DE2158701A1

DE2158701A1 - Regelvorrichtung fuer narkosemittelverdunster

Info

Publication number: DE2158701A1
Application number: DE19712158701
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Dr Junginger; Wlater Sturm
Original assignee: Original Hanau Quarzlampen GmbH
Current assignee: Original Hanau Quarzlampen GmbH
Priority date: 1971-11-26
Filing date: 1971-11-26
Publication date: 1973-05-30
Also published as: FR2161110A1

Description

PATENTANWALT DIPL-INQ. JOACHIM STRASSE

HANAU · RdMERSTR. 1» · POSTFACH 793 · TEL.S0803 · TELEQRAMME: HANAUPATtNT ■ TELEX:

ORIGIMAL HANAU 25. November 1971

Quarzlampen GmbH Zo/Ad - 1293

64 5 Hanau a.M.

Rege I vomichtung für NarkosemitteIverdunstor

UIe vorliegende Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung für einen 'la rkosem! tte I vordunster zur genauen !Dosierung des im Frischgasstrom abgegebenen Narkosemittels, wobei ein Narkosemi ttuI-Meßgerät zur Bestimmung der NarkosemitteI-Konzentration vorgesehen ist.

Nach dem heutigen Stand der Markosetechnik worden Narkosomit to I , wie beispielsweise Halothan und Fluothano, in st'indig größerem Umfang bei operativen Eingriffen verwendet. Der menschliche Organismus kann bei ontsprochender Zufuhr aus dem NarkosemittoI verdünnter rasch und viel MarkosomItteI auf

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nehmen, wodurch unter Umständen der Patient in unerwünschte Narkosetiefen gelangt.

Bei einem bekannten Verdunster zur Dosierung von Halothan teilt sich das dem Verdunster zugefüh rte Gas in eine die Verdunsturkammer passierende und eine über die BypaPIeitung fließen· de Menge. In der Verdunsterkammor wird das hindurchströmende Gas mit Ha I othandamp f gesättigt und dann wieder mit dem By ρ aß'-strom vereint. Die Teilung des Gasstromes erfolgt durch die Strömungswiderstände einer Bypaßdrossel und einer von Hand geregelten Drossel. 'Während der Ausatmungsphase füllt der Druck in der von dem Verdunster wegführenden Leitung, wodurch auch der Druck in der zum Verdunster führenden Leitung und in der Vordunsterkammür absinkt. Jas mit Halothan gesättigte Gas in der Verdunsterkammer dehnt sich daher aus und vorläßt zum Großteil die Verdunsterkammor in Einströmrichtung, urn sich mit dem ankommenden Frischgas zu mischen, üiuse Mischung passiert dio Üypaßdrosse I und erhöht unkontrolliert, und zwar je nach den unterschiedlichen Konzentrationen des Frischgases, die eingestellte HaIothankonzontration.

Zur Stabilisierung der abgegebenen HaIothankonzontratI on, auch bei künstlicher Beatmung mit positiven und negativen Druck, ist ein Verdunstor mit eingebautem Üruckkornponsator bekannt. -Dieser ist in Form eines langen Rohres zwischen dar'Frischgasleitung und der Verdunsterkammer angeordnet. Sobald der Druck in der vom Verdunster wegführenden Leitung fällt, sinkt auch der Druck in der Verdunsterkammer, wodurch der Abfluß aus den Verdunster erleichtert wird, da das mit lialothan gesättigte Gas sich ausdehnt. Die größere Toi Imenge des Gases fströmt rückwärts aus der Verdunsterkammer aus und gelangt in das Kompensationsrohr, das so lang gewählt ist, daß b i r, zum Lndo der Ausatmungsphaso kein Ha I othan-gosn'tt I g tos Oa: bis in die Bypaßloitung strömen kann. Somit fließt durch dio riyp.ibdrosso I nur Frischgas ohne zusätzliches Halothan, so düß die eingestallte Konzentration auch während dor Jruckbuatmung konstant bloiot.

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Jie bekannten Ha Iothan-Verdunster haben den Nachteil, daß die einmal eingestellte (Ia I othankonzentrat i on während der künstlichen Beatmung mit positivem und negativem Druck nicht mehr überprüft wird und somit keine Machregelung bei eventuellen Abweichungen von dem eingestellten Wert stattfindet. Da die Aufnahme von Halothan in ein überströmendes Gas von den physikalischen Konstanten dieses Gases abiningt, können bei einer Änderung der Konzentrationszusammonsetzung der für die Narkose verwendeten Mischung von Frischgasen, wie beispielsweise Sauerstoff und Lachgas, Abweichungen bis zu 30 £ von dem eingestollton HaIothan-Konzentrat ionswert auftreten. Dies bedeutet, λ daß boi einer gewählten Einstellung der HaIothan-Konzentration durch Veränderung des Mischungsverhältnisses des Frischgasantei Is eine beträchtliche Einwirkung auf die HaIothan-Dampfkonzentration auftritt, die auch nicht durch den eingebauten Druckkomponsator bei dem bekannten Verdunster ausgeglichen worden kann, so daß eine konstante .HaIothan-Konzentration nicht immer gewährleistet ist.

