Der Siemens Servo-Ventilator 900 C ist ein zeitgesteuerter volumenkonstanter Respirator; Arbeitsweise und Steuerung elektronisch.
Zur Beschreibung der einzelnen Teilfunktionen läßt sich der Servoventilator analog zu seiner funktionellen Gliederung in 2 Einheiten unterteilen:
- pneumatische Einheit,
- elektronische Einheit.
Gasfluß
Aus der Gasquelle (wahlweise Hoch- oder Niedrigdruckeingang) wird der Blasebalg in der Pneumatikeinheit des Servoventilators über ein bedarfsgesteuertes Ventil gespeist. Das Gas wird bei Überdruck durch ein Sicherheitsventil abgelassen. Der erforderliche Arbeitsdruck im Atembalg ist durch Veränderung der Federspannung einstellbar (0 - 120 mbar). Die Einstellschraube befindet sich in der Mitte der Vorderseite der Pneumatikeinheit. Der eingestellte Druck ("Arbeitsdruck") kann an einem Manometer abgelesen werden.
Der Faltenbalg dient als Reservoir und als Reduzierventil (Druck in Höhe des eingestellten Arbeitsdruckes).
Hieraus ergibt sich, daß während der Inspiration kein momentaner Gaszufluß aus der Gasquelle erforderlich ist und die Mischung von Gasen erfolgen kann.
In der Pneumatikeinheit sind Meß- und Regelsysteme eingebaut, die der elektronischen Steuerung und Regelung dienen. Die primäre Steuerung erfolgt mittels der Einstellknöpfe an der Vorderseite des unteren Teils (= Elektronikeinheit). Das Atemgas strömt durch einen Durchflußwandler und ein elektronisch gesteuertes Inspirationsventil zum Patienten. Der Durchflußwandler (= Sensor) ist über einen Regelkreis mit den Steuerknöpfen für das Atemminutenvolumen und die Atemfrequenz an der Vorderseite des Respirators (= elektronische Einheit) elektronisch gekoppelt. Ist nach Ablauf der vorgegebenen Inspirationszeit ein gewünschtes Zugvolumen erreicht, wird der Fluß durch das genannte Klemmventil unterbrochen.
Sowohl die inspiratorischen als auch die exspiratorischen Ventile ermöglichen eine inspiratorische bzw. exspiratorische Steuerung. Das ausgeatmete Gas verläßt über einen weiteren Durchflußwandler und ein weiteres Klemmventil den Respirator. Dieser Durchflußwandler mißt das exspiratorische Volumen, welches separat angezeigt wird. Der inspiratorische Fluß wird in Abhängigkeit von Zeit, Volumen und Druckluft geregelt. Dem Regler werden die elektrischen Signale durch den Funktionsgenerator (Zeit, Volumen und Druck, gewünschtes Flußmuster) und dem Durchflußwandler im Inspirationsfluß zugeführt.
Die beiden Signale werden verglichen. Jede Abweichung führt zu einem Regelimpuls an das Servoventil. Hieraus resultiert eine Übereinstimmung zwischen eingestelltem und erbrachten Fluß- und Volumenmuster.
Die maximale endinspiratorische Pause ("inspiration hold") kann zwischen 0% und 20 % für ein 5-Sekunden-Intervall eingestellt werden.
Am Ende des Ausatmungsteils befindet sich ein exspiratorisches Klemmventil, mit dem über eine regelbare Öffnungsbegrenzung die Einstellung eines positiv endexspiratorischen Druckes (PEEP) bis zu 50 mbar möglich ist.
Der Respirator ermöglicht die Einstellung von unteren und oberen Alarmgrenzen für das exspiratorische Atemminutenvolumen und für den oberen Atemwegsdruck.
Die Bedienungselemente an der Vorderseite des Servoventilators können entsprechend ihrer räumlichen Anordnung in eine linke Seite (Stellknöpfe zur Überwachung) und in eine rechte Seite (Stellknöpfe zur Einstellung des Respirators) unterteilt werden. Das Atemminutenvolumen ist stufenlos zwischen 0,5 bis 30 l/min einstellbar (minimales Atemminutenvolumen bei assistierter/kontrollierter Beatmung), die Frequenz zwischen 5 und 120 Atemzügen. Aus Atemminutenvolumen und Frequenz ergibt sich das Atemzugvolumen. Einstellmöglichkeiten, Genauigkeit und die zeitlche Unterteilung des Atemzyklus wird durch die Einstellung des Inspiration bzw. der Pausendauer varriert.
