Prof. Dr. Geylan Işık

FİZİKSEL PRENSİPLER

GAZ AKIMI VE REZİSTANS

Gaz akımı gazın basıncı, viskozitesi, entübasyon tüpünün çapı ve uzunluğu ile ilişkilidir. 2 tip gaz akımı söz konusudur.

1. Laminar Akım : Gaz akımı (gaz molekülleri) tüp kenarlarına paralel olarak seyreder. Bu tip akımda lümenin ortasında yüksek hızda seyreden gaz tüp duvarında en düşük (0) hızda seyreder.
2. Türbulan akım : Gaz akımı hızı kritik bir hız derecesini aşarsa (çok yüksek akım gibi) akım parabolik hız profilini kaybeder ve düzensiz olur. Bu tip akıma türbulan akım denilir.

Kritik hız gazın viskozitesi, dansitesi ve tüpün yarıçapı ile orantılıdır. Laminar akım tüp lümenindeki daralma, kıvrılma gibi nedenlerle türbulan akım haline dönüşebilir. Türbulan akım mevcudiyetinde gaz akımını artırarak akımı artırmaya çalışmak yanlış bir çabadır. Çünkü daha fazla bir rezistans oluşumuna neden olur. Türbulan akım laminar akımdan çok daha fazla rezistansa neden olur.

Klinik Önemi

Spontan solunumdaki bir hastada solunum rezistansının artması aynı gaz akımını sağlayabilmek için solunum işinin artırılmasına veya hipoventilasyona (bunun yapılamadığı durumda) neden olur. Enspiratuar rezistansın artması çeşitli sonuçlar doğurur. Kardiorespiratuar hastalığı olan bir hastada solunum rezistansının artması enspirasyon basıncının ve dakika ventilasyonun artmasına neden olur.

Assiste ve kontrollü solunumun spontan solunumun yerini aldığı bugünkü modern anestezide solunuma rezistans oluşturulması daha farklı yaklaşımların doğmasında sağlamış ve eski önemini kaybetmiştir. Ne olursa olsun rezistansın hala önemli bir faktör olduğu yoğun bakım ünitesinde bir trakeal tüple spontan solunum yapan hastalar unutulmamalıdır. Bu hastalarda minimal bir solunum rezistansı için en kısa uzunlukta ve en geniş tüp kullanılmalı ve konnektörler köşeli değil yuvarlak kıvrımlı olmalıdır.

Trakeal stenoz, krup gibi hastalıklarda yoğunluğu havadan daha düşük olan He, oksijenin taşınımını artırır. Bu hastalarda % 75 - 80 He + 02 karışımları tercih edilmelidir.

KARBONDİOKSİT ELİMİNASYONU

Rebreathing (geri soluma) ile alveol havasının geri solunması ölü boşluğun artmasına ve CO2'in birikimine neden olur.

Fizyolojik etkileri

1 - CO2 retansiyonu : Geri soluma sonucu PaCO2 artar. Uyanık sağlıklı kişiler bu artışın yüksek değerlerini dakika ventilasyonunu artırarak kompanse edebilirler. Ancak anestezi altındaki hasta geri solumanın çok küçük miktarını bile kompanse edemez. Alveol havasındaki CO2 konsantrasyonunun artması oksijen alınımını ve enspire edilen oksijen konsantrasyonunu düşürür.

2 - İnhalasyon ajanlarının alveoler konsantrasyonunu düşürür. Çünkü taze gaz + ekspire edilen gaz karışır ve enspirasyon havasındaki taze gaz konsantrasyonu düşer. Sonuçta, anestezi endüksiyonu sırasında anestetiğin alveol konsantrasyonu rebreating nedeniyle dilüe olacağı için azalır ve endüksiyon uzar. Buna karşılık anestetiğin eliminasyonunu da yavaşlatır.

3 - Geri solumanın diğer bir etkisi de ısı ve su retansiyonudur. Taze gaz kuru ve oda ısısında iken ekspire edilen gaz, su ile sature ve vücut ısısındadır. Tekrar soluma ısı ve su retansiyonuna neden olur.

Karbondioksit absorbsiyonu

Bir baz tarafından CO2'in kimyasal olarak nötralize edilmesi ile sağlanır. Granül büyüklüğü : Granüllerin büyüklüğü absorbsiyon kapasitesi ve gaz akımına karşı rezistans oluşumu ile ilgilidir. Küçük granüller absorbsiyon aktivitesini artırır. Çünkü total yüzey alanı artmıştır. Buna karşılık rezistansı artırır. Ampirik olarak granüllerin optimal ölçüsünün 4 - 8 gözlü olması gerektiği bulunmuştur.

Endikatör : Endikatör, zayıf bir asit veya baz olup rengi içerdiği H+ iyonu konsantrasyonuna bağlıdır. Spesifik renk değişikliğinin oluşması absorbsiyon aktivitesinin dolduğunu gösterir ve absorbanın değiştirilmesinin işaretidir. Eğer değiştirilmez ise renk değişikliği tekrar geri döner. Minimal bir rejenerasyon sonucu tekrar kullanılması halinde ise bu sefer çok çabuk renk değişikliği gösterir.

En çok kullanılan endikatörler ve renkleri Fenolftalein - Pembe, Etilviyole - Mor, Clayton sarısı - Sarı, Etil orange - Tabii rengi, Mimoza - Kırmızı - Renksiz.

Absorbsiyon Kapasitesi : Kullanılan absorbanların maksimum CO2 absorbsiyon kapasitesi yaklaşık olarak 26 lt / l00 gr absorban dir.

Trikloretilen (Trilen) ile geçimsizlik : 1943 - 44 de iki düzine kranial sinir zedelenmesi raporu (trilen anestezisini takiben oluşan) yayınlandı. Bunun sonucunda triklor etilenin CO2 absorbanının (alkali ve ısı mevcudiyetinde) bulunduğu ortamda nörotoksik olan fosgen ve diklor asetilene dekompoze olduğu saptandı. Bu gün bu nedenle kullanımı tamamen yasaklandı.

