DE102020128560A1

DE102020128560A1 - Überwachungseinrichtung zum Überwachen einer Narkosemittelkonzentration

Info

Publication number: DE102020128560A1
Application number: DE102020128560.4A
Authority: DE
Inventors: Norbert Wruck
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 2020-10-21
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2022-04-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Überwachungseinrichtung (100) zum Überwachen einer Narkosemittelkonzentration innerhalb eines mindestens dreikomponentigen Gasgemisches (102) in einem Gaskanal (104), mit einem Empfangsmodul (110) und einem Verarbeitungsmodul (120). Das Empfangsmodul ist ausgebildet, mindestens ein Messsignal (112) zu empfangen und aus dem mindestens einen Messsignal Differenzdruckdaten (114), Absolutdruckdaten (116) und Temperaturdaten (118) zu bestimmen und auszugeben. Dabei indizieren die Differenzdruckdaten einen aktuell an einem Differenzdruckelement (106) innerhalb des Gaskanals vorliegenden Differenzdruck, die Absolutdruckdaten indizieren einen aktuell im Gaskanal vorliegenden Absolutdruck und die Temperaturdaten indizieren eine aktuell im Gaskanal vorliegende Temperatur. Das Verarbeitungsmodul ist ausgebildet, basierend auf einer vorbestimmten Kalibrierungsinformation (112), auf vorbestimmten Stoffgrößen (124) und auf dem aktuellen Absolutdruck einen Soll-Differenzdruck (125) zu bestimmen, wobei die Stoffgrößen bekannte Komponenten des überwachten Gasgemisches für die aktuelle Temperatur betreffen, und wobei der Soll-Differenzdruck auf einer Gas-Zielzusammensetzung (126) basiert. Weiterhin ist das Verarbeitungsmodul ausgebildet, den Soll-Differenzdruck mit dem aktuellen Differenzdruck zu vergleichen und basierend auf diesem Vergleich eine Ausgabe (130) der Überwachungseinrichtung auszulösen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungseinrichtung zum Überwachen oder Kontrollieren einer Narkosemittelkonzentration innerhalb eines Gasgemisches in einem Gaskanal. Weiterhin betrifft die Erfindung ein System zum Überwachen oder Kontrollieren einer Narkosemittelkonzentration innerhalb eines Gasgemisches und ein Verfahren zum Überwachen oder Kontrollieren einer Narkosemittelkonzentration innerhalb eines Gasgemisches.
Die Verwendung einer Narkosemitteldosiervorrichtung zum Anreichern eines bereitgestellten Atemgases mit einem Narkosemittel und zum Ausgeben eines derart angereicherten Gasgemisches an einen mit einem Patienten verbundenen Anästhesieatemkreis ist bekannt. Hierbei wird typischerweise ein erster Gaszweig mit einem Narkosemittelverdunster verwendet, um das zugeführte Atemgas mit dem Narkosemittel anzureichern. Weiterhin wird typischerweise ein zweiter Gaszweig, auch Bypass-Zweig genannt, an dem Narkosemittelverdunster vorbeigeführt, um im Rahmen einer Zuführung beider Gaszweige zu einer Mischereinheit ein verdünntes mit dem Narkosemittel angereichertes Gasgemisch bereitzustellen.
Zur Überwachung der Dosierung des Anästhesiemittels wird in US 5,967,141 vorgeschlagen, die Anästhesiemittelkonzentration an einem Auslass der Anästhesiemitteldosiervorrichtung zu bestimmen und die Dosierung durch eine Steuerung des Gasflusses durch die Gaszweige zu verändern, falls die bestimmte Anästhesiemittelkonzentration nicht mit einer vorbestimmten Soll-Konzentration übereinstimmt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Überwachungseinrichtung zum Überwachen oder Kontrollieren der Narkosemittelkonzentration, insbesondere eine besonders robuste und zuverlässige Überwachungseinrichtung zum Überwachen der Narkosemittelkonzentration, bereitzustellen.
Erfindungsgemäß wird zur Lösung dieser Aufgabe eine Überwachungseinrichtung zum Überwachen oder Kontrollieren einer Narkosemittelkonzentration innerhalb eines mindestens dreikomponentigen Gasgemisches in einem Gaskanal vorgeschlagen, mit einem Empfangsmodul und einem Verarbeitungsmodul.
Das Empfangsmodul ist ausgebildet, mindestens ein Messsignal zu empfangen und aus dem mindestens einen Messsignal Differenzdruckdaten, Absolutdruckdaten und Temperaturdaten zu bestimmen und auszugeben. Dabei indizieren die Differenzdruckdaten einen aktuell an einem Differenzdruckelement innerhalb des Gaskanals vorliegenden Differenzdruck, die Absolutdruckdaten indizieren einen aktuell im Gaskanal vorliegenden Absolutdruck und die Temperaturdaten indizieren eine aktuell im Gaskanal vorliegende Temperatur.
Das Verarbeitungsmodul ist ausgebildet, basierend auf einer vorbestimmten Kalibrierungsinformation, auf vorbestimmten Stoffgrößen und auf dem aktuellen Absolutdruck einen Soll-Differenzdruck zu bestimmen, wobei die Stoffgrößen bekannte Komponenten des überwachten Gasgemisches für die aktuelle Temperatur betreffen, und wobei der Soll-Differenzdruck auf einer Gas-Zielzusammensetzung basiert. Weiterhin ist das Verarbeitungsmodul ausgebildet, den Soll-Differenzdruck mit dem aktuellen Differenzdruck zu vergleichen und basierend auf diesem Vergleich eine Ausgabe der Überwachungseinrichtung auszulösen.
Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass der Differenzdruck eine besonders einfach und robust bestimmbare Messgröße darstellt, über die die vorliegende Narkosemittelkonzentration bestimmt werden kann. Hierfür wurde weiterhin erkannt, dass der Vergleich zwischen dem Soll-Differenzdruck und dem tatsächlich vorliegenden aktuellen Differenzdruck an einer geeigneten Position des Gaskanals zuverlässig indiziert, ob eine Veränderung des aktuellen Gasgemisches stattfinden muss, um die Gas-Zielzusammensetzung zu erreichen.
Besonders vorteilhaft ist für die erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung lediglich die Verwendung eines Differenzdruckelement und die Messung von Temperatur und Druck zum Bestimmen der Differenzdruckdaten, der Absolutdruckdaten und der Temperaturdaten notwendig. Hierdurch kann robuste und günstige Sensorik genutzt werden, um die erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung zu nutzen.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung vorteilhaft mit bereits am Markt erhältlichen Narkosemitteldosierern kombiniert werden.
Weiterhin kann der Soll-Differenzdruck besonders schnell über vorbestimmte funktionale Zusammenhänge bestimmt werden, so dass die Verarbeitung des aktuell bestimmten Messsignals schnell an neue Rahmenbedingungen eines aktuell zu behandelnden Patienten angepasst werden kann. So kann nahezu ohne Zeitversatz ein neuer Soll-Differenzdruck für eine neue angestrebte Zielzusammensetzung bestimmt werden.