Mittels eines Kippschalters kann zwischen akzelerierendem und konstantem Inspirationsfluß gewählt werden. Bei Anwahl der Seufzereinstellung wird mit jedem 100. Atemzug das doppelte Atemzugvolumen appliziert.
Ein System zur Applikation von SIMV ist ebenfalls in den Servoventilator integriert. Die SIMV-Steuerung wird durch Unterteilung der stufenlos einstellbaren SIMV-Frequenz erreicht.
Beim SV 900 C beträgt die SIMV-Frequenz 0,4 - 4 Atemzüge/min bzw. ist auf 4 bis 40 Atemzüge/min umschaltbar. Bei Einstellung von SIMV sollte die Triggerschwelle dem Einatmungsbemühen des Patienten angepaßt werden. Hierbei ist anzustreben, daß die Triggerschwelle möglichst nahe dem Unterdruck bei einem Spontanatemzug eingestellt wird. Die maximale Sensivität beträgt -0,5 bis -20 mbar bei einer Antwortzeit von 0,04 Sekunden. Das gewählte Zugvolumen bei SIMV-Schaltung resultiert aus eingestelltem Atemminutenvolumen dividiert durch die eigentliche Grundfrequenz der Beatmung.
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Beatmungsdruck und exspiratorisches Atemminutenvolumen werden auf 2 Anzeigeninstrumenten angezeigt. Ein Über- bzw. Unterschreiten der entsprechenden Alarmgrenzen für das exspiratorisches AMV löst ein optisches und akustisches Warnsignal aus.
Der Atemwegsdruck läßt sich zwischen 15 und 120 mbar begrenzen. Bei Erreichen der eingestellten Druckgrenze erschein ein akustisces und ein optisches Warnsignal. Gleichzeitig schaltet das Gerät in die Exspiration um.
Bei dem Gasmischer handelt es sich um externe MIschertypen mit Schnellkupplung.
Über den Niedrigdruckeingang kann dem Servoventilator über einen Rotameter (Flowmeter) wahlweise gemischtes Gas zugeführt werden.
Das Monitorring der inspiratorischen und exspiratorischen Zugvolumina und des exspiratorischen Minutenvolumens erfolgt digital. Spitzendruck, Mitteldruck, Pausendruck und Atemfrequenz sind ebenso wie die Anzeige der inspiratorischen O2-Konzentration digital ablesbar.
Auf der Rückseite des Ventilators befinden sich Ausgänge, an denen die Signale für Druck und Fluß abgegriffen werden können.
Der Diskonnektionsalarm ("leckage") erfolgt über die Überwachung und den Alarm des exspiratorischen Atemminutenvolumens. Die Sicherheit gegen Sauerstoff-Mangel ist über einen nicht abschaltbaren O2-Mangelalarm gewährleistet, der an den Mischer gebunden ist. Zusätzlich ist für die inspiratorische Sauerstoff-Konzentration ein Alarm im Bereich von 0 bis 100 % einschaltbar.
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Insp. Dauer (%) |
20 |
20 |
25 |
20 |
25 |
33 |
25 |
33 |
20 |
33 |
25 |
20 |
50 |
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Pausendauer (%) |
0 |
5 |
0 |
10 |
5 |
0 |
10 |
5 |
20 |
10 |
20 |
30 |
0 |
|
I : I Verhältnis |
1:4 |
1:3 |
1:3 |
1:2,3 |
1:2,3 |
1:2 |
1:1,9 |
1:1,6 |
1:1,5 |
1:1,3 |
1:1,2 |
1:1 |
1:1 |
|
Insp. Dauer (%) |
20 |
50 |
33 |
25 |
50 |
50 |
33 |
67 |
50 |
67 |
67 |
67 |
80 |
|
Pauendauer (%) |
30 |
0 |
20 |
30 |
5 |
10 |
30 |
0 |
20 |
5 |
10 |
20* |
0 |
|
I : E Verhältnis |
1:1 |
1:1 |
1,1:1 |
1,2:1 |
1,2:1 |
1,5:1 |
1,7:1 |
2:1 |
2,3:1 |
2,6:1 |
3,4:1 |
4:1 |
4:1 |
- Pausendauer ist hier auf 13 % verkürzt
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