DE3116951A1 - Vorrichtung zur beimischung fluessiger narkosemittel in das dem patienten zuzufuehrende atemgas - Google Patents
Vorrichtung zur beimischung fluessiger narkosemittel in das dem patienten zuzufuehrende atemgasInfo
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Description
Drägerwerk Aktiengesel 1 se h elf t
Moislinger Allee 53-55, 2400 _L ü b e c k
Vorrichtung zur Beimischung flüssiger Narkosemittel, in das dem Patienten zuzuführende
Atemgas
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beimischung flüssiger Narkosemittel in das dem Patienten zuzuführende
Atemgas, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
in Geräten der Medizintechnik, bei denen irgendein Versagen
zu lebensbedrohenden Umständen für den Patienten führen kann, ist es selbstverständlich, daß Bauteile
oder deren Anordnungen von anderen unabhängig funktionierenden Bauteilen überwacht werden oder Verknüpfungen vorhanden
sind, die bei Differenzen zwischen Ist- und Sollwert Signale geben. Mit dem Signal werden visuelle oder
auditive Alarme ausgelöst und/äfler automatische Abhilfemaßnahmen,
wie z.B. das Umschalten auf Reservebaugruppen, eingeleitet. Die folgende bekannte Vorrichtung besitzt
derartige Kontrollmöglichkeiten nicht.
Indieser bekannten Vorrichtung zur Beimischung flüssiger Narkosemittel in das dem Patienten zuzuführende Atemgas
ist in der Atemgaszuführung zum Patienten eine ftemgasabmeßvorrichtung
angeordnet und sind eine oder ehrere Einspritzpumpen für die Narkosemittel angeschlossen.
Sie besteht weiterhin aus einem oder mehreren Zylindern mit in ihrer Tauchtiefe einstellbaren Tauchkolben, in
denen die Narkosemittelzufuhr endet. Dip Tauchtiefe ist
gesteuert über Hebel von der dem Patienten zuströmenden Atemgasmenge abhängig. Das durch das Eintauchen der
Tauchkolben aus den Zylindern verdrängte Narkosemittel wird in den Atemgasstrom eingeführt bzw. eingespritzt.
Die Hebelsteuerung kann durch einen in einem Zylinder beweglichen Doppelkolben erfolgen, der wechselseitig
von dem dem Patienten zuströmenden Atemgas bewegt wird. Diese bekannte Vorrichtung wird von dem Druck des Atemgases
betrieben. Neben dem bereits vorne deutlich gemachten entscheidenden Nachteil der fehlenden Kontrollmöglichkeiten
ist darüberhinaus zu beachten, daß die , sich möglicherweise an den Atemgasdoppelkolben und in
dem Hebelsystem ändernden Reibungskräfte überwunden werden müssen. Dadurch ändert sich dann die Atemgasmenge
pro Hub und damit die Narkosemittelkonzentration, diese ist also reibungsabhängig. Die trocken laufenden
Zylinderabdichtungen sind starkem Verschleiß unterworfen. (DE-PS 12 71 902)
Der Erfindung liegt die Aufgabe nach einer Vorrichtung zur Beimischung flüssiger Narkosemittel in das dem
Patienten zuzuführende Atemgas zugrunde, die in einer einfachen und funktionierenden Anordnung die Forderungen
nach einer sicheren Überwachung durch das Personal und/oder einer automatischen Einleitung von Abhilfen
erfüllt.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben
sich aus den übrigen Ansprüchen.
