DE19648269B4

DE19648269B4 - Ein Verfahren zum Vergasen einer Narkoseflüssigkeit und ein Vergaser

Info

Publication number: DE19648269B4
Application number: DE19648269A
Authority: DE
Inventors: Sven-Gunnar Olsson; Göran Rydgren; Anders Larsson; Tarmo Niininen
Original assignee: Maquet Critical Care AB
Current assignee: Maquet Critical Care AB
Priority date: 1995-12-21
Filing date: 1996-11-21
Publication date: 2005-02-24
Anticipated expiration: 2016-11-22
Also published as: SE9504580D0; US5918595A; DE19648269A1; SE9504580L; JPH09182795A

Abstract

Verfahren zum Vergasen einer Narkosemittelflüssigkeit, bei welchem Verfahren ein Trägergas durch einen Behälter (38) geleitet wird, der wenigstens teilweise mit Narkosemittelflüssigkeit (40) gefüllt ist, um mit vergastem Narkosemittel gesättigt zu werden und dieses zu einem Narkoseapparat mitzuführen, um, zusammen mit anderen Gaskomponenten, zu einem Atemgas gemischt zu werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergas mit einem Überdruck im Vergleich zu normalem Atmosphärendruck durch den Behälter (38) geleitet wird, der größer ist als 0,1 bar, vorzugsweise größer als 0,5 bar.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Methode zum Vergasen einer Narkoseflüssigkeit, bei der ein Trägergas durch einen zumindest teilweise mit Narkoseflüssigkeit gefüllten Behälter geleitet wird, um mit vergastem Narkosemittel gesättigt zu werden und dieses zu einem Narkoseapparat zu transportieren, wo es mit anderen Gasen gemischt wird, um ein Atemgas zu bilden.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen Vergaser gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
Die gebräuchlichste Weise, einem Patienten, der betäubt werden soll, ein Narkosemittel zu verabreichen, besteht darin, in einem Vergaser am Narkoseapparat eine bestimmte Menge Narkosemittelflüssigkeit zu vergasen und diese zusammen mit einer Gasmischung aus Sauerstoff und Lachgas (sowie gegebenenfalls Luft) dem Patienten zuzuführen. Hierzu gibt es mehrere verschiedene Typen von Vergasern. Insbesondere unterscheiden sich die verschiedenen Vergaser darin, wie die Narkosemittelflüssigkeit vergast und mit dem Gasgemisch mitgeführt wird. Der Vergaser kann auf der Niedrigdruckseite des Narkosesystems angeordnet sein, wo der Gasdruck dem Druck entspricht, dem der Patient ausgesetzt wird, d.h. etwa Atmosphärendruck, oder auf der Hochdruckseite, wo der Gasdruck höher ist als normaler Athmosphärendruck, üblicherweise zwischen 2 und 6 bar Überdruck.

In der Broschüre "Halothane Vaporizer 950/Enflurane Vaporizer 951/Isoflurane Vaporizer 952" - Operating Manuel, AG 0188 7, Siemens-Elema AB, 1988, wird eine Art von Hochdruckvergaser beschrieben. Die Narkosemittelflüssigkeit liegt in einem Behälter auf der Hochdruckseite eines Narkosesystems. Eine Leitung leitet einen relativ großen Fluß einer Gasmischung durch den Vergaser, vorbei an einem Drosselventil und weiter zu dem Narkoseapparat. Oberhalb des Drosselventils befindet sich eine Öffnung zwischen der Leitung und dem Behälter und unterhalb des Dros selventils mündet eine Düse in die Leitung. Die Düse ist an ein Rohr angeschlossen, das in die Narkoseflüssigkeit abgesenkt ist. Das Drosselventil erzeugt einen Druckabfall in der fließenden Gasmischung. Die Narkosemittelflüssigkeit wird aufgrund dieser Druckdifferenz durch die Düse in die Leitung gepreßt und durch den fließenden Atemgasfluß vergast. Die Menge der zu vergasenden Narkosemittelflüssigkeit wird durch Ändern des Drosselventils und damit der Größe des Druckabfalles geregelt. Wenn keine Narkosemittelflüssigkeit vergast werden soll, wird ein Ventil umgeschaltet und die Gasmischung an dem Vergaser vorbeigeleitet. Nachdem der Druckabfall über dem Drosselventil auch von dem absoluten Druck abhängt, muß der Vergaser für den Eingangsdruck oder das Druckintervall kalibriert werden. Eine andere Fehlerquelle, die bei dieser Art von Vergaser berücksichtigt werden muß, ist das kompressible Volumen im Behälter und die Menge Narkosemittelflüssigkeit im Behälter.

