SURGINE             4238

Anti-Fog Mask Antitog-Gesichtsmaske Masque Anli-Buöe Mascherina Anti-Appannante Mascarilla Antivaho <59i

Abb.2: Maske 2 vom Typ SURGINE® 4238 Antifog-Gesichtsmaske, Mölnlynche Health Care

• Transkutane Blutgasanalyse

Zur Bestimmung des Kohlendioxidgehaltes im Blut wurde die nicht invasive transkutane CO₂-Bestimmung herangezogen.

Hierbei wird eine Elektrode mit Hilfe eines separaten Fixierringes auf die Haut des Patienten festgeklebt. Die Elektrode erwärmt das darunter liegende Hautareal auf 43° C. Dies führt zu einer starken Erhöhung der Durchlässigkeit der Hautkapillaren für CO2 und O2 Die Gase diffundieren durch die Haut und können in ihrer Konzentration mittels einer kombinierten Platin- und Silberelektrode polarographisch für O₂ und über eine pH- Glaselektrode für CO2 bestimmt werden. Nach rechnerischer Elimination des Messverzuges von 20 s für P_tcO₂ und 50 s für P_tcCO₂ liegt die Messabweichung für

P_tcCO₂ im Messbereich von 0 mmHg bis 999 mmHg bei 1 mmHg. P_tcO₂ liegt im Messbereich von 5 mmHg bis 200 mmHg unter 0,5% (50).

Vor Beginn der Untersuchung findet eine Kalibrierung des Gerätes statt. Hierzu wird Raumluft für die O2 und ein spezielles Gasgemisch für die für CO2-Kalibrierung verwendet. Das Gasgemisch, bestehend aus 5% CO2, 20,9 % O2 und ergänzendem N2, wird vom Hersteller als standardisiertes Prüfgas geliefert. Die Temperatur für die Kalibrierung beträgt 43° C. Vor dem Ende der Messung erfolgte zur Überprüfung einer systemischen Drift nochmals eine Kalibrierung des Messgerätes. Die Untersuchung wurde mit einem Gerät vom Typ Radiometer® (Abb.3) mit kombinierter O₂ /CO₂ -Elektrode (Abb.4 und 5) Copenhagen, Denmark sowie einem zugehörigen TCM-3®-Monitor (Abb.3) durchgeführt.

®® Abb.3: RADIOMETER™ -Überwachungssystem mit TCC3 mit TCM3 -Monitor

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Abb.4: RADIOMETER ™ P_tcO₂ /P_tc CO₂ -Festkörperelektrode

Der PCO2 -Meßteil befindet sich in der Mitte der Elektrode

STRAIN

RELIEF

FIXATION RING

ASM,

 

			CARLE

 

 

 

 

 

 

 

• Herzfrequenz, Atemfrequenz und Sauerstoffsättigung

Bei allen Probanden wurde über die gesamte Versuchszeit die arterielle Sauerstoffsättigung als Kontrollparameter bestimmt. Hierfür wurde die nichtinvasive Pulsoxymetrie verwendet. Benutzt wurde das Gerät vom Typ Ohmeda Biox 3700®. Das Pulsoxymeter misst über eine angelegte Fingersonde den Anteil des oxygenierten Hämoglobins am Gesamthämoglobin. Dies geschieht unter Ausnutzung der unterschiedlichen Infrarotabsorption für oxygeniertes und nichtoxygeniertes Hämoglobin. Der Anteil des gemessenen oxygenierten Hämoglobins wird verrechnet und prozentual angegeben. Gleichzeitig wird aus der Pulswelle des Messsignals die periphere Pulsfrequenz pro Minute errechnet und angezeigt. Der Messfehler liegt für einen Messbereich von 80% bis 100% unter 2% (49). Als Monitor kam ein Anästhesiemonitor vom Gerätetyp Cardiocap®, Datex® zum Einsatz.

Die Atemfrequenz wurde anhand der atmungsanhängigen Thoraxexkursion der Probanden bestimmt. Gezählt wurden die Atemzüge im Zeitraum von einer Minute, ab dem Messzeitpunkt.

Als weiterer Kontrollparameter wurde die CO2-Konzentration unter der Operationsmaske ermittelt. Hierfür wurden zwei Plastikschläuche verwendet. Die Schläuche wurde mit einem handelsüblichen Klebeband unter der Maske festgeklebt. Um einen konstanten Fluss der Atemluft zu gewährleisten, bzw. atmungsabhängige Schwankungen der CO₂-Werte zu vermeiden, wurde eine spezielle Konstruktion zwischengeschaltet. Diese Konstruktion übernahm die Funktion eines Reservoir. Dies wurde erreicht, indem zwei großkalibrige Spritzkanülen luftdicht miteinander verbunden wurden, an deren vorderen Enden jeweils die Schläuche befestigt waren.