Die Gas-Zielzusammensetzung ist eine angestrebte Zusammensetzung einer Mehrzahl von bekannten Komponenten des überwachten Gasgemisches. Die Gas-Zielzusammensetzung bezieht sich dabei auf eine angestrebte Zusammensetzung eines Gemisches aus Gasen an einer vorbestimmten Position eines gasführenden Systems. Vorzugsweise bezieht sich die Zielzusammensetzung auf einen Ausgangsgasstrom, der beispielsweise einem Atemgaskreis eines zu behandelnden Patienten zugeführt wird.
Die Ausgabe kann ein Signal sein, das an einen Aktuator oder eine andere Komponente der Überwachungseinrichtung oder eines mit der Überwachungseinrichtung verbundenen Narkosemitteldosierer oder dergleichen ausgegeben wird. Alternativ oder ergänzend kann die Ausgabe auch eine visuelle und/oder akustische Ausgabe an einem Ausgabemodul der Überwachungseinrichtung sein.
Das Empfangsmodul und das Verarbeitungsmodul können beabstandet voneinander oder in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Erfindungsgemäß können die beiden Module auch von einem gemeinsamen Prozessor ausgeführt werden, wobei sie zumindest auf Software-Ebene voneinander getrennt sind.
Das Differenzdruckelement ist ein Element, das zu einem Druckgefälle innerhalb des Gaskanals führt. Beispielsweise kann das Differenzdruckelement eine Differenzdruckblende sein. Die Struktur derartiger Differenzdruckelemente ist bekannt und wird daher im Folgenden nicht detailliert erläutert.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung beschrieben.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform zeigt die Ausgabe an, ob eine Veränderung der Zusammensetzung des Gasgemisches vorgenommen werden muss, um die Gas-Zielzusammensetzung zu erreichen. Hierdurch kann der Nutzer der Überwachungseinrichtung und/oder eine weitere Komponente des Narkosemitteldosierers unmittelbar erkennen, ob eine solche Veränderung der Zusammensetzung veranlasst werden muss. Vorzugsweise verändert eine weitere Komponente des Narkosemitteldosierers automatisiert die Zusammensetzung des Gasgemisches anhand der Ausgabe gemäß dieser Ausführungsform. Hierdurch ist beispielsweise eine automatisierte Regelung der Zusammensetzung des Gasgemisches unter Verwendung der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung möglich.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform basiert der Soll-Differenzdruck weiterhin auf dem Bestimmen eines die Gasgemisch-Viskosität betreffenden Summanden und eines die Gasgemisch-Dichte betreffenden Summanden und einem anschließenden Addieren beider Summanden. Durch einen derartigen funktionalen Zusammenhang kann der Soll-Differenzdruck besonders schnell und mit geringem Speicheraufwand bestimmt werden. Die Verwendung eines solchen funktionalen Zusammenhangs reduziert zudem mögliche Fehlerquellen, die bei der Auswahl von hinterlegten Zuordnungen, beispielsweise zwischen Messwerttabellen, auftreten können. Der funktionale Zusammenhang ist vorzugsweise beschreibbar durch eine algebraische Funktion.
In einer besonders bevorzugten Variante der vorhergehenden Ausführungsform ist der die Gasgemisch-Viskosität betreffende Summand im Wesentlichen linear von einer Viskosität des Gasgemisches abhängig, wobei der die Gasgemisch-Dichte betreffende Summand im Wesentlichen linear von einer Dichte des Gasgemisches abhängig ist. Über einen derartigen funktionalen Zusammenhang kann besonders zuverlässig der Soll-Differenzdruck bestimmt werden. Details zu dieser Bestimmung sind im Rahmen von 1 in der Figurenbeschreibung erläutert.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Überwachungseinrichtung weiterhin ein Speichermodul auf, wobei auf dem Speichermodul zumindest die vorbestimmte Kalibrierungsinformation und die vorbestimmten Stoffgrößen hinterlegt sind, und wobei das Speichermodul ausgebildet ist, die vorbestimmte Kalibrierungsinformation und die vorbestimmten Stoffgrößen dem Verarbeitungsmodul bereitzustellen. In dieser Ausführungsform sind vorteilhaft alle relevanten Informationen innerhalb der Überwachungseinrichtung hinterlegt. Das Speichermodul kann beabstandet von den weiteren Modulen oder in einem gemeinsamen Gehäuse mit den weiteren Modulen ausgebildet sein. Vorzugsweise verfügt die Überwachungseinrichtung weiterhin über eine Benutzerschnittstelle, über die die vorbestimmte Kalibrierungsinformation und die vorbestimmten Stoffgrößen dem Speichermodul bereitgestellt werden. Dies kann beispielsweise über eine Nutzereingabe an der Benutzerschnittstelle erfolgen. In dieser Ausführungsform kann die Überwachungseinrichtung vorteilhaft Stoffgrößen für verschiedene mögliche Komponenten des überwachten Gasgemisches speichern und dadurch für die Überwachung von unterschiedlichen Gasgemischen mit unterschiedlichen Komponenten geeignet sein. Insbesondere kann die Überwachungseinrichtung durch die Speicherung entsprechender Stoffgrößen an die Überwachung von Gasgemischen mit neuen, bisher nicht überwachten Komponenten angepasst werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die vorbestimmten Stoffgrößen zumindest Dichte und Viskosität einer jeweiligen Komponente des überwachten Gasgemisches bei verschiedenen Umgebungstemperaturen. Hierdurch können vorteilhaft entsprechend der empfangenen Temperaturdaten diesen Temperaturdaten zugeordnete Stoffgrößen, nämlich eine zugeordnete Dichte und eine zugeordnete Viskosität für die Bestimmung des Soll-Differenzdrucks verwendet werden. Hierdurch wird eine besonders zuverlässige Bestimmung des Soll-Differenzdrucks ermöglicht.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Überwachungseinrichtung weiterhin ausgebildet, ein Empfangssignal zu empfangen, wobei das Empfangssignal die Gas-Zielzusammensetzung indiziert. Hierdurch kann die Überwachungseinrichtung für verschiedene angestrebte Gas-Zielzusammensetzung verwendet werden. Hierdurch kann vorteilhaft die Gas-Zielzusammensetzung an einen aktuellen Zustand eines zu behandelnden Patienten angepasst werden. Vorzugsweise wird das Empfangssignal über eine Benutzerschnittstelle der Überwachungseinrichtung empfangen. Hierdurch kann der Benutzer über eine Benutzereingabe das Empfangssignal mit der indizierten Gas-Zielzusammensetzung bereitstellen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform betrifft die Gas-Zielzusammensetzung eine Zusammensetzung eines einem Atemgaskreis eines Patienten zuzuführenden Gases. In dieser Ausführungsform kann über die erfindungsgemäße Überwachung direkt die Zusammensetzung des ausgegebenen Gasgemisches überwacht werden, ohne dass hierfür die Messung von Stoffgrößen direkt am Ausgang notwendig ist. Insbesondere kann anhand des Vergleichs zwischen Soll-Differenzdruck und gemessenem Differenzdruck an einer geeigneten, vorzugsweise leicht zugänglichen Stelle eines gasführenden Systems auf die Zusammensetzung am Ausgang dieses Systems geschlossen werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Überwachungseinrichtung weiterhin ausgebildet, ein Komponentensignal zu empfangen, wobei das Komponentensignal die vorbestimmten Komponenten des Gasgemisches indiziert, insbesondere die vorbestimmten Komponenten eines vorliegenden Trägergases und ein vorliegendes Narkosemittel indiziert. In dieser Ausführungsform können durch die Überwachungseinrichtung unterschiedliche Komponenten des Gasgemisches untersucht werden, wobei das Komponentensignal anzeigt, welche Komponenten aktuell innerhalb des Gasgemisches, also beispielsweise innerhalb des Trägergases und des vorliegenden Narkosemittels, vorliegen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Gasgemisch zumindest Sauerstoff und ein erstes Narkosemittel auf, wobei das Gasgemisch zusätzlich eine weitere Komponente aufweisen kann, die ausgewählt ist aus der Gruppe: Lachgas, Stickstoff, Helium, Argon oder ein zweites Narkosemittel, wie etwa Xenon. Für ein derartiges dreikomponentiges Gasgemisch ist die erfindungsgemäße Überwachung über die Bestimmung des Soll-Differenzdruck besonders vorteilhaft, da ein derartiges Gasgemisch, insbesondere ein Gasgemisch mit mehreren Narkosemitteln, über einige bekannte Überwachungsverfahren nicht überwacht werden kann, insbesondere wegen des ausgeprägten Realgasverhaltens eines solchen Gasgemisches nicht überwacht werden kann.