Ein Typ von Niedrigdruckvergaser ist in der EP-A-166 305 beschrieben. Darin wird eine bestimmte Menge Narkosemittelflüssigkeit einer Wärmeplatte in einer Verdampfungskammer zugeführt. Ein Gesamtfluß einer Gasmischung strömt durch den Vergaser und führt die verdampfte Narkosemittelflüssigkeit mit sich. Die Menge an Flüssigkeit, die der Verdampfungskammer zugeführt werden soll, ist daher teilweise von der Größe des Gasflusses und teilweise von der gewünschten Narkosemittelkonzentration in der Gasmischung abhängig. Nachdem das zwei Faktoren sind, die den Verlauf der Ereignisse beeinflussen, steigt das Risiko für Fehler in der Dosierung. Auch wenn solche Fehler im allgemeinen nicht so groß sind, daß sie irgendein Risiko für den Patienten darstellen, bestehen sie trotz allem. Dieser Vergasertyp ist außerdem schwer während des Betriebes auszutauschen. Eine Variante dieses Vergasertyps ist in der WO 92/19303 beschrieben.

Ein zweiter und dritter Typ von Niedrigdruckvergaser ist in der US-A-3,794,027 beschrieben. Dieser andere Typ von Vergaser besteht aus einem Behälter mit Narkosemittelflüssigkeit. Ein Docht ist teilweise in die Flüssigkeit abgesenkt. Über ein manuell umschaltbares Ventil kann Gas entweder durch den Niedrigdruckvergaser hindurchgeführt oder an diesem vorbeigeführt werden. Wenn das Gas durch den Niedrigdruckvergaser hindurchgeführt wird, passiert es den Docht, der Narkosemittelflüssigkeit aufgesaugt hat. Die Flüssigkeit im Docht wird von dem vorbeiströmenden Gasfluß verdampft und mit dem Gas dem Patienten zugeführt. Die Steuerung der Vergasung erfolgt im Prinzip derart, daß der Arzt das Ventil umschaltet, so daß während bestimmter Zeitintervalle Gas durch den Niedrigdruckvergaser geleitet wird. Die gesamte Funktion ist daher vollkommen von dem Geschick und der Erfahrenheit des Arztes abhängig.

Der dritte Typ von Niedrigdruckvergaser besteht aus einem mit Narkosemittelflüssigkeit gefüllten Behälter. An diesen wird ein Gasfluß mit relativ niedrigem Druck angeschlossen. Der Gasfluß wird so geführt, daß er durch die Narkosemittelflüssigkeit hindurchperlt. Danach wird das Gas mit dem Narkosegas zum Narkoseapparat und dem Patienten geführt. Ebenso wie für den zweiten Typ von Niedrigdruckvergaser erfolgt hier ein manuelles Vorbeileiten während bestimmter Zeitintervalle, um die Endkonzentration des Narkosemittels zu regeln.

