DE60304970T2

DE60304970T2 - Anordnung für passive Gasprobenentnahme

Info

Publication number: DE60304970T2
Application number: DE60304970T
Authority: DE
Inventors: Rolf Castor; Magnus HALLBÄCK
Original assignee: Maquet Critical Care AB
Current assignee: Maquet Critical Care AB
Priority date: 2002-11-20
Filing date: 2003-11-03
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2023-11-04
Also published as: US20040093964A1; EP1421904A1; JP2004170418A; EP1421904B1; DE60304970D1; JP4288142B2; SE0203427D0; US7040183B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur passiven Gasprobeentnahme gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In Beatmungssystemen, wie z. B. Ventilatoren und Anästhesiegeräten, wird das Atemgas regelmäßig analysiert. Dies kann entweder direkt in der Hauptzuführung (mit einem so genannten Hauptstrom-Analysegerät) oder durch Ableiten einer Gasprobe an eine Messkammer (so genanntes Nebenstrom-Analysegerät) erfolgen.
Die Ableitung der Gasprobe kann aktiv mittels einer Pumpe oder dergleichen oder passiv erfolgen, beispielsweise durch Erzeugen einer Druckdifferenz zwischen dem Einlass und dem Auslass der Druckkammer. Ein Beispiel des letztgenannten ist in der US 6,450,968 beschrieben.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur passiven Gasprobeentnahme vorzusehen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine Anordnung vorzusehen, die in der Lage ist, sowohl während der Inspiration als auch während der Exspiration eine Gasprobe aus dem Atemgas zu entnehmen.
Diese Ziele werden erfindungsgemäß durch die Anordnung erreicht, wie sie oben angegeben ist, wobei diese so angepasst ist, wie dies durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben ist.
In einem Schlauchstück mit drei Verbindern, beispielsweise einem Y-Stück in einem Beatmungsgerät, treten aerodynamische Effekte auf, die Turbulenzen und Druckdifferenzen verursachen. Diese können genutzt werden, um auf passive Weise eine Gasprobe aus dem Atemgas zu entnehmen. Diese Effekte treten sowohl während der Inspiration als auch während der Exspiration auf.
Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Anordnungen werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben, in denen zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung, und
2 ein alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung.
In 1 ist eine erfindungsgemäße Anordnung 2 gezeigt. Die Anordnung 2 besteht im wesentlichen aus einem Schlauchstück (z. B. ein Y-Stück) mit einem ersten Verbinder 4 zur Aufnahme eines Inspirationsgasflusses aus einem (nicht gezeigten) Atemgerät, einem zweiten Verbinder 6 zur Abgabe eines Exspirationsgasflusses und einem dritten Verbinder 8 zur Abgabe des Inspirationsgasflusses und zur Aufnahme des Exspirationsgasflusses an bzw. aus einem (nicht gezeigten) Patienten.
Um eine Gasprobe aus dem Atemgasfluss abzuleiten und sie an den Atemgasfluss zurückzuführen, ist in der Anordnung 2 ein erster Anschluss 10 zwischen dem zweiten Verbinder 6 und dem dritten Verbinder 8 angeordnet, ein zweiter Anschluss 12 ist zwischen dem ersten Verbinder 4 und dem dritten Verbinder 8 und ein dritter Anschluss 14 ist zwischen dem ersten Verbinder 4 und dem zweiten Verbinder 6 angeordnet. Alle drei Anschlüsse 10, 12, 14 sind an eine Messkammer 16 für die Analyse der Gasprobe angeschlossen. Die Analyse der Gasprobe kann gemäß irgendeinem bekannten Analyseverfahren durchgeführt werden, z. B. optisch, elektrochemisch oder akustisch.
Die Lage der Anschlüsse 10, 12, 14 und die Ausbildung der Fließpfade in der Anordnung 2 beeinflussen grundlegend den Wirksamkeitsgrad des passiven Austausches von Gasproben in der Messkammer 16. Das Grundprinzip ist jedoch das gleiche, nämlich die Nutzung der aerodynamischen Effekte. Dies wird im folgenden beschrieben.
Während der Inspiration wird Atemgas durch die Anordnung 2 von dem ersten Verbinder 4 zu dem dritten Verbinder 8 fließen. Der erste Anschluss 10 wird im vorliegenden Kontext im wesentlichen in der Mitte des Pfades für das Atemgas liegen, während gleichzeitig eine Turbulenz einen niedrigeren Druck am zweiten Anschluss 12 erzeugen wird. Eine Gasprobe wird daher im wesentlichen durch den ersten Anschluss 10 in die Messkammer 16 fließen, gleichzeitig mit einem Fluss der früheren Gasprobe durch den zweiten Anschluss 12 aus der Messkammer 16. Die Turbulenz wird sogar zu einem schwachen Fluss in die Messkammer 16 durch den dritten Anschluss 14 führen.