— 5 —
Die gefundene Anordnung bietet die Möglichkeit der
Kontrolle sowohl der Flüssigkeit, also hier des Narkosemittels, als auch des Gases, hier des Atemgases. In einer 1. Meßstellung a) zur Überwachung des Narkosemittelflusses wird festgestellt, ob der Istwert der zur Verdunstung der Flüssigkeit aufgenommenen
Wärme mit dem Sollwert übereinstimmt. Wenn nein, also beim Aufleuchten der entsprechenden Warnlampe, liegt entweder ein Versagen der Pumpe - sie fördert das
Kontrolle sowohl der Flüssigkeit, also hier des Narkosemittels, als auch des Gases, hier des Atemgases. In einer 1. Meßstellung a) zur Überwachung des Narkosemittelflusses wird festgestellt, ob der Istwert der zur Verdunstung der Flüssigkeit aufgenommenen
Wärme mit dem Sollwert übereinstimmt. Wenn nein, also beim Aufleuchten der entsprechenden Warnlampe, liegt entweder ein Versagen der Pumpe - sie fördert das
Sollvolumen nicht - vor; oder aber die Bedienungsperson hat keine Narkosemittelflüssigkeit nachgefüllt.
In der 2. Meßstellung b) wird die Abkühlung des Gas-Dampfgemisches mit einem Sollwert verglichen. Wenn
keine Übereinstimmung vorliegt, auch hier leuchtet
keine Übereinstimmung vorliegt, auch hier leuchtet
die entsprechende Warnlampe auf, so stimmt die Narkosemittelkonzentration,
d.h. die Konzentration des verdunsteten Narkosemittels im Atemgas, nicht. Dies kann bei eingehaltenem Sollwert a) entweder auf Abweichungen
des Atemgasflusses, z.B. durch Versagen
des Atemgasventils, beruhen, oder aber es fließt ein Gas falscher spezifischer Wärme, also ein falsches Gas.
Die Vorrichtung nach der Erfindung zeigt sich als eine einfache, sichere und trotzdem aussagekräftige Einrichtung.
Das gefundene Meßprinzip läßt sich außerdem allgemein dort verwenden, wo verdunstende Flüssigkeiter definiert
einem Gasstrom zugemischt werden sollen. Es
seien hier beispielsweise die Zumischung verdunstender Kraftstoffe zu der Zuluft von Otto-Motoren oder die Einstellung einer vorgesehenen relativen Feuchte in Raum- oder Atemluft erwähnt.
seien hier beispielsweise die Zumischung verdunstender Kraftstoffe zu der Zuluft von Otto-Motoren oder die Einstellung einer vorgesehenen relativen Feuchte in Raum- oder Atemluft erwähnt.
Die zum Temperaturausgleich zwischen der Flüssigkeit und dem Gasstrom erforderliche Wärmemenge ist durchweg
klein gegenüber der zur Verdunstung erforderlichen Wärmemenge. Für Anwendungsfälle mit geringeren Genauigkeitsanforderungen
kann deshalb zur konstruktiven Vereinfachung auf den Temperaturausgleich und die
dazu vorgesehene gemeinsame Zuführung mit Wärmetauscher
verzichtet werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Ausführungen der Erfindung sind im Beispiel beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 eine Vorrichtung zur Überwachung a) des Narkosemittelflusses und
b) des Atemgasflusses,
Fig. 2 eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung der Narkosemittelkonzentration.
Ein wärmeisolierendes Gehäuse 1 enthält im Innern eine Meßkammer 2, an die ein Einlaß 3 und ein Auslaß
4 angeschlossen sind. Im Einlaß 3 sind ein elektrisch gesteuertes Atemgasventil 5 und ein Einlaßtemperaturfühler
6, im Auslaß 4 ein Auslaßtemperaturfühler 7 angeordnet. Die Wand der Meßkammer 2 enthält
als Heizung 8 ein elektrisches Heizelement mit den Zuleitungen 9,10.
