DE102005012340B3 - Anästhesiesystem mit einem Narkosemittelverdunster - Google Patents

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Abstract

Ein Anästhesiesystem mit einem Narkosemittelverdunster soll in der Weise verbessert werden, dass es auch im Fehlerfall, insbesondere beim Ausfall von elektrischer Energie, funktionstüchtig ist. DOLLAR A Zur Lösung der Aufgabe sind ein Narkosemittelverdunster (10) und ein dem Narkosemittelverdunster (10) vorgeschaltetes Ventil vorgesehen, wobei bei bestimmungsgemäßem Betrieb der Gasfluss durch das Ventil (8) vollständig oder teilweise durch den Narkosemittelverdunster (10) oder eine Bypassleitung (9) an dem Narkosemittelverdunster (10) vorbei zu einem Gasauslass (11) geleitet wird, während im Fehlerfall der Gasfluss ausschließlich durch den Narkosemittelverdunster (10) erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Anästhesiesystem mit einem Narkosemittelverdunster.
  • Ein Anästhesiesystem mit einer Atemgasquelle, einem Narkosemittelverdunster und einem Atemsystem mit Kreislauf der Atemluft ist aus der DE 41 11 138 A1 bekannt geworden. Das Atemgas gelangt aus einer Druckgasquelle über ein Dosierventil, eine Durchflussmesseinrichtung und den Narkosemittelverdunster in das Atemsystem und wird mittels einer Atemgaspumpe zum Patienten gefördert. Der Narkosemittelverdunster arbeitet nach dem Bypassprinzip, welches darauf beruht, vom Gasstrom am Eingang des Narkosemittelverdunsters einen Teilgasstrom abzuzweigen, diesen in einer Verdunsterkammer für flüssiges Narkosemittel mit gesättigtem Narkosemitteldampf anzureichern und danach dem Gasstrom am Ausgang des Narkosemittelverdunsters wieder zuzumischen. Der Anteil des Narkosemitteldampfes im Gasstrom kann mittels eines Einstellorgans am Narkosemittelverdunster von Hand verändert werden.
  • Das bekannte Anästhesiesystem ist für überwiegend manuelle Bedienung konzipiert.
  • Aus der EP 146 220 B2 ist ein Narkosemitteldosiersystem bekannt, bei dem mittels eines Umschaltventils in schneller Schaltfolge Atemgas entweder durch eine mit gesättigtem Narkosemittedampf versehene Verdampferkammer oder über eine Bypassleitung an der Verdampferkammer vorbei geleitet wird. Durch Vorgabe geeigneter Steuersignale für das Umschaltventil in Bezug auf Pulsbreite und Frequenz lässt sich die Konzentration des Narkosemittels im Atemgas verändern. Zur Korrektur von Konzentrationsabweichungen, die durch Temperatur- und Druckänderungen entstehen, sind Sensoren notwendig, die die entsprechenden pysikalischen Größen erfassen, damit in einer Rechen- und Steuereinheit Korrekturfaktoren für die Konzentrationsabgabe errechnet werden können.
  • Zum Betrieb des bekannten Narkosemitteldosiersystems sind eine Vielzahl von Sensoren und eine elektrische Energieversorgung erforderlich.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisch betriebenes Anästhesiesystem derart zu verbessern, dass es auch im Fehlerfall funktionstüchtig ist und ein Verfahren zum Betreiben des Anästhesiesystems anzugeben.