Die erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung kann auch zur Überwachung von zweikomponentigen Gasgemischen verwendet werden, wobei zumindest eine Komponente des Gasgemisches vorzugsweise ein Narkosemittel ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird zur Lösung der oben genannten Aufgabe ein System zum Überwachen oder Kontrollieren einer Narkosemittelkonzentration innerhalb eines Gasgemisches in einem Gaskanal vorgeschlagen, mit einer Überwachungseinrichtung gemäß mindestens einer der vorhergehenden Ausführungsformen und einem Differenzdruckelement, wobei das Differenzdruckelement innerhalb des Gaskanals angeordnet ist.
Das erfindungsgemäße System weist die Überwachungseinrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auf und somit auch alle Vorteile dieser Überwachungseinrichtung. Weiterhin ist das System besonders vorteilhaft, da die Auswertung der empfangenen Differenzdruckdaten und die Bestimmung des Soll-Differenzdrucks besonders zuverlässig für ein bekanntes und der Überwachungseinrichtung zugeordnetes Differenzdruckelement möglich sind.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Differenzdruckelement um eine Differenzdruckblende. Ein derartiges Differenzdruckelement kann besonders kostengünstig bereitgestellt werden und ist einfach in den Gaskanal einbringbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das System mindestens einen ersten Drucksensor, der in Flussrichtung vor dem Differenzdruckelement in dem Gaskanal angeordnet ist, und mindestens einen zweiten Drucksensor, der in Flussrichtung hinter dem Differenzdruckelement in dem Gaskanal angeordnet ist. Eine derartige Anordnung der mindestens zwei Drucksensoren ermöglicht eine zuverlässige Bestimmung des aktuell vorliegenden Differenzdrucks und mithin zuverlässige Differenzdruckdaten für den erfindungsgemäßen Vergleich mit dem Soll-Differenzdruck.
In einer zur vorhergehenden Ausführungsform alternativen oder ergänzenden Ausführungsform erfolgt die Bestimmung des aktuellen Differenzdrucks durch einen Differenzdruckaufnehmer, der im Bereich des Differenzdruckelements angeordnet ist.
In einer weiteren vorteilhaft Ausführungsform weist das System weiterhin ein Steuermodul auf, wobei das Steuermodul ausgebildet ist, basierend auf der Ausgabe der Überwachungseinrichtung eine Veränderung der Zusammensetzung des Gasgemisches über eine Veränderung des Gasflusses mindestens einer Komponente des Gasgemisches zu regeln. In dieser Ausführungsform kann besonders vorteilhaft automatisiert die Zusammensetzung des Gasgemisches derart geregelt werden, dass die gewünschte Gas-Zielzusammensetzung erreicht wird. Hierbei wird der Soll-Differenzdruck mit dem aktuellen Differenzdruck verglichen und basierend auf diesem Vergleich wird die Ausgabe ausgelöst, die dem Steuermodul anzeigt, ob die Zusammensetzung des Gasgemisches zumindest bezüglich einer Komponente verändert werden muss. Ein derartiges Steuermodul kann beispielsweise direkt die Narkosemittelzugabe innerhalb des Narkosemitteldosierers und/oder einen dem Narkosemitteldosierer zugeführten Fluss von Frischgas steuern.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Gaskanal, in dem die Narkosemittelkonzentration zu überwachen ist, ein Gaszweig, der ausschließlich ein bereitgestelltes Trägergas führt, und/oder ein Gaszweig, der ein an einen Atemgaskreis auszugebendes Atemgas führt. Das Überwachen des Gasgemisches, das dem Atemgaskreis bereitgestellt wird, erlaubt besonders zuverlässig ein Vermeiden der Ausgabe von Gasgemischen, die für die weitere Behandlung des Patienten ungeeignet und/oder ungewünscht sind. Weiterhin kann in dieser Ausführungsform besonders zuverlässig die dem Patienten am Ausgang des Narkosemitteldosierers bereitgestellte Zusammensetzung des Gasgemisches geregelt werden.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird zur Lösung der oben genannten Aufgabe ein Narkosemitteldosierer mit einem System gemäß mindestens einer der vorhergehenden Ausführungsformen vorgeschlagen.
Vorzugsweise ist das System dabei derart ausgebildet, dass die Gas-Zielzusammensetzung eine Zusammensetzung eines an einem Ausgang des Narkosemitteldosierers bereitgestellten Gases betrifft.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird zur Lösung der oben genannten Aufgabe ein Verfahren zum Überwachen oder Kontrollieren einer Narkosemittelkonzentration innerhalb eines Gasgemisches in einem Gaskanal vorgeschlagen. Das erfindungsgemäße Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

- Empfangen mindestens eines Messsignals;
- Bestimmen und Ausgeben von Differenzdruckdaten, Absolutdruckdaten und Temperaturdaten aus dem mindestens einen Messsignal, wobei die Differenzdruckdaten einen aktuell an einem Differenzdruckelement innerhalb des Gaskanals vorliegenden Differenzdruck indizieren, die Absolutdruckdaten einen aktuell im Gaskanal vorliegenden Absolutdruck indizieren und die Temperaturdaten eine aktuell im Gaskanal vorliegende Temperatur indizieren;

- Bestimmen eines Soll-Differenzdrucks basierend auf einer vorbestimmten Kalibrierungsinformation, auf vorbestimmten Stoffgrößen und auf dem aktuellen Absolutdruck, wobei die Stoffgrößen bekannte Komponenten des überwachten Gasgemisches für die aktuelle Temperatur betreffen, und wobei der Soll-Differenzdruck auf einer Gas-Zielzusammensetzung basiert;
- Vergleichen des Soll-Differenzdrucks mit dem aktuellen Differenzdruck; und
- Auslösen einer Ausgabe basierend auf diesem Vergleich.

Das Verfahren gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung wird von der Überwachungseinrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgeführt und weist daher sämtliche Vorteile dieser Überwachungseinrichtung auf. Insbesondere ermöglicht das Verfahren ein besonders einfaches Überwachen der Zusammensetzung eines Gasgemisches. Insbesondere wird besonders zuverlässig eine Abweichung zwischen der Gas-Zielzusammensetzung und der aktuell vorliegenden Zusammensetzung des Gasgemisches anhand eines bestimmten Differenzdrucks ermittelt.
