Discussie
Echte longen zullen anders reageren dan de kunstlong. De kunstlong was klein en heeft een vaste compliance. Wanneer de druk echter 20 cmH2O bereikt, zullen de reacties van de verschillende beademingsapparaten niet verschillend zijn. De grootte van de beademingszak van het manuele systeem en de compliantie ervan zijn belangrijker. Er kunnen beademingszakken van verschillende grootte en met verschillende compliance worden gebruikt. Johnstone(16) stelde in 1973 dat beademingsballonnen als drukbegrenzers kunnen fungeren. De American National Standard for Anesthetic equipment-Reservoir Bags ANSI Z79.4 van 1983 (17) stelt dat elke zak met een volume van meer dan 1,5 L een druk van 35 cmH2O niet mag overschrijden wanneer hij tot tweemaal zijn volume is uitgezet, en bij zesmaal zijn volume mag de druk niet meer dan 60 cmH2O bedragen. In de Verenigde Staten worden dan ook ademluchtzakken gebruikt die zeer aan de voorschriften voldoen.
Volutrauma is nog steeds mogelijk in zeer compliante longen met een lage luchtwegweerstand wanneer de druk voortdurend boven 20 cmH2O wordt gehouden. In Europa, waar geen standaard voor reservoirzakken bestaat, geven de meeste anesthesisten de voorkeur aan minder compliante beademingszakken, geleverd door de ventilatorfabrikant of door derden zoals die van C.H. Medical Ltd. Deze Europese latexvrije ballonnen zijn meer compliant dan de oudere zwarte rubberen ballonnen, waarbij de druk gemakkelijk kan oplopen tot boven 60 cmH2O. De Europese ballonnen van 2 en 3 liter voldoen niet aan de ANSI-eis. Bij tweemaal hun onopgeblazen volume bereikt de 2 L ballon van C.H.Medical Ltd een druk van 46 cmH2O, terwijl de 3 L ballon een druk van 52 cmH2O bereikt, ver boven de 42 cmH2O-limiet.
Elke anesthesist is zich bewust van de risico’s van het aansluiten van een patiënt op een beademingsapparaat zonder de juiste beademingsmodus te gebruiken. Wanneer een alarm afgaat, kan de anesthesist reageren om het probleem te corrigeren. Veel anesthesisten nemen hun eigen voorzorgsmaatregelen om zowel volutrauma als barotrauma te voorkomen. Sommige anesthesisten gebruiken altijd een zeer grote ballon, terwijl anderen een ballon gebruiken met een gaatje waardoor de druk met de vingertop moet worden afgesloten, zodat de druk nooit zonder toezicht kan stijgen. Ballonnen met een gat worden niet meer geproduceerd wegens problemen om er een spoelsysteem op aan te sluiten. Sommige anesthesisten zullen nooit van personeel wisselen tijdens de inductie van de anesthesie en de positionering van de patiënt, en geven er de voorkeur aan dat dezelfde persoon de patiënt op het beademingsapparaat aansluit en het beademingsapparaat start. Juiste alarm- en APL-instellingen kunnen vroeger waarschuwen, maar kunnen volutrauma niet voorkomen. Beneden 20 cm H20 is handmatige beademing met een gelaatsmasker vaak onvoldoende, en gaan de juiste alarmen continu af tijdens de beademing met een gelaatsmasker.
Alleen voortdurende waakzaamheid, niet alleen een correct alarm of APL-instelling, kan volutrauma voorkomen. Continue waakzaamheid door een anesthesist die in direct contact staat met de patiënt is in de meeste landen verplicht. Indien mogelijk moeten echter nog betere voorzorgsmaatregelen worden genomen.
In 2000 stelde Weinger (18) het gebruik van HFE voor bij het ontwerp en de ontwikkeling van medische instrumenten en hulpmiddelen. Weinger stelde dat veel anesthesisten vergaten de instellingen van de keuzeschakelaar voor handmatige ‘zak/ventilator’ te coördineren met de APL, die bepaalt of een mechanische ventilator aan het ademhalingscircuit wordt gekoppeld of dat de clinicus de patiënt handmatig moet blijven beademen. Als gevolg daarvan zou de patiënt geen beademing krijgen en zou hij een volutrauma van zijn longen kunnen krijgen.