  • Die Lösung der Aufgabe für die Vorrichtung erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
  • Die Lösung der Aufgabe für das Verfahren erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, einen nach dem Bypassprinzip arbeitenden Narkosemittelverdunster über ein Ventil derart mit einer Atemgasquelle zu verbinden, dass das Atemgas vollständig oder teilweise durch den Narkosemittelverdunster oder über eine Bypassleitung an dem Narkosemittelverdunster vorbei zu einem Gasauslass strömt. Hierzu kann der Gasstrom mittels des Ventils in vorbestimmte Teilgasströme durch den Narkosemittelverdunster und die Bypassleitung aufgeteilt werden oder das Ventil lenkt in Form eines Umschaltventils den Gasstrom abwechselnd vollständig über den Narkosemittelverdunster oder die Bypassleitung. Es stellt sich am Gasauslass eine Narkosemittelkonzentration ein, die unterhalb des am Narkosemittelverdunster eingestellten Wertes liegt. Ein Überwachungsschaltkreis, der das Anästhesiesystem überwacht, ist so ausgelegt, dass er beim Voliegen eines Fehlerzustandes, beispielsweise den Ausfall der elektrischen Energie, das Ventil so ansteuert, dass das Atemgas vollständig über den Narkosemittelverdunster gelenkt wird.
  • Vorteilhaft ist hierbei, dass durch die Voreinstellung einer bestimmten Narkosemittelkonzentration am Einstellorgan des Narkosemittelverdunsters die maximale Konzentrationsabgabe nur den Einstellwert erreichen kann. In dem Fall, dass der Gasfluss vollständig durch den Narkosemittelverdunster gelenkt wird, kann die Konzentrationsabgabe unmittelbar am Einstellorgan vorgegeben werden. Wird demgegenüber bei bestimmungsgemäßem Betrieb das Ventil in schneller Schaltfolge als Umschaltventil betätigt, kann die Konzentrationsabgabe, ausgehend von dem voreingestellten Wert für die Narkosemittelkonzentration, nur verringert nicht aber erhöht werden. Neben der pulsartigen Betätigung des Ventils ist es besonders vorteilhaft, das Ventil als ein Proportionalventil auszuführen und einen bestimmten ersten Teilgasstrom über den Narkosemittelverdunster und einen zweiten Teilgasstrom durch die Bypassleitung zu leiten. Die Narkosemittelkonzentration am Gasauslass ergibt sich aus dem Verhältnis der Teilgasströme.
  • In zweckmäßiger Weise ist dem Gasauslass der Narkosemitteldosiereinheit ein Atemgaskreislauf zu Versorgung eines Patienten mit Atemgas nachgeschaltet. Mit zwei Atemgasmonitoren, die an unterschiedlichen Stellen des Atemgaskreislaufes angebracht sind, wird die Gasartzusammensetzung des Atemgases überwacht. Ein erster Gasmonitor ist so ausgebildet, dass er über einen Umschalter die Gasprobe entweder aus dem Gasauslass der Narkosemitteldosiereinheit oder der Einatemleitung des Atemgaskreislaufes entnimmt. Ein zweiter Atemgasmonitor befindet sich in der Nähe des Patienten und entnimmt die Gasprobe aus einem Y-Stück, welches die Einatemleitung mit der Ausatemleitung verbindet. Bei der Überwachung der Atemgaskonzentration im Atemgaskreislauf werden die Messwerte des ersten Gasmonitors mit denen des zweiten Gasmonitors verglichen. Durch Umschaltung des ersten Gasmonitors in den Gasauslass ist es möglich, die eingestellten Werte der Atemgaszusammensetzung mit gemessenen Werten zu vergleichen und auf Plausibilität zu überprüfen.
  • In zweckmäßiger Weise ist strömungsaufwärts des Narkosemittelverdunsters eine Sauerstoffquelle als Notgasversorgung an die Narkosemitteldosiereinheit angeschlossen. Der Gasfluss der Sauerstoffquelle ist von Hand oder elektrisch über eine Steuereinheit einstellbar.