• Versuchsablauf

Es fanden drei verschiedene Testreihen zu zufälligen Zeitpunkten statt. Dabei wurden zwei Testreihen mit zwei verschiedenen Operationsmasken und eine Testreihe ohne Operationsmaske durchgeführt (Tab.1).

Studiengruppe	Untersuchung
A	ohne Maske
B	Maske 1
C	Maske 2

Tab.1: Untersuchungsmerkmal der Studiengruppen 2.4.1 Messung der Ausgangswerte

 

Der Proband wurde aufgefordert auf einer Untersuchungsstuhl mit Rückenlehne Platz zu nehmen. Das Pulsoxymeter war am Zeigefinger der rechten Hand angebracht worden. Anschließend wurde die Elektrode für die transkutane Datenerhebung fixiert. Hierbei wurde ein separater Fixierring auf die Haut des Probanden geklebt, in welchen die Elektrode platziert wurde. Diese befand sich am linken lateralen Thorax, in der Höhe des vierten Intercostalraumes.

Nach Abschluss aller Vorbereitungen wurden unter Ruhebedingungen in Studiengruppe A die folgenden Ausgangswerte bestimmt:

• Atemfrequenz (AF)
• Herzfrequenz (HF)
• Sauerstoffsättigung (SpO₂ )

Nach 10 Minuten wurde der annähernd konstante Wert des

– Transkutanen CO₂ -Partialdruckes (P_tcCO₂)

dokumentiert. Bei Durchführung der Messungen in den Studiengruppen B und C wurden nach Anlage des Pulsoxymeters und der Elektrode zusätzlich die Plastikschläuche mit einem handelsüblichen Klebeband in Mundnähe an der Gesichtshaut festgeklebt. Nach Ende der Versuchsvorbereitungen wurden vor dem Anlegen der Maske die Ausgangswerte AF, HF, P_tcCO₂ und SpO₂ als erste Kontrollwerte dokumentiert.

• Ermittlung der Messwerte

Nach dem ersten Erfassen von P_tcCO₂, AF, HZ und SpO₂ als Ausgangswerte zum Zeitpunkt 0 wurde der Versuch fortgeführt und dem Probanden in Studiengruppe B die Maske 1 (3M® OP-Maske 1810 F) und in Studiengruppe C die Maske 2 (Surgine® 4238 Antifog Gesichtsmaske) angelegt. Es wurde darauf geachtet, dass eine hohe Dichtigkeit der Maske gewährleistet wurde, um die am Maskenrand entweichende Ausatemluft so gering wie möglich zu halten. Dies wurde durch eine sachgemäße, relative straffe Schnürung der Masken erreicht. Nun wurden zu unterschiedlichen Zeitpunkten neun weitere Messungen zu den Zeitpunkten nach 3, 6, 9, 12, 15, 20, 25, und 30 Minuten durchgeführt (Tab.2). Wiederum wurden AF, HZ, P_tcCO₂ , SpO₂, sowie die CO₂-Konzentration unterhalb der Maske gemessen. Nach 30 Minuten wurde die Maske entfernt. Nach weiteren 5 Minuten wurde ein weiterer Wert erfasst. Dieser Wert nach Abnehmen der Maske wurde als Kontroll- werte für die Studiengruppe A herangezogen.

A |
A 1 0 B 1	3	6	9	12	15	20	25	30	35
B 1
0	3	6	9	12	15	20	25	30	35
C 1									^ .
C 1
0	3	6	9	12	15	20	25	30	35

Tab.2: Versuchsverlauf nach Gruppen

 

Für die Darstellungen der Messwerte wurde ein TCM 3®-Monitor sowie ein Anästhesiemonitor verwendet. Die exakte Erfassung der Messzeitpunkte erfolgte mit einer Stoppuhr.

Am Ende der drei verschiedenen Untersuchungen wurden die Versuchspersonen nach dem subjektiv empfunden Komfort beim Tragen der Masken befragt. Dabei sollten beide Masken hinsichtlich des angenehmeren Tragens miteinander verglichen werden. Die Teilnehmer sollten bewerten, welche der beiden Testmasken während des Versuchszeitraumes als angenehmer zu Tragen empfunden wurde.

