DE69825403T2 - DOSING DEVICE OF A SPECIAL GAS FOR A VENTILATION SYSTEM - Google Patents
DOSING DEVICE OF A SPECIAL GAS FOR A VENTILATION SYSTEM Download PDFInfo
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Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND THE INVENTION
Bei einer Respiratorbehandlung wird ein Patient an einen Respirator angeschlossen, der den Patienten beim Atmen unterstützt. Der Respirator umfasst üblicherweise eine Einrichtung zum Mischen und Bilden eines Atmungsgases, das ein vorbestimmtes Verhältnis eines oder mehrerer Gase aufweist, wobei die mit Druck beaufschlagten Quellen dafür mit dem Respirator verbunden sind. Das Gasgemisch muss eine ausreichende Menge an Sauerstoff enthalten. Aus diesem Grund ist eines der Gase immer O2 oder alternativ dazu, bei den am stärksten vereinfachten Gasquellenvorrichtungen, Luft. Das andere Gas bzw. die anderen Gase, das bzw. die mit O2 gemischt werden soll bzw. sollen, umfasst bzw. umfassen üblicherweise Luft, N2O und manchmal auch He oder Xe.In a respirator treatment, a patient is connected to a respirator that helps the patient to breathe. The respirator typically includes means for mixing and forming a respiratory gas having a predetermined ratio of one or more gases, the pressurized sources thereof being connected to the respirator. The gas mixture must contain a sufficient amount of oxygen. For this reason, one of the gases is always O 2, or alternatively, in the most simplified gas source devices, air. The other gas (s ) to be mixed with O 2 typically comprises air, N 2 O, and sometimes He or Xe.
Um die Mischfunktion durchzuführen, weist jeder der Gasflusswege eine Regulierungseinrichtung auf, üblicherweise ein Ventil, um den Gasfluss zu regeln. Im aktuellen Stand der Technik werden diese Regulierungseinrichtungen durch eine Mikroprozessorsteuereinheit gemäß den Informationen getrieben, die die Steuereinheit von diversen Druck-, Fluss- und/oder Positionssensoren erhält, um vorbestimmte Steuerparameterwerte zu regeln.Around to perform the mixing function, Each of the gas flow paths has a regulating device, usually a valve to regulate the gas flow. In the current state of the art These regulation devices are controlled by a microprocessor control unit driven according to the information, the control unit of various pressure, flow and / or position sensors gets to control predetermined control parameter values.
Die Steuerparameter umfassen eine Mehrzahl verschiedener Kriterien, die das Atmungsmuster definieren. Diese Parameter sind z.B. Einatmungs- und Ausatmungszeiten, Atmungsrate, Atmungsvolumen (das Volumen eines Atemzugs), Einatmungsfluss, Einatmungsdruck und positiver und Ausatmungsdruck. Eine moderne Respiratorbehandlung unterstützt den Patienten darin, selbst zu atmen. Respiratoren des Standes der Technik sind somit ausgestattet, um sowohl die spontanen Atmungsversuche des Patienten zu unterstützen als auch Druck bereitzustellen, um im Bedarfsfall das Atmen zu unterstützen oder durchzuführen.The Control parameters include a plurality of different criteria, that define the breathing pattern. These parameters are e.g. Inhalation and Exhalation times, respiratory rate, respiratory volume (the volume of a Breath), inspiratory flow, inspiratory pressure and positive and expiratory pressure. A modern respirator treatment helps the patient in it, even to breathe. Respirators of the prior art are thus equipped, to support both the patient's spontaneous breathing attempts also provide pressure to assist breathing when needed, or perform.
Der Patient ist mit dem Respirator durch einen Atmungskreislauf verbunden, der einen Einatmungszweig, einen Ausatmungszweig und einen Patientenzweig aufweist, der in einem Endotrachealtubus oder einer Atemmaske endet. Diese Elemente sind an einem Y-förmigen Verbindungsstück miteinander verbunden. Der Einatmungszweig ist an dem Auslass für das Atmungsgasgemisch mit dem Respirator sowie mit dem Einlass des Y-förmigen Verbindungsstücks verbunden. Der Ausatmungszweig ist mit dem Auslass des Y-förmigen Verbindungsstücks und mit einem Ausatmungsventil, das normalerweise ebenfalls in dem Respirator enthalten ist, verbunden. Der Patient durch den Patientenzweig zu dem Endotrachealtubus oder der Atmungsmaske mit dem Atmungskreislauf verbunden.Of the Patient is connected to the respirator through a breathing circuit, one inhalation branch, one expiratory branch and one patient branch which terminates in an endotracheal tube or mask. These elements are on a Y-shaped joint connected with each other. The inspiratory branch is at the outlet for the breathing gas mixture connected to the respirator as well as to the inlet of the Y-shaped connector. The exhalation branch is connected to the outlet of the Y-shaped connector and with an exhalation valve, which is usually also in the respirator is included. The patient through the patient branch too the endotracheal tube or respiratory mask with the respiratory circuit connected.