Das Bestimmen des Soll-Differenzdrucks kann vorteilhaft basierend auf einer funktionalen Abhängigkeit zwischen der vorbestimmten Kalibrierungsinformation, den vorbestimmten Stoffgrößen und dem aktuellen Absolutdruck einerseits und dem dadurch angestrebten Differenzdruck an dem Differenzdruckelement andererseits erfolgen. Die funktionale Abhängigkeit ist vorzugsweise beschreibbar durch eine algebraische Funktion.
Das erfindungsgemäß Verfahren kann auch zum Regeln der Zusammensetzung des Gasgemisches zum Erreichen der gewünschten Gas-Zielzusammensetzung verwendet werden. So kann die ausgelöste Ausgabe genutzt werden, um eine Veränderung der Zusammensetzung des Gasgemisches über eine Veränderung des Gasflusses mindestens einer Komponente des Gasgemisches bereitzustellen.
Das Empfangen des Messsignals sowie das Bestimmen und Ausgeben der entsprechenden Daten erfolgt vorzugsweise im Wesentlichen in Echtzeit. Der Soll-Differenzdruck kann vor den anderen Verfahrensschritten und/oder zwischen den anderen Verfahrensschritten bestimmt werden. Das Vergleichen des Soll-Differenzdruck mit dem aktuellen Differenzdruck und das Auslösen der Ausgabe erfolgt wiederum im Wesentlichen in Echtzeit zusammen mit dem Bestimmen und Ausgeben der entsprechenden Daten aus dem Messsignal. Vorzugsweise werden sämtliche Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens in weniger als 2 Minuten, insbesondere in weniger als 1 Minute, besonders bevorzugt in weniger als 20 Sekunden ausgeführt.
Die einzelnen Verfahrensschritte können auf einem gemeinsamen Gerät oder auf voneinander beabstandeten Geräten ausgeführt werden.
Die Erfindung soll nun anhand von in den Figuren schematisch dargestellten, vorteilhaften Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Von diesen zeigen im Einzelnen:

1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Überwachungseinrichtung gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung;
2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Überwachungseinrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung;
3 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Systems gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung;
4 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Systems gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung;
5 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Überwachungseinrichtung 100 gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung.
Die Überwachungseinrichtung 100 ist zum Überwachen einer Narkosemittelkonzentration innerhalb eines Gasgemisches 102 in einem Gaskanal 104 ausgebildet. Hierfür umfasst die Überwachungseinrichtung 100 ein Empfangsmodul 110 und ein Verarbeitungsmodul 120.
Das Empfangsmodul 110 ist ausgebildet, mindestens ein Messsignal 112 zu empfangen und aus dem mindestens einen Messsignal 112 Differenzdruckdaten 114, Absolutdruckdaten 116 und Temperaturdaten 118 zu bestimmen und auszugeben. Die Differenzdruckdaten 114 indizieren dabei einen aktuell an einem Differenzdruckelement 106 innerhalb des Gaskanals 104 vorliegenden Differenzdruck. Die Absolutdruckdaten 116 indizieren einen aktuell im Gaskanal 104 vorliegenden Absolutdruck. Die Temperaturdaten 118 indizieren eine aktuell im Gaskanal 104 vorliegende Temperatur. Eine Sensorik 140 zum Aufnehmen der entsprechenden Daten im Gaskanal 104 ist in 1 grob dargestellt und wird beispielsweise im Rahmen von 3 detailliert erläutert. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Empfangsmodul 110 ausgebildet, die Differenzdruckdaten 114 als Differenzdrucksignal 115 auszugeben, die Absolutdruckdaten 116 als Absolutdrucksignal 117 auszugeben und die Temperaturdaten 118 als Temperatursignal 119 auszugeben. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel werden diese Daten in einem kombinierten Signal an das Verarbeitungsmodul ausgegeben.
Das Verarbeitungsmodul 120 ist ausgebildet, basierend auf einer vorbestimmten Kalibrierungsinformation 122, auf vorbestimmten Stoffgrößen 124 und auf dem aktuellen Absolutdruck, entsprechend der Absolutdruckdaten 116, einen Soll-Differenzdruck 125 zu bestimmen, wobei die Stoffgrößen 124 bekannte Komponenten des überwachten Gasgemisches 102 für die aktuelle Temperatur, entsprechend der Temperaturdaten 118, betreffen. Dabei basiert der Soll-Differenzdruck 125 auf einer vorbestimmten Gas-Zielzusammensetzung 126, auf die die Sollwertbestimmungseinheit zugreifen kann. Die Gas-Zielzusammensetzung 126 ist dabei vorzugsweise in einem nicht dargestellten Speichermodul hinterlegt, auf welches ein Nutzer beispielsweise durch eine Benutzereingabe zugreifen kann, um die Gas-Zielzusammensetzung 126 entsprechend eines aktuell vorliegenden Zustands des Patienten anzupassen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Verarbeitungsmodul 120 eine Temperaturverrechnungseinheit 121 auf, die ausgebildet ist, die vorbestimmten Stoffgrößen 124 und die Temperaturdaten 118 zu verwenden, um temperaturspezifische Stoffgrößen 124' zu bestimmen und diese für die weitere Verarbeitung bereitzustellen. Vorzugsweise sind verschiedene temperaturabhängige Stoffgrößen bereitgestellt, die dann entsprechend der aktuell vorliegenden Temperatur ausgewählt werden, so dass die temperaturspezifischen Stoffgrößen 124' die der aktuellen Temperatur zugeordneten Stoffgrößen sind. Weiterhin weist das Verarbeitungsmodul 120 eine Sollwertbestimmungseinheit 123 auf, die ausgebildet ist, die temperaturspezifischen Stoffgrößen 124', die Absolutdruckdaten 116 und die Kalibrierungsinformation 122 zu verwenden, um den Soll-Differenzdruck 125 zu bestimmen und für die weitere Verarbeitung bereitzustellen.
Schließlich ist das Verarbeitungsmodul 120 weiter ausgebildet, den Soll-Differenzdruck 125 mit dem aktuellen Differenzdruck, entsprechend der Differenzdruckdaten 114, zu vergleichen und basierend auf diesem Vergleich eine Ausgabe 130 der Überwachungseinrichtung 100 auszulösen. Hierfür weist das Verarbeitungsmodul 120 eine Vergleichseinheit 127 auf, die ausgebildet ist, den Soll-Differenzdruck 125 mit dem Differenzdruck entsprechend der Differenzdruckdaten 114 miteinander zu vergleichen und bei einer Abweichung zwischen den beiden Differenzdrücken oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts die Ausgabe 130 auszulösen. Der Schwellenwert kann beispielsweise mindestens 0,5 % des Soll-Differenzdrucks 125, insbesondere mindestens 1 % des Soll-Differenzdrucks 125, vorzugsweise im Wesentlichen 2 % des Soll-Differenzdrucks 125 betragen.
Die Ausgabe 130 zeigt vorliegend an, ob eine Veränderung der Zusammensetzung des Gasgemisches 102 vorgenommen werden muss, um die Gas-Zielzusammensetzung 126 zu erreichen.