• Statistik

Für die Statistische Analyse wurde MS Excel (Microsoft® ) und SPSS® 8.0 (SPSS,

Inc., Chicago, IL, USA) benutzt. Es wurde der experimentelle Effekt auf einer Maske zu Maske Basis untersucht und graphisch dargestellt. Die Veränderung von PtcCO2 in mmHg sowie die Atemfrequenz in min^-1 wurden gegen die Zeit aufgetragen. Die demographischen Daten und die Ausgangswerte wurden innerhalb der Gruppe mit dem einseitigen Anova-Test verglichen.

Weil die individuellen Ausgangsmesswerte für Atemfrequenz, Herzfrequenz und PtcCO2 variierten, wurden die Berechnungen der Datenanalyse und die graphischen Darstellungen mit Deltawerten durchgeführt. Diese errechneten sich aus den

Differenzen der Messwerte zum jeweiligen Zeitpunkt X der Untersuchung und den Ausgangswerten. Die Datenanalyse wurde mit dem Anova-Test für wiederholte Stichproben, gefolgt von dem zweiseitigen ungepaarten T-Test durchgeführt (Tallaria and Murray 1986) . In jeder Gruppe wurde die P_tcCO₂ und Atemfrequenzänderung quantitativ bestimmt. Nach der Bonferroni Korrektur für wiederholende Vergleiche wurden Unterschiede als signifikant gewertet, wenn p < 0,05.

3. ERGEBNISSE
   • Demoskopie

Während dieser Pilotstudie wurden 45 Testversuche an 15 verschiedenen Probanden durchgeführt Die Studienteilnehmer waren im Alter von 21 bis 38 Jahren.

Alle Probanden waren hinsichtlich kardiorespiratorischer, metabolischer und neurologischer Erkrankungen gesund. Dementsprechend nahm keiner der Versuchsteilnehmer regelmäßig Medikamente ein. Der Body-Mass-Index der Teilnehmer lag zwischen 20 und 25 (Tab.3). Außerdem waren alle Teilnehmer zum Zeitpunkt der Untersuchung Nichtraucher. Die angegebenen Werte der Herzfrequenz (HZ) sowie der Atemfrequenz (AF) wurden durch die Mittelwerte der jeweils gemessenen Einzelwerte bestimmt (Tab.4).

Proband	Alter (Jahre)	Gewicht (kg)	Größe (cm)	BMI
1	32	81	185	23
2	25	73	180	22
3	28	67	186	20
4	21	90	190	24
5	33	84	196	21
6	28	68	172	22
7	28	88	187	25
8	24	66	178	20
9	25	74	182	22
10	26	86	185	25
11	28	85	182	25
12	36	82	184	24
13	27	79	182	23
14	28	86	183	25
15	29	81	179	25

Tab. 3: Angaben zu den Probanden

 

		Alter	KG	Größe	BMI
1	MEAN	27,4	79,26	183,93	23,0
2	STDEV +/-	3,60	7,87	6,02	1,77

Tab. 4: Mittelwerte (1) und Standardabweichung (2) der untersuchten Probanden

 

• Verlaufsanalyse der Messwerte
  • Transkutanes CO₂

In den Studiengruppen B und C, d.h bei den Messungen mit den Masken 1 und 2 nahmen die transkutan gemessenen Partialdrucke des intrakapilären Kohlendioxid im Vergleich zu den Ausgangswerten signifikant zu. Im Vergleich dazu waren in Studiengruppe A, d. h bei den Betrachtungen ohne Maske, erwartungsgemäß keine Unterschiede zu verzeichnen.

Sobald die Operationsmaske angelegt wurde, stiegen die Werte für transkutanes CO2 kontinuierlich an. Nach Entfernung der Maske fielen die Messergebnisse wieder auf die Ausgangswerte bzw. bei Maske 1 teilweise unter die Ausgangswerte ab (Abb.6).

Im Vergleich der beiden Studiengruppen miteinander zeigte sich, dass bei Maske 2 zu den Messzeitpunkten nach 3 min, 6 min und 9 min ein stärkerer Anstieg des CO2- Partialdruckes zu beobachten war, als dies bei Maske 1 sowie bei der Versuchsreihe ohne Maske zu finden war.

Alle Ergebnisse der mit Maske 1 durchgeführten Testreihe waren durchgehend niedriger, als die der vergleichenden Maske 2 und der Gruppe ohne Maske.

Die beobachteten Unterschiede zwischen den Studiengruppen waren jedoch nicht signifikant.