Ls ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Regelvorrichtung zum exakten Dosieren der abgegebenen NarkosemitteI Konzentration zu schaffen, bei der die Abgabe des Narkosemittels in das Frischgas von einem NarkosemitteI-Meßgerät laufend überwacht und geregelt wi rd. . "(J

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Regelvorrichtung aus einer die Aufnahme von NarkosemittoI η in den Fr Ischgasstron im oder zum NarkosemitteI-Verdunster einstollenden Rege Imechanik in einer BypaßIeitung zur Frischgasleitung besteht, wobei Verstel !signale, die aus den Steuersignalen des NarkosemitteI-Meßgeräts und einem Sollwert einer ReferenzspannungsqueI Ie gebildet sind, die Rege Imechanik betätigen. Das NarkosemittoI-Meßgerät liefert ein dem gemessenen HaIothan-Konzentrationswert proportionales Steuersignal, welches im Referenzvorstärkor mit einem von der Referenzspannungsquelle kommenden Referenzsignal verglichen wird,

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das der eingestellten NarkosemitteI-Konzentrat I on entspricht. Das Steuersignal stellt somit den Istwert und das Referenzsignal den Sollwert dar. Treten zwischen diesen beiden Werten Abweichungen auf, so wird die Differenz der beiden Signale elektronisch gebildet und verstärkt der Rege Imechanik des NarkosemitteI verdunsters -zügeleitot. Entsprechend dem Vorzeichen des Referenzsignals bewirkt die RegoImechanIk eine Vergrößerung oder Absenkung der in das Frischgas übertretenden NarkosemItteI menge und somit eine Regelung der eingestellten NarkosemItteI-Konzentrat I on.

Bei der Regelvorrichtung des NarkosemitteI-Verdunsters umschließt, vorzugsweise eine Magnetspule einen oberhalb des Narkosemitte I s-Verdunsters angeordneten Meta I I körper,. der mit seiner Oberseite, an einer Feder aufgehängt ist und an seiner Unterseite einen in das Narkosemittel im Verdunster eintauchenden keramischen Docht trägt, wobal Stellsignale von dem Referonzverstärker in die Magnetspule eingespeist werden, die 'zusammen mit dem Metallkörper die Rege Imechanik bildet. Entsprechend dem Vorzeichen und der Größe des Differenzsignals, gebildet aus Steuer- und Referenzsignal, wird der MetalIköi— per mehr oder weniger stark verstellt und der keramische D'ocht in bezug auf die NarkosemitteI-FIUssigkeIt im Verdunster verschoben. Wodurch die Menge des verdunstenden Narkosemittels gerege 11 wIrd.

Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht die.Rege Imechanik aus einem Stellmotor, der über ein Stirnrad ein Schneckenrad antreibt, das mit einer Schnecke eines Venti I stoße Iantriebs des Venti Is 'kämmt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Ventilstößelstangc des Ventils mit einem horizontalen Bimetall verbunden, welches eine Heizwicklung umgibt, die S te I IsIgna I e des Referenz verstä rkers aufheizen, wobei die Venti I stoße I stange mit dom Bimotall und der Heizwicklung die Rogo I rnoch an i k des Ventils

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b!Idet.

Die RefQrenzspannungsqueI Ie gibt zwockmäßigerweise eine in Prozenten des NarkosenittoIgehaIts einstellbare Referenzspan nung ab.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

FIg. 1 In schematicher Darstellung eine Rege I vorrl cn- ™

tung mit keramischem Docht für einen Narkosemi tteI verdunster,

Fig. 2 eine schematisch dargestellte Ausführungsform

der Regelvorrichtung mit Stellmotor und Schnekken rad, und

Fig. 3 eine Regelvorrichtung mit Bimetall und Heizwicklung".