Die Kalibrierungsinformation 122 und die vorbestimmten Stoffgrößen 124 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf einem internen Speicher 129 des Verarbeitungsmoduls 120 hinterlegt. Eine solche Speicherung kann auch über ein separates Speichermodul erfolgen, wie dies in 2 dargestellt ist.
Die Bestimmung des Soll-Differenzdrucks Δp 125 erfolgt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel über eine auf dem sogenannten Ergun-Modell basierende Gleichung: $\begin{array}{l} Δ p = a_{O2} * η_{Mix} * \dot{V} * [1 + (η_{Mix} - η_{O2}) / η_{O2} * F (p_{O2} {; p}_{N2O} {; p}_{N2} {; p}_{Des})] \\ + b_{O2} * ρ_{Mix} * \dot{V} * [1 + (ρ_{Mix} - p_{O2}) / ρ_{O2}_{*} G (p_{O2} {; p}_{N2O} {; p}_{N2} {; p}_{Des})] \end{array}$
Hierbei sind a_O2 und b_O2 geometrieabhängige feste Werte, die einen Bestandteil der Kalibrierungsinformation 122 bilden. V̇ beschreibt den Gasstrom und η_Mix die Viskosität des Gasgemischs 102 und ρ_Mix die Dichte des Gasgemisches 102. Der Index gibt ansonsten die betreffende Komponente des Gasgemisches 102 an. Daran ist ersichtlich, dass vorliegend ein Gasgemisch aus Sauerstoff, Stickstoff, Lachgas und Desfluran untersucht wurde. Grundsätzlich kann die erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung zur Überwachung von Gasgemischen verwendet werden, die Sauerstoff und ein erstes Narkosemittel aufweisen. Vorzugsweise weisen die Gasgemische zusätzlich mindestens eine weitere Komponente wie Lachgas, Stickstoff, Helium, Argon oder ein zweites Narkosemittel, wie etwa Xenon, oder wie vorliegend eine Kombination daraus auf.
Die beiden Funktionen F und G sind Funktionen, die linear von den Partialdrücken der jeweiligen Komponenten des Gasgemisches 102 abhängen.
Folglich ergibt sich der Soll-Differenzdruck aus einem die Gasgemisch-Viskosität betreffenden Summanden und einem die Gasgemisch-Dichte betreffenden Summanden. Diese beiden Summanden werden von der Sollwertbestimmungseinheit 123 bestimmt und addiert, um über die angegebene Gleichung den Soll-Differenzdruck zu bestimmen und mit dem aktuell tatsächlich vorliegenden Differenzdruck zu vergleichen.
Der die Gasgemisch-Viskosität betreffende Summand ist im Wesentlich linear von der Viskosität des Gasgemisches 102 abhängig und der die Gasgemisch-Dichte betreffende Summand ist im Wesentlichen linear abhängig von der Dichte des Gasgemisches 102.
Die festen skalaren Werte a und b, sowie entsprechende Koeffizienten der Funktionen F und G können beispielsweise über bekannte numerische Methoden der multidimensionalen Regression bestimmt werden, insbesondere durch eine vor einer Anwendung der Überwachungseinrichtung auszuführende Kalibrierung bestimmt werden. Entsprechend bestimmte Werte bilden einen Teil der Kalibrierungsinformation 122. Durch die Bestimmung dieser Koeffizienten, beispielsweise im Rahmen der Kalibrierung, können nicht-lineare Mischungseffekte aus dem für das Gasgemisch vorliegenden Realgasverhalten kompensiert werden. Hierdurch ist eine besonders einfache und schnelle Bestimmung des Soll-Differenzdrucks 125 möglich, ohne das nicht-lineare Realgasverhalten numerisch zu vernachlässigen. Hierdurch ist für das beschriebene Bestimmungsbeispiel auch bei einem ausgeprägten Realgasverhalten, wie es beispielsweise bei großen Molmassenunterschieden auftritt, eine zuverlässige Bestimmung des Soll-Differenzdrucks 125 möglich. Insbesondere für Narkosemittelgemische ist eine solche Bestimmung daher vorteilhaft, weil darin große Molmassenunterschiede, die eine Berücksichtigung des Realgasverhaltens erfordern, möglich sind.
Die beschriebene Bestimmungsvorschrift für den Soll-Differenzdruck kann durch andere Bestimmungsvorschriften ersetzt werden, ohne dass dies einen Einfluss auf die erfindungsgemäße Anwendung der Überwachungseinrichtung hat.
Die Überwachungseinrichtung ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ausschließlich zum Überwachen der Narkosemittelkonzentration durch ein Überwachen des aktuellen Differenzdrucks verglichen mit dem Soll-Differenzdruck ausgebildet. Die Ausgabe 130 wird vorzugsweise an einen Nutzer visuell und/oder akustisch ausgegeben, damit der Nutzer darüber informiert wird, dass die Zusammensetzung des Gasgemisches 102 verändert werden muss, um die gewünschte Gas-Zielzusammensetzung 126 zu erreichen.
In einem anderen Ausführungsbeispiel, wie es beispielsweise in 4 dargestellt ist, wird die Ausgabe genutzt, um die Zusammensetzung des Gasgemisches automatisiert zu regeln und dadurch die gewünschte Gas-Zielzusammensetzung zu erreichen.
Das Empfangsmodul 110 und das Verarbeitungsmodul 120 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel miteinander verbunden und in einem gemeinsamen nicht dargestellten Gehäuse angeordnet. Vorliegend werden beide Module von einem gemeinsamen Prozessor ausgeführt und sind zumindest auf Software-Ebene voneinander getrennt. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind Empfangsmodul und Verarbeitungsmodul räumlich getrennt voneinander ausgebildet. Die Kommunikation zwischen Empfangsmodul und Verarbeitungsmodul kann kabelbasiert oder kabellos erfolgen.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Überwachungseinrichtung 200 gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung.
Die Überwachungseinrichtung 200 unterscheidet sich dadurch von der in 1 dargestellten Überwachungseinrichtung 100, dass die Kalibrierungsinformation 122 und die vorbestimmten Stoffgrößen 124 nicht auf einem internen Speicher des Verarbeitungsmodul 220 hinterlegt sind, sondern auf einem separaten Speichermodul 250. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind für die Kalibrierungsinformation und für die vorbestimmten Stoffgrößen zwei separate Speichermedien vorgesehen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Speichermodul 250 getrennt von den beiden anderen Modulen angeordnet.
Weiterhin ist eine Benutzerschnittstelle 260 ein Bestandteil der Überwachungseinrichtung 200. Über ein Eingabemittel 262, wie etwa eine Tastatur, ein Touchdisplay oder dergleichen, kann die Benutzerschnittstelle 260 eine Benutzereingabe 264 empfangen und darüber empfangene Daten den weiteren Modulen der Überwachungseinrichtung 200 bereitstellen. Vorteilhaft kann die Benutzereingabe 264 die Kalibrierungsinformation 120 und/oder die vorbestimmten Stoffgrößen 124 indizieren, so dass ein entsprechendes Speichersignal 266 an das Speichermodul 250 ausgegeben wird. Zudem kann die Benutzereingabe 264 die vorbestimmten Komponenten des Gasgemisches indizieren, so dass ein entsprechendes Komponentensignal 267 an die Temperaturverrechnungseinheit 121 ausgegeben wird, damit diese für die vorliegend zu untersuchenden Komponenten die temperaturspezifischen Stoffgrößen 124' bestimmt. Zudem kann die Benutzereingabe 264 die vorbestimmte Gas-Zielzusammensetzung indizieren, so dass ein entsprechendes Empfangssignal 268 an die Sollwertbestimmungseinheit 123 ausgegeben wird, damit diese die vorliegend gewünschte Soll-Druckdifferenz 125 bestimmen kann. Die Gas-Zielzusammensetzung bezieht sich dabei auf eine Zielzusammensetzung eines Gases, welches beabstandet von dem überwachten Gasgemisch strömt.
