dass mehr Gas die Verdampfungskammer umgeht. Daher sind Überziehverdampfer bei hohen oder niedrigen Gasströmen weniger genau. Der SVP eines Mittels und damit die Verdampferleistung nimmt nicht linear mit abnehmender Temperatur ab. Änderungen der Agententemperatur können aus zwei Gründen auftreten: Schwankungen der Umgebungstemperatur und Verlust der latenten Verdampfungswärme, wobei letztere bei hohen Gasdurchflussraten verstärkt werden.

Temperaturstabilisierung: Der Aufbau des Verdampfers unter Verwendung von Materialien mit hoher spezifischer Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit bietet einen Kühlkörper, der es ermöglicht, dass sich die Wärme schnell zwischen der Verdampfungskammer und der Atmosphäre bewegt. Plenumverdampfer bestehen aus dichten Metallen, während der Oxford Miniature Vaporiser, ein Überziehverdampfer, Glykol als Kühlkörper verwendet.

Temperaturkompensation. Moderne Verdampfer sind temperaturkompensiert, daher die Tec-Serie. Die am häufigsten verwendeten Methoden sind: Bimetallstreifen: Mit abnehmender Temperatur biegt sich der Streifen, sodass mehr Frischgas in die Verdampfungskammer gelangen kann.

Aneroidbalg: Eine Verringerung der Temperatur führt dazu, dass sich der Balg zusammenzieht, was dazu führt, dass der Kegel den Bypasskanal teilweise blockiert und den Durchfluss durch die Verdampfungskammer erhöht. Im Gegensatz zu Verdampfern mit variablem Bypass, die den Frischgasstrom aufteilen, haben Verdampfer mit gemessenem Durchfluss einen separaten, unabhängigen Strom von dampfführendem Gas, der dem Frischstrom zugesetzt wird.

Der gebräuchlichste derartige Verdampfer ist der Ohmeda Tec 6, der speziell für die Verwendung mit Desfluran entwickelt wurde. Desfluran hat zwei physikalische Eigenschaften, so dass es für die Verwendung mit einem herkömmlichen Verdampfer ungeeignet ist.

Erstens hat es einen sehr hohen SVP 88. Ein herkömmlicher Verdampfer würde hohe Frischgasströme erfordern, um es auf klinisch nützliche Konzentrationen zu verdünnen, was es unwirtschaftlich macht.

Zweitens hat es einen niedrigen Siedepunkt 23. Bei Raumtemperatur siedet es zeitweise, was zu großen Schwankungen in der Mittelabgabe führt. Beim Kochen kommt es zu einer übermäßigen Abgabe des Mittels. es wird dann jedoch aufgrund eines großen Verlusts an latenter Verdampfungswärme abkühlen, was zu einer exponentiellen Abnahme des SVP und einer Unterabgabe des Mittels führt. Dieser hohe Druck sorgt nicht nur für eine stabile SVP, sondern macht auch ein unter Druck stehendes Trägergas überflüssig. Stattdessen ist das Frisch- oder Verdünnungsgas vollständig von der Verdampfungskammer getrennt.

Dem Frischgas wird direkt gasförmiges Desfluran zugesetzt. Um eine genaue Wirkstoffkonzentration zu erhalten, muss die Menge des zugesetzten Wirkstoffs proportional zum Frischgasstrom sein. Eine automatische Einstellung wird durch einen variablen Widerstand am Auslass der Verdampfungskammer erreicht, der von einem Differenzdruckwandler gesteuert wird. Der Frischgasstrom strömt durch einen Strömungswiderstand und erzeugt einen festen Widerstand. Mit zunehmendem Durchfluss steigt der Gegendruck gegen den Differenzdruckwandler - dies führt zu einer Verringerung des variablen Widerstands und damit zu einer Erhöhung der Dampfleistung, um dem erhöhten Gasdurchfluss zu entsprechen.

Das Gegenteil tritt auf, wenn der Gasfluss verringert wird. Schließlich wird die abgegebene Konzentration manuell über das Verdampferregler eingestellt, das mit einem zweiten variablen Widerstand verbunden ist. Wenn die Desflurantemperatur sinken würde, würde der Verdampfer keine genauen Konzentrationen liefern. Magnetbetätigte Verriegelungen im Verdampferregler und am Auslass der Verdampfungskammer werden erst gelöst, wenn die Betriebstemperatur erreicht ist.

Die Viskositäten von Luft und in größerem Maße Lachgas sind niedriger als die von Sauerstoff. Der Effekt ist klinisch nicht signifikant. Mit dem Tec 6 -Vaporizer haben die reduzierenden Viskositäten von Luft und Lachgas die gleiche Tendenz, die Mittelabgabe zu verringern, da diese verringerte Viskosität dazu führt, dass durch den Durchflussbegrenzer weniger Gegendruck erzeugt wird.

Auch hier sind die Unterschiede nicht groß und sollten in der klinischen Praxis nur geringe Auswirkungen haben. Dieses Phänomen, das auch als Pumpeffekt bezeichnet wird, tritt auf, wenn der Druck von gasbetriebenen Ventilatoren retrograd auf die hintere Stange und den Verdampfer übertragen wird.

Zweitens kann gesättigtes Gas durch die Einlassöffnung des Verdampfers zurückgedrückt werden und in den Bypasskanal eintreten, was zu einer erhöhten Mittelabgabe führt. Zu den Techniken, um dieses Problem zu vermeiden, gehört ein Einwegventil am Auslass des Verdampfers, das sicherstellt, dass die Verdampfungskammer und die Bypasskammer das gleiche Volumen haben, so dass der Gegendruck gleichmäßig auf beide übertragen wird oder die Einlassöffnung des Verdampfers lang wird.

Vor ungefähr 10 Jahren stellte Datex-Ohmeda den Aladin-Kassettenverdampfer speziell für die Verwendung mit seiner Anästhesie-Abgabeeinheit vor. Es besteht aus zwei Teilen: Es verhält sich sowohl als variabler Bypass als auch als Verdampfer mit gemessenem Durchfluss und versucht, einige der in diesem Artikel beschriebenen Probleme auf folgende Weise zu lösen. Eine Drosselklappe, die von der CPU gesteuert wird, reguliert den Gasstrom, der die Verdampfungskammer verlässt, wobei Anpassungen für die Gasströmungsrate vorgenommen werden.

Auf dieser Grundlage passt die CPU die Menge des dem Bypassgas zugefügten Mittels an und sorgt so für eine Temperaturkompensation. Die Auswahl des Frischgasflusses wird in den CPU-Algorithmus eingespeist, um den Effekt unterschiedlicher Trägergasviskositäten zu minimieren. Die Verwendung von Verdampfern ist heutzutage Standard in der Anästhesie und wird wahrscheinlich fortgesetzt. Die neuesten Verdampfer sind seit über einem Jahrzehnt im Einsatz und haben eine computergestützte Steuerung eingeführt, um eine genaue Abgabe des Mittels zu maximieren, insbesondere bei niedrigen Durchflussraten.

Zukünftige Entwicklungen können im Zusammenhang mit der Entdeckung neuartiger flüchtiger Anästhetika auftreten, und es besteht die Möglichkeit geschlossener Systeme, bei denen die Steuerung des Verdampfers über Rückkopplungsmechanismen direkt mit den Patientenparametern verknüpft werden kann.

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Verdampfer mit gemessenem Durchfluss. Andere Faktoren, die die Verdampferleistung beeinflussen. Die Aladin-Kassette. Interessenkonflikt.

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