Su İçeriği : Absorbana su eklenmesi optimal absorbsiyon için gerekli ve iyidir. Ancak fazla miktarda su eklenmesi absorbsiyon için gerekli olan yüzey alanını küçültürken çok az miktarda su eklenmesi de karbonik asit oluşumunu geciktirir.

Sodalime

Bu gün tüm dünyada en çok kullanılan absorbandır. % 95 Ca(OH)2, % 4 NaOH ve % 1 KOH den oluşur. Son ikisi aktivatör olarak eklenirler. Silikat eklenmesi ile karışımın sertliği artırılır. Böylece alkali tozları minimale indirilir. Tozların kanister dışına atılması sonucu solunum sistemine hatta akciğerlere kadar ulaşması ile irritasyon ve bronkospazma neden olabilir. Sodalime daki reaksiyonlar ve CO2 absorbsiyonu şu şekilde gelişir.

CO2 + H2O----H2 CO3

H2CO3 + 2 NaOH ----- Na2CO3 + H2O + ısı

2 KOH ---- K2CO3

Na2CO3 + Ca(OH)2 ---- CaCO3 + 2 NaOH

K2CO3 ---- 2 KOH

Çok az yavaş bir reaksiyonla da bir miktar CO2 direkt olarak Ca(OH)2'le reaksiyona girerek CaCO3 oluşturur.

CO2 + Ca(OH)2 ---- H2O + CaCO3 + ısı.

Isı nötralizasyon ısısıdır, ortalama l3,7 kcal/1 mol CO2 absorbe edilir.

Wet Soda lime :

NaOH % 4

KOH % 1

Su % l4 - l9

Silis % O,2

Ca(OH)2 Balans.

Barolime

Daha az kullanılan bir absorbandır. % 80 Ca(OH)2 ve % 20 BaOH içerir. Silis eklenmesine gerek yoktur. Çünkü Barolime BaOH 'e bağlı kristalize su içerir. Bu su (nemlilik) absorbanın sıkı bir şekilde bağlanmasını sağlar. Sodalime 'dan en önemli ayrılığı bu bağlı suyun oluşturduğu büyük stabilitedir. Kuru sodalime 'dan daha fazla absorban kapasiteye sahiptir. Optimal aktivitesi için % ll - l4 oranında su içermelidir. Isı aynı sodalime 'daki gibi nötralizasyon ısısıdır.

VAPORİZASYON 

Volatil genel anestezik ajanlar klinik uygulamada vaporize edilerek (buharlaştırılarak) kullanılırlar. İdeal anestetik vaporizatör; taşıyıcı gaz akımı, çevre ısısı ve basıncından etkilenmemelidir. Ayrıca ; Gaz akımına düşük rezistans göstermeli, minimal servis gereksinimi gerektirmeli, hafif olmalı, küçük miktarda ajanla fonksiyon görebilmeli ekonomik ve güvenlikli olmalıdır. 3 Tip Vaporizatör vardır. 1) Flowover vaporizatör. 2) Habbecikli vaporizatör. 3) Her ikisinin kombine edildiği tip.

Flowover Vaporizatörler

Flowover vaporizatörlerde anestetik sıvıdan geçen taşıyıcı gaz akımı (O2 veya O2 + N2O), anestetik buharı vaporizatör dışına taşır. Vaporizasyon, taşıyıcı gaz ve anestetik sıvı arasındaki kontakt alanının artırılması ile çoğaltılır. İstenen klinik konsantrasyonunun sağlanabilmesi için taşıyıcı gaz akımına bypasslar yaptırılır. Akım kontrolü bu şekilde sağlanır. Bu tip vaporizatörlerde gaz akımındaki değişiklikler konsantrasyonda değişmeye neden olmaz. Verilen akımda istenilen konsantrasyon sağlanır. Bu vaporizatörlerler aynı zamanda ısı kontrolünü de sağlayarak ajanın çevre ısısından etkilenmesini önlerler.

Ajana özel kalibre edilmiş vaporizatörler (Flowover) : Bu günün modern vaporizatörleridir. Bunlar hem ısı hem de akım kontrollü vaporizatörlerdir. Isı ve akım değişikliklerini kompanse etme yeteneğine sahiptirler. İstenilen konsantrasyon akım değişikliklerinden etkilenmez. Ancak yanlış bir anestetik ajanın konulması yüksek konsantrasyona ve overdozaja neden olabilir. Dikkat edilmelidir. İkinci bir dikkat edilecek nokta ise makinedeki birden fazla vaporizatörün aynı anda açık tutulmalarıdır ki bu da önceden bilinemeyecek tehlikeli etkilerin ortaya çıkmasına neden olabilir.

Habbecikli Vaporizatörler (Bubble through Vaporizers)

Çok küçük habbecikler oluşturularak vaporizasyon için yüzey alanının artırılması esasına dayanır. Habbecikler halindeki gaz, anestetik sıvı ile temas edince anestetik buhar ile satüre olur. Taşıyıcı gaz olarak O2 kullanılır (O2 through Halox). Bu tip vaporizatörler ısı kontrollüdürler ve ısı değişikliklerini çok iyi kompanse etme yeteneğindendirler. Buna rağmen yine de klinik kullanımda daha az tercih edilirler. Çünkü kalibre edilemezler, klinikte pratik olarak hemen öğrenilirler (Örn; l00 ml O2, kopper kettle da 20 C de % 1 konsantrasyonda etrane taşır gibi).Yine de bu vaporizatörler tüm volatil ajanlarla ve tüm gaz akımlarında düşük gaz akımı ve kapak sistem dahil olmak üzere kullanılır.