Wenn der Patient einatmet, ist das Ausatmungsventil geschlossen. Das Atmungsgas wird durch den Einatmungszweig zu dem Endotrachealtubus oder der Atmungsmaske und weiter zu den Lungen des Patienten mit Überdruck versorgt. Während der Ausatmung ist ein Einatmungsventil, das ebenfalls in dem Respirator enthalten ist, geschlossen, und das Ausatmungsventil ist geöffnet, wobei der Druck in den Lungen abgegeben wird. Diese Abgabe beruht auf der Spannung und Elastizität der Lungen.If the patient inhales, the exhalation valve is closed. The Respiratory gas passes through the inspiratory branch to the endotracheal tube or the respiratory mask and on to the patient's lungs with overpressure provided. During the Exhalation is an inhalation valve that is also in the respirator is contained, closed, and the exhalation valve is open, taking the pressure in the lungs is released. This levy is based on the tension and elasticity the lungs.
Atemvolumina betragen zwischen einigen wenigen zehn Millilitern bei den kleinsten Babys und mehr als einem Liter bei Erwachsenen. Die Atmungsraten variieren ebenfalls von einigen zehn/Minute bis hinunter zu einigen wenigen/Minute. Typische Atmungsgasflussraten erstrecken sich von dem Pegel von einem Liter/Minute bis hin zu zehn Litern/Minute, können aber auch diesen Wert übersteigen. Das Volumen des Atmungsgases wird während der Einatmungsphase bereitgestellt, die in der Regel ein Drittel des Atmungszyklus darstellt. Somit kann der Spitzeneinatmungsfluss ohne weiteres 30 Liter/Minute übersteigen und bei einer Einatmungsregulierung, die auf einem voreingestellten Einatmungsdruck beruht, kurzzeitig 100 Liter/Minute erreichen.respiratory volumes range from a few tens of milliliters to the smallest Babies and more than a liter in adults. The respiration rates also vary from a few tens / minutes down to a few few / minute. Typical breathing gas flow rates range from the level of one liter / minute up to ten liters / minute, but can also exceed this value. The volume of respiratory gas is provided during the inspiratory phase, which usually represents one third of the respiratory cycle. Consequently For example, the peak inspiratory flow can easily exceed 30 liters / minute and with an inhalation regulation that is based on a preset Inhalation pressure is based, briefly reach 100 liters / minute.
Während einer
Respiratorbehandlung besteht zu diagnostischen und therapeutischen
Zwecken ein Erfordernis, das Atmungsgas mit einem Spezialgas zu
vervollständigen.
Typische Spezialgase sind Stickoxid (NO) zur Verbesserung der Lungenperfusion
und somit der O2-Aufnahme durch den Patienten,
was die Sauerstoffsättigung
des Blutes erhöht,
SF6 (Schwefelhexafluorid) zum Messen des funktionellen
Restvolumens (FRC – functional
residual volume) der Lunge sowie Stickstoffoxid (N2O)
zum Messen des Kapillarblutflusses der Lunge. Zum Zweck eines Mehrfachwirkungsverhaltens
können die
Gase auch zu einem einzigen Gasreservoir kombiniert werden, wie
zum Beispiel in der
Ein spezielles Problem ergibt sich aus der Bereitstellung bzw. Dosierung von NO auf Grund der extrem kleinen Gasmengen, die zu regulieren sind. Die üblichen Pegel beginnen bei 0,1 ppm (Teile pro Million, parts per million) bis hin zu einigen 10 ppm. Um die Regulierung zu erleichtern, wird das NO-Gas in dem Druckbehälter, aus dem das Gas verabreicht wird, auf ein Verhältnis von etwa 100 ppm bis 1000 ppm in N2 verdünnt. Ein weiteres Problem ist die Reaktionsfähigkeit des NO. Zusammen mit O2 entsteht aus dem NO ein extrem toxisches Endprodukt, Stickstoffdioxid (NO2). Um diese Entstehung zu minimieren, ist es vorteilhaft, das Verarbreichungssystem so zu entwerfen, dass die Expositionszeit, die das NO und O2 haben, um miteinander reagieren zu können, minimiert wird.A particular problem arises from the provision or metering of NO due to the extremely small amounts of gas that need to be regulated. The usual levels start at 0.1 ppm (parts per million) down to a few tens of ppm. To facilitate the regulation, the NO gas in the pressure vessel from which the gas is administered is diluted to a ratio of about 100 ppm to 1000 ppm in N 2 . Another problem is the responsiveness of the NO. Together with O 2 , the NO produces an extremely toxic end product, nitrogen dioxide (NO 2 ). To minimize this development, it is advantageous to design the processing system such that the exposure time that the NO and O 2 have to react with each other, is minimized.