Während der Exspiration wird Atemgas durch die Anordnung 2 von dem dritten Verbinder 8 zu dem zweiten Verbinder 6 fließen. Der dritte Anschluss 14 wird im vorliegenden Kontext im wesentlichen in der Mitte des Pfades für das Atemgas liegen, während zur gleichen Zeit eine Turbulenz einen niedrigeren Druck am ersten Anschluss 10 erzeugt. Eine Gasprobe wird von daher im wesentlichen durch den dritten Anschluss 14 in die Messkammer 16 fließen, gleichzeitig mit dem Fluss der früherer Gasprobe aus der Messkammer 16 durch den ersten Anschluss 10. Die Turbulenz wird sogar zu einem schwachen Fluss in die Messkammer 16 durch den zweiten Anschluss 12 führen.
Die Abstände zwischen den jeweiligen Anschlüssen 10, 12, 14 und der Messkammer 16 sowie das Volumen, das sie einnehmen, sollten unter Berücksichtigung des angewandten Analyseverfahrens so klein wie möglich sein, um den Austausch der Gasproben zu beschleunigen.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Anordnung 2' gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 2 vorgesehen.
Das alternative Ausführungsbeispiel basiert auf dem gleichen Prinzip zum passiven Gasaustausch wie das der 1, außer dass in dem alternativen Ausführungsbeispiel die Probeentnahme während der Inspiration und der Exspiration durch getrennte Anschlüsse erfolgt.
Die Anordnung 2' umfasst im vorliegenden Fall ein Schlauchstück mit einem ersten Verbinder 4' zur Aufnahme eines Inspirationsgasflusses aus einem (nicht gezeigten) Beatmungsgerät, einem zweiten Verbinder 6' zur Abgabe eines Exspirationsgasflusses und einem dritten Verbinder 8' zur Abgabe des Inspirationsgasflusses und zur Aufnahme des Exspirationsgasflusses in bzw. aus einem (nicht gezeigten) Patienten.
Um eine Gasprobe aus dem Atemgasfluss abzuleiten und sie an denselben zurückzuführen, ist in der Anordnung 2' ein erster Anschluss 10' zwischen dem zweiten Verbinder 6' und dem dritten Verbinder 8' angeordnet, ein zweiter Anschluss 12' ist zwischen dem ersten Verbinder 4' und dem dritten Verbinder 8' und ein dritter Anschluss 14' ist zwischen dem ersten Verbinder 4' und dem zweiten Verbinder 6' angeordnet und ein vierter Anschluss 18 ist zwischen dem zweiten Verbinder 6' und dem dritten Verbinder 8' angeordnet. Alle vier Anschlüsse 10', 12', 14', 18 sind an eine Messkammer 16' für die Analyse der Gasprobe angeschlossen.
Wie dies in der Figur gezeigt ist, ist die Anordnung 2' asymmetrisch und erfordert von daher, dass die Anschlüsse an den Inspirationsschlauch und den Exspirationsschlauch genau gemäß der Figur erfolgen (die Anordnung 2 der 1 ist symmetrisch und funktioniert von daher unabhängig davon, wie sie an den Inspirations- und den Exspirationsschlauch angeschlossen ist).
Während der Inspiration wird Atemgas durch die Anordnung 2' von dem ersten Verbinder 4' zu dem dritten Verbinder 8' fließen. Der erste Anschluss 10' wird im vorliegenden Kontext im wesentlichen in der Mitte des Pfades für das Atemgas liegen, während gleichzeitig eine Turbulenz einen niedrigeren Druck am zweiten Anschluss 12' erzeugen wird. Eine Gasprobe wird von daher im wesentlichen durch den ersten Anschluss 10 in die Messkammer 16' fließen, gleichzeitig mit einem Fluss der früheren Gasprobe aus der Messkammer 16' durch den zweiten Anschluss 12'.
Während der Exspiration wird Atemgas durch die Anordnung 2' von dem dritten Verbinder 8' zu dem zweiten Verbinder 6' fließen. Der dritte Anschluss 14' wird im vorliegenden Kontext im wesentlichen in der Mitte des Pfades für das Atemgas liegen, während gleichzeitig eine Turbulenz einen niedrigeren Druck am vierten Anschluss 18 erzeugen wird. Eine Gasprobe wird von daher im wesentlichen durch den dritten Anschluss 14' in die Messkammer 16' fließen, gleichzeitig mit einem Fluss der früheren Gasprobe aus der Messkammer 16' durch den vierten Anschluss 18.
Ein Vorteil bei der Anordnung 2' gemäß dem alternativen Ausführungsbeispiel liegt darin, dass es zu keiner Vermischung der Gase aus den unterschiedlichen Phasen in den jeweiligen Anschlüssen kommen wird (d.h. dass nur Inspirationsgas durch den ersten Anschluss 10' und den zweiten Anschluss 12' fließen wird, während nur Exspirationsgas durch den dritten Anschluss 14' und den vierten Anschluss 18 fließen wird).
Ein bedeutender Vorteil bei der vorliegenden Anordnung 2 liegt darin, dass man das Gas mit einem Analysegerät sowohl während der Inspiration als auch während der Exspiration messen kann.
Ein weiterer wertvoller Vorteil liegt darin, dass die Anordnung 2 den Widerstand gegenüber dem Atemgasfluss in den Fließpfaden nicht erhöhen wird, was ansonsten der Fall ist, wenn eine passive Gasprobeentnahme erwünscht ist.

