Innovative Beatmung seit mehr als 50 Jahren
50 Jahre Servo Beatmungsgeräte – lernen Sie einen der Pioniere kennen
Die Entwicklung des ersten Servo Beatmungsgeräts vor etwas mehr als 50 Jahren ist ein herausragendes Beispiel dafür, wie die Neugier und Hartnäckigkeit des Menschen den Weg für lebensrettende Innovationen ebnen kann. Lernen Sie den emeritierten Professor Björn Jonson kennen, einen der Pioniere, der Ende der 1960er-Jahre das weltweit erste durchflussgesteuerte Beatmungsgerät in Schweden entwickelte.
„Das Servo Beatmungsgerät wurde Realität, weil sich meine Wege mit visionären Mentoren, einem genialen Kliniker und einem starken Industriepartner mit hochklassigen Ingenieuren kreuzten. Für mich fühlt sich alles, was seitdem passiert ist, nach wie vor ein wenig unwirklich an“, sagt Professor Jonson.
In den frühen 1960er-Jahren waren laute und sperrige Beatmungsgeräte der Stand der Technik, um Patienten mit dem nötigen Tidalvolumen und der richtigen Atemfrequenz zu versorgen. Allerdings fehlte es diesen Geräten an Präzision und ihre Bedienung war kompliziert. Für den Patienten waren sie laut und unangenehm.
1964 kehrte ein junger und ehrgeiziger Facharzt für Physiologe namens Björn Jonson von einem kurzen Austausch in den USA nach Schweden zurück. Einer seiner Mentoren, der außerordentliche Professor Sven Ingelstedt, sagte: „Beatmungsgeräte sind druck- oder volumengesteuert. Sie sollten aber durchflussgesteuert sein! Es ist jedoch nicht möglich, den Durchfluss, den Flow, zu regeln.“
Björn Jonson stellte ihm die folgende Frage: „Wenn ich es schaffe, den Durchfluss zu steuern, können wir dann ein solches Beatmungsgerät bauen?“ Ingelstedt antwortete sofort: „Aber natürlich.“
Jonson begann, neue Fähigkeiten zu erlernen, wie z. B. das Drehen und die Glasverarbeitung. Die benötigten Maschinen wurden von der Universität, an der er arbeitete, gekauft und in die Kammer des Hausmeisters gebracht.
„Die Putzfrau seufzte, aber da wir damals keine eigenen Werkstatträume hatten, war sie so freundlich, darüber hinwegzusehen“, erinnert sich Jonson.
Durchbruch mit einer Glasspritze und den ersten Patenten
In der Behelfswerkstatt wurde eine Plexiglaskonstruktion als Gehäuse für den Durchflussregler gebaut, was der erste bahnbrechende Schritt im Innovationsprozess war.
„Die ersten Versuche scheiterten an der Reibung oder an Leckagen zwischen beweglichen Teilen. Frustriert habe ich eine Injektionsspritze aus Glas aufgeschraubt. Der Kolben drehte sich scheinbar reibungsfrei im Zylinder und es gab absolut keine Leckagen“, erklärt Jonson.
Das Projekt wurde mit einem hohen Maß an experimenteller Freiheit und in einem Umfeld fortgesetzt, das die institutsübergreifende Teamarbeit förderte. Sven-Gunnar Olsson, ein ehrgeiziger Elektroingenieur, war ebenfalls an dem Projekt beteiligt. 1967 beantragte Björn Jonson Patente für einen Durchflussregler und ein durchflussgesteuertes Beatmungsgerät.
Industriepartner
„Am Tag nach der Antragstellung stellten Sven-Gunnar Olsson und ich unser Beatmungsgerät den Führungskräften unseres Industriepartners vor. Innerhalb einer Woche wurde ein Vertrag zur Weiterentwicklung unterzeichnet. Dr. Lars Nordström, ein brillanter Anästhesist in Lund, war an dieser Arbeit beteiligt. Ebenso wie ein herausragendes Team von Ingenieuren in Solna. Zwei Jahre später hatten wir ein Beatmungsgerät mit fast allen Funktionen des Industrieprodukts, das demnächst vorgestellt werden sollte“, erinnert sich Jonson.
1968 erkannten Björn Jonson und Sven-Gunnar Olsson, dass eine vollständig elektronische Durchflusssteuerung erforderlich war. Erneut sagten führende Experten, dass dies nicht möglich sei. Es gab keine geeigneten Durchflusssensoren und -regler. „Und dennoch haben wir es geschafft“, sagt Professor Jonson.
Das „Gehirn“ des Beatmungsgeräts basierte auf modernster Elektronik, damals noch analog. Im einzigartigen Servo Control System wurde das Durchfluss-Signal analysiert und hundertmal pro Atemzug an die elektronischen Ventile zurückgemeldet. Dies ermöglichte eine große Flexibilität bei den Betriebs- und Beatmungsmodi.
Die „Muskeln“ bestanden aus nur vier beweglichen Teilen und ein einfaches System leitete die Gase zum Patienten und von ihm weg. Das System konnte in nur einer Minute und ohne Werkzeug auseinander- oder zusammengebaut werden, war leicht zu reinigen und zu desinfizieren.
„Ab Juni 1970 wurden fünf Servo Beatmungsgeräte getestet. Ich habe eines davon selbst bei einigen kritischen Fällen verwendet. Einer dieser Fälle war ein Baby, das ohne Herzschlag zur Welt gekommen war. Im Zuge eines dramatischen Wiederbelebungsversuchs wurde das kleine Mädchen das erste Neugeborene, das mit einem Servo Beatmungsgerät behandelt wurde“, erinnert sich Björn Jonson.
Das kleine, benutzerfreundliche Beatmungsgerät ermöglichte es, die Beatmung mit nie dagewesener Präzision und Flexibilität einzustellen. Der fast geräuschlose Betrieb des Beatmungsgeräts und die vom Patienten getriggerten Atemzüge waren wichtige Schritte für erhöhten Patientenkomfort.
Revolution in der Intensivmedizin
„Das Servo Beatmungsgerät 900 hat wesentlich zur Weiterentwicklung der Intensivmedizin beigetragen. Die physiologische Überwachung und Diagnostik, ein Eckpfeiler dieser medizinischen Disziplin, wurde mit unserem Beatmungsgerät erstmals überhaupt möglich. Die Durchfluss- und Druckmesser wurden bald durch einen Kapnographen und die Entwicklung der volumetrischen Kapnographie ergänzt“, erklärt Jonson.
Das kleine, leise und effiziente elektronische Beatmungsgerät mit seinem einzigartigen Servo Steuersystem für die Gaszufuhr ermöglichte es dem medizinischen Personal, Volumen und Atemfrequenzen an die Bedürfnisse des jeweiligen Patienten anzupassen. Zum ersten Mal konnte der Beatmungszyklus angepasst werden, um den bestmöglichen Gasaustausch zu gewährleisten, während die Alarmsysteme die Patientensicherheit sicherstellten.
Das erste kommerzielle PEEP-Ventil, das verwendet wurde, um am Ende des Atemzyklus den Druck in den unteren Atemwegen aufrechtzuerhalten, bot eine grundlegende Verbesserung der Beatmung von Erwachsenen und Kleinkindern.
Das Servo Beatmungsgerät 900 legte im Grunde den Standard für alle modernen Beatmungsgeräte fest und viele seiner Systemprinzipien kommen nach wie vor bei den aktuellen Servo Beatmungsgeräten zum Einsatz.