Untersuchungen zur Meßgenauigkeit kommerzieller Atemfunktionsmeßplätze und Beatmungsmonitore für Neugeborene*

Abstract

Reliability and accuracy of the measured ventilatory and lung mechanical parameters of different diagnostic systems (SensorMedics 2600, Med-Science RDS 4500) and respiratory monitoring systems (BICORE CP-100, monitor of Babylog 8000) were investigated using a mechanical lung model. The accuracy of pressure and volume signals was measured statically over 6h.

The errors of estimated lung mechanic parameters (compliance C, resistance R, time constant T = R·C) were determined for the model parameters Ci= 3.9;6.4;10.0;13.0 ml/kPa and Ri= 4.0; 10.0 kPa/l/s without and with endotracheal tubes (12 Ch, 16 Ch). Altogether 27 parameter combinations were used. The lung mechanic parameters were measured by single occlusion tests. The Babylog 8000 permits only the measurement of the endinspiratory quasistatic compliance C = V_T/(P_max-PEEP).

The investigations have shown that - excepted the CP-100 (volume measuring error >14%) - the accuracy of static measurements was sufficient and in conformity with the allowed tolerances. No significant changes were found over 6h.

The mean errors of measured lung mechanic parameters differed extremely in relationship to the time constant of the model. They are for T<80ms/ T≥80 ms 7.4%/-3.5% (SM 2600), -8.4%/-5.8% (CP-100) and -22.0%/-17.3% (Babylog 8000) for compliance, 4.6%/-3.8% (SM 2600) and 189.0%/ 43.4% (CP-100) for resistance. No reliable measurements of lung mechanics were possible with the RDS 4500 due to software problems.

We found, the smaller the time constant the higher the measuring errors of lung mechanic parameters. There are big differences between the investigated devices. Up to now for exact measurements expensive diagnostic systems can not be replaced by respiratory monitors.

Zusammenfassung

Unter Verwendung eines Lungenmodells wurden Meßgenauigkeit und Reproduzierbarkeit ventilatorischer und atemmechanischer Parameter bei den für die Atemfunktionsdiagnostik bzw. Beatmungsüberwachung bei Neugeborenen entwickelten Meßplätzen (SensorMedics 2600, Med. Science RDS 4500) und Beatmungsmonitoren (BICORE CP-100, Monitor des Respirators Babylog 8000) untersucht. Mit Langzeituntersuchungen bis zu 6 Stunden ist die Stabilität der Druck- und Volumenmessung überprüft worden.

Zur Bestimmung der Meßfehler der atemmechanischen Parameter (Compliance C, Resistance R, Zeitkonstante T = R·C) wurde das Lungenmodell durch Veränderungen von Compliance (3,9;6,4;10,0;13,0 ml/kPa) und Resistance (4,0-11,5 kPa/l/s) sowie durch Einsatz unterschiedlicher Endotrachealtuben (12 und 16 Ch) variiert. Es entstanden 27 Parameterkombinationen, die den Meßbedingungen in der Neonatologie entsprechen.

Für die atemmechanischen Untersuchungen ist der Single-Okklusionstest verwendet worden. Beim Babylog 8000 war lediglich eine quasistatische Compliance-Messung möglich C = V_T/(P_max-PEEP).

Die Druck- und Volumenmeßfehler lagen außer beim CP-100 (Volumenmeßfehler bis zu 14%) in den von den Herstellern angegebenen Toleranzgrenzen, wobei keine signifikanten Abweichungen über 6h auftraten.

Die Meßfehler der atemmechanischen Parameter sind stark von der Zeitkonstante T abhängig und betragen bei der Compliance für T<80/T≥80ms -7,4/-3,5% (SM 2600), -8,4%/-5,8% (CP-100) und -22,0%/-17,3% (Babylog 8000), bei der Resistance 4,6%/-3,8% (SM 2600) und 189,0%/43,4% (CP-100). Mit dem RDS 4500 waren wegen Software-Fehlern keine atemmechanischen Messungen möglich.

Die Untersuchungen haben gezeigt, daß mit kleiner werdender pulmonaler Zeitkonstante der Meßfehler ansteigt und daß für exakte Messungen einfache Beatmungsmonitore komplexe Lungenfunktionsmeßplätze noch nicht ersetzen können.