Over de kunstmatige grens van 20 cmH2O en 5 seconden kan men discussiëren als zijnde gevaarlijk. Er bestaat geen duidelijk antwoord over een aanvaardbare druk en tijd die niet schadelijk zou zijn voor de longen. Er bestaat geen exacte druk waaronder geen longtrauma zal optreden. De oude ANSI-norm van 1983 ging uit van 35 cmH2O bij twee keer het ballonvolume, en stond nog hogere drukken bij grotere volumes toe. Het is bekend dat het beademingsapparaat onder vele omstandigheden potentieel gevaarlijk is, zoals Kolobow (2) in 2001 vermeldde. Volutrauma is tegenwoordig echter belangrijker dan barotrauma. Inflatie boven de totale longcapaciteit is gevaarlijker dan inflatie tot een hoge druk met een klein longvolume zoals voor het eerst vermeld door Dreyfuss (19) in 1992. Bij patiënten met het ademnoodsyndroom voor volwassenen of met een stijve thorax of stijve longen zijn langdurige drukken van 20 cmH2O misschien niet gevaarlijk. Bij de meeste gezonde longen ligt de piekdruk tijdens de beademing ver beneden de 20 cmH2O, wat suggereert dat een inflatie van meer dan 20 cmH2O tot hyperinflatie en beschadiging van de longen kan leiden. Als we rekening houden met het risico van biotrauma (4), dan kan elke drukverhoging tijdens beademing schadelijk zijn.
Bij kinderen is het duidelijk dat een luchtwegdruk of longvolume boven de normale fysiologische waarden altijd slecht is voor de longen. Een nieuw veiligheidssysteem zou niet alleen de drukstijging na een bepaalde tijd moeten beperken, het zou zeker de volume-expansie van de longen moeten beperken door een totale deflatie toe te staan. De huidige voorgestelde limiet in de beademingsapparatuur van 75 cmH2O en in de Amerikaanse beademingsballonnen van 35 cmH2O is veel te hoog en zeker gevaarlijk bij veel patiënten.
Z Fu en JB West vonden bij verdoofde konijnen dat de capillaire permeabiliteit significant toenam bij hoge toestanden van longinflatie. Het aantal endotheel- en epitheelbreuken per millimeter celvoering nam significant toe van 0,7 en 0,9 tot 7,1 en 8,5 wanneer zij het longvolume verhoogden door de transpulmonaire druk te verhogen van 5 tot 20 cmH20 voor dezelfde transmurale capillaire druk. (20)
Er zijn meer meldingen van barotrauma’s bij anesthesie bij dieren vanwege de lagere kwaliteit van de apparatuur, minder vereiste opleiding, minder wettelijke beperkingen of juridische gevolgen van het melden van problemen. De terughoudendheid om ongewenste voorvallen te publiceren beperkt het aantal voorbeelden bij mensen. In België bestaan twee afgesloten claims van overlijden van patiënten ten gevolge van barotrauma door de ventilator.
Er zijn veel ventilatoren die niet geëvalueerd zijn, hoewel er geen aanwijzingen zijn dat hun constructie een veiliger ontwerp heeft. Er was geen verschil in veiligheid tussen de oudere en de nieuwere ventilatoren, behalve een verbetering van het ontwerp van de knop om van manueel op automatisch over te schakelen. Sinds 1983 hebben de VS meer compliant ademhalingszakken vereist, terwijl de rest van de wereld ademhalingszakken is blijven gebruiken waarvan de compliantie varieert tussen die van de Amerikaanse en de oudere zwarte rubberen ballonnen.
Geen enkele onderzochte ventilator met de Amerikaanse ademhalingszak voldoet aan de veilige voorwaarden betreffende de bereikte druk en de alarmen. Ze kunnen dus allemaal als risicovol of gevaarlijk worden beschouwd. Als er een betere veiligheidsklep bestond, zouden deze gevaarlijke situaties zich misschien nooit voordoen. Een veiligheidsklep met geheugen zou kunnen openen bij een lagere druk dan de APL-klep als de gevaarlijke druk langer bestaat dan de maximaal mogelijke inademingstijd. Beademingsfrequenties lager dan 6 ademhalingen per minuut en pieken boven 20 cmH2O worden zelden gebruikt. Manuele beademing met een ballon kan nooit een continu hoge druk geven. Wanneer een beademingsballon bijna leeg is, moet men de druk gedurende een korte periode loslaten om de beademingsballon weer te vullen.
We eindigen met de suggestie dat een dergelijk veiligheidssysteem moet worden gebouwd en op elke ventilator moet worden gebruikt. Dit systeem zou moeten worden gemonteerd in het ademhalingscircuit of in het manuele circuit dat in verbinding staat met de beademingszak, maar bij voorkeur dicht bij de patiënt om hem of haar in alle omstandigheden te beschermen. Idealiter moet het in alle omstandigheden en posities werken, en mag het niet interfereren met alle normale manuele en automatische beademingsmodi. Het moet altijd actief zijn of automatisch in- en uitschakelen.
Toekomstig onderzoek met een dergelijk apparaat zou kunnen uitwijzen of langdurige luchtwegdrukbeperkingen gunstig zouden zijn, maar dergelijk onderzoek zou zeer moeilijk op te zetten zijn. Dierstudies zouden uiterst nuttig zijn, ervan uitgaande dat de longfysiologie vergelijkbaar is. Een systeem dat de druk in de loop van de tijd verlaagt en toch manuele en mechanische beademing mogelijk maakt, zou een verbetering zijn voor alle anesthesie-ventilatoren.