Ein Problem, daß bei den meisten Typen von Narkosemittelvergasern vorliegt, ist die Kontrolle der Menge der vergasten Narkosemittelflüssigkeit. Nachdem es sich um Gase handelt, beeinflussen sowohl die Kompression als auch der Fluß die Endkonzentration des Narkosegases im Atemgas. Wie aus dem Obigen hervorgeht, gibt es verschieden Techniken um zu versuchen, die zu vergasende Menge Narkosemittelflüssigkeit zu steuern. Der zuletzt beschriebene Vergaser, bei dem Atemgas mit vergastem Narkosemittel gesättigt wird, hat den Vorteil, daß bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck der Partialdruck der verdampften Narkosemittelflüssigkeit genau festliegt. Diese Typen von Vergaser sind jedoch nicht ohne Probleme. Dadurch, daß sie auf unterschiedliche Art und Weise direkt an den Pati entenkreis angeschlossen sind, haben sie ein großes kompressibles Volumen, welches die Kontrolle über die Menge von Narkosemittel im System erschwert. Es ist umständlich, von einem Narkosemittel zu einem anderen zu wechseln, es besteht ein Risiko für Undichtigkeit durch den sogenannten Rückfluß und es muß auch garantiert werden, daß das durch den Vergaser geleitete Atemgas wirklich gesättigt wird.

Anstelle während bestimmter Zeitintervalle den ganzen Gasfluß durch den Niedrigdruckvergaser zu leiten, um diesen mit Narkosemittel zu sättigen, kann ein kleiner exakter Teilfluß des Gases im wesentlichen kontinuierlich durch den Niedrigdruckvergaser geleitet werden, um mit Narkosemittel gesättigt zu werden. Eine derartige Konstruktion ist in der EP-A-496 336 beschrieben.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren gemäß der Einleitung zu erzielen, das die angegebenen Probleme löst.

Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es einen Vergaser, der das Verfahren ausführen kann, anzugeben.

Ein solches Verfahren wird gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß das Trägergas mit einem Überdruck, der größer ist als 0,1 bar, durch den Behälter geleitet wird.

Das Trägergas wird also dem Vergaser unter einem für das Narkosegebiet relativ hohem Druck zugeführt. Mit anderen Worten wird die Hochdruckseite ausgenutzt. Der Gasfluß vom Vergaser, d.h. das mit Narkosemittel gesättigte Trägergas kann nach Bedarf durch ein Ventil gesteuert werden. Das hat zur Folge, daß der Vergaser im Prinzip völlig frei stehend vom Narkoseapparat plaziert werden kann und es daher einfach ist, von einem Vergaser zu einem anderen zu wechseln. Nachdem der ganze Vergaser außerhalb des Narkoseapparats angeordnet ist und nur ein begrenztes Volumen hat, wird das kompressible Volumen minimiert und das Risiko für einen Rückfluß durch den Vergaser wird dank des hohen Druckes auf der Eingangsseite und der Ventilsteuerung des Flusses vom Vergaser zu einem Niedrigdrucksystem praktisch genommen Null. Das Messen des Druckes und der Temperatur bewirken, daß die exakte Konzentration von Narkosegas berechnet werden kann.

Verbesserungen des Verfahrens gemäß der Erfindung werden dadurch erzielt, daß die Temperatur und/oder der Druck auf unterschiedliche Art und Weise geregelt werden. Zum Beispiel kann die Temperatur auf eine exakte Temperatur eingestellt werden gleichzeitig damit, daß der Überdruck variiert wird, um die Konzentration zu steuern. Der Vorteil damit ist, daß ein konstanter Fluß aus dem Vergaser entnommen und trotzdem eine Variation der Narkosemittelkonzentration erzielt werden kann.

