DE3810745A1 - Gasverhaeltnisregelvorrichtung fuer narkosegeraete - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasverhältnisregelvorrich­ tung für Narkosegeräte, bei der das Verhältnis des Durch­ flusses von Sauerstoff und Narkosegas in Abhängigkeit von den einstellbaren Konzentrationswerten von Sauerstoff und Narkosegas durch eine Steuerschaltung über ein Regel­ ventil derart geregelt wird, daß in dem zugeführten Frischgas ein vorgegebener Verhältniswert des Sauer­ stoffanteils nicht unterschritten wird.

Zur Bedienungsvereinfachung und zur Verringerung von Fehlbedienungsmöglichkeiten sind Narkosegeräte mit so­ genannten "Sauerstoff-Verhältnis-Reglern" ausgerüstet. Diese Regler erzwingen eine Reduzierung des Narkosegas­ durchflusses, wenn die Sauerstoffkonzentration einen bestimmten unteren Wert erreicht hat, und zwar in der Weise, daß dieser Sauerstoffwert nicht unterschritten werden kann.

Eine solche Gasverhältnisregelvorrichtung kann beispiels­ weise gemäß der DE-OS 33 10 858 dadurch erreicht werden, daß eine mechanische Kupplung der Bedienungselemente für die Einstellventile von Sauerstoff und Narkosegas derart vorgesehen ist, daß das Narkosegas/Sauerstoff­ verhältnis unabhängig von der gewählten Einstellung festgelegt ist. Die vorbekannte Gasverhältnisregel­ vorrichtung weist außerdem in der Sauerstofführungs­ leitung eine Bypassleitung auf, mit der das Sauerstoff­ einstellventil überbrückt werden kann, so daß der Sauer­ stoffanteil in dem dem Patienten zugeführten Frischgas unabhängig von der Zwangskupplung des Sauerstoffein­ stellventils mit dem Narkosegaseinstellventil erhöht werden kann.

Eine andere Ausbildung einer Gasverhältnisregelvorrich­ tung für Narkosegeräte ist in der europäischen Patent­ schrift 00 39 932 dargestellt. Dabei wird ein Narkosegas in einer Narkosegasführungsleitung geführt, welche einen Druckminderer und ein Proportionalventil enthält, das dem Narkosegaseinstellventil vorgeschaltet ist. Das do­ sierte Narkosegas fließt über einen Meßwiderstand und eine Durchflußmeßröhre für die Anzeige der Dosierung zu einem gemeinsamen Frischgasausgang. Der Sauerstoff wird über eine Sauerstofführungsleitung zu diesem Frischgas­ ausgang geführt, welche ebenfalls einen Druckminderer und ein Einstellventil sowie einen Meßwiderstand und eine Durchflußmeßröhre enthält. Durch die Gasflüsse entstehen an den Meßwiderständen Staudrucke, welche einem Stellelement zugeführt werden, das nach der Differenz der beiden Staudrucke das Proportionalventil in der Narkosegasführungsleitung so steuert, daß der Narkosegasfluß im Verhältnis zum Sauerstofffluß einen bestimmten Wert nicht überschreiten kann. Damit wird für den Patienten sichergestellt, daß das zugeführte Frischgas zumindest einen bestimmten Verhältniswert der Sauer­ stoffkonzentration, beispielsweise 25 Vol%, enthält.

Typische Dosierbereiche für solche Gasverhältnisregel­ vorrichtungen liegen zwischen 3 bis 30 l/min Frischgas­ fluß. Schwierigkeiten können jedoch dann auftreten, wenn kleine Durchflußmengen festgelegt werden müssen, weil die dabei auftretenden kleinen Staudrucke keine sichere Steuerung des Proportionalventils ermöglichen. Es muß daher mit geeigneten Mitteln sichergestellt werden, daß unterhalb eines kleinsten Einstellwertes für den Sauerstoffdurchfluß von ca. 1 l/min der Nar­ kosegasdurchfluß über das Proportionalventil ganz gesperrt wird, d.h. daß die Sauerstoffkonzentration im Frischgas auf 100 Vol% ansteigt.

Bei Narkoseformen mit sehr kleinen Frischgasflüssen ergeben sich somit Einstellschwierig­ keiten, wenn in bestimmten Phasen der Narkose eine Dosierung der Gase in einer geringen Menge, die dem Verbrauch durch den Patienten, zusätzlichen Verlusten durch Leckage sowie einem gewissen Sicherheitszuschlag entsprechen soll, verlangt wird. In praktisch ausge­ führten Narkosegeräten wird hierbei die Gesamtfrisch­ gasmenge auf Werte bis zu 0,5 l/min reduziert. Diese Narkoseformen mit kleinsten Frischgasflüssen ermög­ lichen keine Anwendung der vorbekannten Sauerstoffver­ hältnisregler, weil diese nicht genügend sicher gere­ gelt werden können.