Kopper kettle Vaporizatör : Habbecikli vaporizatörlerin prototipidir. Yüksek bir ısı kapasitesi ve ısı stabilitesi vardır. Ancak eğer uzun süre yüksek taşıyıcı gaz akımı kullanılacak olursa bu yeteneği bozulur ve anestetik gazın ısısı düşer. Bütün anestetik sıvılarla uygun akım hızında kullanılabilir.

Vernitrol : Bronzdan yapılmıştır. Bunun da yüksek bir ısı kapasitesi ve stabilitesi vardır.

Flowover + habbecikli vaporizatörler

Boyle'un cam şişeleridir. Isı ve akım kontrolu yoktur. Çevre ısısı ve akım şiddetine göre konsantrasyon devamlı ayarlanmalıdır.

Açık damla uygulaması: l847 'de Simpson chloroformu eldivesinin üstünden hastanın ağız ve burnuna uygulamış. Daha sonra Schimmelbuch maskesi ile eter uygulaması yapılmıştır.

Dezavantajları : 

1. Verilen konsatrasyonun bilinememesi ve kontrol güçlüğü 
2. Maskenin buharlaşmanın etkisi ile aşırı derecede soğuması

EMO İnhalatör: Portable açık damla uygulama yöntemi olup daha kontrol edilebilir bir metoddur. Epstein - Macintosh - Oxford (EMO), hastane dışı şartlarında kullanmak için geliştirilmiştir. Asiste ve kontrollü solunuma uygundur.

Dezavantajı : Buharlaşma anestetik sıvının ısısını değiştirir ve bu ısı değişikliğinin kompanse edilemez.

Ohio No 8 Şişesi : Nadiren kullanılır, eski anestezi makinalarında bulunur.

Dezavantajı : Isı kompansasyonu yoktur. Konsantrasyon bilinemez kullanım sırasında beklenmedik oranlarda değişiklikler gösterebilir. Isı değişiklikleri (çevre ve cam şişenin) ve gaz akımı ile konsantrasyon değişir.

HUMİDİFASYON = NEMLENDİRME

Bir gaza su buharı eklenmesidir. Nemlendirme özel bir klinik öneme sahiptir. Çünkü kuru anestetik gazları soluyan bir hastada bazı yan etkiler ortaya çıkar örn; Isı kaybı gibi. Üst solunum yolunun (burundan - akciğerlere kadar) önemli fonksiyonları ; ısıtma, nemlendirme ve filtrasyondur. Hava karinaya ulaşmadan önce vücut ısısına yaklaşmış ve su buharı satürasyonu yükselmiş olur. İnhalasyon anestezisi bu şartları bir trakeal tüp mevcudiyetinde oluşturacağı bypass ile önler. Önemli bir problem de anestetik gazların su buharından tamamen arınmış olmasıdır. Çünkü su basınç ayarlayıcı valvlerde donar. Bu nedenle anestetik gazlar genellikle oda ısısındadır. Hatta gaz makineye bağlı silindirlerden geliyor ise ısı daha da düşüktür. Bir kaç saat süresince kuru gazların solunması : Silier epitelde hasara neden olur. Bunun sonucu sekresyonda koyulaşma, kabuklanma (krutlar) ve endotrakeal tüpte obstrüksiyon oluşur. Daha önemli bir klinik durum ise su ve ısı kaybıdır. Çünkü mukoza solunum havasına su ve ısı sağlayarak kuru ve soğuk havanın vücut ısısına yükselmesini ve akciğerlerde su ile tam satüre olmasını sağlar. Bu durum sıvı ve ısı kaybının, gazın nem ve ısı içeriğinin ne kadar önemli olduğunu ortaya koyar. Kuru gazların inhalasyonuna daha uzun süre devam edilmesi pulmoner şantı artırır, kompliansı düşürür ve postoperatif akciğer komplikasyonlarının da artmasına neden olur. Anestetik gazların nem oranını artırmak için en basit yöntem solunum sistemindeki tüp ve boruların lümeninin ıslatılmasıdır. Bunun sonucu gaz ort 22 mg / lt su içerir. Bunun dışında, yapay burun (rutubet değiştiricisi) adı verilen bir cihaz trakeal tüpün proksimaline yerleştirilebilir . Ekspire edilen solunum havası bu soğuk cihazdan geçerken suyu ve ısısını bırakır enspire edilen gaz ise buradan geçerken hem bu su ile satüre olur hem de bir miktar ısınarak geçer. Bu araçla solunum rezistansı ve ölü mesafe artabilir. Özellikle infant ve küçük çocuklarda daha fazla kullanım imkanı bulmuştur. İnspire edilen gazda yüksek oranda nem bulunması veya yüksek oranda su buharı katılması inspire edilen gazda süpersatürasyona neden olur. Bu durum bazı potansiyel komplikasyonların oluşmasına neden olur. 1 - Bakteriyel kontaminasyon sonucu oluşan nazokomial enfeksiyonlar (özellikle mekanik ventilatörlerin kullanılması ile oluşur). 2 - Su entoksikasyonu ve solunum rezistansında artma, 3 - Özellikle infantlarda hipertermi ve trakeal yanıklar (yüksek ısıdaki gazların enspirasyonu sonucu gelişebilir).

SOLUNUM SİSTEMLERİ

Bu sistemler şu özelliklerin olup olmamasına göre sınıflandırılırlar :

1. Rezervuar balonunun bulunması,
2. Ekspire edilen gazların tekrar solunması (rebreathing),
3. CO2 absorbanı ve tek yönlü valvlerin varlığı.

Tek yönlü valvler açık sistemlerde yoktur.

Yarı açık sistemlerde : Yalnızca enspiratuar tek yönlü valv vardır, rebreating yoktur.

Yarı kapalı ve kapalı sistemde : Hem enspiratuar hemde ekspiratuar valv vardır.

