DE10210292A1 - Auf Wärmestrahlung beruhendes, künstliches Beatmungssystem mit Co¶2¶-Absorbens und Kanister zur Benutzung darin - Google Patents

Auf Wärmestrahlung beruhendes, künstliches Beatmungssystem mit Co¶2¶-Absorbens und Kanister zur Benutzung darin

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Abstract

Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, ein Niedrigfluss-Anästhesieverfahren durchzuführen, während Temperaturanstiege in einem CO¶2¶ Absorbens verhindert, hierdurch Verdampfen von Wasser aus dem CO¶2¶ Absorbens und die in einem Anästhesiekreislauf gebildete Kondensatmenge verringert wird, aber ohne die Menge an zersetzten Verbindungen zu steigern. DOLLAR A Bei einem künstlichen Beatmungssystem mit geschlossenem Kreislauf wird es einem CO¶2¶ Absorbens, das beim Absorbieren von CO¶2¶ Wärme erzeugt, dann, wenn ein Niedrigfluss-Anästhesieverfahren auszuführen ist, bei dem die Gesamtmenge der Sauerstoff und ein flüchtiges Anästhetikum enthaltenen Frischluft 2 Liter pro Minute oder weniger beträgt, ermöglicht, wirksam Wärme abzustrahlen, um Anstiege in der Temperatur des CO¶2¶ Absorbens zu minimieren, folglich das Verdampfen von Wasser aus dem CO¶2¶ Absorbens und die in einem Anästhesiekreislauf gebildete Kondensatmenge zu verringern, aber ohne die durch die Reaktion zwischen dem flüchtigen Anästhetikum und dem CO¶2¶ Absorbens erzeugte Menge an zersetzten Verbindungen zu erhöhen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein künstliches Beatmungssystem mit geschlossenem Kreislauf, das ein Verfahren des Verwendens eines CO2-Absorbens wiederholt, um in von einem Patienten abgelassenem Atem enthaltenes CO2 zu absorbieren, damit das CO2 entfernt wird, dann den Kreislauf mit Frischgas beschickt, um es diesem zu ermöglichen, mit rückgeführtem Gas kombiniert zu werden, und es anschließend dem Patienten ermöglicht, das Gas als Inspiration zu absorbieren, sowie einen Kanister zur Verwendung in diesem System.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Künstliche Beatmungssysteme können in drei Arten klassifiziert werden: solche mit einem offenen Kreislauf (keine Rückatmung), solche mit einem halb geschlossenen Kreislauf (partielle Rückatmung), und solche mit einem geschlossenen Kreislauf (vollständige Rückatmung). Systeme mit offenem Kreislauf lassen den gesamten von einem Patienten abgelassenen Sauerstoff, CO2 und Anästhesiegas ab. Systeme mit geschlossenem Kreislauf entfernen CO2 und führen nahezu das gesamte Sauerstoff- und Anästhesiegas zurück, das von dem Patienten abgelassen wird. Systeme mit halb geschlossenem Kreislauf liegen zwischen Systemen mit geschlossenem und solchen mit offenem Kreislauf. Sie entfernen CO2 und führen Sauerstoff und Anästhesiegas zurück, führen aber immer eine gewisse Menge Sauerstoff und Anästhesiegas zu, während eine gewisse Menge Sauerstoff und Anästhesiegas abgelassen wird. Die Rückführrate wird durch den Frischgasfluss bestimmt. Bei sinkendem Frischgasfluss steigt die Rückführrate des Anästhesiegases an, wohingegen die Menge an abgelassenem Gas fällt. Im breitesten Sinne sind Systeme mit halb geschlossenem Kreislauf eine Teilmenge der Systeme mit geschlossenem Kreislauf. Die meisten für die Anästhesie verwendeten künstlichen Beatmungsgeräte sind die des Typs mit geschlossenem Kreislauf.