 

 

 

 

Abb. 6:Zeitlicher Verlauf der transkutanen CO₂ —Partialdrücke unter Anwendung der verschiedenen Operationsmasken (B=Maske 1, C=Maske 2) sowie ohne Maske (A)

• Atemfrequenz

Die Atemfrequenz der untersuchten Probanden verhielt sich erwartungsgemäß in der Bandbreite der physiologischen Schwankungen (Tab.5). Eine signifikante Veränderung der Atemaktivität unter Verwendung der Operationsmaske 1 in Testreihe B im Vergleich zur Testreihe A ohne Maske wurde nicht bestätigt. Die Testversuche mit Maske 2 in Testreihe C ergaben geringfügig erhöhte Ausgangswerte, ein signifikanter Effekt war auch hier nicht zu finden (Abb.7).

Proband	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
AF	10	12	14	15	12	10	12	12	8	8	11	11	13	14	14

Tab.5: Ausgangswerte der Atemfrequenz

 

 

Abb.7:   Zeitlicher Verlauf der Atemfrequenz unter Verwendung der beiden

Operationsmasken (B=Maske 1, C=Maske 2) und ohne Maske (A)

• Beobachtungen der Kontrollparameter
  • Herzfrequenz

Die Herzfrequenz während der Versuche wurde als einer der Kontrollparameter erfasst. Sie unterlag der physiologischen Schwankung (Tab.6). Ein signifikanter Effekt hinsichtlich einer Erhöhung oder Verringerung der Herzfrequenz wurde während der gesamten Messzeit nicht beobachtet (Abb.8).

Proband	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
HZ	66	68	64	72	66	65	73	72	63	66	85	71	64	75	70

Tab.6: Ausgangswerte der Herzfrequenz

 

 

Abb.8: Zeitlicher Verlauf der Herzfrequenz. Als Einheit wurden die Schläge pro Minute (Beats (b)/min) verwendet.

• Sauerstoffsättigung

Sauerstoffsättigung wurde als Kontrollparameter beobachtet und erfasst. Die gemessenen Werte lagen alle im Normbereich. Eine signifikante Änderung während der Tests war nicht zu beobachten.

• CO₂ -Konzentration unter der Operationsmaske

Die Konzentration des Kohlendioxids unter der Operationsmaske ergab Partialdrucke von 21,33 mmHg bis 24,13 mmHg. Die Kumulation setzte rasch nach dem Anlegen der Maske ein. Nach Entfernen der Maske fielen die Werte wiederum rasch auf den Ausgangswert ab (Abb.9).

Abb.9: Druck-Zeit-Kurve der Akkumulation des Kohlendioxids unter der Operationsmaske

• Subjektiver Komfort

Bei allen Testpersonen wurde eine Befragung nach dem subjektiv empfundenen Komfort beim Tragen der beiden Einwegmasken durchgeführt.

Alle Probanden gaben einstimmig an, Maske 1 als angenehmer zu empfinden als die vergleichende Maske 2. Als Begründung wurde der subjektiv niedriger empfundene Temperaturunterschied und die subjektiv als besser beurteilte Belüftung der OP-Maske angegeben.

4. DISKUSSION
   • Vergleich der verschiedenen Ergebnisse

Verschiedene Studien ergaben eine Zunahme der Kohlendioxid Konzentration im Blut von Patienten, deren Kopf während Augenoperationen mit Operationstüchern bedeckt war (39, 57, 58, 68 ). Dies führte zu der Fragestellung, ob medizinisches Personal beim Tragen von chirurgischen Operationsmasken von ähnlichen Effekten betroffen ist. In der vorliegenden Pilotstudie wurden zwei verschiedene Einwegoperationsmasken an medizinischem Fachpersonal getestet.

In der Literatur wird von einer Abhängigkeit der Atmungsparameter von Geschlecht und Alter berichtet (33, 40, 62). Um eine bessere Vergleichbarkeit der Ergebnisse zu gewährleisten, wurden nur männliche Probanden im Alter von 18 bis 40 Jahren ausgewählt.

Steinschneider und Weinstein berichteten von einer Beeinflussung der Atmung durch fieberhafte Infektionen. Deshalb führten auch akute Infekte zum Ausschluss von den Messungen (61).

Es gibt keine Untersuchungen in Bezug auf Veränderungen der Atmung und CO2- Empfindlichkeit in Abhängigkeit vom körperlichen Trainingszustand. Weiterhin wird die Bedeutung von körperlicher Arbeit für die CO2-Empfindlichkeit der Atmung in der Literatur unterschiedlich bewertet (5, 14, 41,45). Daher wurden nur Probanden mit einem durchschnittlichen Trainingszustand zugelassen, welcher durch den Body-Mass- Index quantifiziert wurde. Alle Probanden wiesen einen Body-Mass-Index von 20 bis 25 auf. Insbesondere 24h von Messbeginn waren die Probanden keiner besonderen körperlichen Belastung ausgesetzt.

