Das Einhalten des Manschettendrucks des Endotrachealtubus innerhalb eines engen Toleranzbereichs ist für Patienten, die mechanisch beatmet werden, sehr wichtig. Die Aufrechterhaltung des korrekten Manschettendrucks kann die Wahrscheinlichkeit, dass der Patient eine beatmungsassoziierte Pneumonie (VAP) entwickelt, erheblich verringern. Für eine optimale Patientenbehandlung muss der Manschettendruck deshalb innerhalb eines engen Bereichs gehalten werden, typischerweise (20 bis 30 cm H2O). Manschettendrücke unter 20 cm H2O können zu einer unvollständigen Abdichtung führen und einen Luftaustritt um die Manschette herum verursachen. Dadurch kann die Beatmung unterbrochen werden und potenziell infektiöse Sekrete gelangen in die Atemwege. Die dadurch hervorgerufen Infektionen sind eine der Hauptursachen für VAP. Zu hohe Manschettendrücke behindern dagegen die Perfusion der Trachealschleimhaut, was zu einer Gewebeischämie, also Sauerstoffmangel im Gewebe, führen kann.
Beatmungsgeräte und mehr: Was Menschen beim Atmen unterstützt
In der täglichen Praxis wird der Manschettendruck häufig intermittierend manuell mit einem Manometer überwacht und dann bei Bedarf angepasst. Diese Methode führt zu großen Druckschwankungen, und erschwert ein angemessenes Druckmanagement. Es kann spontan Luft aus der Manschette entweichen oder zu plötzlichen Druckänderungen in der Manschette durch Ändern des Halswinkels oder Bewegungen des Patienten kommen. Viele Geräte verwenden daher ein System zur elektronischen Überwachung des Manschettendrucks und zum bedarfsgerechten Ablassen beziehungsweise Aufpumpen. Mit diesen Geräten lässt sich zwar ein bestimmter Druck über einen langen Zeitraum konstant aufrechterhalten – aber oftmals fehlt diesen Systemen die notwendige Flexibilität, um plötzliche Druckveränderungen zu kompensieren.
Schonende Kontrolle des Manschettendrucks
Meist kommen in diesen automatisierten Manschettensteuerungen motorbetriebene Pumpen zum Einsatz, um die Manschette auf den Zieldruck aufzublasen. Eine Reihe von Pulsationsdämpfern und Proportionalventilen sollen in diesen Lösungsansätzen dabei helfen, die Pulsation zu glätten und den Zieldruck zu erreichen. Aufgrund des pulsatilen Betriebs dieser Pumpen und der Trägheit des Motors ist die Reaktionsgeschwindigkeit des Systems jedoch begrenzt. Dies kann zu Problemen mit dem Dichtungsmechanismus, beispielsweise zur Überkompensation, führen.
Um den Manschettendruck innerhalb enger Toleranzen zu halten, muss jeglicher Überdruck schnell entlüftet und Unterdruck kompensiert werden. Bei bestehenden Lösungen kann die Verwendung von Überdruckentlastungsmechanismen und Rückschlagventilen oft die Reaktionsgeschwindigkeit einschränken, während die mit diesen Vorrichtungen verbundene Hysterese zu Druckungenauigkeiten führen kann. In der Folge überkompensieren diese Systeme und verringern letztlich die erforderliche Dichtigkeit.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Pumpen, deren Frequenz bei wenigen Zyklen pro Sekunde liegt, arbeitet die Disc Pump von Lee Ventus mit Ultraschallfrequenzen von über 20 000 Zyklen pro Sekunde. Bei jedem Zyklus im Sub-Millisekundenbereich bewegt die Mikropumpe nur wenige Nanoliter Luft, so dass der resultierende Luftstrom nahezu pulsationsfrei ist. Dies ermöglicht eine sehr genaue Druckmessung und -steuerung.
Lee Ventus Limited, vormals TTP Ventus, ist die neue Akquisition von The Lee Company, Westbrook, Connecticut, USA. Das britische Unternehmen aus Melbourn Hertfordshire ist auf die Entwicklung und Fertigung von Miniaturpumpen sowie Pumpenmodulen spezialisiert und ergänzt das Portfolio der Mikrofluidik-Experten von Lee.
Lee erweitert sein Pumpenportfolio durch TTP-Ventus-Übernahme
Da die Disc Pump zudem piezobetrieben ist, hat sie eine sehr geringe Trägheit und kann in weniger als einer Millisekunde zwischen Null und maximaler Leistung umschalten. So kann das System mit großer Geschwindigkeit auf Sollwertänderungen reagieren.
Mikropumpe für höhere Genauigkeit bei geringerer Komplexität
Dank ihrer Eigenschaften sind bei Nutzung der neuen Mikropumpe keine Rückschlagventile oder Überdruckventile erforderlich. Stattdessen wird die Pumpe gegen eine feste Blende angetrieben, wobei die Antriebsleistung ständig angepasst wird, um den gewünschten Manschettendruck aufrechtzuerhalten. Wird der Solldruck in der Manschette überschritten, reduziert sich die Pumpenleistung und der Überdruck entweicht durch die offene Blende. Fällt der Druck unter den Sollwert, wird die Pumpenleistung erhöht, um dies auszugleichen. Diese vereinfachte Systemarchitektur reagiert schnell auf Sollwertänderungen und vermeidet Probleme mit Überdruck, während der Manschettendruck jederzeit präzise kontrolliert wird.
Da die Disc Pump im Ultraschallbereich arbeitet, ist sie unhörbar und vibrationsfrei. Dadurch stört sie weder den Schlaf des Patienten, noch kommt es zu Lärmbelästigung während der Pflege. Die Pumpe ist mit einem Gewicht von nur 5 g und einer Höhe von 12 mm und einem Durchmesser von 30 mm sehr kompakt. Zusammen mit einem kleinen Akkupack und einer miniaturisierten Elektronik ermöglichen diese Vorteile eine platzsparende Integration des Pumpenmoduls und eine patientennahe Positionierung. Die Disc Pump ist außerdem MRT-kompatibel und kann in tragbaren Beatmungsgeräten eingesetzt werden.
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