APL?

Da kommt man morgens so ungekämmt und mufflig in den Saal und fragt die Assistenten unbeantwortbares Zeug. Völlig abgehobenes Nischenwissen. Zum Beispiel, wofür eigentlich APL steht und was man mit dem Ventil selben Namens eigentlich tut… nur leider, so richtig oft hab ich bisher keine gute Stehgreifantwort bekommen… echt jetzt? So ein zentrales Bauteil und keinen blassen Schimmer? Das APL-Ventil ist sicher eines der am häufigsten angefassten Bauteile am Beatmungsgerät… ein gewisses Mass an functional insight wäre da schon von Vorteil… aber Du bist sicher nur zu schüchtern, um zu antworten. Wir wollen auch nicht zu sehr ins Detail gehen. Aber so eine grundlegende Idee von der Funktionsweise basteln wir uns jetzt.

Als ich anfing mit der Anästhesie, war da, wo heute das APL sitzt, ein Kipphebel mit 3 Stellungen… die dazugehörige Maschine gehörte zur dräger SULLA-Reihe und war stromunabhängig, da druckluftbetrieben. Nix Touchscreen, Rotameter, Ventile und Rohrleitungen – echte, greifbare Mechanik. Tatsächlich hab ich 2016 nochmal durch Zufall eine als Ersatzmaschine im Einsatz gehabt, immer wieder schön, auf den alten Schlachtrössern zu fliegen…. nun gut.

Also 3 Stellungen bei denen man letztlich zwischen verschiedenen Ventilen umschalten konnte. Dabei gab es ein einstellbares Überdruckventil über dem Hebel, ein Rückschlagventil unter dem Hebel und in der Mittelstellung deren Inaktivierung.

Umschalthebel:

  • waagrecht „automatische Beatmung“ – beide Ventile sind ausser Funktion, d.h. der Luftweg für Inspiration und Expiration von und zur Ventilatoreinheit ist frei, Luft fliesst in Inspiration zum Patienten und in der Expiration zurück zur Maschine. Den Respirator schalten wir auf „1“
  • senkrecht nach unten „Spontanatmung“ – Das Überdruckventil ist ausser Funktion, das Rückschlagventil ist offen, unser Patient kann frei ausatmen. Der Frischgasfluss muss ausreichend hoch gewählt werden (Reservoir gefüllt). Den Respirator schalten wir auf „0“
  • senkrecht nach oben zum Regelventil (wie im Bild) „Handbeatmung“ – der Hebel zeigt also zum druckregelbaren Ventil. Hier stellt man durch eine Drehschraube ähnlich wie den PEEP am Ambuventil den gewählten Beatmungsdruck ein. Sobald man nun mittels Reservoirbeutel Druck aufbaut, wird der Patient beatmet. Übersteigt der Druck den eingestellten Maximaldruck, öffnet das Ventil, Ausatemluft entweicht. Den Respirator schalten wir wieder auf „0“

Klingt komplizierter als es ist, aber man musste die Modi eben manuell wählen und entsprechend entscheiden, ob der Respirator dabei passenderweise etwas tut oder nicht. Genug Möglichkeiten fehlzukombinieren.

Manchmal sieht man heute noch Ventile mit einem Umstellhebel mit 2 Stellungen MAN und SPONT. Hier ist die Umschaltfunktion bereits integriert, bei aktiver Beatmung werden die Ventile über die sich aufbauenden Drücke in bestimmten Maschinenanteilen kurzgeschlossen. Auch hier kann man nun durch Drehen des Kipphebels um die Längsachse (‚Druck hoch- oder runterschrauben‘) einstellen, ab wann das Ventil freigibt.

So… und nun zum modernen APL – APL steht für adjustable pressure limiting valve, also kurzerhand ein regelbares Druckbegrenzungsventil. Wir können hier zwar in jeder Funktion (Beatmung ja/nein) einen Druck einstellen, das Ventil wird aber nur freigegeben, wenn die Maschine nicht aktiv beatmet. Also unter mechanischer Beatmung wird das APL deaktiviert. Heisst das APL dient uns nur unter Spontan- oder Manualbeatmung – im Spontanatmungsmodus als PEEP-Ventil (der Patient spürt einen Druck, gegen den er ausatmen muss, manchmal bei Menschen mit dem Extra an Thorax-/ Abdominalwand ganz hilfreich um die Atelektasen etwas zurückzudrängen) oder unter manueller Beatmung als Überdruckventil (wir werden es also kaum oberhalb der 20 mbar-Grenze des oberen Ösosphincters einstellen.). Wir haben im Prinzip 3 Zu- oder Abläufe: Frischgas, Patient, Absaugung.