Das Ergebnis dieser Studie zeigt bei beiden untersuchten Maskentypen einen signifikanten Anstieg des Partialdruckes für Kohlendioxid im Blut der Probanden.

Die transkutan gemessenen arteriellen CO2-Werte nahmen bis zu 5,5 mmHg zu. Dieser Anstieg wurde durch die eingeschränkte CO2-Permeabilität der Masken verursacht. Das ausgeatmete CO2 konnte nur teilweise durch die OP-Masken entweichen, dadurch kam es unter den Masken zu einer Akkumulation von CO2. Dieser Effekt führte zu dem Ergebnis, dass die Probanden Luft einatmeten, deren

CO₂-Gehalt höher war als derjenige, der umgebenden Raumluft. Dies wiederum führte zu einem Anstieg der Kohlendioxid-Konzentration im Blut der Versuchspersonen, welcher sich unmittelbar nach Anlegen der Operationsmaske zeigte. Die Konzentrationsänderung wurde durch die transkutan gemessenen CO2-Partialdrucke erfasst.

In Vergleich der beiden Masken war bei Maske 2 ein schnellerer Anstieg des transkutan gemessenen CO₂-Partialdruckes zu verzeichnen. Ingesamt wurden bei der untersuchten Maske 2 höhere Blutwerte für PCO2 gefunden. Dieser Unterschied zwischen den beiden Masken war jedoch nicht signifikant.

Eine Zunahme der Atemfrequenz als hyperkapnischer Kompensationsmechanismus, wie sie in vorausgegangenen Studien (57) beschrieben wurde, konnte in dieser Studie nicht bestätigt werden. Eine mögliche Erklärung könnte eine kompensatorische Erhöhung des Atemminutenvolumens sein. Dieser Effekt konnte anhand dieser Pilotstudie nicht weiter untersucht werden, da hierbei ein anderer Versuchsaufbau erforderlich sein würde.

Auch stellt sich die Frage, ob die vorangegangene Studie auch deshalb einen signifikanteren Effekt auf die Atmung zeigte, weil das dabei untersuchte Patientenkollektiv bereits höheren Lebensalters war, während bei der vorliegenden Studie jüngere Probanden in mittlerem Fitnesszustand untersucht wurden. Aufgrund von physiologischen Veränderungen beim ausdauertrainierten Organismus

(17, 34) und pathophysiologischen Variablen während des Alterungsprozesses (62, 69) kann davon ausgegangen werden, dass sich die Effekte entsprechend diskreter zeigen, desto besser die allgemeine Anpassungsfähigkeit des Körpers ist, für welche das Lebensalter, körperliche Gesundheit und der Trainingszustand eine Rolle spielen.

Es wurden nur Versuchspersonen zugelassen, bei welchen keine bekannten pulmonalen Beschwerden vorlagen. Auch Raucher wurden von der Studie ausgeschlossen. Aparici, Arabaci und Frans untersuchten die pulmonalen Veränderungen bei Rauchern (2, 3, 25). Die Studien zeigen eine signifikant verminderte pulmonale Diffusionskapazität, eine verminderte Hypoxietoleranz sowie eine Einschränkung der spirometrisch erfassten Lungenparametern. Es wäre denkbar, dass sich bei Personen mit restriktiven pulmonalen Erkrankungen, sowie bei Rauchern, die in dieser Studie gezeigten Effekte, aus oben genannten Gründen, stärker auswirken könnten.

Die vorliegende Studie konnte auch zeigen, dass alle an der Studie teilnehmenden Probanden, ausnahmslos Maske 1 als jene Maske nannten, bei welcher ein höherer Tragekomfort gewährleistet würde. Als Kriterien waren der subjektiv empfundene Temperaturanstieg und eine wiederum subjektiv wahrgenommene Belüftung beschrieben worden. Beide genannten Kriterien wurden als unkomfortabel bewertet. Die Passform und Verarbeitung der Masken wurden dabei nicht berücksichtigt.

Die Methode der transkutanen Blutgasmessung wird als effektive Methode für die nicht invasive CO₂-Bestimmung beschrieben. Der Einsatz des transkutanen Blutgasanalysesystems erfolgt vor allem in Bereichen, in welchen eine kontinuierliche, präzise CO₂-Bestimmung gewährleistet werden soll. Zahlreiche Studien zeigen die Eignung dieses Systems um Veränderungen des CO₂-Partialdruckes im Blut zu quantifizieren.

