SE503976C2 - Förfarande och aggregat för beredning av en gasblandning avsedd för medicinsk behandling via andningsvägarna - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 sbs 976 2 tillstånd förbättra ventilationscirkulations- förhållanden genom tillsättande av kvävemonoxid (NO) i mycket bestämd proportion till inandningsluften. Det har därvid visats att en livshotande syrgasbrist i blodet kan hävas.

Det är viktigt att NO tillsättes i en proportionellt mycket liten mängd, som är mycket noggrant reglerad och som bestämmes för varje behandlingsfall. Man har därför utvecklat aggregat med en maskinell ventilator samt en noggrant arbetande blandningsutrustning för de gaser som skall tillföras patienten: luft, oxygen och kväve- monoxid i kvävgas.

Ett aggregat av det beskrivna slaget blir mycket komp- licerat och måste förses med elektroniskt styrda ventiler, som sörjer för att de rätta proportionerna av nämnda gaser tillföres patienten i en rätt avstämd andningsrytm.

För att undvika att en sådan komplicerad och kostsam utrustning skall behöva anskaffas i sin helhet, när behov av den nämnda behandlingen föreligger, har man försökt åstadkomma apparater, som utgör ett komplement till de, vid intensivvårdsavdelningar, alltid före- kommande maskinella ventilatorerna, som är anordnade för ett automatiskt, rytmiskt tillförande av en andningsgas till patienten. Tanken har därvid varit att man skulle anordna en kompletteringsutrustning för tillförande av behandlingsgasen, NO, till det gasflöde, som avges från ventilatorn till patienten. 10 15 20 25 30 35 3 sus 976 En sådan tillsatsapparat är känd från EP,Al,0 589 751.

Vid denna kopplas en tillförselledning för behandlings- gasen till utloppet från en ventilator där detta utlopp är anslutet till ett patientsystem som består av ett tillförande rör, inandningsdelen, och ett frånförande rör, utandningsdelen, sammanbundna vid patienten med en Y-koppling.

Den normala andningsgasen tillförs patienten i ett rytmiskt förlopp som innebär att flödet i inandnings- delen är som högst under inandning och noll under utandning. För att kunna få en jämn koncentration av den tillförda NO-gasen måste NO-tillförseln synkroni- seras med ventilationen genom att en ventil reglerar tillförseln så att den sker endast under aktiv inand- ning, vilket leder till jämn koncentration av NO i den av patienten inandande gasen. För att uppnå detta är tillförselledningen försedd med en ventil, som är anordnad att öppnas när ett övertryck i en särskild ledning från ventilatorn indikerar att gas tillföres för inandning. Härigenom fås gastillförseln att ske rytmiskt under inandningsmomenten.

Ett sådant arrangemang blir relativt komplicerat, dels genom att den rytmiskt arbetande doseringsapparaturen i sig blir komplicerad och dels genom att de båda syste- men ventilator och doseringsapparat måste sammankopplas och injusteras att åstadkomma tillförsel av en bland- ning med de rätta proportionerna.

För att förenkla systemet har i andra sammanhang föreslagits tillförsel av behandlingsgasen i patient- 10 15 20 25 30 35 503 976 systemets inandningsdel efter ventilatorn i ett nog- grant inreglerat, kontinuerligt flöde. Detta leder emellertid till att vid behandling med NO denna gas får en varierande koncentration i av patienten inandad gas beroende på att det kontinuerliga NO-flödet har anlänt i andningssystemets inandningsdel under inandning med högt gasflöde som leder till en låg NO-koncentration respektive under utandning när gasen står stilla i andningssystemet och kan ge upphov till mycket höga N0- koncentrationstoppar i den därefter av patienten inandade gasen. Den ojämna blandningen leder till att NO i hög koncentration har intim kontakt med syrgas i hög koncentration, vilket leder till bildning av kvävedioxid som är mycket giftig och vars halt måste minimeras. En ojämn blandning leder också till att lungorna erhåller olika koncentration av behandlings- gasen i olika delar, vilket kan ge upphov till försämrat behandlingsresultat.

Redogörelse för uppfinningen: Vid aggregatet enligt uppfinningen utnyttjas den nämnda möjligheten till förenkling, att tillföra behandlings- gasen, och här förutsättes kvävemonoxid, i ett konti- nuerligt jämnt flöde. Enligt uppfinningen undvikes dock den nämnda nackdelen med ojämn NO-koncentration i inandad gas och därav följande N02 bildning, genom att NO-gasen tillföres kontinuerligt till en blandnings- kammare i andningssystemets inandningsdel och därefter får passera en kammare med ett material som absorberar särskilt NO2_ 10 15 20 25 30 35 5 sus 976 Man får således en enkel apparatur, men undviker att gasflödets kvalitet blir svårkontrollerbar. För att öka noggrannheten i doseringen utöver vad som är möjligt genom inreglering av det kontinuerliga gasflödet kan man säkerställa att den resulterande NO-halten inte överskrider ett valt gränsvärde genom att analysera inandningsgasen och anordna att påverkan av dose- ringsflödet för NO styres av mätvärdet för NO och/eller N02 .