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann nur eines der Signale 266, 267, 268 oder es können nur zwei der Signale 266, 267, 268 durch die Benutzerschnittstelle ausgegeben werden.
Schließlich unterscheidet sich die Überwachungseinrichtung 200 von der Überwachungseinrichtung 100 dadurch, dass das Verarbeitungsmodul 220 abhängig von dem Vergleich zwischen dem Soll-Differenzdruck und dem aktuellen Differenzdruck ein Auslösesignal 270 bereitstellt, welches von einer Ausgabeeinheit 275 der Überwachungseinrichtung 200 zu der Ausgabe 130 weiterverarbeitet wird. Vorzugsweise indiziert das Auslösesignal 270 eine Ausgabeinformation, die über die Ausgabe 130 einem Nutzer der Überwachungseinrichtung 200 bereitgestellt wird.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Systems 305 gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung.
Das System 305 umfasst die Überwachungseinrichtung 300 entsprechend dem ersten Aspekt der Erfindung und ein Differenzdruckelement 306, das innerhalb des Gaskanals 104 angeordnet ist. Bei dem Differenzdruckelement 306 handelt es sich um eine Differenzdruckblende.
Im Bereich des Differenzdruckelements 306 sind verschiedene Sensoren zum Bereitstellen der relevanten Daten innerhalb des Gaskanals 104 angeordnet. So ist ein erster Drucksensor 342 in Flussrichtung 380 vor dem Differenzdruckelement 306 in dem Gaskanal 104 angeordnet und ein zweiter Drucksensor 344 ist in Flussrichtung 380 hinter dem Differenzdruckelement 306 in dem Gaskanal 104 angeordnet. Zudem ist ein Temperatursensor 346 in Flussrichtung 380 vor dem Differenzdruckelement 306 in dem Gaskanal 104 angeordnet. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Temperatursensor hinter dem Differenzdruckelement und/oder außerhalb des Gaskanals angeordnet. Insbesondere kann der Temperatursensor in einem anderen nicht dargestellten Bereich des Gaskanals angeordnet sein, der aus thermodynamischen Gründen erwartungsgemäß eine ähnliche Temperatur aufweist wie der Bereich des Differenzdruckelements.
Der erste Drucksensor 342 gibt ein entsprechendes erstes Drucksensorsignal 343 direkt an das Empfangsmodul 310 aus, so dass dieses daraus die entsprechenden Absolutdruckdaten 116 bestimmt. Das erste Drucksensorsignal 343 wird weiterhin von einem Differenzdruckmodul 348 empfangen, welches weiterhin von dem zweiten Drucksensor 344 entsprechende Druckdaten empfängt und dadurch den an dem Differenzdruckelement 306 vorliegenden Differenzdruck bestimmt und ein entsprechendes Differenzdrucksensorsignal 345 an das Empfangsmodul 310 zum Bestimmen der Differenzdruckdaten 114 ausgibt.
Schließlich ist der Temperatursensor 346 ausgebildet, ein entsprechendes Temperatursensorsignal 347 direkt an das Empfangsmodul 310 auszugeben, damit dieses die entsprechenden Temperaturdaten 118 bestimmt.
Somit werden das erste Drucksensorsignal 343, das Differenzdrucksensorsignal 345 und das Temperatursensorsignal 347 als separate Signale an das Empfangsmodul gesendet. Sie bilden im Sinne der Erfindung damit drei Messsignale für das Empfangsmodul 310. Das Empfangsmodul 310 empfängt die Signale über eine gemeinsame nicht dargestellte Schnittstelle. Diese Signale werden in alternativen und/oder ergänzenden Ausführungsbeispielen als ein kombiniertes Messsignal ausgegeben, wie dies beispielsweise in 1 gezeigt ist.
Die drei Sensoren 342, 344, 346 sind räumlich getrennt voneinander angeordnet. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Sensoren zumindest teilweise miteinander verbunden. Alternativ oder ergänzend können alle Sensoren in einem zentralen Sensorikmodul im Bereich des Differenzdruckelements angeordnet sein.
Die weitere Verarbeitung der Signale durch die Überwachungseinrichtung 300, die durch einen gestrichelt dargestellten Rahmen gekennzeichnet ist, erfolgt vorzugsweise entsprechend einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele.
In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Bestimmung des aktuellen Differenzdrucks durch einen Differenzdruckaufnehmer des erfindungsgemäßen Systems.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Systems 405 gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.
Das System 405 unterscheidet sich von dem in 3 dargestellten System 305 dadurch, dass der Temperatursensor 446 nicht im Bereich des Differenzdruckelements 406 angeordnet ist. Das System 405 ist innerhalb eines Narkosemitteldosierer 408 angeordnet, der einen Zuführungskanal 490, einen Bypasskanal 491 und einen Verdunsterkanal 492 mit einem Narkosemittelverdunster 493 aufweist. Der Bypasskanal 491 und der Verdunsterkanal 492 führen das entsprechend geführte Gas zu einer Mischereinheit 494, in der auch der Temperatursensor 446 angeordnet ist. Von der Mischereinheit 494 führt ein Ausgabekanal 495 zu einer Ausströmöffnung des Narkosemitteldosierers 408, die das entsprechend mit Narkosemittel angereicherte Atemgas einem Atemgaskreis 403 bereitstellt.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel bezieht sich die Gas-Zielzusammensetzung auf die Zusammensetzung des durch die Sensoren überwachten Gasgemisches im Bereich des Ausgabekanals 495. In nicht dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung bezieht sich die Gas-Zielzusammensetzung auf die Zusammensetzung des Gases im Bereich des Ausgabekanals, aber die Messung des Differenzdrucks und die Anordnung des Differenzdruckelements erfolgt beabstandet von dem Ausgabekanal, wie etwa im Verdunsterkanal, im Bypasskanal oder im Zuführungskanal.
Wie bereits im Rahmen von 3 beschrieben, werden über die Sensoren die entsprechenden Daten an die Überwachungseinrichtung 400 gesendet und dort weiterverarbeitet. Die entsprechende Ausgabe 130 wird in dem dargestellten Ausführungsbeispiel an ein Steuermodul 496 des Systems 405 gesendet. Das Steuermodul ist mit einem Regelungsmodul 497 des Narkosemitteldosierer 408 verbunden, das dazu ausgebildet ist, den Gasfluss hinein in den Bypasskanal 491 und hinein in den Verdunsterkanal 492 zu steuern. Sollte die Ausgabe 130 beispielsweise eine zu geringe Konzentration an Narkosemittel in dem Gasgemisch anzeigen, könnte das Steuermodul 496 das Regelungsmodul 497 derart steuern, dass weniger Gas durch den Bypasskanal 491 und/oder mehr Gas durch den Verdunsterkanal 492 geführt wird.