Reid, Martineau und Miller verglichen in ihrer Studie transkutan, arteriell und massenspektrometrisch gemessenes Kohlendioxid, an lungengesunden 22 Patienten, welche sich einem elektiven operativen Eingriff in Vollnarkose unterzogen. Dabei handelte es sich um allgemeinchirurgische, urologische, orthopädische und gynäkologische Operationen. Die Prämedikation der Patienten erfolgte jeweils mit einem oralen Diazepam, 0,15 mg-kg^-1 . Mit Fentanyl, 2-4 pg mg-kg^-1 und Thiopentan, 4-5 mg-kg^-1 und einem Muskelrelaxans wurde die Narkose durchgeführt. Die Herzfrequenz und der mittlere arterielle Blutdruck waren mit einem nichtinvasiven Dinamapp 1846 SXP® – Monitor gemessen worden. Die Sauerstoffsättigung wurde mit der Pulsoxymetrie und die Temperatur mit einer nasopharyngealen Temperatursonde bestimmt. Das transkutane Kohlendioxid wurde mit dem Fastrac® P_tcCO₂ -Monitor bestimmt. Die Messelektrode ist hierbei am vorderen Brustkorb angebracht worden. Eine weitere Bestimmung von Kohlendioxid erfolgte unter Zuhilfenahme eines massenspektrometrischen Systems (Anesthetic and Respiratory Analysis® , PPC, Missouri), welches am oberen Ende des Endotrachealtubus zwischengeschaltet war. Die arteriellen CO2 -Werte wurden aus Blutgasproben, welches aus der Radialarterie gewonnen wurde, gemessen und mit einem Blutgasanalysierer (Ciba-Corning) ausgewertet. Durch die simultane Messung von P_tcCO₂ , P_etCO₂ und PaCO₂ wurden 66 Datensätze gewonnen. Die Auswertung ergab einen Korrelationkoeffizienten von P_tcCO₂ und P_aCO₂ von 0,92. Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass die transkutane Methode eine genaue, einfache und nichtinvasive Methode darstellt, eine kontinuierliche CO₂ -Überwachung durchzuführen. Weiterhin schlussfolgerten sie,

dass diese Methode eine in Zukunft größere Rolle in der perioperativen Behandlung spielen könnte (55).

Von Green, Hassell und Mahutte wurde die Korrelation zwischen intraarteriell- und transkutanen angebrachten O₂ / CO₂ – Sensoren untersucht. Das Testkollektiv umfasste 47 hämodynamisch stabile Patienten mit respiratorischen Erkrankungen. Die transkutanen Messungen wurden mit einer an der vorderen Bauchwand applizierten Methode durchgeführt. Die Versuchsleiter wechselten den Ort der Elektrode alle 8 Stunden. Die transkutanen Messungen wurden simultan zu arteriell ermittelten vollzogen. Insgesamt wurden 514 korrespondierende Datenstichproben gewonnen.

Als Ergebnis konnte gezeigt werden, dass beide Systeme zur kontinuierlichen PO₂ – Erfassung geeignet sind. Die erzielten Ergebnisse erbrachten einen sehr hohen Korrelationskoeffizienten zwischen PtcO2 und PiaO2 . Dieser Koeffizient konnte durch einen Ortswechsel der Klebeelektrode nach 4 Stunden noch gesteigert werden (27).

Bhat, Diaz-Blanco und Chaudhry berichten in ihrer Studie über die sichere Nutzung von kombinierte O₂/CO₂– Sensoren in der Neonatologie. Dabei wurden neu entwickelte kombinierte O₂/CO₂– Sensoren getestet, bestehend aus einer Clark® PO₂– Elektrode mit Platinmikrokathode und einer Silberchloridanode, sowie einer Severinghaus^® PCO2- Elektrode. Die Messungen wurden an beatmeten Neugeborenen mit Umbilikalarterienkatheter durchgeführt und berücksichtigten den Effekt von Kathodengröße, Membrandurchmesser und integriertem Korrekturfaktor der verschiedenen Elektroden. Die Studie wurde an 42 Neugeborenen in drei verschiedenen Phasen durchgeführt und belegt eine sichere Anwendung der neuen kombinierten O₂/CO₂-Sensoren (10).