Ein Niedrigdurchfluss-Anästhesieverfahren bezieht sich auf eine Anästhesie geschlossenen Kreislaufs, bei der ein Sauerstoff und Anästhesiegas enthaltendes Frischgas eine Durchflussmenge von 2 l/min oder weniger aufweist. Ein Hochdurchfluss-Anästhesieverfahren bezieht sich auf eine Anästhesie geschlossenen Kreislaufs, bei der Sauerstoff und Anästhesiegas enthaltendes Frischgas eine Durchflussmenge von mehr als 2 l/min aufweist (in einem engen Sinn wird häufig auf eine Durchflussmenge von 1 bis 2 l/min als "Mitteldurchfluss" Bezug genommen). Niedrigdurchfluss- Anästhesie ist bezüglich Kosten und Umwelteinwirkung vorteilhafter als Hochdurchfluss-Anästhesie, weil das Anästhesiegas wirksam rückgeführt wird, eine verringerte Sauerstoff- und Anästhesiegasmenge verbraucht wird, und eine verringerte Gasmenge abgelassen wird.
Niedrigdurchfluss-Anästhesie kann zur Bildung einer großen Kondensatmenge führen. Dies liegt vermutlich daran, dass der Kanister unzureichend Wärme abstrahlt, und das CO2- Absorbens unzureichend Wärme überträgt, so dass die lokale Temperatur des CO2-Absorbens beträchtlich ansteigt und folglich verursacht, dass aus dem Absorbens mehr Wasser verdampft.
Des weiteren wurde herausgestellt, dass Niedrigdurchfluss- Anästhesie auf nachteilige Weise zu einer Erhöhung der Konzentration an toxischen, zersetzten Verbindungen in dem Kreislauf führen kann (Verbindung A und Kohlenmonoxid), die durch die Reaktion zwischen einem flüchtigen Anästhetikum und dem CO2-Absorbens erzeugt werden. Beispielsweise kann Niedrigfluss-Anästhesie unter Verwendung von Sevofluran (die Markenbezeichnung eines flüchtigen, von Maruishi Pharmaceutical Co., Ltd. hergestellten, flüchtigen Anästhetikums) zu einem Anstieg der Konzentration der Verbindung A, einer zersetzten Verbindung, in dem Kreislauf führen. Während es noch nicht bestätigt wurde, dass die Verbindung A für Menschen renal toxisch ist, wurde eine renale, toxische Wirkung auf Ratten experimentell bestimmt. Aus der Verwendung von Sevofluran bei niedrigem Durchfluss ist eine beträchtliche Kontroverse entstanden. Des weiteren wurde berichtet, dass Niedrigfluss-Anästhesie unter Verwendung von Foran (die Markenbezeichnung eines von Dinapot Co., Ltd. hergestellten, flüchtigen Anästhetikums) zu einem Ansteigen der Konzentration von Kohlenmonoxid im Kreislauf führt. Ein Ansteigen bei der lokalen Temperatur des CO2-Absorbens erhöht die Erzeugung von zersetzten Verbindungen, während Strahlungswärme aus dem CO2-Absorbens die Erzeugung von zersetzten Verbindungen verringert.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zum Durchführen eines Niedrigfluss-Anästhesieverfahrens bereitzustellen, unter Minimieren des Ansteigens der Temperatur des CO2-Absorbens, folglich dem Verringern des Verdampfens von Flüssigkeit aus dem CO2-Absorbens und des in dem Anästhesiekreislauf gebildete Kondensatmenge, aber ohne die Menge an zersetzten, durch die Reaktion zwischen einem flüchtigen Anästhetikum und dem CO2-Absorbens hergestellten Verbindungen zu erhöhen. Es ist weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues, künstliches Beatmungssystem bereitzustellen, das kostengünstig und einfach die obigen Probleme mit Niedrigfluss-Anästhesie lösen kann. Dies würde als Grundlage für die Diffusion von Niedrigfluss-Anästhesie dienen, was Kosten reduziert, es verhindert, das OP-Personal Gas ausgesetzt wird, und die Menge an in die Atmosphäre abgegebenem Anästhesiegas verringert.
