Kapnometrie im Luftrettungsdienst - Experimentelle Untersuchungen zur Genauigkeit von drei CO₂-Analysatoren in der Unterdruckkammer

Zusammenfassung

Ziel der Studie: An Bord von Flugzeugen treten im Vergleich zur Erdoberfläche wesentlich stärkere Veränderungen des Luftdrucks (pB) auf. Da die CO₂-Messung von pB-Alternationen beeinflußt wird, stellt sich die Frage, ob unter diesen Bedingungen noch exakte Ergebnisse geliefert werden. Ziel der Untersuchung war es, drei ausgewählte CO₂-Analysatoren in einer Unterdruckkammer flugtypischen pB-Veränderungen auszusetzen und dabei ihre Meßgenauigkeit zu Überprüfen.

Methode: Getestet wurden der Normocap CD 200 (Datex), der 5250 RGM (Ohmeda) und der Capnodig (Dräger). Die Präzision wurde unter Verwendung von Prüfgasen mit definierten CGyKonzentrationen Überprüft. Die bei Prüfgaszufuhr von den Monitoren in mmHg und vol % angezeigten CGyWerte wurden mit den entsprechenden Sollwerten verglichen und die Abweichungen dF (vol %) und dP (mmHg) gebildet. Während der ersten Flugsimulation (Profil I) änderte sich die Druckhöhe mit 500 ft/min. Messungen wurden in Bodenhöhe, in 4000, 6000 und 8000 ft Druckhöhe und anschließend wieder in Bodenhöhe durchgeführt. Die Kapnometer waren dabei kontinuierlich in Betrieb. Während einer zweiten Simulation (Profil II) wurden die Geräte nach Erreichen der Druckhöhe 8000 ft ausgeschaltet und anschließend neu gestartet.

Ergebnisse: Während der Simulation nach Profil I traten mit steigenden Druckhöhen beim Capnodig Zunahmen von dF, beim CD 200 Zunahmen von dF und dP auf (dF und dP in 8000 ft bei Prüfgas mit 5,0vol % CO₂: -0,9vol % und 1,0 mmHG [Capnodig], bzw. -0.3vol % und +6 mmHg [CD 200]. Der 5250 RGM zeigte nach dem Verlassen des Bodenniveaus keine numerischen Werte mehr an. Profil II: nach Neustart in 8000 ft zeigten der 5250 RGM und der CD 200 mit ausreichender Präzision an. Unmittelbar nach Wiedererreichen des Bodendrucks lieferte der CD 200 keine numerischen Werte, der 5250 RGM wies ein dP von - 6,5 mmHg auf (Prüfgas mit 5 vol % CO₂). Die Ergebnisse weisen darauf hin, daß an Bord von Luftfahrzeugen die Angaben von CO₂-Analysatoren nicht bedenkenlos Übernommen werden dürfen. Nur eines der 3 Geräte ist in der Lage, kontinuierlich exakte Ergebnisse zu liefern.

Schlußfolgerung: Offensichtlich sind die Kompensationseinrichtungen, mit denen Kapnometer zum Ausgleich wetterbedingter pB-Schwankungen ausgestattet sind, nicht ohne weiteres dafür geeignet, auch schnelle, ausgeprägte pB-Veränderungen zu verarbeiten. Es empfiehlt sich daher, vor dem Einsatz eines Analysators im Ambulanzflugdienst dessen Meßcharakteristik im Flug unter Verwendung eines Prüfgases und Berücksichtigung des Kabinendrucks (Cockpitanzeige) zumindest grob zu Überprüfen.

Summary

Aim of the study: The atmospheric pressure (pB) changes are much more prominently in an airplane than on the ground. Since CO₂ measurements are influenced by pB changes we must ask whether accurate results are at all possible under such conditions. In our study we aimed at exposing three selected CO₂ analysers to flight-specific pB changes in a hypobaric chamber while determining their accuracy and precision during such changes.

Methods: We tested Normocap CD 200 (Datex); 5250 RGM (Ohmeda) and Capnodig (Drager). Precision was tested by means of test gases having defined CO₂ concentrations. The CO₂ values showing up on the monitors in mmHg and vol % were compared with the relevant set values and the deviations dF (vol %) and dP (mmHg) determined. During the first flight simulation (profile I) the pressure value changed with 500 ft/min. Measurements were performed at ground level, at 4000, 6000 and 8000 ft pressure levels and again at ground level, the capnometers running continously all the time. During a second simulation (profile II) the instruments were switched off after the 8000 ft pressure level had been attained and were then restarted.

Results: During simulation according to profile I, Capnodig showed dF increases with increasing pressure levels, whereas with CD 200 both dF and dP increased (dF and dP at 8000 ft with test gas containing 5.0 % CO₂: -0.9vol % and + 1.0 mmHg [Capnodig] or -0.3vol % and +6 mmHg [CD 200], respectively). 5250 RGM failed to indicate any numeric values after leaving the ground level. Profile II: after restarting at 8000 ft both 5250 RGM and CD 200 gave readings of satisfactory precision. Directly after the ground level pressure had been reattained, CD 200 did not yield any numeric values, whereas 5250 RGM had a dP of -6.5 mmHg (test gas with 5vol % CO₂). The results show that CO₂ values indicated by such instruments should not be accepted indiscriminately. Only one of the 3 instruments tested by us was capable of long-term reproducibility.

Conclusion: It appears that the compensating mechanisms with which capnometers are provided to balance out weather-conditioned pB variations are not directly capable of coping with rapid and pronounced pB changes. Hence, it is recommended to at least roughly test the flight characteristics of an analyser by means of a test gas and by taking the cockpit pressure into consideration before using the instrument within the framework of air rescue service flights.