Hand, Shepard und Krauss untersuchten ebenfalls Diskrepanzen zwischen dem transkutan und dem massenspektrometrisch bestimmten Kohlendioxidpartialdruck und verglichen die Werte mit dem arteriell ermittelten CO₂-Partialdruck. Diese Studie wurde an 12 Neugeborenen mit einem klinisch und röntgenologisch diagnostizierten

Respiratory Distress Syndrome am New York Hospital- Cornell Medical Center durchgeführt Das Gestationsalter der Säuglinge reichte von der 24 bis zur 36 Woche und das Geburtsgewicht variierte zwischen 760g bis 2322g. Die Studie ist in den ersten zwei Lebenswochen der Neugeborenen vollzogen worden. Dabei waren die Kinder beatmet und hatten einen arteriellen Katheter, mit welchem die arteriellen Blutgaswerte ermittelt und analysiert worden sind (Bloodgas Analyzer 168, Corning Medical, Medfield, MA). Die transkutanen Werte wurden simultan mit einem Blutgasmonitor (Transend, Sensormedics, Anaheim, CA) und einem kombinierten O₂/CO₂-Sensor (Duo-Sense, Sensormedics, Anaheim, CA) gemessen. Die CO₂– Elektrode vom Typ Stowe-Severinghaus wurde am Brustkorb oder Abdomen angebracht, alle 4 Stunden mit einer Gasmischung aus 4% CO₂ , 12% O₂ und 10% CO₂,0% O₂ neu kalibriert und platziert. Die massenspektrometrische Messung wurde mit einem Bloodgas Analyzer (7754D, Beckman Instruments, Fullerton, CA) und einem Polygraph (7754D, Hewlett, Waltham, CA) durchgeführt. Dabei wurde der Schlauch 3cm tief in den Endotrachealentubus der intubierten Säuglingen hineingeschoben. Die Werte wurden direkt nach Ermittlung der arteriell ermittelten Werte gemessen. Bei insgesamt 153 Messungen ergaben sich 51 simultan gewonnene Messungen für P_tcCO₂, PaCO₂ und P_petCO₂ Als Ergebnis zeigte sich eine lineare Korrelation zwischen PtcCO2 und PaCO2 und damit wiederum eine gute Eignung der transkutanen CO2 -Analyse. Weiterhin wurde eine weniger gute Korrelation zwischen PaCO2 und PpetCO2 und damit eine schlechtere Eignung dieses Verfahrens auf diesem Einsatzgebiet gezeigt (28).

Nakamura, Kanai und Mizushima untersuchten die Genauigkeit von transkutan gemessenen Kohlendioxid während laparoskopischen Operationen an Erwachsenen Patienten und bestätigten eine sehr Enge Korrelation zwischen transkutan und intraarteriell gemessenen Kohlendioxid. Die Autoren dieser Studie sprechen sich ebenfalls für die Nutzung der nicht invasiven transkutanen Überwachung von Kohlendioxid aus (47).

Zusammenfassend erlaubt die Methode der transkutanen Messung von Kohlendioxid den Vorteil einer nichtinvasiven Bestimmung des CO₂-Partialdruckes. Um die Gefährdung und Beeinträchtigung der Testpersonen so gering wie möglich zu halten, wurde dieser Methode den Vorzug gegeben.

Die getesteten Operationsmasken stellen den handelsüblichen, in der täglichen Krankenhausroutine verwendeten Mundschutz der Universitätsklinik Innsbruck dar. Durch die unterschiedlichen Varianten des Anlegens der OP-Maske können sich Unterschiede in der Zirkulation ergeben. Bei einer unsachgemäß locker angelegten Maske kann eine bessere Zirkulation unter der Maske stattfinden, da der mittlere Bereich beidseitig lateral nicht dem Gesicht anliegt. Eine entsprechende Verschlechterung der Mikrozirkulation ist zu finden, wenn die Maske so eng am Gesicht anliegt, dass es bei längerem Gebrauch zu einer Durchfeuchtung im Bereich der Öffnungen von Nase und Mund kommt. Um diese Varianz im Anlegen des Mundschutzes auszuschalten und dieVergleichbarkeit der Messergebnisse zu gewährleisten, wurden die Masken vom Untersucher angelegt.

Hersteller von OP-Masken geben keine konkreten Empfehlungen bezüglich der Zeitdauer nach welcher der Einwegmundschutz gewechselt werden sollte. Es ist jedoch denkbar, dass sich die Eigenschaften der Maske nach längerer Tragedauer verändern, besonders wenn es zu oben genannter Durchfeuchtung in Nasen und – Mundbereich kommt. Dies stellte eine Fehlerquelle dar. Der gewählte Messzeitraum von 30 Minuten schaltete diese Fehlerquelle aus und stellte sicher, dass die Untersuchungen unter sachgerechten Bedingungen durchgeführt wurden.

In der vorliegenden Studie wurde die Hypothese der Akkumulation von CO₂ bei der Verwendung von chirurgischen Operationsmasken bewiesen. Die Akkumulation führte zu einer verstärkten Rückatmung von CO2 und dies führte wiederum zu einem signifikanten Anstieg von CO2 im Blut der getesteten Probanden.