Während bei einem Frischgasfluß von etwa 1 l/min die einfache Spülzeit des Narkosegassystems mit ca. 5 Minu­ ten relativ lang ist und damit ausreichend Zeit für das Erkennen und Korrigieren von Fehleinstellungen zur Verfügung steht, steigt das Gefährdungspotential bei höheren Frischgasflüssen entsprechend an und kann dann nicht mehr toleriert werden.

Es besteht daher die Aufgabe, die eingangs beschriebenen Gasverhältnisregelvorrichtungen für Narkosegeräte so auszubilden, daß die Sicherheitsfunktion bei einstell­ baren geringen Narkosegasanteilen und bei höheren Frischgasflüssen dauernd aufrechterhalten werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung wird erfindungs­ gemäß dadurch erreicht, daß das in der Narkosegasfüh­ rungsleitung liegende Regelventil durch eine Bypass­ leitung überbrückbar ist, welche eine Drosselstelle ent­ hält. Damit läßt sich auch bei kleinen Sauerstoffflüssen von 1 l/min und weniger, bei denen das Regelventil bereits ganz gesperrt ist, das Narkosegas in medizinisch rele­ vanten Größenordnungen nach Bedarf dosieren. Im Falle einer Fehlbedienung, d.h. bei geschlossenem Sauerstoff­ einstellventil dauert es wegen der Wirkung der Drossel­ stelle mehrere Minuten, bis ein den Patienten gefähr­ dender Zustand eintreten könnte. Dieser Zustand wird jedoch durch die vorgeschriebene Sauerstoffkonzentra­ tionsüberwachung im zugeführten Frischgas rechtzeitig erkannt und läßt sich somit ohne Gefährdung des Patien­ ten beseitigen. Die Größe der Drosselstelle in der By­ passleitung ist daher so zu bemessen, daß auch bei ei­ ner Fehlbedienung, d.h. bei geschlossenem Sauerstoffein­ stellventil eine hinreichende Zeit zur Verfügung steht, innerhalb der ein für den Patienten gefährlicher Zustand erkannt werden kann. Im allgemeinen reicht hierzu eine Zeitspanne von etwa 5 Minuten aus.

Oberhalb eines Frischgasflusses von ca. 2 l/min. ergeben sich keine Einschränkungen der Sicherheitsfunktion in der vorbekannten Gasverhältnisregelung. Die Einschaltung und Ausschaltung der Bypassführung erfolgt zweckmäßig durch ein handbetätigbares Umschaltventil. Ist die Anwendung einer Narkoseform mit geringstmöglichen Frischgasflüssen nicht vorgesehen, kann die Funktion des Bypasses mit Hilfe des Umschaltventils abgeschaltet werden.

Ein zusätzlicher Vorteil kann gegebenenfalls dadurch er­ reicht werden, daß in der Bypassleitung ein Druckschal­ ter vorgesehen ist, welcher ein Signalelement zur Abgabe eines Warnsignals bei Funktion der Bypassführung steuert. Dieses Warnsignal kann optisch und/oder akustisch aus­ gebildet sein. Es zeigt der Bedienungsperson an, daß die Bypassführung des Narkosegases eingeschaltet ist und daß somit erhöhte Sorgfalt für die Überwachung der ausreichen­ den Sauerstoffbeimischung bei kleinsten Frischgasflüssen angewendet werden muß.

In weiterer Ausbildung der Erfindung kann es zweckmäßig sein, in der Bypassleitung ein Rückschlagventil derart anzuordnen, daß bei unterbrochener Bypassführung und zur Atmosphäre geöffneter Bypassleitung die Verbindung mit der Narkosegasführungsleitung abgesperrt wird. Dieses Rückschlagventil sorgt dafür, daß bei der Ent­ lüftung der Leitung über das Umschaltventil zur Rück­ setzung der Signalelemente nicht kontinuierlich Narkose­ gas austritt.

Eine zweckmäßige Ausführungsform der Gasverhältnisre­ gelvorrichtung kann so aufgebaut sein, daß in einen Frischgasausgang eine Narkosegasführungsleitung und eine Sauerstofführungsleitung münden, welche jeweils in Reihenschaltung einen Druckminderer, ein Feineinstell­ ventil, einen Meßwiderstand und eine Durchflußmeßröhre enthalten, wobei der vor den Meßwiderständen abgegriffe­ ne Differenzdruck einem Proportional-Regelelement zuge­ führt werden, welches ein zwischen Druckminderer und Feineinstellventil in der Narkosegasführungsleitung ein­ geschaltetes Regelventil steuert und daß das Regelven­ til mit einer Bypassleitung überbrückt ist, welche die Drosselstelle und das Rückschlagventil sowie das Um­ schaltventil enthält, das in seiner einen Schaltstellung den Bypass über das Regelventil aufhebt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Schaltungs­ schemas näher erläutert.