Figurbeskrivning: På bifogade ritning visas en utföringsform av upp- finningen i ett blockschema.

Föredragen utföringsform: Ett blockschema över aggregatet enligt uppfinningen visas på ritningen. Aggregatet kan sägas innefatta tre huvuddelar: en ventilator 1, en anordning 2 för till- förande av behandlingsgasen och för proportionering av densamma samt ett patientsystem 3. Ventilatorn 1 är inrättad att rytmiskt tillföra andningsgas till patientsystemet 2 och genom detta vidare till patienten för upprätthållande av dennes andning. Sådana ventila- torer med regler- och kpntrollorgan är väl kända från intensivvårds- och anestesitekniken och behöver ej närmare beskrivas här. Dock skall nämnas, att till Ventilatorn l finnes en tillförselledning 4 för syre, 02, och en tillförselledning 5 för luft. Från Ventilatorn utgår en ledning 6 för tillförande av andningsgas, således en avstämd blandning av gaserna från tillförselledningarna 4 och 5, till patienten och en ledning 7 för mottagande av gas från patienten. Den 10 15 20 25 30 35 sus 976 6 gas, som tillföres patientsystemet från ledningen 6 är, som förstås, avsedd för patientens inandning och ledningen 7 är avsedd att mottaga gas från patientens utandning. I ledningarna eller i ventilatorn finns ventiler, som sörjer för att gasströmningen endast sker i den angivna riktningen. Denna strömningsriktning visas med pilar på ritningen. Ytterligare visas på ritningen att ventilatorn kan vara försedd med en extra anslutning 8. Från denna kan ett mätvärde, som anger den av patienten mottagna volymen andningsgas, avgivas i form av en elektrisk signal eller ett gastryck.

Sådana anslutningar för nämnda mätsignal finnes på de flesta ventilatorer. Även utformningen av patientsystemet är väl känt men dock framgår av ritningen, att en samlingsledning 10 via en Y-koppling 11 är ansluten till ledningarna 6 och 7 från ventilatorn 1. Samlingsledningen 10 i sin tur anslutes till patientens andningsorgan företrädesvis genom en tub nedförd i patientens luftstrupe.

Anslutningen mellan patientsystemet 3 och ventilatorn 1 för utandningsgasen, således ledningen 7 kan, såsom visas i figuren, ske direkt utan några andra mellan- liggande organ än nämnda ventiler. Anslutningen mellan patientsystemet och ledningen 6 sker däremot via anordningen 2 för tillförsel av behandlingsgasen.

Anordningen 2 för tillförsel av behandlingsgasen består av följande huvuddelar: en källa för tillförsel av behandlingsgasen.-Här visas en gasflaska 12 och eftersom här förutsättes att behandlingsgasen är 10 15 20 25 30 35 7 503 976 kvävemonoxid, NO, i kvävgas så är således gasflaskan fylld med denna gas under tryck. Ytterligare innefattas en blandningskammare 13, vilken är ansluten en ledning 14 förbunden med gasflaskan 12 och till ledningen 6 för mottagande av inandningsgas från ventilatorn 1. I blandningskammaren 13 kan vara insatt någon typ av strömningspåverkande organ 15 för intim blandning av andningsgasen från ventilatorn och behandlingsgasen från gaskällan. Blandningskammaren 13 har vidare ett utlopp 16 till en absorbtionskammare 17. Absorb- tionskammaren innehåller ett ämne, vilket absorberar kvävedioxid, N02, men i huvudsak ej N0, 02 eller N2.

Ett sådant ämne kan vara sodalime, vars användning är känt från anestesitekniken. Från blandningskammaren 17 kan den från N02 renade gasen avges till patient- systemets Y-koppling 11 via en ledning 19.

Som nämnts är det mycket viktigt att NO proportioneras mycket noggrant i förhållande till andningsgasen från ventilatorn och därvid i mycket litet proportion. Detta uppnås genom att styra tillflödet till blandnings- kammaren 13 via ledningen 14 mycket noggrant. För detta ändamål är anordnat en reglerventil 20 i ledningen 14 mellan gaskällan 12 och blandningskammaren 13.

En form av styrning medelst reglerventilen 20 är att mäta proportionen av N0 omedelbart före patientsystemet 3. Detta kan ske genom till en gasanalysator 22 till- föra gasprover avtappade via en ledning 23 från gastillförselledningen för den med behandlingsgasen tillsatta inandningsgasen efter absorbtionskammaren 17 10 15 20 25 30 35 sus 976 8 och företrädesvis så nära patientanslutningen som möjligt.