Die Messzeit von 30 Minuten und der bestehende Versuchsaufbau führten zu keiner signifikanten Steigerung der Atmung im Sinne einer kompensatorischen Hyperventilation. Es darf jedoch angenommen werden, dass die Effekte in der täglichen Klinikroutine ausgeprägter ausfallen würden: Die Operationsmasken werden häufig sehr viel länger getragen als dies in der vorliegenden Studie geschah. Des weiteren wurde die Studie an normal atmenden Personen im Ruhezustand gemessen. Bei körperlicher Arbeit und psychischer Anspannung wird die Atmung aktiviert, was zu einer stärkeren Rückatmung von CO2 und wiederum zu einer Erhöhung der CO2- Konzentration im Blut des OP-Personals führen könnte.

Eine Änderung der Blutgase kann Ursache eingeschränkter kognitiver Fähigkeiten sein. Van der Post beschreibt eine Zunahme der Reaktionzeiten bei Hypoxämie (64). Noble, Jones und Davis untersuchten ebenfalls die kognitive Leistung unter moderater Hypoxämie und berichten von einer Abnahme psychomotorischer Fähigkeiten, einer Steigerung der Reaktionszeit und einer insgesamt eingeschränkten kognitiven Leistungsfähigkeit (48). Fothergill untersuchte den Effekt eines erhöhten CO₂– Partialdruckes auf das Nervensystem und bewies eine Abnahme der Geschwindigkeit und der Genauigkeit beim Lösen von psychomotorischen Aufgaben (24). Es wäre denkbar, dass die gezeigten Effekte das chirurgische Ergebnis beeinflussen könnten.

Von klinischem Interesse ist auch der in der vorliegenden Studie beschriebene Unterschied in Komfortabilität der Masken. Das Ziel sollte sein, ein weitgehend störungsfreies Arbeitsfeld zu schaffen, um ein möglichst optimales chirurgisches

Ergebnis zu erreichen.

Diese Studie soll Hersteller von chirurgischen Operationsmasken aufrufen, neue Möglichkeiten zur Steigerung der Permeabilität insbesondere der Kohlendioxidpermeabilität ihrer Produkte zu finden. Dies sollte dazu führen, dass eine verminderte Akkumulation und Rückatmung von Kohlendioxid bei medizinischem Fachpersonal gewährleistet und deren subjektiver Komfort beim Verwenden der Produkte gesteigert wird.

Weiterhin sollte eine kritische Diskussion über den Einsatzbereich der OP-Masken angeregt werden, um unnötig lange Tragezeiten zu vermeiden.

5. ZUSAMMENFASSUNG

Die Akkumulation von Kohlendioxid unter chirurgischen Operationsmasken wird bei normal atmenden Personen durch die beeinträchtigte Permeabilität der Masken verursacht.

Diese Effekte wurden an zwei verschiedenen Masken und 15 gesunden, männlichen Probanden getestet. Es wurden drei verschiedene Testreihen durchgeführt, wobei eine Testreihe mit dem Maskentyp 1 (3M® OP-Maske 1810 F), eine zweite Testreihe mit Maskentyp 2 (Surgine® 4238 Antifog Gesichtsmaske) sowie eine dritte Testreihe ohne chirurgische Operationsmaske vollzogen wurde. Jeder Proband nahm an jeder Testreihe in zufälliger Reihenfolge teil. Vor dem Aufsetzen der Maske, zu acht Zeitpunkten während 30 min Tragedauer und 5 min nach Entfernen der Maske, wurden der transkutane Kohlendioxid-Partialdruck, die Atemfrequenz, die Herzfrequenz und die pulsoxymetrische Sauerstoffsättigung gemessen.

Die Akkumulation von Kohlendioxid (22,49 mmHg, STEV 2,30) unter jeder untersuchten chirurgischen Operationsmaske erhöhte den transkutan gemessenen Kohlendioxid-Partialdruck (5,60 mmHg, STEV 2,38). Eine kompensatorische Erhöhung der Atemfrequenz oder ein Abfall der Sauerstoffsättigung wurde dabei nicht nachgewiesen.

Da Hyperkapnie verschiedene Hirnfunktionen einschränken kann, soll diese Studie Hersteller von chirurgischen Operationsmasken aufrufen, Filtermaterialien mit höherer Permeabilität für Kohlendioxid zu verwenden. Dies sollte dazu führen, dass eine verminderte Akkumulation und Rückatmung von Kohlendioxid bei medizinischem Fachpersonal gewährleistet wird. Solange muss der Einsatzbereich der OP-Masken kritisch diskutiert und definiert werden, um unnötige Tragezeiten zu vermeiden.