AÇIK SİSTEMLER

Reservaur balonunun olmaması ve ekspire edilen gazların geri solunmaması ile en basit, en ucuz sistemlerdir. Hastanın hava yolu ile fiziksel bir bağlantı olmaması nedeniyle açık sistemlerde solunuma rezistans oluşmaz. Ancak kullanımlarını sınırlandıran bazı önemli faktörler mevcuttur.

Dezavantajları

1. Hava yolu ile fiziksel bağlantının olmaması büyük miktarda anesteziğin operasyon odasına yayılmasına neden olur.
2. Nem kaybı (solunum yolundan su kaybı)
3. Kontrollü solunumun olanaksızlığı.
4. Yanıcı bir anesteziğin kullanılması halinde patlama riskinin artması.
5. En önemli dezavantaj ise unstabil anestezi seviyesidir.

Tidal volümün artması ile enspire edilen anestetik konsantrasyonunun oda havası ile artan dilüsyonu anestezi seviyesinin çok daha yüzeyel olmasına neden olur. Bunun tersine tidal volümün azalması ile anestezik konsantrasyonunun oda havası ile daha az dilüsyonu ve konsantrasyondaki artma sonucu daha derin bir anestezi seviyesi oluşur. Böylece yüzeyel anestezi daha yüzeyel, derin anestezi ise daha derin bir seviye oluşturur.

I) İnsüflasyon yöntemi

Anestetiğin, anestezi makinasından direkt olarak bir hortum veya maske yoluyla hastanın yüzüne verilmesidir. Bu teknik özellikle çocukların endüksiyonunda, laringoskopi ve bronkoskopide kullanışlıdır.

2) Açık damla uygulaması

Bu teknikte orta derecede potent olan bir inhalasyon ajanı (dietileter, halothan gibi) yüksek buhar basıncında, Schimmelbusch maskesi ile uygulanabilir.

Dezavantajları 

1. CO2 eliminasyonu yetersizdir. Ekspire edilen havadaki su buharı maskede donar ve maskenin ısısı düşer. CO2'in oda havasını dilüe etmesi ve maske içindeki birikimi sonuçta hipoksiye neden olur. 
2. Patlama riski 
3. Dilüsyon sonucu enspire edilen anestetik konsantrasyonda düşme 
4. Isı ve nem kaybı yanında çok kuru ve soğuk gaz inhalasyonu önemli dezavantajlarıdır. 

Bu nedenlerle çok nadiren uygulanabilir. Portable ve hastahane dışı şartlarda kullanılabilir.

YARI AÇIK SİSTEMLER

NONREBREATİNG VALVLİ SİSTEM

Açık ve yarı açık sistemlerin ikisi de rebreating'e izin vermezler. Nonrebreathing valvin eklenmesi ile taze gaz direkt olarak hastaya giderken ekspire edilen gaz sistem dışına verilir. Düşük taze gaz akımı kullanılabilir, genellikle hastanın ventilasyonuna eşit düşüklükte gaz akımı verilir.

Avantajı

Enspire edilen gazın sistemden verilene yakın olmasıdır. Böylece enspire edilen gaz konsantrasyonu çabucak değiştirilebilir. Ayrıca reservuar balonunun olması da asiste ve kontrollü solunumu mümkün kılar.

Dezavantajları

Esas olarak nonrebreathing valvle ilgilidir.

1. Solunuma rezistans oluşturması. Özellikle infantlarda daha yüksek akım kullanılmasını gerektirir ki bu da rezistansı daha da artırır.
2. Ekspire edilen solunum havasındaki nem valvde yapışmaya neden olur.
3. Dakika ventilasyonunun taze gaz akımını aşması halinde solunum obstrüksiyonu oluşturur. Steen valvi dolaşan gazın girişine izin vererek bu durumun oluşumunu önler. Sıklıkla kullanılan valvler Fink, Stephan, Ruben, Slater valvleridir.

VALVSİZ YARI AÇIK SİSTEMLER

a) Mapleson A

Özellikle spontan solunumda CO2 eliminasyonunu etkin bir şekilde sağlar. Bu sistemde taze gaz akımı hastanın alveoler ventilasyonuna (dakika volümüne) eşit olana kadar düşmedikçe geri soluma olmaz.

Klinik uygulamada taze gaz akımı hastanın dakika ventilasyonuna eşit veya daha yüksek olmalıdır. Böylece taze gaz akımı ekspire edilen CO2'in ekspirasyon valvinden dışarı atılmasını sağlar. İnspirasyon sırasında: Hasta taze gazı hem makineden hemde rezervuar balonundan alır ve balon kollabe olur. Ekspirasyonun başlaması ile ölü mesafe gazı ve alveoler gaz tüm sistemi doldurur. Reservuar kesesi ekspire edilen gaz + taze gaz akımı ile dolar ve sistem içindeki basınç yükselir. Ekspirasyonun sonunda basınç, ekspirasyon valvini açabilecek kadar artmıştır. Böylece valv açılarak alveoler gaz dışarı atılır. Eğer taze gaz akımı yeterli yükseklikte ise ölü mesafe gazı da dışarı atılır.

Bu sistem asiste ve kontrollü ventilasyonda daha az etkindir. Bunun nedeni: balonun sıkılması, ekspirasyon valvinin kısılması veya kapatılması ile gazın ekspirasyon yerine enspirasyonda sistem dışına atılmasıdır. Böylece ekspirasyon sırasında ekspire edilen gaz ve bir miktar taze gaz ekspirasyon uzantısında birleşir ve enspirasyonda hastaya gider. Bu sırada sistemdeki basınç henüz ekspirasyon valvini açabilecek bir kuvvet de oluşturmamıştır. Sonuçta Rebreathing = Geri soluma oluşur.