Ein weiteres Erfordernis einer vorteilhaften Form des Verabreichungssystems ergibt sich aus der Benutzerergonomie. Das Personal, das sich um den Patienten kümmert, arbeitet oft in der Nähe des Mundes des Patienten und mit dem oben beschriebenen Atmungskreislauf. Je weniger zusätzliche Apparatur in diesem Bereich benötigt wird, desto besser ist die Apparatur vom ergonometrischen Standpunkt aus betrachtet.One further requirement of an advantageous form of the delivery system results from the user ergonomics. The staff, around taking care of the patient, often works nearby of the patient's mouth and with the respiratory circulation described above. The less additional Equipment needed in this area the better the apparatus is from the ergonometric point of view out of view.
Die
Technologie des Standes der Technik umfasst verschiedene Verabreichungssysteme,
um dem Patienten das Spezialgas in voreingestellten Mengen durch
den Atmungskreislauf zu verabreichen. Die Verabreichungssysteme
sind mit dem Atmungskreislauf ausgestattet. Das Verabreichungssystem
kann entweder kontinuierlich oder synchron mit der Einatmung arbeiten.
Die
Ein
Verabreichungssystem in Verbindung mit einem Respirator ist in der
Jedoch
bleibt das Problem geringer Flüsse des
Spezialgases bestehen und wird sogar noch verstärkt. Erstens ist zu sagen,
dass, je länger
der Verbindungsschlauch ist, es um so länger dauert, bis das Spezialgas
das Patientenende des Schlauches erreicht, wenn das System gestartet
wird. Ein Beispiel einer geringen Verabreichung könnte wie
folgt lauten. Eine NO-Konzentration von 0,5 ppm aus einer Quelle von
1000 ppm in einem Atemvolumen von 50 ml soll in einer Sekunde verabreicht
werden. Dies erfordert ein Pulsvolumen von 0,025 ml. Bei einem Verbindungsschlauch,
der einen Durchmesser von 1 mm aufweist, nimmt dieses Volumen 3
cm in dem Schlauch ein. Zweitens gilt, dass, was sogar noch schlimmer
ist, während
der Einatmung, wenn das Spezialgas verabreicht werden sollte, der
Druck in dem Atmungskreislauf zunimmt. Der zunehmende Druck bewirkt
eine Gaskomprimierung in dem Verbindungsschlauch, was den geringen
Spezialgasfluss in die Lungen verhindert. Während der Ausatmung nimmt der
Druck ab, und das komprimierte Spezialgas fließt aus dem Verbindungsschlauch
heraus und direkt in den Ausatmungsfluss, und der erforderliche therapeutische
Effekt wird nicht erzielt. Diese beiden Probleme werden um so gravierender,
je geringer der Spezialgasfluss ist und je länger der Verbindungsschlauch
ist. Drittens wird die Lösung
vom ergonomischen Standpunkt aus betrachtet umso schlimmer, je näher sich
der Verbindungsschlauch oder der zweite Gasmischer bei dem Patienten
befindet. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der
Die
US-Patentschrift Nr. 5,423,313 beschreibt eine Spezialgasverabreichungsanordnung, die
in Verbindung mit einer Atmungsbehandlungsvorrichtung verwendet
werden soll, die ähnliche
Elemente wie die der
Ein
weiteres NO-Verabreichungssystem ist in der
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNGSHORT SUMMARY THE PRESENT INVENTION
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Mischen eines Spezialgases mit einem Atmungsgas, z.B. NO, das in einem vorbestimmten Gemisch mit N2 bereitgestellt wird, oder diagnostischem Gas, z.B. SF6 (Sulfurhexafluorid) oder N2O bereitzustellen.The object of the present invention is to provide a device for mixing a special gas with a respiratory gas, eg NO, which is provided in a predetermined mixture with N 2 , or diagnostic gas, eg SF 6 (sulfur hexafluoride) or N 2 O.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Mischen eines Spezialgases mit einem Atmungsgas bereitzustellen, die eine Verwendung des Spezialgases optimiert, um den Spezialgasverbrauch zu minimieren und die Verunreinigung der Umwelt entweder mit dem Spezialgas oder in Verbindung mit seinen Reaktionsprodukten mit anderen Gasen zu verringern.A Another object of the present invention is to provide a device to provide for mixing a special gas with a respiratory gas, which optimizes the use of the special gas to the special gas consumption to minimize and pollution of the environment either with the Special gas or in conjunction with its reaction products with reduce other gases.