Fortbildung
Kälteerzeugung
moderner Hypothermiegeräte
Die Erzeugung von kaltem Wasser und die präzise und schnelle Steuerung
seiner Temperatur ist eine Grundvoraussetzung für die adäquate Kühlung von
Patienten in extrakorporalen Kreisläufen. Moderne Hypothermiegeräte leisten
dies über den Anschluss von Wärmetauschern – meist integriert in Oxygenatoren
– und von speziellen Matten. Die heutigen „State-of-the-Art“-Wärmetauscher
zeichnen sich durch eine sehr effiziente Wärme- bzw. Kälteübertragung zwischen
zirkulierendem Wasser und Patientenblut aus. Die Wärmetauschereffizienz
wird in der Regel durch einen Performance-Faktor von 0 bis 1 beschrieben.
Grundsätzlich gelten Werte über0,5 als effizient
Die Absenkung der Körperkerntemperatur, aber auch die selektive Kühlung
eines Organs reduziert die Stoffwechsel aktivität und erhöht die Ischämietoleranz
von Zellen und Gewebe. Durch Reduktion der Körpertemperatur um 10 °C sinkt
die Stoffwechselrate bzw. der Sauerstoffverbrauch des menschlichen Organismus
um die Hälfte (sog. Q10-Effekt). Darüber hinaus ermöglicht die Hypothermie
eine Senkung der Blutflussrate und verringert somit Traumatisierungen und
den Rückstrom von Blut über Bronchial- und nonkoronare Kollateralgefäße.
Somit stellt die induzierte Hypothermie eine sehr effektive und bewährte
Form der Organprotektion dar, besonders in Situationen potenzieller Minderversorgung
oder unmittelbar nach einer Unterversorgung wie dem asystolen Kreislaufstillstand.
Die Generierung von kaltem Wasser (Abb.: Schematische Darstellung des internen
Kühlkreislaufs. Mehr
im Artikel "Kälteerzeugung moderner Hypothermiegeräte" im pdf-Format
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Telemetriesysteme
für elektrisch aktive Implantate
Das Wort Telemetrie stammt aus dem Griechischen und bedeutet übersetzt
„in der Ferne messen“ und bezeichnet die Übertragung von Daten zwischen
zwei räumlich getrennten Orten. Für den Bereich des Cardiac Rhythm Management
bedeutet dies die Kommunikation zwischen dem Implantat (z.B. einem Schrittmacher)
und dem Programmiergerät außerhalb des Körpers. Jeder Schrittmacher besitzt
einen internen Speicher, in dem die aktive Programmierung der Funktionen
abgespeichert ist. Neuere Implantate speichern zusätzlich diagnostische
Daten wie z.B. Zähler oder Histogramme. Ziel der telemetrischen Abfrage
ist der Zugriff auf die gespeicherten Daten und die Veränderung der Programmierung,
um die Therapie an den Patienten anzupassen. Als Transmitter für die Datenübertragung
werden modulierte elektromagnetische Wellen benutzt. Bei der digitalen Daten
übertragung besteht dabei die Möglichkeit, die Bits über eine Änderung der
Amplitude (ASK – Amplitude Shift Keying) oder der Frequenz (FSK – Frequency
Shift Keying) zu kodieren. Die allgemeinen Standards werden dabei in den
USA von der Federal Communications Commission (FCC) und in Europa vom European
Telecommunications Standards Institute (ETSI) festgelegt. Findet die Datenübertragung
nur vom Programmiergerät zum Implantat statt, also in einer Richtung, spricht
man von einer unidirektionalen Telemetrie. Sie erlaubt die Programmierung
des Implantats, jedoch können keine intrakardialen Elektrogramme (IEGM),
Messwerte, Histogramme etc. vom Schrittmacher ausgelesen werden. Eine Überprüfung
der Programmierung kann nur über ein externes EKG erfolgen. (Abb.: RF-Antenne
eines Zweikammer-ICDs (Gold), halbbogenförmig untergebracht im Header des
ICDs). Mehr
im Artikel "Aktueller Status von Oxygenatorkonstruktionen" im
pdf-Format ......