In einem alternativen oder ergänzenden Ausführungsbeispiel ist das Steuermodul dazu ausgebildet ein Einspritzen einer Narkosemittelmenge in den Verdunsterkanal, insbesondere in den Narkosemittelverdunster, entsprechend der Ausgabe der Überwachungseinrichtung zu steuern.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das System 405 weiterhin eine Benutzerschnittstelle 460, über die eine Benutzereingabe 464 empfangen werden kann, die eine Steuerinformation für das Steuermodul 496 indiziert. Beispielsweise kann die Steuerinformation die Überwachung der Konzentration durch die Überwachungseinrichtung 400 aktivieren oder deaktivieren. Alternativ oder ergänzend kann eine Information betreffend die Kalibrierungsinformation, die vorbestimmten Stoffgrößen, die vorbestimmte Gas-Zielzusammensetzung und/oder die vorbestimmten Komponenten des Gasgemisches über das Steuermodul 496 an die Überwachungseinrichtung 400 übertragen werden.
Die Überwachungseinrichtung und/oder das erfindungsgemäße System können alternativ oder ergänzend an einem anderen Bereich des Narkosemitteldosierer angeordnet sein. So können die Sensoren und das Differenzdruckelement in dem Verdunsterkanal, in dem Bypasskanal und/oder in dem Zuführungskanal des Narkosemitteldosierers angeordnet sein. In jedem dieser Kanäle liegt vorzugsweise ein mehrkomponentiges Gasgemisch vor, so dass die Überwachung der Konzentration mindestens einer dieser Komponenten entsprechend der vorliegenden Erfindung vorteilhaft ist.
Das Differenzdruckelement kann grundsätzlich eine Differenzdruckblende, ein poröses Material oder dergleichen sein. Wesentlich für die Überwachungseinrichtung ist lediglich, dass durch das Differenzdruckelement eine Druckdifferenz zwischen dem Bereich des Gaskanals vor dem Differenzdruckelement und dem Bereich des Gaskanals hinter dem Differenzdruckelement entsteht.
5 zeigt ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 500 gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung.
Das erfindungsgemäße Verfahren 500 ist zum Überwachen einer Narkosemittelkonzentration innerhalb eines Gasgemisches in einem Gaskanal ausgebildet. Es umfasst zumindest die im Folgenden angegebenen Schritte.
Ein erster Schritt 510 umfasst ein Empfangen mindestens eines Messsignals.
Ein nächster Schritt 520 umfasst ein Bestimmen und ein Ausgeben von Differenzdruckdaten, Absolutdruckdaten und Temperaturdaten aus dem mindestens einen Messsignal, wobei die Differenzdruckdaten einen aktuell an einem Differenzdruckelement innerhalb des Gaskanals vorliegenden Differenzdruck indizieren, die Absolutdruckdaten einen aktuell im Gaskanal vorliegenden Absolutdruck indizieren und die Temperaturdaten eine aktuell im Gaskanal vorliegende Temperatur indizieren.
Ein darauffolgender Schritt 530 umfasst ein Bestimmen eines Soll-Differenzdrucks basierend auf einer vorbestimmten Kalibrierungsinformation, auf vorbestimmten Stoffgrößen und auf dem aktuellen Absolutdruck, wobei die Stoffgrößen bekannte Komponenten des überwachten Gasgemisches für die aktuelle Temperatur betreffen, und wobei der Soll-Differenzdruck auf einer Gas-Zielzusammensetzung basiert.
Ein weiterer Schritt 540 umfasst ein Vergleichen des Soll-Differenzdrucks mit dem aktuellen Differenzdruck.
Ein abschließender Schritt 550 umfasst ein Auslösen einer Ausgabe basierend auf diesem Vergleich.
Die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens 500 werden vorzugsweise unmittelbar aufeinanderfolgend ausgeführt. Das Empfangen eines neuen Messsignals und mithin eine neue Abfolge der Verfahrensschritte kann auch stattfindenden, während die vorhergehende Abfolge der Verfahrensschritte noch nicht abgeschlossen ist. Vorzugsweise werden die Schritte dieses Verfahrens 500 in weniger als 2 Minuten, insbesondere in weniger als 1 Minute, besonders bevorzugt in weniger als 20 Sekunden ausgeführt. Das Bestimmen des Soll-Differenzdruck und der darauffolgende Vergleich zwischen dem Soll-Differenzdruck und dem aktuell vorliegenden Differenzdruck erfolgt vorzugsweise im Wesentlichen in Echtzeit. Hierdurch kann besonders schnell über die Ausgabe angezeigt werden, wenn eine Differenz zwischen Soll-Differenzdruck und aktuellem Differenzdruck einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
Vorzugsweise indiziert die Ausgabe, ob eine Veränderung der Zusammensetzung des Gasgemisches vorgenommen werden muss, um die vorbestimmte Gas-Zielzusammensetzung zu erreichen.
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin den Empfang einer Nutzereingabe, die beispielsweise die Gas-Zielzusammensetzung, die vorbestimmten Komponenten des Gasgemisches, die vorbestimmten Stoffgrößen und/oder die Kalibrierungsinformation oder eine Kombination der vorgenannten Angaben indiziert.
Bezugszeichenliste

100, 200, 300, 400: Überwachungseinrichtung
102: Gasgemisch
104: Gaskanal
106, 306, 406: Differenzdruckelement
110, 310: Empfangsmodul
112: Messsignal
114: Differenzdruckdaten
115: Differenzdrucksignal
116: Absolutdruckdaten
117: Absolutdrucksignal
118: Temperaturdaten
119: Temperatursignal
120, 220: Verarbeitungsmodul
121: Temperaturverrechnungseinheit
122: Kalibrierungsinformation
123: Sollwertbestimmungseinheit
124: vorbestimmte Stoffgrößen
124': temperaturspezifische Stoffgrößen
125: Soll-Differenzdruck
126: Gas-Zielzusammensetzung
127: Vergleichseinheit
130: Ausgabe
140: Sensorik
250: Speichermodul
260, 460: Benutzerschnittstelle
262: Eingabemittel
264, 464: Benutzereingabe
266: Speichersignal
267: Komponentensignal
268: Empfangssignal
270: Auslösesignal
275: Ausgabemodul
305, 405: System
342: erster Drucksensor
343: erstes Drucksensorsignal
344: zweiter Drucksensor
345: Differenzdrucksensorsignal
346, 446: Temperatursensor
347: Temperatursensorsignal
348: Differenzdruckmodul
380: Flussrichtung
403: Atemgaskreis
408: Narkosem itteldosierer
490: Zuführungskanal
491: Bypasskanal
492: Verdunsterkanal
493: Narkosemittelverdunster
494: Mischereinheit
495: Ausgabekanal
496: Steuermodul
497: Regelungsmodul
500: Verfahren
510, 520, 530, 540, 550: Verfahrensschritte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5967141 [0003]

Claims

Überwachungseinrichtung (100) zum Überwachen oder Kontrollieren einer Narkosemittelkonzentration innerhalb eines mindestens dreikomponentigen Gasgemisches (102) in einem Gaskanal (104), mit - einem Empfangsmodul (110), das ausgebildet ist, mindestens ein Messsignal (112) zu empfangen und aus dem mindestens einen Messsignal (112) Differenzdruckdaten (114), Absolutdruckdaten (116) und Temperaturdaten (118) zu bestimmen und auszugeben, wobei die Differenzdruckdaten (114) einen aktuell an einem Differenzdruckelement (106) innerhalb des Gaskanals (104) vorliegenden Differenzdruck indizieren, die Absolutdruckdaten (116) einen aktuell im Gaskanal (104) vorliegenden Absolutdruck indizieren und die Temperaturdaten (118) eine aktuell im Gaskanal (104) vorliegende Temperatur indizieren, - einem Verarbeitungsmodul (120), das ausgebildet ist, basierend auf einer vorbestimmten Kalibrierungsinformation (122), auf vorbestimmten Stoffgrößen (124) und auf dem aktuellen Absolutdruck einen Soll-Differenzdruck (125) zu bestimmen, wobei die Stoffgrößen (124) bekannte Komponenten des überwachten Gasgemisches (102) für die aktuelle Temperatur betreffen, und wobei der Soll-Differenzdruck (125) auf einer Gas-Zielzusammensetzung (126) basiert, und wobei das Verarbeitungsmodul (120) weiter ausgebildet ist, den Soll-Differenzdruck (125) mit dem aktuellen Differenzdruck zu vergleichen und basierend auf diesem Vergleich eine Ausgabe (130) der Überwachungseinrichtung (100) auszulösen.
