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Faustformel zur Abschätzung des Zeitverhalten im
Atemsystem:
T = VC / * FG
T
= Zeitkonstante des Systems in Minuten
VC
= Systemvolumen in Liter
(Atemsystem, Beatmungsschläuche,
Residualvolumen der Lunge)
* FG = Frischgasflow in L/min
Beispiel
zur Abschätzung der Zeitkonstanten des Systems
(bestehend aus Atemsystem und Schläuchen):
VC = 6 [L]
* FG = 3 [L/min]
T
= 2 [min]
In diesem Beispiel hätte sich die Konzentrationsverschie-
bung im Atemsystem nach etwa 2 Minuten auf ca 60 %
der Frischgas-Konzentrationsveränderung genähert.
Meßprinzipien
O2-Messung (Meßprinzip der galvanischen Zelle)
Der O
-Sensor funktioniert nach dem Prinzip einer galva-
2
nischen Zelle.
Sauerstoffmoleküle aus dem zu messenden Gasgemisch
diffundieren durch eine Kunststoffmembran in die elektro-
chemische Zelle und werden an Edelmetallelektroden
reduziert.
Kunststoff-Membran
Au-Kathode 1
O
2
Au-Kathode 2
ϑ
-
Thermistoren
Gleichzeitig wird eine unedle Elektrode oxidiert. Die un-
edle Elektrode verbraucht sich durch den Oxidationsvor-
gang und bestimmt damit prinzipiell die Lebensdauer des
Sensors.
Der durch die Zelle fließende Strom ist proportional dem
Sauerstoffpartialdruck in dem zu messenden Gasge-
misch.
Bei konstantem Druck und konstanter Temperatur des zu
messenden Gasgemisches ist der Meßwert dem Sauer-
stoffpartialdruck direkt proportional.
Flow-Messung
Meßprinzip und Signalverarbeitung:
Der Sensor arbeitet nach dem Prinzip eines Konstant-
Temperatur-Hitzdrahtanemometers. Das Atemgas um-
strömt in einem Meßrohr einen sehr dünnen, elektrisch
geheizten Platindraht. Der Draht wird auf eine Tempera-
tur von 180 °C erwärmt, die Temperatur mit einem
Regelkreis konstant gehalten. Strömt Gas an diesem
Draht vorbei, so wird Wärme abgeführt. Je größer das
vorbeifließende Gasvolumen pro Zeit ist, desto mehr
Wärme wird abgeführt.
Der erforderliche Heizstrom zum Konstanthalten der
Draht-Temperatur ist ein Maß für den Gasstrom.
Gasartkompensation:
Mit einem zweiten beheizten Platindraht wird der Einfluß
der verschiedenen im Atemgas vorkommenden Gasarten
kompensiert: Während einer Zeitspanne, in der kein Gas
fließt (dies ist für den exspiratorisch plazierten Sensor
während der Inspiration der Fall), wird die Wärmeabgabe
des 2. Drahtes an der ruhenden Gassäule im Meßrohr
bestimmt. Aufgrund der spezifisch unterschiedlichen
Wärmeleitfähigkeit der im Atemgas vorhanden Gasarten
wird die Gaszusammensetzung ermittelt.
Die Linearisierung erfolgt mit internen Kalibriertabellen für
Kunststoffgehäuse
die Gasartgemische O
Basischer
CO2- und Anästhesiemittelmessung
Elektrolyt
CO
Mit einer Pumpe wird ein geringer Teil des Atemgases
durch eine Meßküvette gesaugt. Die Meßküvette wird
von infrarotem Licht durchstrahlt. Mit Hilfe verschiedener
Pb-Anode
Filter wird ein Frequenzband gewählt, in dem nur jeweils
eins der zu unterscheidenden Gase absorbiert wird. Ein
schneller Wechsel der Filter sorgt für eine quasikontinu-
ierliche Messung aller Gase.
Die Absorption ist ein Maß für die Gaskonzentration in
der Küvette. Durch eine gleichzeitige Messung der Tem-
peratur und des Absolutdrucks in der Küvette können die
Gaskonzentrationen des Atemgases errechnet werden.
Frischgasabhängigkeit der Zeitkonstanten
/N
O, Luft und 100 % O
2
2
und Anästhesiemittel absorbieren infrarotes Licht.
2
Beschreibungen
Meßprinzipien
.
2
129
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