Bu sistemde asiste ve kontrollü solunum sırasında rebreathing'e engel olmak yalnızca taze gaz akımının yüksekliğine değil aynı zamanda tidal volüm, solunum hızı, enspirasyon sırasında sistemdeki basınç artış hızına da bağlıdır. Tüm bu nedenlerle ve taze gaz akımı ihtiyacının kolaylıkla belirlenememesi ile bu sistem sadece spontan ventilasyonda kullanılır.

b) Mapleson B

Taze gaz girişi ekspiratuar uzantının sonunda ve ekspirasyon valvinin distalindedir. Spontan ventilasyonda Mapleson A sistemi kadar etkin değildir. Tüm ventilasyon şekillerinde kullanılabilir.

Reservuar kesesinde; taze gaz, alveol gazı ve ölü mesafe gazı hepsi birarada karışık olarak bulunurlar. Balon gazla dolduğunda sistem içindeki basınç süratle yükselerek ekspirasyon valvinin açılmasına neden olur. İnspirasyonda sistemdeki basıncın düşmesiyle ekspirasyon valvi kapanır ve hasta ekspirasyon uzantısındaki taze gazı enspire eder. Taze gaz akım hızı enspire edilen karışımın içeriğini tayin eder.

Yüksek akımda: büyük miktarda taze gaz + minimal alveolar gaz Düşük akımda ise: minimal taze gaz + büyük miktar alveoler gaz inspire edilir. Bu nedenle geri solumayı minimale indirmek için taze gaz akımı dakika ventilasyonun en az 2 katı olmalıdır.

c) Mapleson C

B sisteminin aynı olmakla birlikte tek farkı ekspiratuar uzantı B den daha kısadır. Bu sistemde enspire edilen gaz B sisteminden daha fazla alveoler gaz içerir. Geri solumadan korunmak içinde taze gaz akımının dakika ventilasyonunun en az 2 katı olması gereklidir. Her türlü ventilasyonda kullanılabilir.

d) Mapleson D

En fazla kullanılan sistemdir. Bu sistemle asiste ve kontrollü solunumda CO2 eliminasyonu spontan solunumdan çok daha etkin olarak sağlanır.

Mapleson D sisteminde taze gaz akımı dakika volümünün 2 katı olarak verildiğinde asiste ve kontrollü solunum sırasında : balonun sıkılması ile alveoler ve ölü mesafe gazı ekspirasyon valvinden dışarı atılır. Spontan solunum sırasında ise: taze gaz ve alveoler gaz ekspirasyon süresince ekspiratuar uzantıda toplanır. Balonun dolması ile sistem içindeki basıncın artar, ekspirasyon valvi açılır ve karışımın bir kısmı dışarı atılır. İnspirasyonda: hasta taze gaz + ve ekspiratuar uzantıdaki gazdan inhalasyon yapar. Daha sonra taze gaz veya taze gaz + alveoler gaz karışımı, ekspiratuar duraklama süresi ve hastanın tidal volümüne bağlı olarak inhale edilir. Kısa bir ekspiratuar duraklama daha fazla taze gaz akımına izin vermezken, çok fazla tidal volüm de ekspire edilen CO2'in ekspiratuar uzantıdan inhalasyonuna neden olur.

e) Bain

Mapleson D sisteminin bir modifikasyonudur. Taze gaz akımı ince bir tüp ile ekspiratuar uzantının içinden geçirilerek verilir.

Avantajları

1. Ekspire edilen gazların cevrelediği bu tüpten geçen taze gaz akımının ısıtılması ve
2. Ekspiratuar uzantı sonundaki parsiyel geri soluma sonucu nemlendirmedeki artmadır. Dezavantajları Disposabledır.

Sterilizasyonu zordur. Hipertermiye sekonder CO2 oluşumunda artma, Alet ölü mesafesi ve fizyolojik ölü mesafede artma, Yüksek akım hızında taze gaz uygulaması halinde respiratuar rezistansda artma, Diskonektion, miskonektion, king gibi ince tüpteki anlaşılamayan durumlar sonucu ciddi hiperkarbi oluşumu önemli sakıncalarıdır.

f) Mapleson E (Ayre's T parçası ve modifikasyonları)

Bu sistem Ayre's T parçasına bir ekspiratuar uzantının eklenmesi ile oluşur. Spontan solunumda; ekspirasyon sırasında hem ekspire edilen gaz hemde taze gaz akımı ekspiratuar uzantıda toplanır. Enspirasyon sırasında taze gaz akımı ve ekspiratuar uzantının volümüne bağlı olarak değişik oranlarda taze gaz ve ekspire edilen gaz inhale edilir.

Bu sistemde geri solumadan korunmak için taze gaz akımı dakika ventilasyonunun en az 2 katı olmalıdır. Reservuar balonu olmadığı için solunum ekspiratuar uzantıda oluşturulan intermitant oklüzyonla kontrol edilir. Asiste ve kontrollü ventilasyon Ayre's T parçasının modifikasyonu olan ve ekspiratuar uzantının sonuna üzerinde bir kaçak deliği bulunan rezervuar balonunun eklendiği Jackson - Rees sistemi ile sağlanabilir.

T parçalı sistem minimal ölü boşluk ve solunum rezistansı oluşturur ve maske ya da trakeal tüp ile kullanılabilir. Fakat yüksek volümde anestetik kullanımına neden olur.

ÖZET

YARI AÇIK SİSTEMLER

Mapleson sistemleri ile en etkin ventilasyon ve CO2 eliminasyonu,

Spontan solunumda :

1. A
2. D > C > B,

Kontrollü solunumda ise;

1. D
2. B > C > A ile sağlanır.

Avantajları

Basit olmaları, hafif olmaları, temizlenmelerinin kolay olması, düşük solunum rezistansı oluşturmalarıdır.

Dezavantajları

Yüksek akım hızına gerek göstermeleri Isı ve nem kaybının fazla olması Operasyon odasına fazla miktarda anestezik karışmasıdır. Bain sistemi bu dezavantajların çoğunu ortadan kaldırırsa da yeni bazı dezavantajların oluşumuna neden olur.