Ein Vergaser, der das Verfahren ausführen kann, geht aus Anspruch 7 und Verbesserungen dieses Vergasers aus den Unteransprüchen zu Anspruch 7 hervor.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des Vergasers in Verbindung mit den Figuren beschrieben, wobei
1 einen an einen Patienten angeschlossenen Narkoseapparat und
2 ein Ausführungsbeispiel des Vergasers gemäß der Erfindung zeigt.
In 1 wird ein geschlossenes System mit Wiedereinatmung des ausgeatmeten Atemgases beschrieben. Ein Patient 2 ist an einen Narkoseapparat angeschlossen und erhält über einen Inspirationsschlauch 4 ein Narkosegas enthaltendes Atemgas. Das Gas wird über einen Trachealtubus 6 oder etwas entsprechendes in die Lungen des Patienten geleitet. Die Steuerung der Atmung des Patienten erfolgt über eine Atmungssteuereinheit 8, die aus einer von Hand betriebenen oder mechanischen Pumpe bestehen kann, z.B. einem sogenannten bag and bottle. Das Gas passiert während der Inspiration ein Kohlendioxidfilter 10, um das Gas von Kohlendioxid zu befreien. Während der Ausatmung wird das Ausatmungsgas vom Patienten über den Trachealtubus 6 und eine Exspirationsleitung 12 zurück zu der Atmungssteuereinheit 8 zurückgeleitet. Da ein Teil des Gases vom Patienten verbraucht wird oder aus dem System entweicht, wird frisches Atemgas über eine Frischgasleitung 14 zugeführt. Das Frischgas kommt über einen ersten Gasanschluß 16A, einen zweiten Gasanschluß 16B und einen dritten Gasanschluß 16C zu dem Narkoseapparat. Die Gase über dem ersten und zweiten Gasanschluß 16A, 16B können beispielsweise Sauerstoff und über dem dritten Gasanschluß 16C Lachgas sein. Der erste Gasanschluß 16A ist an einen Vergaser 18 angeschlossen, der auf der Hochdruckseite des Narkoseapparats angeordnet ist. Im Vergaser 18 wird eine exakte Menge von Narkosemittelflüssigkeit vergast, um mit dem Gas von dem ersten Gasanschluß 16A, das damit ein Trägergas für das verdampfte Narkosemittel darstellt, mitgeführt zu werden. Ein erstes Ventil 20 steuert den Fluß des mit vergaster Narkosemittelflüssigkeit gesättigtem Trägergas. Ein zweites Ventil 22 steuert den Gasfluß von dem zweiten Gasanschluß 16B und ein drittes Ventil 24 steuert den Fluß von dem dritten Gasanschluß 16C. Die Gase von den respektiven Gasanschlüssen 16A, 16B, 16C werden in einer Mischkammer 26 vermischt und dann über die Frischgasleitung 14 der Inspirationsleitung 4 im Patientenkreis zugeführt. Der Vergaser 18 wird von einer Steuereinheit 28 gesteuert und kontrolliert. Die Steuereinheit 28 steuert auch die Ventile 30, 22, 24.
In 2 wird der Vergaser 18 detaillierter dargestellt. Der Vergaser 18 enthält eine Druckkammer 30, die in einen unteren Druckkammerteil 30A und einen oberen Druckkammerteil 30B eingeteilt ist. Die Druckkammerteile 30A, 30B sind gasdicht miteinander verbunden. Zwischen den Druckkammerteilen 30A, 30B ist eine Druckausgleichsöffnung vorgesehen. Durch einen Vergasereingang 32 wird das Trägergas von dem ersten Gasanschluß 16A in den oberen Druckkammerteil 30B geleitet. Ein Rückschlagventil (nicht dargestellt) kann zweckmäßigerweise am Vergaserein gang 32 angeordnet sein, um zu verhindern, daß verdampfte Narkosemittelflüssigkeit in den Gasanschluß 16A gelangt.
Das Trägergas von dem Gasanschluß 16 wird dann über einen Einlaß 36 in einen Behälter 38 geleitet, der teilweise mit einer Narkosemittelflüssigkeit 40 gefüllt ist. Der Behälter 38 kann zweckmäßigerweise aus einem Glaskolben und der untere Druckkammerteil 30A aus einem durchsichtigen Material bestehen. Die Narkosemittelmenge kann dann visuell überwacht werden.