Intraoperativ lässt sich aber zum Beispiel zum Entfalten/ Blähen der Lunge genau dieses Ventil nutzen. Wir stellen also um auf manuelle Beatmung, stellen das APL auf den gewünschten Blähungsdruck (der Ösosphincter ist uns dank steckendem Tubus herzlich egal) und flushen bei manuellem Druck auf den Beatmungsbeutel, wo wir ggf. den Druck zum Entfalten auch halten können. Wo ist das nützlich? Vorsichtig in der Thoraxchirurgie bei kollabierten Lungen in ELV oder bei Übergewichtigen Patienten zur Atelektaseneröffnung. Cave, der vermeindlich niedrige Druck an der Hand hat mitunter recht gefährliche Wirkungen auf Lunge (Barotrauma, Alveolenruptur) und Kreislauf (Vorlastverlust und Kreislaufeinbruch)! Also vorsichtig dosieren!




6 Kommentare

  1. Hallo Michael!

    Finde ich super, dass du das Thema ansprichst. Ich bin Medizinstudent und dieses ominöse APL-Ventil ist für mich, trotz einiger Famulaturen im Bereich AINS und trotz vielen Nachfragens bei unterschiedlichen Ärzten, immer noch wahrscheinlich das, was mich am meisten verwirrt bzw. wo ich mir am unklarsten bin, was es eigentlich tut, wahrscheinlich weil es ja 2 sehr unterschiedliche Funktionen hat, was nicht ganz intuitiv ist, finde ich. Ich glaube es jetzt etwas besser zu verstehen aber hätte trotzdem noch ein paar Fragen. Ganz simpel heruntergebrochen:

    MAN -> es funktioniert als Schutz vor Überdruck, sodass ich selbst bei übereifrigem Druck auf den Beutel nicht mehr Druck als am APL-Ventil eingestellt appliziere.
    SPONT -> es funktioniert als PEEP, also bekommt der Patient den entsprechenden Wert bei dicht sitzender Maske direkt zu spüren.

    Ist das so grundsätzlich richtig? Würde ich jetzt z.B. bei der Einleitung einen eher adipösen Patienten manuell mit Maske beatmen, könnte ich dann durch Belassen des APL-Ventils auf SPONT mit z.B. 5 mBar einen PEEP applizieren und gleichzeitig maskenbeatmen? Dann würde ich den Schutz vor Überdruck für den PEEP gewissermaßen aufgeben, oder? Die Möglichkeit, dass ich gleichzeitig einen PEEP gebe, aber auch einen Schutz vor Überdruck bei Beutelbeatmung habe, bietet mir das Ventil allerdings nicht, richtig?

    Schöne Grüße, Felix

    • Ja, Felix, das ist teilweise richtig. MAN begrenzt den Druck bei Beutelung, heisst, der maximale Druck ist begrenzt Da das ein physikalisches System mit entsprechenden Flussabhängigkeiten und Trägheiten ist, kann aber ein sehr schneller Druck auf den Beutel oder Flushen via Flushtaste den Druck kurz peaken lassen – auch über das eingestellte Niveau – deshalb Fingerspitzengefühl!
      In Spontanatmung drehen wir das APL in der Regel auf Null. Damit atmet der Patient frei. Drehen wir den Druck nun am APL hoch, entsteht ein gehaltener Basisdruck im Sinne eines PEEP… damit ist aber dann keine Maskenveatmung via Druck auf den Beutel möglich, da wir ja das untere Druckniveau festlegen. Theoretisch könnte man durch abwechselndes Erhöhen/ Erniedrigen beatmen, da nimmt man praktikablerweise aber MAN und unterstützt manuell dazu in Abhängigkeit von der Atemanstrengung unseres Patienten… das funzt, weil sein oder ihr Atemzug durch den entstehenden Druckabfall erlaubt, dass wir dazuarbeiten… die Kombi PEEP und Überdruckschutz geht rein über APL tatsächlich nicht ohne Tricks (das SPONT wechselnd auf- und zudrehen wäre einer), dafür bieten die meisten modernen Maschinen dann aber unterstützende getriggerte Modi wie z.B. ASV oder PSV, wo PEEP gehalten wird und wir das obere Druckniveau bestimmen… können

      • Hallo zusammen,

        ich heiße auch Felix, bin auch noch Student mit AINS Vorerfahrung und finde dieses APL Ventil auch seltsam…
        …deswegen habe ich letzte Woche etwas mit dem APL Ventil experimentiert und die Prüflunge manuell beatmet und finde es jetzt noch seltsamer.