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung zum Mischen eines Spezialgases mit einem Atmungsgas, bei der die Zeit der Interaktion zwischen dem Spezialgas und dem Atmungsgas, bevor es durch den Patienten eingeatmet wird, so kurz wie möglich ist.A Another object of the invention is to provide a device for mixing a special gas with a respiratory gas, in which the Time of interaction between the special gas and the respiratory gas, before it is inhaled by the patient, as short as possible.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung zum Mischen sogar der kleinsten erforderlichen Mengen an Spezialgas mit Atmungsgas sogar unter den schlimmsten Schwankungen des Atmungskreislaufdruckes.A Another object of the invention is to provide a device to mix even the smallest required amounts of special gas Respiratory gas even under the worst fluctuations in respiratory circuit pressure.
Die Vorrichtung der Erfindung soll ferner ergonomisch im Gebrauch sein. Um dieses Ziel zu erreichen, ist die Apparatur in dem zentralen Arbeitsbereich in der Nähe des Mundes oder der Kehle des Patienten auf ein Minimum reduziert.The Device of the invention should also be ergonomic in use. To achieve this goal, the apparatus is in the central Workspace nearby of the patient's mouth or throat is kept to a minimum.
Gemäß der Erfindung
ist eine Spezialgasdosisverabreichungseinheit für einen Atmungskreislauf vorgesehen,
der einem Patienten Atemgase bereitstellt, wobei der Atmungskreislauf
eine Einrichtung zum Liefern einer Anzeige einer Patientenatmung aufweist,
wobei die Spezialgasdosisverabreichungseinheit folgende Merkmale
aufweist:
eine Flussleitung für das Spezialgas, wobei die Flussleitung
ein mit einer Spezialgasquelle verbindbares Ende aufweist;
einen
Vorrat eines Trägergases,
der einen mit dem Atmungskreislauf verbindbaren Eingang und eine Einrichtung
zum Abziehen von Gas aus dem Atmungskreislauf zum Erhalten eines
Trägergases
zum Liefern eines Trägergasflusses
in einer Auslassleitung für
die Spezialgasdosisverabreichungseinheit aufweist, wobei die Auslassleitung
ein mit dem Atmungskreislauf verbindbares Austragsende aufweist;
ein
steuerbares Ventil, das einen mit der Flussleitung verbundenen Einlass
und einen mit der Auslassleitung verbundenen Auslass aufweist;
eine
Einrichtung zum Einstellen gewünschter
Parameter der Spezialgasdosis; und
eine Steuereinheit; und
dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil wirksam ist, um das Spezialgas
in den Trägergasfluss
in der Auslassleitung zu injizieren; und dadurch, dass die Steuereinheit
Eingaben von der Patientenatmungsanzeigeeinrichtung in dem Atmungskreislauf
und der Parametereinstelleinrichtung empfängt, wobei die Steuereinheit
einen mit dem steuerbaren Ventil verbundenen Ausgang zum Bedienen
des Ventils gemäß den Eingaben
aufweist, um zu bewirken, dass das Ventil eine Spezialgasdosis,
die die gewünschten
Parameter und die gewünschte
Zeitgebung aufweist, zur Verabreichung an den Patienten in das Trägergas injiziert.According to the invention, there is provided a breathing circuit special gas dose administering unit which provides breathing gases to a patient, the breathing circuit having means for providing a display of patient breathing, the special gas dose administering unit comprising:
a flow line for the special gas, the flow line having an end connectable to a special gas source;
a supply of carrier gas having an inlet connectable to the breathing circuit and means for withdrawing gas from the breathing circuit to receive a carrier gas to provide a carrier gas flow in an outlet conduit for the specialty gas dose delivery unit, the outlet conduit having a discharge end connectable to the breathing circuit;
a controllable valve having an inlet connected to the flow conduit and an outlet connected to the outlet conduit;
means for setting desired para meter of special gas dose; and
a control unit; and characterized in that the valve is operative to inject the specialty gas into the carrier gas flow in the outlet conduit; and in that the control unit receives inputs from the patient breathing indicator in the breathing circuit and the parameter setting means, the control unit having an output connected to the controllable valve for operating the valve according to the inputs to cause the valve to deliver a special gas dose corresponding to the desired Parameter and the desired timing, injected into the carrier gas for administration to the patient.