Das Trägergas perlt durch die Narkosemittelflüssigkeit 40 und wird dadurch mit vergastem Narkosemittel gesättigt. Über einen Auslaß 42 kann das mit Narkosemittel gesättigte Trägergas weiter zu einem Ventil 20 (in der 1) geleitet werden. ein Druckmesser 44 ist in dem oberen Druckkammerteil 30B angeordnet, um den Druck darin zu bestimmen. Der Druckmesser 44 überführt ein Druckmeßsignal über eine erste Signalleitung 46 an die Steuereinheit 28. Auf entsprechende Art und Weise ist ein Temperaturmesser 48 in der Narkosemittelflüssigkeit 40 angeordnet, um deren Temperatur zu messen. Der Temperaturmesser 48 überführt ein Temperaturmeßsignal über eine zweite Signalleitung 50 an die Steuereinheit 28. Ausgehend von dem gemessenen Druck und der gemessenen Temperatur kann der Partialdruck der vergasten Narkosemittelflüssigkeit berechnet und dadurch der exakte Narkosegasinhalt im Trägergas bestimmt werden.
Der Druckmesser 44 kann alternativ an oder in dem ersten Ventil 20 auf der Hochdruckseite angeordnet werden.
Um die Konzentration steuern zu können, oder besser gesagt den Partialdruck des Narkosemittels im Vergaser, ist ein Druckregulator 52 am Einlaß 32 angeordnet, um den Eingangsdruck in dem oberen Druckkammerteil 30B zu regeln. Der Druckregulator 52 wird über eine dritte Signalleitung 54 von der Steuereinheit 28 gesteuert. Ein passender Konzentrationswert für Narkosegas in dem Atemgas, das dem Patienten zugeführt wird, wird von einem Arzt eingestellt und die Steuereinheit berechnet davon ausgehend einen passenden Sollwert für den Gasdruck im Behälter 38. Der Druckregulator wird dann über die Steuereinheit 28 solange verändert, bis ein dem berechneten Sollwert entsprechender Gasdruck von dem Druckmesser 44 gemessen wird.
In entsprechender Art und Weise kann die Temperatur in der Narkosemittelflüssigkeit 40 gesteuert werden. Jede spezifische Narkosemittelflüssigkeit sollte auf eine für die Flüssigkeit spezifische und konstante Temperatur eingestellt werden. Ein Temperaturregulator 56 ist in der Narkosemittelflüssigkeit 40 angeordnet und wird von der Steuereinheit 28 über eine vierte Signalleitung 58 gesteuert. Auf gleiche Art und Weise wie für den Druck kann also auch ein Sollwert für die Temperatur eingestellt und dann von der Steuereinheit 28 über den Temperaturregulator 56 solange gesteuert werden, bis der Temperaturmesser 48 die gewünschte Temperatur mißt.
Es ist auch möglich, den Druck auf ein konstantes Niveau einzustellen und dann die Temperatur zu variieren, um den Partialdruck des Narkosegases und damit die Konzentration zu variieren.
Nachdem das Ventil 20 einen genauen Trägergasfluß mit Narkosegas regeln kann, besteht auch eine dritte Möglichkeit, die Konzentration zu steuern. Wenn Druck und Temperatur auf spezifische, konstante Werte geregelt werden, kann die Konzentration in der endgültigen Gasmischung dadurch gesteuert werden, daß über die Ventile 20, 22, 24 der Anteil an Trägergas in der gesamten Gasmischung gesteuert wird.
Wenn Druck und Temperatur variieren können, kann das mit Hilfe der Ventile 20, 22, 24 kompensiert werden. Eine Voraussetzung dafür ist, daß die Variationen gemessen werden.
Kombinationen dieser Steuerungsarten mit Steuerung mehrerer variabler ist natürlich möglich, aber in den meisten Fällen wird die Steuerung sicherer und genauer, wenn nur ein Parameter variiert wird.
Um das Auffüllen des Behälters 38 mit neuer Narkosemittelflüssigkeit zu erleichtern, ist ein Auffüllrohr 60 und ein Entlüftungsrohr 62 am Behälter angeordnet. Nachdem der Behälter unter Druck steht, sind die Rohre 60, 62 mit einem ersten Ventil 64 am Behälter 38 und einem zweiten Ventil 66 auf der Außenseite der Druckkammer 30A, 30B versehen. die Ventile 64, 66 arbeiten hierbei beim Auffüllen von Narkosemittelflüssigkeit wie eine Schleuse.

