ZIEL: Heptafluorpropan ist ein inertes Gas, das bereits seit 1995 kommerziell als Treibmittel von Inhalationsaerosolen eingesetzt wird. Da es schon in niedrigen Konzentrationen detektierbar ist, könnte es sich als Tracergas zur Messung der funktionellen Residualkapazität eignen. Das Ziel der Studie war, Messungen der funktionellen Residualkapazität mittels der Heptafluorpropan- Ein-und-Auswaschmethode (0,8%) während der Beatmung kleiner, Surfactant- depletierter Lungen im Tiermodell neugeborener Ferkel zu validieren. STUDIENDESIGN: Prospektiver Labor- und Tierversuch SZENARIO: Universitäres Tierversuchslabor TIERE: Sechzehn neugeborene Ferkel (Alter < 12 Stunden, mittleres Körpergewicht 1390 g [705-4200 g]) vor und nach bronchoalveolärer Lavage VERSUCHSAUFBAU: Mittels eines an den Flowsensor des Beatmungsgerätes Dräger Babylog 8000 gekoppelten Infrarotsensors wurde die Heptafluorpropankonzentration im Gas-Ein-und Auswaschverfahren gemessen. Die Messgenauigkeit dieser Methode wurde an einem Lungenmodell mit einer festen Volumenbegrenzung im Bereich von 11 bis 35 ml getestet. Weiterhin wurde im Tierversuch der Einfluss verschiedener Beatmungsparameter auf die FRC untersucht. MESSUNGEN UND ERGEBNISSE: In den in vitro Versuchen betrug der absolute Fehler der gemessenen funktionellen Residualkapazität < 1 ml (relativer Fehler < 3 %) mit einem Variationskoeffizienten von < 4 %. Der Variationskoeffizient der konsekutiven in vivo Messungen lag nur wenig höher (< 5,1 %). Nach bronchoalveolärer Lavage sank die funktionelle Residualkapazität trotz erhöhter Beatmungsdrücke signifikant. In gesunden Lungen hatte eine Erhöhung des inspiratorischen Spitzendrucks und des positiven end-exspiratorischen Drucks nur einen leichten, nicht signifikanten Effekt auf die funktionelle Residualkapazität, in Surfactant-depletierten Lungen zeigte sich jedoch ein signifikanter Anstieg der funktionellen Residualkapazität unter einer PEEP-Erhöhung. ZUSAMMENFASSUNG: Heptafluorpropan ist ein geeignetes Gas für präzise Messungen der funktionellen Residualkapazität und erlaubt wiederholte und reproduzierbare Messungen an kleinen beatmeten Lungen, ohne die mechanische Beatmung zu beeinflussen. Die Sensitivität dieser Methode ist ausreichend hoch, um den Effekt von Veränderungen der Beatmungsparameter auf die funktionelle Residualkapazität zu zeigen.
Objective: Heptafluoropropane is an inert gas commercially used as propellant for inhalers. Since heptafluoropropane can be detected in low concentrations, it could also be used as a tracer gas to measure functional residual capacity. The aim of the present study was to validate functional residual capacity measurements by heptafluoropropane wash-in/wash-out (0.8%) during mechanical ventilation in small, surfactant-depleted lungs using a newborn piglet model. Design: Prospective laboratory and animal trial. Setting: Animal laboratory in a university setting. Subjects: Sixteen newborn piglets (age <12 hrs, median weight 1390 g [705–4200 g]) before and after surfactant depletion by lung lavage. Interventions: Heptafluoropropane was measured with an infrared mainstream sensor connected with the flow sensor of the Dräger Babylog 8000. Accuracy and precision of the measurement technique were tested in a mechanical lung model with a volume range from 11 to 35 mL. Furthermore changes of functional residual capacity were assessed in vivo by variation of ventilatory variables. Measurements and Main Results: In vitro the absolute error of functional residual capacity was <1 mL (relative errors <3%) with a coefficient of variation <4%. The coefficient of variation of consecutive in vivo measurements was only slightly higher (<5.1%). After lung lavage, the functional residual capacity decreased despite increased ventilator pressures. In healthy lungs, the increase in peak inflation pressure and positive end- expiratory pressure had only a moderate, non-significant effect on functional residual capacity, whereas in surfactant-depleted lungs an elevated PEEP increased functional residual capacity significantly. Conclusions: Heptafluoropropane is a suitable tracer gas for precise functional residual capacity measurements tested in vitro and allows for reproducible measurements in ventilated small lungs without any adverse effects on mechanical ventilation. The sensitivity of the method is sufficiently high to demonstrate the effect of changes in ventilatory settings on the functional residual capacity.