Die gewünschten Effekte des mit dem Atmungsgas gemischten Spezialgas treten in definitiven gasunabhängigen Bereichen in der Lunge auf. Um die Verwendung des Spezialgases zu optimieren, kann das Spezialgas zu dem Zeitpunkt mit dem Atmungsgas gemischt werden, zu dem das Atmungsgas, das zu dem Zielbereich der Lungen fließt, einen Spezialgasverabrei chungspunkt in der Vorrichtung passiert. Als Beispiel findet die NO-Diffusion von der Lunge in den Lungenkapillarkreislauf in den Alveoli, dem tiefsten Abschnitt der Lunge, statt. Somit wird das NO-Gemisch vorteilhafterweise genau dann, wenn die Einatmung beginnt, oder am Ende der Ausatmung so nahe an den Lungen wie möglich und so schnell wie möglich in den Atmungsgas-Einatmungsfluss abgegeben.The desired Effects of the special gas mixed with the respiratory gas occur in definitive ones gas independent Areas in the lungs. To use the special gas too Optimize, the special gas at the time with the respiratory gas to be mixed, to which the respiratory gas that reaches the target area of the Lungs are flowing, one Special gas handling point happens in the device. As an an example finds the NO diffusion from the lungs into the pulmonary capillary circulation in the alveoli, the deepest part of the lung. Thus, will the NO mixture advantageously just when the inhalation begins, or at the end of the exhalation as close to the lungs as possible and as quickly as possible delivered into the respiratory gas inspiratory flow.
Es ist bekannt, dass das NO sehr schnell in das Lungengewebe und in den Lungenkreislauf absorbiert wird und somit nicht in dem Atmungsgas verbleibt, um mit Sauerstoff zu reagieren. Die Verunreinigung der Umwelt wird ebenfalls verringert oder sogar beseitigt. Indem das NO so nahe an den Lungen wie möglich mit dem Atmungsgas gemischt wird, wird auch die Reaktionszeit mit dem Atmungsgassauerstoff, bevor das NO absorbiert wird, minimiert.It It is known that the NO is very fast in the lung tissue and in the pulmonary circulation is absorbed and thus not in the respiratory gas remains to react with oxygen. The pollution of the Environment is also reduced or even eliminated. By that NO as close to the lungs as possible mixed with the respiratory gas, the reaction time is also with the respiratory gas oxygen before the NO is absorbed.
Das Problem, das sich aus den Druckschwankungen in dem Atmungskreislauf und geringen Dosen des mit dem Atmungsgas zu mischenden Spezialgases ergibt, kann bei der Erfindung gelöst werden, indem ein Spezialgas-Dosierungsventil positioniert wird, das den einen hohen Druck (vorteilhafterweise 0,9-2 bar über dem Umgebungsdruck) aufweisenden Spezialgaskanal von dem Atmungskreislaufdruck trennt, um das Gas direkt in den Atmungskreislauf abzugeben, ohne dass ein Zwischenvolumen mit dem Spezialgas gefüllt oder mit den Atmungskreislauf-Druckschwankungen komprimiert werden müsste.The Problem arising from the pressure fluctuations in the breathing circuit and small doses of the special gas to be mixed with the respiratory gas can be solved in the invention by a special gas metering valve is positioned, which the one high pressure (advantageously 0.9-2 bar over the ambient pressure) having special gas channel of the breathing circuit pressure separates to deliver the gas directly into the breathing circuit, without that an intermediate volume filled with the special gas or with the breathing circuit pressure fluctuations would have to be compressed.