Claims

In einem Beatmungssystem vorhandene Anordnung (2, 2') zur passiven Gasprobeentnahme eines Atemgases, enthaltend ein Schlauchstück mit einer Wand, die einen Raum umschließt, einen ersten Verbinder (4) zur Aufnahme eines Inspirationsgasflusses, einen zweiten Verbinder (6) zur Abgabe eines Exspirationsgasflusses und einen dritten Verbinder (8) zur Abgabe des Inspirationsgasflusses und zur Aufnahme des Exspirationsgasflusses, wobei der erste, zweite und dritte Verbinder eine erste, zweite bzw. dritte Öffnung in der Wand bilden, einen ersten Anschluss (10), der zwischen dem zweiten Verbinder (6) und dem dritten Verbinder (8) angeordnet ist, einen zweiten Anschluss (12), der zwischen dem ersten Verbinder (4) und dem dritten Verbinder (8) angeordnet ist, und einen dritten Anschluss (14), der zwischen dem ersten Verbinder (4) und dem zweiten Verbinder (6) angeordnet ist, wobei der erste, zweite und dritte Anschluss eine vierte, fünfte bzw. sechste Öffnung in der Wand bilden, dadurch gekennzeichnet, dass alle drei Anschlüsse (10, 12, 14) mit einer Messkammer (16) verbunden sind.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die entnommene Gasprobe in der Messkammer (16) mit Hilfe von optischen, elektrochemischen oder akustischen Verfahren analysiert wird.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schlauchstück derart ausgebildet ist, dass dann, wenn der Inspirationsfluss das Schlauchstück passiert, ein Fluss im wesentlichen zwischen dem ersten Anschluss (10), der Messkammer (16) und dem zweiten Anschluss (12) auftritt, und dass dann, wenn der Exspirationsfluss das Schlauchstück passiert, ein Fluss im wesentlichen zwischen dem dritten Anschluss (14), der Messkammer (16) und dem ersten Anschluss (10) auftritt.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein vierter Anschluss (18) zwischen dem zweiten Verbinder (6') und dem dritten Verbinder (8') vorgesehen ist, wobei der vierte Anschluss zudem mit der Messkammer (16') verbunden ist.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schlauchstück derart ausgebildet ist, dass dann, wenn der Inspirationsfluss das Schlauchstück passiert, ein Fluss im wesentlichen zwischen dem ersten Anschluss (10'), der Messkammer (16') und dem zweiten Anschluss (12') auftritt, und dann, wenn der Exspirationsfluss das Schlauchstück passiert, ein Fluss im wesentlichen zwischen dem dritten Anschluss (14'), der Messkammer (16') und dem vierten Anschluss (18) auftritt.