  • Das erfindungsgemäß angegebene Verfahren besteht darin, einen nach dem Bypass-Prinzip arbeitenden Narkosemittelverdunster zwischen einem Gaseinlass und einem Gasauslass anzuordnen,
    ein Schaltmittel für den Gasstrom am Gaseinlass vorzusehen,
    das Schaltmittel derart anzusteuern, dass der Gasstrom vollständig oder teilweise durch den Narkosemittelverdunster oder eine den Narkosemitteverdunster überbrückende Bypassleitung zum Gasauslass gelangt und
    beim Vorliegen eines Fehlerzustands das Schaltmittel derart anzusteuern, dass der Gasfluss vollständig über den Narkosemittelverdunster gelenkt wird.
    •
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur gezeigt und im Folgenden näher erläutert.
  • Die einzige Figur zeigt schematisch ein Anästhesiesystem 1, das einen digitalen Gasmischer 2 als Atemgasquelle, eine Narkosemitteldosiereinheit 3 und einen Atemgaskreislauf 4 umfasst. Der Gasmischer 2 ist mit nicht näher dargestellten Druckgasquellen für Sauerstoff, Lachgas und Luft verbunden und erzeugt Gasgemische aus Sauerstoff und Lachgas oder Sauerstoff und Luft. Über eine Eingabeeinheit 5 werden Vorgabewerte für den Gasfluss und die Gasartzusammensetzung in eine Steuereinheit 6 eingegeben, die hieraus Aussteuersignale für den Gasmischer 2 erzeugt. Der Gasmischer 2 ist mit dem Gaseinlass 7 eines Proportionalventils 8 der Narkosemitteldosiereinheit 3 verbunden.
  • Vom Proportionalventil 8 ausgehend gelangt das Atemgas entweder über eine Bypassleitung 9 oder einen nach dem Bypass-Prinzip arbeitenden Narkosemittelverdunster 10 zu einem Gasauslass 11. An einem Einstellorgan 12 des Narkosemittelverdunsters 10 kann eine bestimmte, nicht zu überschreitende Narkosemittelkonzentration eingestellt werden.
  • Entsprechend den über die Eingabeeinheit 5 eingegebenen Werten für die Narkosemittelkonzentration am Gasauslass 11, erzeugt die Steuereinheit 6 Ansteuersignale für das Proportionalventil 8, durch welche der Gasfluss in einen ersten Teilgasstrom durch den Narkosemittelverdunster 10 und einen zweiten Teilgasstrom durch die Bypassleitung 9 aufgeteilt wird. Gegenüber dem am Narkosemittelverdunster 10 eingestellten Maximalwert der Narkosemittelabgabe, stellt sich am Gasauslass 11 ein bestimmter Prozentanteil der voreingestellten Maximalkonzentration ein. Als Notgasversorgung ist an den Eingang des Narkosemittelverdunsters 10 eine von Hand einstellbare Sauerstoffquelle 24 angeschlossen. Ein Rückschlagventil 30 zwischen der Einspeisestelle der Sauerstoffquelle 24 und dem Proportionalventil 8 unterbindet einen Rückstrom von Sauerstoff in Richtung des Proportionalventils 8.
  • Bei dem Atemgaskreislauf 4 strömt das Atemgas über eine Einatemleitung 13 und ein Einatemventil 14 zu einem Patienten 15 und bei der Ausatmung über eine Ausatemleitung 16, ein Überdruckventil 17, zu Einstellung eines endesxpiratorischen Druckes, ein Ausatemventil 18 und einen Kohlendioxidabsorber 19 und ein Richtungsventil 20 zurück in die Einatemleitung 13. Bei maschineller Beatmung wird das Atemgas mittel einer elektrisch betriebenen Atemgaspumpe 21 zum Patienten 15 gefördert. Für die Handbeatmung ist ein separater Handbeatmungsbeutel 22 vorgesehen. Überschüssiges Atemgas wird am Ende der Ausatmung über ein Überschussgas-Ablassventil 23 in eine nicht näher dargestellte Narkosegasfortleitung abgelassen.