In dem Einlaß 3 endet eine Zuführungsleitung 11 für ein flüssiges Narkosemittel 12. Sie führt aus einem
Narkosemittelbehälter 13 über eine von einem Motor 14 angetriebene Dosierpumpe 15 bis etwa in die tangentiale
Einführung des Einlasses 3 in die Meßkammer 2. Vor dem
Einlaßtemperaturfühler 6 besitzt sie einen Wärmeaustauscher 16 in Form von Rohrschlangen,
Das Atemgas wird am Einlaß 3 zugeführt und tritt von dort aus dann tangential in die Meßkammer 2 ein. In
der sich ausbildenden zyklonartigen Strömung verdunstet das durch die Zuführungsleitung 11 zugeführte
flüssige Narkosemittel 12 und mischt sich dabei gleichmäßig mit dem Atemgas. Durch den Wärmeaus-
^O tauscher 16 angeglichen, besitzen das Atemgas und
das flüssige Narkosemittel 12 vor Eintritt in die Meßkammer 2 die gleiche Temperatur, die durch den Einlaßtemperaturfühler
6 gemessen wird. Der Auslaßtemperaturfühler 7 mißt die Temperatur des austretenden
Narkosemittel - Atemgas - Gemisches. Die Temperaturfühler 6,7 sind Widerstandsfühler und Bestandteile
einer Brückenschaltung 17, deren Ausgangssignal über einen Verstärker 18 einmal an eine Steuer- und Auswerteschaltung
19 und zum anderen an einen Verstärker
20 geführt ist. Der Ausgang 21 des Verstärkers ist über einen von der Steuer- und Auswerteschaltung
gesteuerten Schalter 22 mit der Heizung 8 verbunden. Ein Leistungsmesser 23 ist mit seinen Eingängen
mit den Zuleitungen 9,10 der Heizung 8 und mit seinem Ausgang mit der Steuer- und Auswerteschaltung 19
verbunden.
Die Steuer- und Auswerteschaltung 19 besitzt ^i
Sollwerteingabeeinstellung für den Narkosemittelfluß
und eine Sollwerteingabeeinstellung für den Atemgasfluß. Ihr Steuerausgang 24 ist mit dem Atemgasventil 5
und ihr Steuerausgang 25 mit dem Motor Ii der Dosierpumpe
15 verbunden. Sie besitzt ferner eine Warn-
— 8 —
lampe 32 für den Narkosemittelfluß und eine Warnlampe
26 für den Atemgasfluß. Durch periodische Umschaltung nimmt die Steuer- und Auswerteschaltung 19
mehrere Kontrollen vor:
a) Zur Überwachung des Narkosemittelflusses wird der
Schalter 22 geschlossen und damit die Heizung 8 geregelt betrieben, bis sich an den Temperaturfühlern
6,7 die Temperaturdifferenz "Null" und damit am Verstärker 20 die Spannungsdifferenz "Null" ergibt.
In diesem Zustand deckt die zugeführte Heizleistung gerade die Verdunstungswärme der pro Zeiteinheit
zugeführten Narkosemittelmenge. Eine Beeinflussung von außen ist durch die Wärmeisolierung
des Gehäuses 1 ausgeschaltet. Die Messung ist unabhängig vom Atemgas, da dessen Menge, Zusammensetzung
und Temperatur im Einlaß 3 und am Auslaß 4 gleich sind. Die benötigte Heizleistung ist ein
Maß für den Narkosemittelfluß. Sie wird mit dem Leistungsmesser 23 festgestellt und in der Steuer-
und Auswerteschaltung 19 mit dem eingestellten Sollwert verglichen. Bei einer Abweichung leuchtet die
Warnlampe 32 auf.
b) Zur Überwachung des Atemgasflusses wird der Schalter
22 durch die Steuer- und Auswerteschaltung 19 geöffnet, die Heizung 8 ist damit ausgeschaltet. Das
Signal des Verstärkers 18 ist nun der auftretenden Temperaturdifferenz an den Temperaturfühlern 6,7
proportional,die von dem Verhältnis zwischen verdunstetem Narkosemittel und Atemgas, also der Konzentration,
abhängt. Das Signal des Verstärkers 18 ist daher ein Maß für die Konzentration des verdunsteten
Narkosemittels im Atemgas. Der Quotient Narkosemittelfluß
: Narkosemittelkonzentration bildet ein Maß für den Atemgasdurchfluß.
— 9 —
In der Steuer- und Auswerteschaltung 19 wird dieser Quotient gebildet und mit dem eingestellten
Sollwert für den Atemgasfluß verglichen. Bei einer Abweichung leuchtet die Warnlampe 26 auf.