Diese und weitere Aufgaben werden durch ein künstliches Beatmungssystem mit geschlossenem Kreislauf gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst, das ein Verfahren des Verwendens eines CO2-Absorbens wiederholt, um zum Entfernen des in Ausatmung von einem Patienten enthaltenen CO2 dieses CO2 zu absorbieren, dann ein Sauerstoff und ein Anästhetikum enthaltendes Frischgas dem Kreislauf zuführt, um seine Kombination mit rückgeführtem Gas zu ermöglichen, und es anschließend dem Patienten ermöglicht, das frische Mischgas als Inspiration zu absorbieren. Wenn ein Niedrigfluss-Anästhesieverfahren auszuführen ist, bei dem die Gesamtmenge des den Sauerstoff und das flüchtige Anästhetikum enthaltenden Frischgases 2 l/min. oder weniger beträgt, wird es folglich dem CO2-Absorbens ermöglicht, das beim Absorbieren von CO2 Wärme erzeugt, wirksam Wärme abzustrahlen, um den Temperaturanstieg des CO2-Absorbens zu minimieren, folglich das Verdampfen von Flüssigkeit aus dem CO2-Absorbens und die Menge an in dem Anästhesiekreislauf gebildeten Kondensats zu verringern, aber ohne die Menge an durch die Reaktion zwischen dem flüchtigen Anästhetikum und dem CO2-Absorbens erzeugten, zersetzten Verbindungen zu erhöhen.
Um dieses Niedrigfluss-Anästhesieverfahren auszuführen, ist es des weiteren bevorzugt, ein Gehäuse eines Kanisters auszubilden, das aus Aluminium oder Kupfer gebildet ist (oder einem anderen Werkstoff mit einer Wärmeleitfähigkeit äquivalent zu der von Aluminium oder Kupfer), um zum Verbessern der Wärmestrahlung das CO2-Absorbens darin aufzunehmen und/oder einen Kanister zu verwenden, der in ihm angeordnete Kühlerpaneele aufweist, die aus demselben Werkstoff wie oben erwähnt ausgebildet sind. Ein Werkstoff mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit wie beispielsweise Aluminium kann jedoch durch das CO2-Absorbens korrodiert werden, so dass es wirkungsvoll ist, diesen Werkstoff beispielsweise durch Plattieren des Werkstoffs mit Chrom zu beschichten. Um es dem CO2-Absorbens zu ermöglichen, wirksam Wärme abzustrahlen, ist es effektiv, beispielsweise ein Peltier-Kühlverfahren unter Verwendung eines Peltier- Effekts hinzuzufügen. Des weiteren sind nicht ausreichend sichere Vorrichtungen (z. B. solche, die zu Ausfällen neigen) als medizinische Instrumente nicht erwünscht. Das Hinzufügen des Peltier-Kühlverfahrens ermöglicht es, dass die Temperatur des CO2-Absorbens elektrisch geregelt wird, kann aber zu Ausfällen führen und den Produktpreis erhöhen. Folglich ist das Peltier-Kühlverfahren in Anbetracht des Produktpreises und im Interesse der Einfachheit nicht die einzig zu treffende Maßnahme. Tatsächlich kann es ausreichend wirksam sein, ein Luftkühlverfahren durchzuführen, das den Kanister extern belüftet, um Strahlung zu ermöglichen, oder nur den oben genannten Strahlungskanister ohne das Hinzufügen des Peltier- Kühlverfahrens oder des Luftkühlverfahrens zu verwenden. Ein solches Verfahren bildet ebenfalls einen kostengünstigen und einfachen CO2-Absorbenskühler.