        Hier im Haus ist es so, dass die Einstellungen am LeonPlus gemacht werden, und die Messungen (Volumen, Fluss, Drücke) aber von einem externen Monitor abgenommen werden, und auch nach diesen extern gemessenen Werten die Einstellungen am LeonPlus gemacht werden (Anpassen von Vt, Pmax, Pinsp, RF, FiO2, I:E… etc.).

        Wenn ich im Man/Spont Modus das APL Ventil auf 10cmH20 stelle und die Prüflunge mittelsanft von Hand beatme, zeigt mir der Monitor teilweise deutlich höhere MaximalDrücke (>15cmH2O) an, und wenn ich bspw das APL Ventil auf 20cmH20 (unsere magische Grenze…) stelle und mittelsanft beatme zeigt der Monitor ebenfalls deutlich höhere Maximaldrücke (ca. 25-30 cmH2O).

        Ich hätte erwarte, dass nur bei wirklich zügiger und tiefer Beatmung das Ventil nicht schnell genug öffnen kann (wie Michael es oben beschrieben hat), aber diese Ungenauigkeit in der Druckbegrenzung habe ich nicht erwartet. Ich habe eher den Eindruck dass es gar nicht als Druckbegrenzer funktioniert hat weil die Drücke nur im eingestellten Bereich waren wenn man extrem gefühlvoll und langsam beatmet hat – und somit eh keine hohen Drücke generiert hat. Bisher konnte mir das hier auch keiner erklären, habe es erfahrenen Beatmern vorgeführt und sie wollten mal den Gerätetechniker fragen.

        Vielleicht habt ihr noch Ideen (außer APL kaputt oder „Student dumm, denkt er beatmet eher sanft aber ist total grob“) um dieses Phänoment zu erklären?

        Ich habe auf jeden Fall für mich beschlossen mich hier nie auf das APL Ventil als Druckbegrenzer zu verlassen, es im Zweifelsfall niedriger als möglich (als bspw auf 15 statt 20cmH2O) einzustellen (sehe dabei kein Problem solange das Tidalvolumen passt) und immer maximal gefühlvoll zu beatmen (ja, sollte man eh tun).

      • Hallo Felix, mich wundert das eigentlich. Normalerweise sollten die Ventile den angezeigten Druck auch liefern, bzw. freigeben. Eventuelle ist aber tatsächlich die Krux die verschiedenen Stationen eures Aufbaus? Also dass die Eichungen der Ventile von denen der Monitore abweichen? Ich beatme und blähe ja durchaus gerne mit der Hand, weil ich mir einbilde damit ein Gefühl für den Patienten zu bekommen und bei mir sind Standdrücke und Ventileinstellung weitgehend identisch. Grüsse

  2. Hallo, vielen Dank für die tolle Ausführung. Ich finde das Motto Fähigmachen statt Fertigmachen wirklich gut, leider ist oft das Gegenteil der Fall und man traut sich dann nicht immer etwas nachzufragen…

    Ich hätte jedoch eine Frage. Wir nutzen im Krankenhaus die Beatmungsmaschine Perseus von Dräger, und es gibt den Modus manuell/spontan, jedoch ist das ein Modus. Der Pat. kann dabei selbstständig atmen, oder ich beatme mittels des Beutels. Versteh ich richtig, dass das APL-Ventil in dem Fall gleichzeitig als „PEEP-Erzeuger“ fungiert, wenn der Pat. selbst atmet, und wenn ich dazwischen (weil die AF z.B. noch zu niedrig ist) den Beatmungsbeutel drücke, es gleichzeitig verhindert dass der Beatmungsdruck zu hoch wird bzw. diesen limitiert?

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