Eine Narkosegasführungsleitung 1 und eine Sauerstoff­ führungsleitung 2 vereinigen sich gemeinsam in einem Frischgasausgang 3. Die Narkosegasführungsleitung 1 enthält einen Druckminderer 4, ein Narkosegasfeinein­ stellventil 5, einen Meßwiderstand 6 sowie eine Durch­ flußmeßröhre 7. In gleicher Weise sind in der Sauer­ stofführungsleitung 2 ein Druckminderer 8, ein Sauer­ stoffeineinstellventil 9, ein Meßwiderstand 10 und eine Durchflußmeßröhre 11 vorgesehen.

In der Narkosegasführungsleitung 1 liegt zwischen dem Druckminderer 4 und dem Narkosegasfeineinstellventil 5 ein Proportionalregelventil 12, das über ein auf den Differenzdruck vor den Meßwiderständen 6 und 10 an­ sprechendes Stellelement 13 gesteuert wird.

Das Proportionalregelventil 12 in der Narkosegasfüh­ rungsleitung 1 ist durch eine Bypassleitung 14 über­ brückbar, welche eine Drosselstelle 15 und ein feder­ belastetes Rückschlagventil 16 enthält. Der Anschluß der Bypassleitung 14 zur Überbrückung des Proportional­ regelventil 12 erfolgt durch ein handbetätigbares Um­ schaltventil 17, welches in der Zeichnung in Öffnungs­ stellung, d.h. bei ausgeschalteter Bypassführung dar­ gestellt ist. An der Bypassleitung 14 ist ferner über einen Druckschalter 20 ein optisches Signalelement 18 angeschlossen, welches den Schaltzustand des Umschalt­ ventils 17, und zwar die eingeschaltete Bypassfunktion anzeigt.

Claims (6)

1. Gasverhältnisregelvorrichtung für Narkosegeräte, bei der das Verhältnis des Durchflusses von Sauerstoff und Narkosegas in Abhängigkeit von den einstellbaren Konzentrationswerten von Sauerstoff und Narkosegas durch eine Steuerschaltung über ein Regelventil derart geregelt wird, daß in dem zugeführten Frischgas ein vorgege­ bener Verhältniswert des Sauerstoffanteils nicht unterschritten wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das in der Narkosegasführungs­ leitung (1) liegende Regelventil (12) durch eine Bypassleitung (14) überbrückbar ist, welche eine Drosselstelle (15) enthält.

2. Gasverhältnisregelvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Bypassleitung (14) ein handbetätigbares Umschaltven­ til (17) enthält, welches die Bypassführung des Nar­ kosegases um das Regelventil (12) aufhebt.

3. Gasverhältnisregelvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Bypassleitung (14) ein Druckschalter (20) vorgesehen ist, welcher ein Signalelement (18) zur Abgabe eines Warnsignals bei Funktion der Bypassführung steuert.

4. Gasverhältnisregelvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Bypassleitung (14) ein Rückschlagventil (16) derart angeordnet ist, daß bei unterbrochener Bypass­ führung und zur Atmosphäre geöffneter Bypassleitung (14) die Verbindung mit der Narkosegasführungsleitung (1) abgesperrt wird.

5. Gasverhältnisregelvorrichtung nach Anspruch 4, da­ durch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (16) federbelastet ausgebildet ist.

6. Gasverhältnisregelvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß in einen Frischgasausgang (3) eine Narkosegasführungsleitung (1) und eine Sauerstofführungsleitung (2) münden, welche jeweils in Reihenschaltung einen Druckminderer (4, 8), ein Feineinstellventil (5, 9) , einen Meßwiderstand (6, 10) und eine Durchflußmeßröhre (7, 11) enthalten, wobei der vor den Meßwiderständen (6, 10) abgegriffene Differenzdruck einem Proportionalregelelement (13) zugeführt werden, welches ein zwischen Druckminderer (4) und Feinein­ stellventil (5) in der Narkosegasführungsleitung (1) eingeschaltetes Regelventil (12) steuert, und daß das Regelventil (12) mit einer Bypassleitung (14) über­ brückt ist, welche die Drosselstelle (15) und das Rückschlagventil (16) sowie das Umschaltventil (17) enthält, welches in seiner einen Schaltstellung den Bypass über das Regelventil (12) aufhebt.