Der ausgelöste Alarm kann dazu benutzt werden, die Einstellung der Sollwerte nachzuführen. Dabei
bleibt die Anzeige der Warnlampen 26,32 bestehen, um auf den aufgetretenen Fehler hinzuweisen.
Die Schaltung nach Fig. 2 ist eine Abwandlung, die eine Aufrechterhaltung der Narkosemittelkonzentration bei
wechselndem Atemgasfluß durch automatische Regelung des Narkosemittelflusses sichert. Hier wird das der Narkosemittelkonzentration
entsprechende Ausgangssignal des Verstärkers 18 dem Eingang 27 eines Verstärkers
zugeführt, dessen anderem Eingang 29 über einen Sollwerteinsteller 30 für die gewünschte Narkosemittelkonzentration
ein Sollwert zugeführt wird. Der Ausgang des Verstärkers 28 steuert über eine Steuerleitung
den Motor 14 der Dosierpumpe 15 und erhält dadurch die eingestellte Narkosemittelkonzentration aufrecht.
Claims (8)
- £§tentansprächeVorrichtung zur Beimischung flüssiger Narkosemittel in das dem Patienten zuzuführende Atemgas mit Einrichtungen zur geregelten Zuführung des Atemgases sowie des Narkosemittels, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch eine Heizung (8) beheizbare Meßkammer (2) in einem wärmeisolierenden Gehäuse (1) mit einem Einlaß (3) für das Atemgas, in dem en>rie mit einem Wärmeaustauscher (16) ausgerüstete Zuführungsleitung (11) für das Narkose-IQ mittel (12) angeordnet ist, sowie mit einem Auslaß (4) für das Atemgas plus dem verdunsteten Narkosemittel (12) ausgebildet ist, wobei der Einlaß (3) vor dem Eintritt in die Meßkammer (2) einen Einlaßtemperaturfühler (6) und der Auslaß (4) hinter der Meßkammer (2) einen Auslaßtemperaturfühler (7), deren Meßwerte über entsprechende Schaltungen einer Steuer- und Auswerteschaltung (19) zugeführt werden, besitzen und mit der Steuer- und Auswerteschaltung (19) über periodische Schaltungen eines Schalters (22) mit Beheizung der Narkosemittelfluß, ohne Beheizung die Narkosemittelkonzentration im Atemgas und als Quotient Narkosemittelfluß : Narkosemittelkonzentration der Atemgasfluß überwacht werden.
- 2. Vorrichtung zur Beimischung flüssiger Narkosemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeicJ net, daß der Einlaß (3) mit einem elektrisch ge teuerten Atemgasventil (5) versehen ist.
- 3. Vorrichtung zur Beimischung flüssiger Narkosemittel nach Anspruch 2, dadurch gekem -^chnet, daß der Einlaß (3) tangential an die Meßkammer (2) angeschlossen ist.
- 4. Vorrichtung zur Beimischung flüssiger Narkosemittel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuführungsleitung (11) eine über die Steuer- und Auswerteschaltung (19) gesteuerte, durch einen Motor (14) angetriebene Dosierpumpe (15) angeordnet ist.
- 5. Vorrichtung zur Beimischung flüssiger Narkosemittel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung (8) in der zylindrischen Wand der Meßkammer (2) angeordnet ist.
- 6. Vorrichtung zur Beimischung flüssiger Narkosemittel nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher (16) in der Zuführungsleitung (11) aus Rohrschlangen gebildet ist.
- 7. Vorrichtung zur Beimischung flüssiger Narkosemittel nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Auswerteschaltung (19) mit Steuereinrichtungen und Warnlampen (26,32) ausgerüstet ist.
- 8. Vorrichtung zur Beimischung flüssiger Narkosemittel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte der Temperaturfühler (6,7) über die entsprechenden Schaltungen einem Verstärker (28) , dem ein Sollwerteinsteller (30) angeschlossen ist, zugeführt werden und dieser über eine Steuerleitung (31) mit dem Motor (14) der Dosierpumpe (15) verbunden ist.
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