In den Zuleitungen 10 und 12- werden an den Durchströmungsmessern 14 und 16 des Narkosegerätes die Komponenten des Gas- | gemisches, we Iches be Ispiο IsweI se aus Sauerstoff und Lachgas besteht, eingestellt und vereint einem NarkosemitteI-Verdunster 18 zugeführt. Vor dem Verdunster 18 wird der Gasstrom aufgeteilt und strömt .einerseits durch eine Bypaßleitung In den Verdunster 18 und andererseits durch eine Frischgasleitung 15 um den Verdunster 18 herum. Die durch den Verdunstor 18 geleitete Frischgasmenge wird mit dem in der Verdunsterkammer befindlichen Narkosemittel, wie beispielsweise Halothan oder Fluothan, gesättigt und hinter dem Verdunster 18 mit der an der Verdunsterkammer vorbei strömenden Gasmenge wieder vereint. Die aus dem Verdunster 18 austretende Gasmengo weist die eingestellte NarkosemitteI-Konzentrat I on auf. Eine Rege ImechanIk 19 aus einem Rege I vent I I körper 52,

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der an der Oberseite an einer Feder 50 aufgehängt ist und aus einer Magnetspule 48, die den Rege I venti I körper 52 umschließt, ist für die Regelung der NarkosemitteI konzentration vorgesehen. Der Rege IventiI körper 52 ist über eine Leitung 32 mit einem Referenzverstärker 30 verbunden. Jede Erregung der Magnetspule 48 durch ein Stellsignal des Referenzverstärkers 30 bewirkt eine Verschiebung des Rege I ventil körpers 52 und damit eine Veränderung der in der Verdunstorkammer des Verdunstors 18 in den Gasstrom übertretenden Narkosemi tteI menge. Hierzu Ist an der Unterseite des Meta I I körpers 52 ein in das Narkosemittel eintauchender keramischer Docht 3 befestigt. Das Narkosemittel in flüssiger Form befindet sich üblicherweise in elnem KupferbIock der Verdunsterkammer und verdampft an der Oberfläche des Dochtes 3, an dem das Frischgas vorbeiströmt. Jede Bewegung dos Metaffkörpers 52 wird direkt auf den Docht 3 übertragen, so daß dieser mehr oder weniger weit aus dem flüssigen Narkosemittel frerausragt. Dadurch wird die Verdampfungsfläche des Dochtes 3 vergrößert bzw. verkleinert und die Menge des in das Frischgas übertretenden Narkosemittels geregelt. Das mit dom Narkosemittel versetzte Frischgas gelangt in einer von dem Verdunster 18 wegführenden Leitung 28 in den Pat IentonkreisI auf. Von der Leitung 28 zweigt eine Leitung 24 ab, die das aus dem Verdunstor 18 austretende Gas zur Messung der NarkosemittoI-Konzentration einem NarkosemitteI-Meßgerät 22 zuführt, in dem die Messung der NarkosemitteI-Konzentration Im UV-WeM en Iängenbereich erfolgt, wobei die Verfälschung der Konzentrationsmessung durch die im Narkosegas vorhandenen Bestandteile, wie beispielsweise Kohlendloxyd, Sauerstoff, Lachgas, Stickstoff und- Kassel— dampf,ausgeschaItet wird. Das Meßgerät 22 liefert ein der Konzentration des Narkosemittels proportionales Steuersignal, welches dem Referenzverstärker 30 zugeleitet wird. Das Steuersignal stellt den Istwert der Konzentrationsmessung dar. Dem Referenzverstärker 30 wird des weiteren von einer regelbaren Referenzspannungsquelle 26 ein Referenzsignal eingespeist, welches dem Sollwert der NarkosemitteI-Konzentration entspricht. DIo beiden Signale werden in dem Referenzverstär-

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ker 30 verglichen, akkumuliert und das erhaltene Signal verstärkt und über die Leitung 32 der Rege ImechanΓk 19 zugeführt.