  • Ein erster Atemgasmonitor 25 ist über einen Umschalter 26 so angeschlossen, dass er, je nach Stellung des Umschalters 26, entweder die Gaskonzentration im Atemgaskreislauf 4 oder am Gasauslass 11 der Narkosemitteldosiereinheit 3 misst. Ein zweiter Atemgasmonitor 27 entnimmt eine zu analysierende Gasprobe an einem Y-Stück 28 in unmittelbarer Nähe des Patienten 15.
  • Das erfindungsgemäße Anästhesiesystem 1 arbeitet folgendermaßen:
    entsprechend den über die Eingabeeinheit 5 eingegebenen Vorgabewerten für die Anästhesie, wird über den Gasauslass 11 ein vorbestimmter Atemgasfluss in den Atemgaskreislauf 4 eingespeist. Die Atemgaszusammensetzung ergibt sich aus den Einstellwerten des digitalen Gasmischers 2 und der Schaltstellung des Proportionalventils 8, mit welcher ein vorbestimmter Prozentanteil der am Einstellorgan 12 vorgewählten maximalen Narkosemittelkonzentration dem Atemgas zugemischt wird. Zur Überwachung der Nakosemittel-Konzentrationsabgabe wird der Umschalter 26 so eingestellt, dass die Gasprobe für den ersten Gasmonitor 25 aus dem Gasauslass 11 entnommen wird. Aus den Ansteuerdaten des Proportionalventils 8, die ein Maß für die Gasaufteilung zwischen dem Narkosemittelverdunster 10 und der Bypassleitung 9 sind, lässt sich die am Éinstellorgan 12 eingestellte maximale Narkosemittelkonzentration ermitteln. In dieser Schaltstellung des Umschalters 26 wird auch ein Plausibilitätsvergleich zwischen den Einstelldaten am digitalen Gasmischer 2 und den gemessenen Konzentrationen der Einzelgasbestandteile am ersten Gasmonitor 25 durchgeführt.
  • Im Beatmungsbetrieb wird der Umschalter 26 auf die in der Figur gezeigte Schaltstellung eingestellt, bei der die Atemgasprobe aus dem Atemgaskreislauf 4 entnommen wird. Es kann nun ein Plausibilitätsvergleich zwischen den Messwerten des ersten Atemgasmonitors 25 und des zweiten Gasmonitors 27 durchgeführt werden.
  • Wird bei dem Plausibilitätsvergleich hinsichtlich der Narkosemittelabgabe eine Abweichung festgestellt, erhält das Proportionalventil 8 von einem Überwachungsschaltkreis 29 entsprechende Ansteuersignale, um den Gasfluss vollständig über den Narkosemittelverdunster 10 zu leiten. Der Anwender wird durch ein Alarmsignal informiert und kann am Einstellorgan 12 die gewünschte Narkosemittelkonzentration einstellen. Anschließend wird der Umschalter 26 in der Weise betätigt, dass die Gasprobenahme für den ersten Gasmonitor 25 aus dem Gasauslass 11 heraus erfolgt. Es lassen sich dann der Einstellwert am Narkosemittelverdunster 10 und die gemessenen Narkosemittelkonzentrationen am ersten Gasmonitor 25 miteinander vergleichen.
  • Danach wird der Umschalter 26 auf die in der Figur gezeigte Schaltstellung für die Gasprobenahme aus dem Atemgaskreislauf 4 gebracht. In dieser Schaltstellung werden die gemessenen Werte für die Narkosemittelkonzentrationen der Gasmonitore 25, 27 gegeneinander auf Plausibilität überprüft.
  • Bei einem Ausfall von elektrischer Energie, bei dem der Gasmischer 2, die Gasmonitore 25, 27 und die Steuereinheit 6 nicht betriebsbereit sind, wird Atemgas aus der separaten Sauerstoffquelle 24 über den Narkosemittelverdunster 10 in den Atemgaskreislauf 4 eingespeist. Die Beatmungshübe werden mit dem Handbeatmungsbeutel 22 erzeugt. Das erfindungsgemäße Anästhesiesystem 1 ist somit auch ohne elektrische Energie einsatzbereit.