YARI KAPALI SİSTEMLER

Adultlar ve büyük çocuklarda en fazla kullanılan solunum sistemidir. Bu sistem bir reservuar balonu ve ekspire edilen gazların parsiyel geri solunumunu sağlar. Bu sistemdeki parsiyel rebreathing CO2 absorberının kullanılması ile kabul edilebilir. Ayrıca taze gaz akımı hastanın dakika ventilasyonundan bile düşük olabileceği gibi operasyon odasına anestezik atılımı da azalır.

Komponentleri

1) Rebreating artışından korunmak için sisteme 2 tane tek yönlü valv yerleştirilmiştir. Böylece gaz akımı yalnızca bir yöne doğru olup her zaman CO2 absorberından geçecek yöndedir.

2 - Dolaşan gazlar geniş çaplı borulardan geçer, böylece solunuma çok az bir rezistans oluşur. CO2 absorberı tamamen dolsa bile kanister geniş yüzeyi nedeniyle solunuma çok az bir rezistans ekler.

3 - Ekspirasyon valvi fazla gazın kaçışına izin verir. CO2 geri solunumundan korunma Circle sistemde ekspire edilen CO2'in geri solunumundan korunmak için 3 şart vardır.

• 1) Tek yönlü valv devrenin (circuit) hem enspiratuar hemde ekspiratuar uzantısında hasta ile balon arasında olmalıdır.
• 2) Devreye taze gaz girişi ekspiratuar valv ile hasta arasında olmamalıdır.
• 3) Ekspiratuar valv hasta ile enspiratuar valv arasına yerleştirilmemelidir. Hem spontan hemde kontrollü solunumda en etkin sistem ekspiratuar valvin ekspiratuar uzantıda hastaya yakın olması ile sağlanır. Ekspiratuar valvin uzantının distalinde olması durumunda dolaşıma taze gaz girişi absorber ve enspiratuar valv arasında olmalı ve rezervuar balonu da absorber ve ekspiratuar valv arasına yerleştirilmelidir. Tek yönlü valvin ve ekspiratuar valvin hastanın yakınında yerleştirilmesi pratik değildir, kullanımı zorlaştırır. Daha pratik ve kullanışlı olan cırcle sistem daha az etkin olmakla birlikte daha fazla kullanılır. Ekspiratuar valvin ekspiratuar uzantının distalinde olması (sistemi daha az etkin hale getirmekle beraber) hastadan gelen alveoler gaz ile ölü boşluktaki gazın karışımına neden olur. Böylece ekspiratuar valv açıldığında ölü boşluktaki gaz alveoler gaz ile birlikte dışarı atılır.

Vaporizatörün lokalizasyonu

Vaporizatör ya sistem dışında yada sistem içinde yerleştirilebilir.

Sistem dışı yerleştirmede, anestezi makinesi flowmetresinden gelen inflow (gaz girişi) direkt olarak vaporizatöre gelir. Vaporizatörde buharlaştırılan volatil anestetik konsantrasyonu sadece vaporizatörün karakteristiğine ve özelliğine bağlıdır. Devredeki (Circle sistemdeki) anestetik konsantrasyonu, anestetiğin alınımı (uptake) ile değişir. Böylece endüksiyon sırasında ventilasyonda ve alınımda artma olduğunda taze gaz akım içindeki anestezik, devredeki gaz içinde dilüe olur ve sonuçta enspire edilen konsantrasyon vaporizatörün verdiğinden daha az olur. Uptake'in azaltılması ile enspire edilen konsantrasyon vaporizatör tarafından verilene eşit bir değere yükselir.

Klinikte, enspire edilen konsantrasyonun dilüsyonu taze gaz akımının artırılması ve vaporizatörün ayarlanması ile önlenir. Bu tip yerleştirmede inspire edilen konsantrasyon hiç bir zaman vaporizatörün verdiğinden daha fazla olamaz.

Sistem İçine Yerleştirme (Ohio No 8 battle V.) : Bu durumda vaporizatöre giren gaz karışımı anestezi makinesinden gelen taze gaz ve ekspire edilen anestetik karışımından oluşur. Anestetiğin konsantrasyonu vaporizatöre giren gaz karışımı tarafından değiştirilir. Vaporizatörün verdiği volatil ajan konsantrasyonu taze gaz akımı ve hastanın dakika ventilasyonuna göre değişir. Düşük taze gaz akımı, vaporizatörden daha fazla resirkülasyona neden olur ve devredeki konsantrasyon artar. Böylece kontrollü solunum sırasında dolanımdaki anestetik konsantrasyonun tehlikeli seviyeye ulaşması çok kolay olur. Sistem içine yerleştirilen vaporizatör spontan ventilasyon sırasında daha az tehlikelidir. Çünkü enspire edilen konsantrasyondaki artma sonucu hastada ortaya çıkan solunum depresyonu ve anestezi derinliği farkedilince konsantrasyon düşünülür. Taze gaz akımının artırılması ile inspire edilen konsantrasyon düşer. Çünkü yüksek taze gaz akımı dolanımdaki gazları dilüe eder. Yüksek gaz akımı uygulamalarında dolanım nonrebreathing sistem gibi fonksiyon görür. Circle sistemin avantajları rebreathingin varlığı ile ilişkilidir.

Avantajları

Anestetik gazların konsantrasyonunda bir kararlılık vardır. Nem ve ısının korunması söz konusudur. Operasyon odasında anestetik karışımı azdır. Patlama, yangın riski daha azdır.

Dezavantajları

Solunuma rezistansı artırır. (valvlerde nem gibi) Temizlenmesi zordur. Komplike olması nedeniyle kullanım hatası olabilir. İnspire edilen konsantrasyon gaz akımı artırılmadan değiştirilebilir. Düşük akım uygulamalarında (l,2 lt'nin altında) O2 analizörü gereklidir.