Überwachungseinrichtung (100) gemäß Anspruch 1, wobei die Ausgabe (130) anzeigt, ob eine Veränderung der Zusammensetzung des Gasgemisches (102) vorgenommen werden muss, um die Gas-Zielzusammensetzung (126) zu erreichen.
Überwachungseinrichtung (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Soll-Differenzdruck (125) weiterhin auf dem Bestimmen eines die Gasgemisch-Viskosität betreffenden Summanden und eines die Gasgemisch-Dichte betreffenden Summanden und einem anschließenden Addieren beider Summanden basiert.
Überwachungseinrichtung (100) gemäß Anspruch 3, wobei der die Gasgemisch-Viskosität betreffende Summand im Wesentlichen linear von einer Viskosität des Gasgemisches (102) abhängig ist, und wobei der die Gasgemisch-Dichte betreffende Summand im Wesentlichen linear von einer Dichte des Gasgemisches (102) abhängig ist.
Überwachungseinrichtung (200) gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Überwachungseinrichtung (200) weiterhin ein Speichermodul (250) aufweist, und wobei auf dem Speichermodul (250) zumindest die vorbestimmte Kalibrierungsinformation (122) und die vorbestimmten Stoffgrößen (124) hinterlegt sind, und wobei das Speichermodul (250) ausgebildet ist, die vorbestimmte Kalibrierungsinformation (122) und die vorbestimmten Stoffgrößen (124) dem Verarbeitungsmodul (220) bereitzustellen.
Überwachungseinrichtung (100) gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vorbestimmten Stoffgrößen (124) zumindest Dichte und Viskosität einer jeweiligen Komponente des überwachten Gasgemisches (102) bei verschiedenen Umgebungstemperaturen umfassen.
Überwachungseinrichtung (200) gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Überwachungseinrichtung (200) weiterhin ausgebildet ist, ein Empfangssignal (268) zu empfangen, wobei das Empfangssignal (268) die Gas-Zielzusammensetzung (126) indiziert.
Überwachungseinrichtung (200) gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Überwachungseinrichtung (200) weiterhin ausgebildet ist, ein Komponentensignal (267) zu empfangen, wobei das Komponentensignal (267) die vorbestimmten Komponenten des Gasgemisches (102) indiziert, insbesondere die vorbestimmten Komponenten eines vorliegenden Trägergases und ein vorliegendes Narkosemittel indiziert.
Überwachungseinrichtung (100) gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gasgemisch (102) zumindest Sauerstoff und ein erstes Narkosemittel aufweist, und wobei das Gasgemisch (102) zusätzlich eine weitere Komponente aufweisen kann, die ausgewählt ist aus der Gruppe: Lachgas, Stickstoff, Helium, Argon oder ein zweites Narkosemittel, wie etwa Xenon.
System (305) zum Überwachen oder Kontrollieren einer Narkosemittelkonzentration innerhalb eines Gasgemisches (102) in einem Gaskanal (104), mit einer Überwachungseinrichtung (100) gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche und einem Differenzdruckelement (306), wobei das Differenzdruckelement (306) innerhalb des Gaskanals (104) angeordnet ist.
System (405) gemäß Anspruch 10, wobei das System (405) weiterhin ein Steuermodul (496) aufweist, wobei das Steuermodul (496) ausgebildet ist, basierend auf der Ausgabe (130) der Überwachungseinrichtung (100) eine Veränderung der Zusammensetzung des Gasgemisches (102) über eine Veränderung des Gasflusses mindestens einer Komponente des Gasgemisches (102) zu regeln.
System (405) gemäß mindestens einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei der Gaskanal (104), in dem die Narkosemittelkonzentration zu überwachen ist, ein Gaszweig ist, der ausschließlich ein bereitgestelltes Trägergas führt, und/oder ein Gaszweig ist, der ein an einen Atemgaskreis (403) auszugebendes Atemgas führt.
Narkosemitteldosierer (408) mit einem System (405) gemäß mindestens einem der Ansprüche 10 bis 12.
Narkosemitteldosierer (408) gemäß Anspruch 13, wobei die Gas-Zielzusammensetzung (126) eine Zusammensetzung eines an einem Ausgang des Narkosemitteldosierers (408) bereitgestellten Gasgemisches betrifft.
Verfahren (500) zum Überwachen oder Kontrollieren einer Narkosemittelkonzentration innerhalb eines Gasgemisches (102) in einem Gaskanal (104), aufweisend die Schritte - Empfangen mindestens eines Messsignals (112); - Bestimmen und Ausgeben von Differenzdruckdaten (114), Absolutdruckdaten (116) und Temperaturdaten (118) aus dem mindestens einen Messsignal (112), wobei die Differenzdruckdaten (114) einen aktuell an einem Differenzdruckelement (106) innerhalb des Gaskanals (104) vorliegenden Differenzdruck indizieren, die Absolutdruckdaten (116) einen aktuell im Gaskanal (104) vorliegenden Absolutdruck indizieren und die Temperaturdaten (118) eine aktuell im Gaskanal (104) vorliegende Temperatur indizieren; - Bestimmen eines Soll-Differenzdrucks (125) basierend auf einer vorbestimmten Kalibrierungsinformation (122), auf vorbestimmten Stoffgrößen (124) und auf dem aktuellen Absolutdruck, wobei die Stoffgrößen (124) bekannte Komponenten des überwachten Gasgemisches (102) für die aktuelle Temperatur betreffen, und wobei der Soll-Differenzdruck (125) auf einer Gas-Zielzusammensetzung (126) basiert; - Vergleichen des Soll-Differenzdrucks (125) mit dem aktuellen Differenzdruck; und - Auslösen einer Ausgabe (130) basierend auf diesem Vergleich.