Die Mechanik besteht bei einer weiteren Ausführungsform aus einem Stellmotor 34, der ein Stirnrad 36 antreibt, das mit einem Schneckenrad 38 kämmt. Ein Venti I stoße Iantrieb 40 eines Rege Iventils 20, das vor dem Verdunster 18 in der Sypaßleitung 17 angeordnet ist, weist eine Schnecke 54 auf, die mit dem Schneckenrad 38 im Eingriff steht. Der VentiI stoße I antrieb 40 wird durch den Stellmotor 34 über die Räder 36, 38 so lange betätigt, bis die gemessene NarkosemitteI-Konzen- Λ tration dem eingestellten Wert entspricht. Sobald dieser Zustand erreicht ist, stimmen das Steuei— und das Referenzsignal im Verstärker 30 überein, so daß ein Stellslgnal In die Rege Imechanik 19 eingespeist wird, bis eine weitere Abweichung der Konzentration von dem Sollwert eintritt. Bei einer anderen AusfUh rungs form der Regelvorrichtung ist die Regelmechanik 19 gleichfalls Γη der Bypaßleitung 17 vor dem Verdunster 18 angeordnet. Eine Vent (I stoße I stange 46 des Ventils 20 Ist mit einem horizontalen Bimetall 44 verbunden. Eine Heizwicklung 42 umgibt das Bimetall 44 und wird über die Leitung 32 durch das Stell signal des Referenzverstärkers 30 aufgeheizt. Das Stellsignal wird In der gleichen Weise erhalten wie schon voranstehend beschrieben wurde. Durch das Aufheizen der Heizwicklung 4.2 kommt es In bekannter Weise zu einer Verformung des Bimetalls 44, wodurch eine entsprechende Verstellung dos Ventils 20 eintritt und eine änderung der Konzentration dos Narkosemittels erfolgt. Diese Änderung der Konzentration wird Im NarkosemitteI-Meßgerät 22 registriert, dem Referenzverstärker 30 ein entsprechend neues Steuersignal zugeleitet und ein Stellsignal gebildet, welches in der schon beschriebenen Weise auf die Regelmechanik 19 einwirkt.

Der Aufbau des Referenzverstärkers 30 und der ReferenzspannungsquelIo 26 sind bekannt und bedürfen keiner näheren Er-Iάuterung.

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Mit der vorliegenden Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß eine weitgehende Konstanthaltung der NarkosemitteI-Konzentration durch eine fortlaufende Überwachung und Regelung des NarkosemitteI verbrauchs erreicht wird, so daß die Verdunsteranordnung durch den optimalen NarkosemitteI verbrauch im Betrieb besonders wirtschaftlich arbeitet. Wegen der fortlaufenden Nachregelung bei Abweichungen von der eingestellten Narkosemittel-Konzentration sind jeweils nur geringe Nachstellungen notwendig, so daß die einmal eingestellte Narkosemittel-Konzentration mit großer Genauigkeit eingehalten werden kann, wobei die Konzentration auch bei ständigem Druckwechsel, wie er beispieIsweI se bei künstlicher Beatmung angewandt wird, und bei lang dauernder Narkose konstant bleibt.

Ansprüche :

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Claims

- 9 Ansprüche

(V/ Regelvorrichtung für einen NarkosemitteI-Verdunster zur genauen Dosierung des im Frischgasstrom abgegebenen.Narkosemi tteIs, wobei ein NarkosemitteI-Meßgerät zur Bestimmung der NarkosemitteI-Konzentration vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daßdle Regelvorrichtung aus einer die Aufnahme von Narkosemitte I η i η den Frischgasstrom im oder zum NarkosemitteI-Verdunster (18) einstellenden Rege I mochan I k (19) in einer By- (| paßleltung (17) zur Frischgasleitung (15) besteht, wobei Verste I I s i gna Ie, die aus den Steuers! gna ton- des Narkosemi tteI-Meßgeräts (22) und einem Sollwert einer Referenzspannungsquelle (26) gebildet sind, dIe Rege Imechanik (19) betätigen. .
2. Regelvorrichtung für einen NarkosemitteI-Verdunster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Magnetspule (48) einen oberhalb des NarkosemitteI Verdunsters (18) angeordneten Metallkörper (52) umschIießt, der mit seiner Oberseite an einer Feder (50) aufgehängt ist und an seiner Unterseite einen in das Narkosemittel

Im Verdunster (18) eintauchenden keramischen Docht (3) -

trägt, wobei Stellslgnale von dem Referenzverstärker (30) In. die Magnotspule (48) eingespeist werden, die zusammen mit dem Metallkörper (52) die Regelmechanik (19) bildet.
3. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß· die Rege ImechanIk (19) aus _; einem Stellmotor (34), der über ein Stirnrad (36) ein Schneckenrad (38) antreibt, das mit einer Schnecke (54) eines Ventl I stoßelantrIebs (40) des Ventils (20) kämmt, besteht.

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4. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, da durch g e k e η η ζ e Ichnet, daß eine Venti I stoße I stange (46) des Ventils (20) mit einem horizontalen Bimetall C44) verbunden ist, welches eine HeίzwickIung (42) umgibt, die Stollsignale dos Referonzverstärkers (30) aufheizen, wobei die VentiI stoße Istango (46) mit dem Bimetall (44} und der Heizwicklung (42) die Rege Imechanik (19) des ¥entl Is (20) biIdet.
5. · Regelvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis.4, "dadurch

gekennzeichnet, daß die Ref erenzspanrtuiigsquolle (26) eine in Prozenten des NarkosomitteIgehaJts einstellbare Referenzspannung abgibt.

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