Aktueller
Status von Oxygenatorkonstruktionen
Die heute auf dem Markt befindlichen Oxygenatoren sind fast alle mit Hohlfasern
ausgestattet. Einige Silikonmembran- und auch Bubbleoxygenatoren sind noch
aus der Vorgeschichte der Oxygenatorentwicklung in manchen Gebieten der
Welt zu finden. Der gesamte Weltmarkt für Oxygenationshohlfasern wird von
den Firmen Membrana bzw. Celgard und Terumo beliefert. Es stehen zwei Typen
von Fasern zur Verfügung: die mikroporösen Polypropylen- und die diffusiven
Polymethylpenten- Fasern (Abb.: REM-Aufnahmen von OXYPHAN®
im Längsbruch (mikroporöse Polypropylen-Faser). Mehr
im Artikel "Aktueller Status von Oxygenatorkonstruktionen" im
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Funktionsweise
automatischer Schlauchklemmen am Beispiel des arteriellen Autoclamp-Systems
In den aktuellen Leitlinien der Fachgesellschaften werden Funktionsmerkmale
von Perfusionssystemen empfohlen, darunter Luftblasenerkennung, Erkennung
eines retrrograden Flusses, Reservoirpegelerkennung und automatisches Abklemmen
der arteriellen Linie. Die Herz-Lungen-Maschine Medtronic Performer®
CPB wie auch die Medtronic BioConsole® 560 unterstützen alle
diese Funktionsmerkmale. Im folgenden Artikel wird unser Sicherheitssystem
für das automatische Abklemmen der arteriellen Linie (Abb.: Autoclamp)
vorgestellt. Mehr
im Artikel "Funktionsweise automatischer Schlauch klemmen am Beispiel
des arteriellen Autoclamp-Systems" im pdf-Format ...
Druckaufnehmer
heute
Um physiologische Druckverhältnisse zu überwachen und zu registrieren, verwendet
man im medizinischen Bereich Druckmesswandler, so genannte Transducer. Mit
diesen können sowohl statische als auch dynamische Druckverläufe dargestellt
werden. Um eine Austauschbarkeit dieser Druck-Transducer an verschiedenen
Mess- und Anzeigegeräten (z. B. Intensivmonitoren) der verschiedensten Hersteller
zu gewährleisten, wurde eine Norm (AAMI) herausgegeben. An diese müssen
sich Hersteller von Druckaufnehmern und Monitorhersteller halten. Der wichtigste
Parameter hierbei ist die Empfindlichkeit, die mit 50 Mikrovolt je Volt
Versorgungsspannung und mmHg (50 µV/Volt/mmHg) festgelegt wurde. Weitere
Festlegungen betreffen Mindestanforderungen an das dynamische Verhalten
und die elektrische Sicherheit der Transducer (z. B. Isolation zwischen
Flüssigkeitsweg und elektrischen Anschlüssen). Mehr
im Artikel "Druckaufnehmer heute" im pdf-Format ...
Funktionsprinzip
eines Luftblasendetektors
Neben den Niveauüberwachungs-, Druck- und Temperatursensoren ist der Luftblasendetektor
eines der wichtigsten Überwachungsmodule der Herz-Lungen-Maschine. Luftblasendetektoren
von HLM dienen der Erkennung von Luftblasen bestimmter Größen im Schlauchsystem
während einer Perfusion. Um die Gefahr einer Luftembolie beim Patienten
auszuschließen, sollten Luftblasendetektoren idealerweise zwischen arteriellem
Filter und Patient angebracht werden. Ferner ist ein zusätzlicher Luftblasendetektor
in der Kardioplegielinie denkbar. In der Regel wird der Luftblasendetektor
der arteriellen Pumpe zugeordnet. Die Luftblasendetektoren der Firma Maquet
Cardiopulmonary erfassen Luftblasen im Bereich von 300 µm bis 5 mm. Kleine
Luftblasen unter 5 mm werden vom System detektiert, lösen aber zunächst
keinen Alarm aus (Abb.: Aufbau des Maquet Luftblasendetektors). Mehr
im Artikel "Funktionsprinzip eines Luftblasendetektors" im pdf-Format
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Funktionsprinzip
der Niveauüberwachung
Die Niveauüberwachung ist üblicherweise der arteriellen Pumpe zugewiesen.
Hierbei handelt es sich um einen Sensor zur nichtinvasiven Überwachung von
Blutniveau im Reservoir eines extrakorporalen Kreislaufs. Für die Steuerung
des Niveaus sind zwei Betriebsarten möglich:
1. Start-Stopp-Betrieb: Bei Erreichen des Stoppniveaus wird die zugeordnete
Pumpe angehalten. Sobald der Pegel wieder über das Stoppnivau steigt, wird
die Pumpe automatisch gestartet und geht auf die voreingestellte Drehzahl
zurück.
2. Regelbetrieb: Die Pumpendrehzahl wird so weit reduziert, dass sich ein
konstanter Pegel (oberhalb des Stoppniveaus) einstellt (Abb.: Aufbau des
Stöckert Niveausensors II). Mehr
im Artikel "Funktionsprinzip der Niveau überwachung" im pdf-Format
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Maik Foltan, Webmaster der Deutschen Gesellschaft für Kardiotechnik e.V.