Claims

Verfahren zum Vergasen einer Narkosemittelflüssigkeit, bei welchem Verfahren ein Trägergas durch einen Behälter (38) geleitet wird, der wenigstens teilweise mit Narkosemittelflüssigkeit (40) gefüllt ist, um mit vergastem Narkosemittel gesättigt zu werden und dieses zu einem Narkoseapparat mitzuführen, um, zusammen mit anderen Gaskomponenten, zu einem Atemgas gemischt zu werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergas mit einem Überdruck im Vergleich zu normalem Atmosphärendruck durch den Behälter (38) geleitet wird, der größer ist als 0,1 bar, vorzugsweise größer als 0,5 bar.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Behälter (38) gemessen wird, daß die Temperatur im Behälter (38) oder in der Narkosemittelflüssigkeit (40) gemessen wird und daß die Konzentration des vergasten Narkosemittels im Trägergas aus dem gemessenen Druck und der gemessenen Temperatur berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergas mit einem Überdruck zwischen 2 und 6.5 bar durch den Behälter (38) geleitet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur auf eine vorbestimmte konstante Temperatur geregelt wird und daß der Überdruck, mit dem das Trägergas zugeführt wird, variiert wird, um die Konzentration des vergasten Narkosemittels zu steuern.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluß des Trägergases, gesättigt mit vergastem Narkosemittel, vom Behälter (38) zum Narkoseapparat gesteuert wird, um eine vorgegebene Endkonzentration von Narkosemittel im Atemgas zu erhalten.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergas perlend durch die Narkosemittelflüssigkeit (40) geleitet wird.
Vergaser (18), vorgesehen zum Anordnen auf der Hochdruckseite eines Narkosesystems, mit einem Behälter (38) für Narkosemittelflüssigkeit (40), einem Einlaß (36) für ein Trägergas und einen Auslaß (42) für mit vergastem Narkosemittel gesättigtes Trägergas, gekennzeichnet durch eine Druckkammer (30, 30A, 30B), die wenigstens teilweise den Behälter (38) umschließt und an den Einlaß (36) angeschlossen ist, wobei die Druckkammer (30, 30A, 30B) an eine das Trägergas enthaltende Hochdruckquelle (16) anschließbar ist, einen Druckmesser (44) zum Messen des Druckes in der Druckkammer (30B) oder dem Behälter (38), einen Temperaturmesser (48) zum Messen der Temperatur im Behälter (38) und/oder in der Narkosemittelflüssigkeit (40) sowie eine Steuereinheit (28), die in Abhängigkeit von dem gemessenen Druck und der gemessenen Temperatur die Konzentration des vergasten Narkosemittels im Trägergas am Auslaß (42) berechnet.
Vergaser nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Druckregulator (52) zum Regeln des Druckes in der Druckkammer (30) oder dem Behälter (38).
Vergaser nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Temperaturregulator (56) zum Regeln der Temperatur im Behälter (38) oder der Narkosemittelflüssigkeit (40).
Vergaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen an den Behälter (38) über ein erstes Ventil (64) und an die Umgebung über ein zweites Ventil (66) angeschlossenen Auffüllanschluß.