KAPALI SİSTEMLER

Yarı kapalı sistemdeki taze gaz akımı düşürülür ve ekspiratuar valv kapatılırsa kapalı sistem oluşturulur. Bu sistemde O2 akımı hastanın metabolik oksijen gereksinimini karşılayacak ve anestetik ajanların alınımı sağlayacak seviyede olmalıdır.

a) To - Fro (m) sistemi = Water's kanisteri 

Mapleson C sistemine benzer, CO2 absorberı taze gaz girişinin distalinde bulunur. Hasta ile taze gaz girişi arasında valv yoktur.

Avantajları

Solunuma çok az bir rezistans oluşturur. Optimal nem ve ısı sağlar. Özellikle absorbanın hastaya çok yakın olması bu avantajı sağlamaktadır.

Dezavantajları

1. Kanisterin çok ısınması hastada hipertermiye neden olabilir.
2. Kanisterin hastaya çok yakın olmasının doğurduğu ikinci bir mahsur da özellikle asiste veya kontrollü solunumda sodalime partiküllerinin (Kostik etkilidir) inhalasyonudur.
3. Hastaya yakınlığın oluşturduğu üçüncü bir mahsur ise sodalime'ın çok çabuk tükenmesi ve progressif olarak aygıt ölü mesafesinin artmasına neden olmasıdır. Bu durum rebreating ile sonuçlanır. Geri solumayı minimale indirmek için absorberın periyodik olarak değiştirilmesi gereklidir. Alternatif olarak taze gaz akım hızının artırılması ve ekspiratuar valvin açılması yoluna gidilebilir, fakat bu seferde kapalı sistemin avantajları yok edilmiş olur (taze gazdan ekonomi, nem ve ısının korunması gibi). Taze absorbanla bile yeterli etkiyi sağlamaktan uzaktır. Çünkü hastayı son terkeden alveoler gaz ilk enspire edilen gaz olur. Özellikle pulmoner enfeksiyonu olan vakalarda siklopropanla uygulanması popülerdir. İndüksiyonda yarı kapalı sistem şeklinde kullanılarak hastanın denitrojenasyonu sağlanır. Anestetik ajan intermitant olarak kapatılarak kullanılır.

b) Kapalı circle sistem

500 - 600 ml/dk gibi çok düşük akım hızları ile uygulanabilir. Düşük akım uygulanan kapalı sistemde özellikle endüksiyon sırasında enspire edilen O2 konsantrasyonunun tayin edilememesi en önemli problemdir. Enspire edilen konsantrasyonda endüksiyon sırasında çok büyük değişiklikler oluşur. Büyük volümde azot akciğerler içine ekspire edilmiştir, anestetik alınımı maksimaldir. Bu durumda verilen O2 alveol içinde büyük oranda dilüe olur. Özellikle büyük volümde (N2O gibi) bir başka ajanın kullanılması halinde enspire edilen O2 konsantrasyonuna güvenilemez. Bu nedenle ya enspiratuar uzantıda ya da daha iyisi her iki uzantıda oksijen analizatörü yerleştirilmelidir.

Anestezi Uygulaması

Buradaki problem volatil inhalasyon ajanın güvenlikli olarak nasıl uygulanacağıdır. Endüksiyon ya yarı kapalı sistemle ya da doğrudan kapalı sistemle sağlanabilir.

1 - Yarı kapalı sistemle başlamak : Yarı kapalı sistemle yüksek akımda (3 ml/dk daha fazla bir akımla) endüksiyona başlanır, denintrojenasyon sağlandıktan sonra (ort l5 dk) kapalı sisteme dönülür. Bundan sonra analizörle O2 ve N2O konsantrasyonları ayarlanlanarak (FIO2 = 0,3-0,4 lt) uygulanır. Bundan sonraki dikkat aşaması reservuar balonudur. Sistemde kaçak olup olmadığı, balonun dolması ve sıkılması ile anlaşılır. Potent inhalasyon ajanı endüksiyondan sonra eklenir. Anestetiğin eliminasyonu ise yarı kapalı sistem veya kapalı sistem içinde bir filtre yerleştirilmesi ile sağlanır.

2 - Kapalı sistem ile başlamak : Önce maske ile yüksek akım hızında (l0 lt/dk) 02 uygulanarak (Preoksijenasyon) denitrogenasyon sağlanır. Bundan sonra 02 + N20 ve volatil ajan endüksiyonda yarı açık sistemdeki gibi uygulanır. Her 1 - 3 saatte bir, sistem yarı kapalı sisteme dönüştürülerek biriken metabolitlerin ve nitrojenin atılımı sağlanmalıdır. Diğer tüm yaklaşımlar aynıdır. Volatil ajan dozunun ölçülmesi Uygulamanın devamında anestetik gereksinimi ve seviyesinde giderek bir azalma ile karakterizedir. Gaz akımı Oksijen ihtiyacı 10 lt / dk. C02 üretimi 8 lt / dk. Su ihtiyacı 5 ml / dk. göz önüne alınarak uygulanır.

Avantajları

Kapalı sistem yarı kapalı cırcle sistemin avantajları yanında,

1. Isının korunmasını ve Nemlendirmede artış sağlar.
2. Anestetiklerde çok büyük ekonomi sağlar.
3. Oda havasına anestetik karışımı minimale iner.

Kapalı sistem respiratuar nem ve ısının diğer sistemlere göre en iyi korunduğu sistemdir. Fakat CO2 absorbanının tüketimini çok hızlandırır. Güvenilir ve emniyetli bir uygulama için inhalasyon ajanlarının uptake ve dağılımının çok iyi bilinmesi, iyi bir monitörizasyon, iyi bir eğitim ve çok daha fazla dikkat gerektirir.