Die Arbeitsumgebung um das Y-förmige Verbindungsstück des Atmungskreislaufs herum, insbesondere zwischen dem Y-förmigen Verbindungsstück und dem Mund oder der Kehle des Patienten, ist oft sehr beengt. Der Patient wird oft periodisch durch den Endotrachealtubus entweder durch eine zu öffnende Öffnung, die in dem Patientenzweig vorgesehen ist, oder einfach durch Lösen des Endotrachealtubus von dem Atmungskreislauf abgesaugt. Der Patient wird außerdem bewegt oder bewegt sich selbst. Der Atmungskreislauf muss diesen Bewegungen folgen. Somit sollten das Gewicht und der Umfang der Apparatur in diesem beweglichen Bereich auf ein Minimum reduziert werden.The Working environment around the Y-shaped joint the breathing circuit around, in particular between the Y-shaped connector and the The mouth or throat of the patient is often very cramped. The patient is often periodically passed through the endotracheal tube either through an opening to be opened, which is provided in the patient branch, or simply by loosening the Endotracheal tube aspirated from the breathing circuit. The patient will also moves or moves itself. The breathing circuit needs this Follow movements. Thus, the weight and the extent of the Equipment in this moving area reduced to a minimum become.
Die vorliegende Erfindung kann diese Anforderungen bei einer Vorrichtung, die das Spezialgas mit Atmungsgas mischt, erfüllen. Die Vorrichtung dosiert ein benutzerdefiniertes Volumen an Spezialgas synchron mit dem Einatmungsfluss des Patienten, wobei die Synchronisation ebenfalls durch den Benutzer definiert wird. Ein Spezialgasdosierungsventil gibt die Dosis im wesentlichen bei dem Druck des Atmungskreislaufs direkt in den Atmungskreislaufabschnitt ab. Die Dosierungsapparatur befindet sich in einiger Entfernung von dem Patienten, vorteilhafterweise in dem Respirator oder in der Nähe desselben oder in der oder in der Nähe der Atmungsgasquelle, um in der beengten Arbeitsumgebung nicht zu stören. Die kleinvolumige Dosis des Spezialgases wird zu einer Trägergasauslassleitung eines geringen Durchmessers, in der Regel 0,5-2 mm, die parallel zu der Einatmungsleitung positioniert ist, dosiert. Diese Trägergasauslassleitung erstreckt sich von einer Trägergasquelle zu dem Punkt, an dem das Spezialgas mit dem Atmungsgas gemischt werden soll, vorteilhafterweise zwischen dem Y-förmigen Verbindungsstück des Atmungskreislaufs und der Lunge des Patienten. In der Trägergasauslassleitung erfolgt ein Gasfluss mit hoher Geschwindigkeit, jedoch mit geringem Volumen. Während das Spezialgas in diese Leitung dosiert wird, wird die Dosis durch den Trägergasfluss rasch zu dem Atmungsgas-Mischpunkt getragen. Beispielsweise spült bei einer Trägergasauslassleitung von einem Meter von dem Dosierungspunkt zu dem Mischpunkt, und einem Durchmesser von einem Millimeter ein Trägergasfluss von 0,5 Liter/Minute die Spezialgasdosis in 100 ms in den Mischpunkt, was ein Zeitrahmen ist, der im Vergleich zu den Gesamteinatmungszeiten, die üblicherweise von einer Sekunde bis zu mehreren Sekunden betragen, sehr akzeptabel ist. Der Umfang des Trägergasflusses ist nicht kritisch, und ein Messen des Flusses ist vom Verabreichungsstandpunkt her nicht wesentlich. Vom Standpunkt der Sicherheit her kann es dennoch ein Vorteil sein, den Trägergasfluss in Bezug auf ein ordnungsgemäßes Spülen des Spezialgases zu überwachen. Der Trägergasfluss wird vorteilhafterweise am Ende der Dosierung des Spezialgases oder gleichzeitig mit der Dosierung des Spezialgases begonnen. In dem Fall, in dem eine Reaktion zwischen dem Trägergas und dem Spezialgas stattfinden kann, wird die Reaktionszeit minimiert, wenn das Spezialgas und das Trägergas als aufeinander folgender Bolus in der Trägergasauslassleitung transportiert werden. Vorteilhafterweise dauert der Trägergasfluss zeitlich zumindest solange wie der Zeitraum des Dosisflusses durch die Trägergasauslassleitung über das Ende der Spezialgasdosis hinaus, um das Mischen der gesamten Spezialgasdosis mit dem Atmungsgas zu garantieren. Der Trägergasfluss kann, falls gewünscht, kontinuierlich sein.The present invention can meet these requirements in a device that mixes the special gas with respiratory gas. The device meters a custom volume of specialty gas in synchrony with the patient's inspiratory flow, where synchronization is also defined by the user. A special gas metering valve delivers the dose substantially directly to the respiratory circuit section at the pressure of the breathing circuit. The dosing device is located some distance from the patient, advantageously in or near the respirator, or in or near the respiratory gas source, so as not to interfere in the confined working environment. The small volume dose of the specialty gas is metered to a small diameter carrier gas