Gasanalysatorn 22 kan inställas på ett efter det aktuella behandlingsfallet avstämt börvärde för proportionen behandlingsgas i inandningsgasen.

Gasanalysatorn är därvid anordnad att via en ledning 24 avge en företrädesvis elektrisk signal till den därvid elektriskt styrda reglerventilen 20. Systemet är därvid anpassat att vid överskridande av börvärdet ge en signal till reglerventilen, som gör att mängden NO tillförd från gaskällan minskas och omvänt om börvärdet underskrides.

En förenkling kan uppnås om analysatorn endast inrättas för styrning av nedsättning av behandlingsgasflödet vid överskridande av ett bestämt börvärde för NO och/eller N02 .

Gasanalysatorer av detta slag inrättade för avgivande av styrsignal vid frångående av det inställda börvärdet för innehåll av en viss gas i en gasblandning är tidigare kända och flera typer förekommer i marknaden.

Som alternativ eller komplettering till reglering medelst en gasanalysator kan ventilatorns förutnämnda signalanslutning 8 användas. Detta antydes med den streckprickade ledningen 25 från uttaget 8 till reglerventilen 20. Eftersom signalen från uttaget 8 anger mängden till patienten tillförd andningsgas kan mängden tillförd benandlingsgas, med utgångspunkt från den önskade proportionen, fastställas. Om signalen från 10 15 20 25 30 35 9 503 976 uttaget 8 skall användas som enda regleringsmedel är det ändock nödvändigt att anordna en gasanalysator för fastställande av att ett korrekt utgångsvärde för proportioneringen erhålles. Ventilens genomströmning avstämmes därvid till den vid uppmätningen tillförda mängden andningsgas. Om denna mängd sedan varierar kan dessa variationer, uttryckta som en varierande signal från uttaget 8, användas för en sådan reglering av ventilen 20, att den inställda proportionen upprätt- hålles.

Det är även möjligt att utföra reglersystemet för reglering i två steg, så att i ett första steg en grovreglering sker medelst signalen från uttaget 8 och en finreglering sker genom signalen från gasanalysatorn.

Genom att, enligt uppfinningen, tillföra behandlings- gasen i en kontinuerlig ström vid blandning med andningsgasen erhålles i förhållande till ett satsvis tillsättande en förenklad apparatur, vilket särskilt har avseende till anordningarna för reglering av gasproportionerna. Dessutom möjliggöres en mycket god blandning av de ingående gaserna, så att tillförseln av behandlingsgasen till patienten hela tiden sker jämnt.

Dessutom kan innehållet av NO; hållas på en mycket låg nivå. I system av detta slag för behandling med NO sker nämligen i kontakten mellan NO och 02 en reaktion, så att NO oxideras till N02. Denna gas är giftig och man skall så långt som möjligt undvika att tillföra patienten densamma. Samtidigt minskar denna oxidering det kvarvarande innehållet av NO, något som är negativt 10 15 5.05 976 10 närmare patientens andningsvägar blandningen sker, eller rättare sagt ju närmare proportionerna av de olika ämnena kan kontrolleras, ju bättre behandlings- resultat erhålles.

De nämnda fördelarna ur funktionssynpunkt uppnås enligt uppfinningen genom att efter blandning av andningsgasen och behandlingsgasen föra denna blandning genom en absorbator för avlägsnande av olämpliga och skadliga reaktionsprodukter före tillförandet till patienten.

Såsom angivits förutsättes här att behandlingsgasen är NO, men det skall ej uteslutas att även andra behandlingsgaser kan ge skadliga reaktionsprodukter, vilka kan avlägsnas med en härför anpassad absorbator.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 11 503 976 Patentkrav

1. l. Förfarande för beredning av en gasblandning av- sedd för medicinsk behandling via andningsvägarna hos en patient medelst till gasen tillsatta verksamma ämnen i form av en behandlingsgas, såsom särskilt kvävemo- noxid, varvid gasblandningen beredes för tillförandet till patienten, som sker i ett rytmiskt växlande tryck- förlopp, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att gas- blandningen beredes genom att i en gas innehållande syre inblandas behandlingsgasen, som har benägenheten att bilda för tillförande till patienten ej önskvärda reaktionsprodukter, i ett jämnt flöde och väl fördelad i sagda gas, varefter den sammanlagda blandningen föres genom en absorbator (17), anordnad att absorbera sagda reaktionsprodukter för slutlig beredning av gasbland- ningen före tillförandet till patienten.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k - n a t d ä r a v, att gasblandningen efter att ha lämnat absorbatorn (17) medelst en gasanalysator (22) analyseras till sitt innehåll av behandlingsgas under bestämmande av ett börvärde för dess proportion, varvid analysatorn är anordnad att avge en styrsignal till en reglerventil (20) för reglering av strömmen av behand- lingsgas till absorbatorn tillsammans med gasbland- ningens övriga beståndsdelar, på ett sådant sätt att vid ett överskridande av börvärdet gasströmmen minskas 10 15 20 25 30 35 505 976 12 medelst reglerventilen och företrädesvis vid under- skridande av börvärdet ökas.

3. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k- n a t d ä r a v, att mängden per tidsenhet beredd gas- blandning för tillförande, till patienten uppmätes under behandlingsförloppet och att variationer i gasmängden tillàtes påverka en reglerventil för till- förande av behandlingsgasen vid beredning av gasbland- ningen pá ett sådant sätt, att mängden av den medelst ventilen inblandade behandlingsgasen ökas vid uppmätt ökad beredning och tillförsel av andningsgasblandningen medan mängden av behandlingsgasen minskas vid minskad tillförsel av andningsgasblandningen.

4. Förfarande enligt patentkrav 2 och 3, k ä n n e - t e c k n a t d ä r a v, att regleringen av mängden tillförd behandlingsgas medelst gasanalysatorn (22) utnyttjas som finreglering och föregås av en grov- reglering medelst uppmätning av mängden av den till- förda andningsgasblandning.

5. Aggregat för genomförande av förfarandet enligt något av patentkraven 1 - 4 för beredning av en gas- blandning avsedd för medicinsk behandling via andnings- vägarna hos en patient medelst till gasen tillsatta verksamma ämnen i form av en behandlingsgas, såsom särskilt kvävemonoxid, varvid gasblandningen beredes genom att i en gas innehållande syre inblandas behand- lingsgasen, som har benägenheten att bilda för till- förande till patienten ej önskvärda reaktionsprodukter, 10 15 20 25 30 13 503 976 i ett jämnt flöde och väl fördelad i sagda gas, varefter ur den sammanlagda blandningen absorberas sagda reaktionsprodukter för slutlig beredning av gas- blandningen före tillförande till patienten, med aggre- gatet innefattande en ventilator (1) anordnad för till- förande till patienten via ett andningssystem (3) av sagda andningsgasblandning innehållande syre, varvid är anordnat ett utlopp (6) för tillförande av denna gas i ett rytmiskt växlande tryckförlopp till ett för anslut- ning till en patient anordnat patientsystem (3) för patientens inandning, och ett inlopp (7), som är anslu- tet till patientsystemet (3) för mottagande av patien- tens utandningsgas, samt med aggregatet försett med en anordning (2) för tillförande av behandlingsgasen, företrädesvis kvävemonoxid, vid beredningen av and- ningsgasblandningen k ä n n e t e c k n a t d ä r- a v, att anordningen för tillförande av behandlings- gasen uppvisar en blandningskammare (13) till vilken dels nämnda utlopp (6) fràn ventilatorn (1) och dels en ledning (14) frán en källa (12) för behandlingsgasen är anslutna, att blandningskammaren (13) har ett utlopp (16) till en absorbator (17), vilken är anordnad att absorbera produkter fràn reaktion mellan behandlings- gasen och ämnen i andningsgasen, såsom vid kvävemonoxid som behandlingsgas kvävedioxid genom reaktion med syre i andningsgasen, och att absorbatorn med ett utlopp (19) är ansluten med kort strömningsväg till patient- systemet (3). 505 976 14 10 15 20 25 30

6. Aggregat enligt patentkrav 5, k ä ngn e t e c k - n a t d ä r a v, att för reglering av tillförsel av behandlingsgasen till behandlingskammaren i ett i huvudsak jämnt flöde är anordnat en reglerventil (20).

7. Aggregat enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k- n a t d ä r a v, att för styrning av reglerventilen (20) är anordnat en gasanalysator (22), vilken är inrättad att försörjas med gasprover frán utloppet (19) fràn absorbatorn (17) intill patientsystemet (3) och inrättad för inställning av ett börvärde för innehållet av behandlingsgas i den till patientsystemet förda gasblandningen och anordnad att avge en styrsignal till regleringsventilen (20) för minskande av gasflödet medelst reglerventilen när börvärdet överskrides och ökning av flödet när börvärdet underskrides.

8. Aggregat enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k- n a t d ä r a v, att ventilatorn (1) är försedd med ett uttag (8) för en styrsignal, vars värde är pro- portionellt beroende av mängden per tidsenhet tillförd andningsgas till patientsystemet (3) och att regler- ventilen (20) är inrättad att genom påverkan av denna styrsignal öka mängden tillförd behandlingsgas vid indikerad, från ventilatorn (1) avgiven ökad mängd andningsgas och att vid indikerad minskad mängd and- ningsgas minska flödet av behandlingsgas.