Solunum sistemleri ve Nozokomial enfeksiyon

Anestetik sisteminin (borular, valvler vs.) bakteriyel kontaminasyonu sonucu postoperatif akciğer komplikasyonları oluşur. Bu nedenle özellikle AİDS, Tbc, Hepatit ve immün supresif (transplant) hastalarda disposabl sistemlerin kullanılmaları bunların sağlanamadığı durumlarda ise sistemin uygun maddelerle temizlenmesi şarttır. Disposable sistemler, bakteriyel filtreler ve temiz sistemlerle postoperatif enfeksiyon oranının son derece düşük olduğu gösterilmiştir.

Anestezi Ventilatörleri

Anestezi sistemlerinin önemli bir parçası olan bu ventilatörler yoğun bakımda kullanılanlarla aynı prensiplerle çalışırlar. 3 şekilde sınıflandırılırlar;

1. Basınç ayarlı
2. Volüm ayarlı
3. Zaman ayarlı olmak üzere aynı yoğun bakımdakiler gibi planlanmışlardır.

Oksijen analizörleri

Değişik tipleri mevcuttur. Özellikle kapalı sistemde gerekli bir cihazdır. Anestezi sistemindeki 02 konsantrasyonunu ve kan basıncını gösterir. 2 tiptir; a) Paramagnetik analizör. b) Elektrokimyasal analizör

CO2 Analizörü

CO2, Anestetik solunum sisteminin distol ucundan bir katater aracılığı ile devamlı olarak ölçülerek gösterilir.

1. Diskoneksiyon (trakeal tüpte v.b) halinde hemen alarm verir.
2. Malign hipertemi,
3. Pulmoner emboli-hava embolisi, gibi CO2 atılımının azalması ile ortaya çıkan solunum bozukluğu gibi problemlerin tanısında son derece yaralıdır. Buna ilaveten Kapnograf beyin ödeminin ventilatuar kontrolünde de arteriyel kan gazları ile birlikte yardımcı bir araçtır.

Mass Spektrometre

Bu analizör gaz karışımının komponentlerini moleküler kitle yük oranları spektrumuna göre analiz eder. Hem devamlı hem de istenildiği anda çalıştırılabilir. Klinik önemi olan tüm gazların 02, CO2, N, N20, halothane, enflurane, vb. oranlarını ölçer.

1. Disconnection ve diğer sistem malfonksiyonları
2. Hipoxi
3. Vaporizatöre bağlı problemler.
4. Malign hipertermi (CO2 atılımında artma)
5. Hava embolisi tanısında ve (Azot spike ve end-tidal CO2)
6. Kapalı sistemin emniyetini sağlamakta son derece faydalıdır.

ATIK ANESTEZİK GAZLARA MARUZ KALMANIN KONTROLÜ

Kötü şekilde ventile edilen operasyon odalarında bulunan personelde başağrısı, depresyon, anoreksi (iştahsızlık), hafıza kaybı gözlenebilir. l960'ın sonunda operasyon odasındaki personelde düşük seviyedeki anestetik gazlara kronik olarak maruz kalmanın önemli bir sağlık tehlikesi yarattığı giderek artan yayınlarla gösterildi.

Bu olası tehlikeler:

1. Spontan abortus insidansında artma,
2. Konjenital anomalilerde artma,
3. Hepatik ve renal hastalıkların insidansında artma ile
4. Kanser ve entellektuel fonksiyonlardaki değişikliklerdir.

Bu nedenle bir çok modern batı ülkesinde l970'lerden itibaren operasyon odalarının bu atık anestezik gazlardan temizlenmesi mecburi tutulmuştur. Atık anestetik konsantrasyonunun miktarı Bir gazın konsantrasyonu, volümle tarif edilir. Volüm; 1 milyondaki oranını gösterir. % l00 lük bir gaz 1.000.000 ppm içerirken, % 1 lik bir gazda l0.000 ppm gaz içerir.

Gaz numunesi ve analizi

Gaz numunesi iki şekilde saptanır; Alan monitörü ve kişisel monitör (dozimetre). Saptanan gaz örneği değişik analitik metodlarla incelenerek anestetik gaz konsantrasyonu ölçülür (gaz kromotografi, infrared spektrofotometre v.b.). Bu iki teknik konsantrasyonun ölçümünde en çok kullanılan tekniklerdir. Amerika'da milli sağlık ve güvenlik enstitüsü N20 için 25 ppm'nin altında, Halojenli inhalasyon ajanları içinde 0,5 ppm in altında bir konsantrasyonun ameliyat odalarında sağlanmasını zorunlu kılmıştır. Kontrol olanaklarının olmadığı yerlerde ölçülen dolaşan gaz hacimlerinin N2O için l30 - 6800 ppm, Halothan için ise l - 85 ppm olduğu tesbit edilmiştir. Bu seviyeler son derece tehlikeli ve yüksek değerlerdir.

Kontrol Yöntemleri

1. Anestezi makinesindeki sızıntılar önlenmelidir. Bu amaçla kanister, yüksek ve düşük atık hızlarında sızıntı olup olmadığı tesbit edilmelidir.
2. Ekzos sistemi konulması ve atık gazların direkt olarak vakum sistemi tarafından operasyon odasından uzaklaştırılması. (Disposal sistem)
3. Gaz filtreleri kullanılarak anestetik sistemdeki gazın bu filtrede toplanması sağlanır.
4. Anestetik teknik de atık gazların azaltılmasında önemlidir. Düşük akım veya kapalı sistem kullanılması atık gaz oranını düşürür.
5. Etkin oda havalandırması, nonresirkülating havalandırma sağlanmalıdır.
6. Tehlikeli veya toksik anestetik seviyesinin (örn. N20 l80 ppm ise) saptanması halinde personel uyarılmalı ve gerekli tedbirler alınmalıdır.
7. Tüm personel bilinçlendirilmeli ve uyarılmalıdır.