outlet line, typically 0.5-2 mm, positioned parallel to the inspiratory line. This carrier gas outlet conduit extends from a carrier gas source to the point where the specialty gas is to be mixed with the respiratory gas, advantageously between the Y-shaped connector of the breathing circuit and the patient's lungs. In the Trägergasauslassleitung occurs a gas flow at high speed, but with low volume. As the special gas is metered into this line, the dose is rapidly carried to the respiratory gas mix point by the carrier gas flow. For example, with a carrier gas outlet line of one meter from the dosing point to the mixing point, and a diameter of one millimeter, a carrier gas flow of 0.5 liters / minute flushes the special gas dose to the mixing point in 100 ms, which is a time frame compared to the total inhalation times which is usually from one second to several seconds is very acceptable. The amount of carrier gas flow is not critical and measurement of flow is not essential from the administration point of view. Nevertheless, from a safety standpoint, it may be an advantage to monitor the carrier gas flow for proper purging of the specialty gas. The carrier gas flow is advantageously started at the end of the metering of the special gas or simultaneously with the metering of the special gas. In the case where a reaction between the carrier gas and the special gas can take place, the reaction time is minimized when the special gas and the carrier gas are in succession gender bolus are transported in the Trägergasauslassleitung. Advantageously, the carrier gas flow lasts at least as long as the period of the dose flow through the Trägergasauslassleitung beyond the end of the special gas dose to guarantee the mixing of the entire special gas dose with the respiratory gas. The carrier gas flow may be continuous, if desired.
Die Trägergasquelle kann eine Druckquelle, z.B. Luft oder O2, sein. Man sollte jedoch im Auge behalten, dass bei den kleinsten Atemvolumina selbst dieser kleinste Trägergasfluss die Zusammensetzung des eingeatmeten Gases nachteilig beeinflussen kann. Ferner ist eine zusätzliche mit Druck beaufschlagte Quelle erforderlich.The carrier gas source may be a pressure source, eg air or O 2 . It should be kept in mind, however, that even the smallest carrier gas flow can adversely affect the composition of the inspired gas at the lowest tidal volumes. Furthermore, an additional pressurized source is required.
Vorteilhafterweise sollte das Trägergas dieselbe Zusammensetzung aufweisen wie das einzuatmende Atmungsgas. Dies kann mit einem Respirator bewerkstelligt werden, der einen zusätzlichen Auslass für Atmungsgas bei erhöhtem Druck aufweist, indem der zusätzliche Auslass als Trägergasflussvorrat verwendet wird. Eine allgemeinere Lösung kann erzielt werden, wenn die Spezialgasdosierungseinheit selbst eine Trägergasquelle in Form einer Pumpe umfasst, die Atmungsgas von dem Einatmungszweig des Atmungskreislaufs ansaugt und in die Trägergasleitung abgibt. Ein Pumpen des Atmungsgases als Trägergas mit einer hohen Geschwindigkeit von dem Einatmungszweig zu dem Patientenzweig beeinflusst nicht die Zusammensetzung des Atmungsgases, das Einatmungsvolumen (da sich das Volumen des Atmungskreislaufs nicht ändert) oder den Einatmungsdruck. Die einzige zusätzliche Apparatur, die bei dem Atmungskreislauf benötigt wird, sind die Trägergas ansaugverbindung und die Trägergasleitungsendverbindung. Die Erstgenannte kann in dem Respiratorende des Einatmungszweigs positioniert sein. Somit ist die einzige Apparatur in dem Arbeitsbereich die Trägergasauslassleitungsendverbindung und die Trägergasauslassleitung selbst. Die Trägergasauslassleitung weist vorzugsweise einen Außendurchmesser in der Größenordnung von 2 mm auf, und die kurze Zeit, in der sich das Spezialgas in der Schlauchleitung befindet, erhöht die Auswahl brauchbarer Materialien. Die kleine und flexible Trägergasauslassleitung ist leicht zu handhaben, und ein Integrieren derselben und ihres Verbindungsstücks mit dem Atmungskreislauf ist eine gewöhnliche Technologie des Standes der Technik, deren Verwendung bereits in verschiedenen Arten von Überwachungsgeräten weit verbreitet ist. Die Anordnung erhöht ferner die Zuverlässigkeit der Spezialgasdosierungseinheit, da keine empfindlichen Geräte oder Spezialgasschlauchleitungen einer hohen Konzentration und eines hohen Druckes in dem Arbeitsbereich positioniert sind, die deshalb leicht beschädigt werden könnten.advantageously, should the carrier gas have the same composition as the respiratory gas to be inhaled. This can be done with a respirator that has a additional Outlet for Respiratory gas at elevated Has pressure by the additional Outlet as carrier gas flow stock is used. A more general solution can be achieved if