Claims (9)

  1. Anästhesiesystem mit einer Atemgasquelle (2) für Atemgas an einem Gaseinlass (7), einem Gasauslass (11), einem nach dem Bypassprinzip arbeitenden Narkosemittelverdunster (10) zwischen dem Gaseinlass (7) und dem Gasauslass (11), einer den Narkosemittelverdunster (10) überbrückenden Bypassleitung (9), einem Schaltmittel (8) am Gaseinlass (7), welches dazu ausgebildet ist, Atemgas vollständig oder teilweise durch den Narkosemittelverdunster (10) oder durch die Bypassleitung (9) zum Gasauslass (11) zu lenken, einem Steuermittel (6) zum Betätigen des Schaltmittels (8), um die Konzentration des Narkosemittels am Gasauslass (11) zu verändern, einem Überwachungsmittel (29), welches dazu ausgebildet ist, bei einem Fehlerzustand das Schaltmittel (8) so anzusteuern, dass das Atemgas vollständig über den Narkosemittelverdunster (10) gelenkt wird.
  2. Anästhesiesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gasauslass (11) ein Atemgaskreislauf (4) zur Versorgung eines Patienten (15) mit Atemgas nachgeschaltet ist.
  3. Anästhesiesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Atemgasmonitore (25, 27) zur Bestimmung der Gasartzusammensetzung des Atemgases vorhanden sind, wobei ein erster Gasmonitor (25) über einen Umschalter (26) zur wahlweisen Gasprobenahme aus dem Gasauslass (11) oder einer Einatemleitung (13) des Atemgaskreislaufes (4) ausgebildet ist und dass für einen zweiten Atemgasmonitor (27) die Gasprobe in der Nähe des Patienten (15) im Bereich eines Y-Stückes (28) entnommen wird.
  4. Anästhesiesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass strömungsaufwärts des Narkosemittelverdunster (10) eine Sauerstoffquelle (24) als Notgasversorgung angeschlossen ist.
  5. Anästhesiesystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vorliegen des Fehlerzustands das Atemgas der Sauerstoffquelle (24) entnommen wird.
  6. Anästhesiesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel als vorbestimmte Teilgasströme durch den Narkosemittelverdunster (10) und die Bypassleitung (9) lenkendes Proportionalventil (8) ausgebildet ist.
  7. Anästhesiesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel als ein den Gasstrom in schneller Schaltfolge entweder durch den Narkosemittelverdunster (10) oder die Bypassleitung (9) lenkendes Umschaltventil (8) ausgeführt ist.
  8. Verfahren zum Betreiben eines Anästhesiesystems gekennzeichnet durch die Schritte: einen nach dem Bypass-Prinzip arbeitenden Narkosemittelverdunster (10) zwischen einem Gaseinlass (7) und einem Gasauslass (11) anzuordnen, ein Schaltmittel (8) für den Gasstrom am Gaseinlass (7) vorzusehen, das Schaltmittel (8) derart anzusteuern, dass der Gasstrom vollständig oder teilweise durch den Narkosemittelverdunster (10) oder eine den Narkosemittelverdunster (10) überbrückende Bypassleitung (9) zum Gasauslass (11) gelangt, beim Vorliegen eines Fehlerzustands das Umschaltmittel (8) derart anzusteuern, dass der Gasfluss vollständig über den Narkosemittelverdunster (10) gelenkt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch die Schritte, strömungsaufwärts des Narkosemittelverdunsters (10) eine Sauerstoffquelle (24) als Notgasversorgung anzuschließen und beim Vorliegen des Fehlerzustands die Atemgasquelle (2) abzuschalten und das Atemgas aus der Sauerstoffquelle (24) zu entnehmen.
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