the Spezialgasdosierungseinheit itself a carrier gas source in the form of a Pump includes the respiratory gas from the inspiratory branch of the breathing circuit sucks and into the carrier gas line emits. Pumping the respiratory gas as a carrier gas at a high speed of the inspiratory branch to the patient branch does not affect the Composition of the respiratory gas, the inhalation volume (since the volume of the respiratory circuit does not change) or the inspiratory pressure. The only additional Apparatus required in the breathing circuit is the carrier gas suction connection and the carrier gas line end connection. The former may be in the respiratory end of the inspiratory branch be positioned. Thus, the only apparatus in the workspace the carrier gas exhaust line end connection and the carrier gas exhaust line itself. The carrier gas outlet line preferably has an outer diameter in the order of magnitude of 2 mm, and the short time in which the special gas in the Hose line is increased the selection of useful materials. The small and flexible carrier gas outlet line is easy to handle, and integrating the same and theirs connector with the breathing circuit is a common technology of the state the technology, whose use is already widely used in different types of monitoring devices is common. The arrangement further increases the reliability the special gas dosing unit, as no sensitive equipment or special gas hose lines a high concentration and high pressure in the work area are therefore easily damaged.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann der Trägergasfluss während des Ausatmens durch dieselbe Trägergasauslassleitung gesaugt werden, durch die er während der Einatmung abgegeben wird. In diesem Fall wird das Einatmungsvolumen jedoch auf Grund des sich verändernden Atmungskreislaufvolumens beeinflusst, und falls die Trägergasauslassleitung in den Patientenzweig abgibt, findet ein erhöhter Totraum statt. Ferner wird in dem Fall, dass die Absorption von NO nicht vollkommen ist, das Risiko der Entstehung von NO2 erhöht. Alternativ dazu könnte die Trägergasauslassleitung in den Einatmungszweig abgeben bzw. austragen, dies erhöht jedoch die Verabreichungsverzögerung für das erhöhte Volumen von dem Abgabepunkt in die Lungen.In another embodiment of the invention, the carrier gas flow during exhalation may be drawn through the same carrier gas outlet line through which it is delivered during inhalation. In this case, however, inspiratory volume is affected due to the changing breathing circuit volume, and if the carrier gas outlet line discharges into the patient branch, increased dead space occurs. Further, in the case that the absorption of NO is not perfect, the risk of NO 2 formation is increased. Alternatively, the carrier gas outlet conduit could deliver into the inspiratory branch, but this increases the delivery delay for the increased volume from the delivery point to the lungs.
Verschiedene andere Merkmale, Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich nun aus der folgenden ausführlichen Beschreibung und den Zeichnungen.Various Other features, objects and advantages of the invention will now be apparent from the following detailed Description and the drawings.
KURZE BESCHREIBUNG DER MEHREREN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGSHORT DESCRIPTION THE MULTIPLE VIEWS OF THE DRAWING
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Bei
einem in
Der
Atmungskreislauf
Die
Spezialgasdosierungseinheit
In
Die
Steuereinheit
Ein
Flusssensor
Im
Folgenden wird nun die Funktionsweise der Spezialgasdosierungseinheit
Durch
das Steuerbedienfeld
Das
Ventil
Der
Flusssensor
Der
regulierte Druck des Spezialgases ist vorteilhafterweise hoch genug,
um Schallflussbedingungen beim Abgeben des Druckes aus dem Steuerventil
Ein
zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in
Der
Atmungskreislauf
Die
Spezialgasdosierungseinheit
Die
Steuereinheit
In
der Trägergasauslassleitung
Man erkennt, dass neben den ausdrücklich angegebenen auch weitere Äquivalente, Alternativen und Modifikationen möglich und in dem Schutzumfang der beigefügten Patentansprüche enthalten sind.you recognizes that in addition to the expressly stated also other equivalents, Alternatives and modifications possible and within the scope of protection the attached claims are included.
Claims (18)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1998
- 1998-04-08 DE DE69825403T patent/DE69825403T2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
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DE102004063158A1 (en) * | 2004-12-29 | 2006-07-13 | Weinmann Geräte für Medizin GmbH + Co. KG | Apparatus for ventilation and method for controlling a ventilator |
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