Um ein einfaches Verständnis der technischen Bedeutung der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen, werden Experimente der Erfinder beschrieben werden, bei denen geschlossene Anästhesiekreisläufe entsprechend mit einem Peltier-Kühler mit einem CO2-Absorbens oder einem konventionellen Plastikkanister ausgestattet, und Schweine 12 Stunden lang unter Niedrigfluss-Anästhesie mit Sevofluran gesetzt wurden (Frischgasfluss von 0,6 l/min). Eine Gruppe Peltier-Kühler mit CO2-Absorbensen und eine Gruppe von konventionellen Plastikkanistern wurden alle in den jeweiligen geschlossenen Anästhesiekreisläufen installiert (Fabius: eine Marke von Dräger aus Lübeck, Deutschland), und 1,5 Liter frisches Kalksoda (Drägersorb 800 plus: eine Marke von Dräger aus Lübeck, Deutschland) wurde als CO2-Absorbens verwendet. Bei der folgenden Beschreibung sind die Ergebnisse in Mittelwert ± Standardabweichung gezeigt, wobei statistische Daten auf Mann-Whitney U Tests beruhen, und ein Wert von p < 0,05 als signifikant angesehen wird.
1) Temperaturschwankungen des CO2-Absorbens
In der Gruppe konventioneller Plastikkanister-Vorrichtungen erreichten die CO2-Absorbense ihre maximale Temperatur von 40,6 ± 1,6°C vier Stunden nach dem Beginn der Experimente. Im Gegensatz hierzu erreichte bei der Gruppe von Peltier- Kühlern mit CO2-Absorbensen die Temperatur der CO2- Absorbense 29,5 ± 0,5°C eine Stunde nach dem Start der Experimente und verblieb dann bei ungefähr 30°C, bis die Experimente beendet waren.
2) Wassergehalt des CO2-Absorbens
Vor dem Beginn der Experimente betrug der Wassergehalt des CO2-Absorbens 15,5 ± 0,1% in der Gruppe der Plastikkanister-Vorrichtungen und 15,4 ± 0,1% in der Gruppe der Peltier-Kühler mit CO2-Absorbensen. Nach dem Beenden der Versuche sank der Wassergehalt des CO2-Absorbens in der Gruppe der Plastikkanister-Vorrichtungen auf 2,5 ± 0,4% ab, und in der Gruppe der Peltier-Kühler mit CO2-Absorbensen auf 11,9 ± 1,5%, was zeigt, dass die CO2-Adsorbensen in beiden Gruppen getrocknet wurden. Der Wassergehalt sank jedoch in der Gruppe Plastikkanister-Vorrichtungen signifikant stärker als in der Gruppe Peltier-Kühler mit CO2-Absorbensen (p < 0,001). Die Menge an aus CO2-Absorbens verlorenem Wasser betrug in der Gruppe der Plastikkanister- Vorrichtungen 69,5 ± 22,0 g und 0,7 ± 7,8 g in der Gruppe Peltier-Kühler mit CO2-Absorbensen. Dies bedeutet, dass in letzterer Gruppe praktisch kein Wasser verloren ging (p < 0,001).
3) Übergang der Kondensatbildung im Exspirationsventil und Inspirationsventil
In der Gruppe Plastikkanister-Vorrichtungen wird in dem Exspirationsventil kein Kondensat gebildet, wohingegen in dem Inspirationsventil eine große Menge gebildet wird. Andererseits wird in der Gruppe Peltier-Kühler mit CO2- Absorbensen in dem Exspirationsventil eine geringe Menge Kondensat gebildet, wohingegen im Inspirationsventil keines gebildet wird.
4) Übergang der Konzentration der Verbindung A im Kreislauf
Zu Beginn der Niedrigfluss-Anästhesie betrug die Konzentration der Verbindung A im Kreislauf in der Gruppe Plastikkanister-Vorrichtungen 20,3 ± 3,3 ppm und in der Gruppe Peltier-Kühler mit CO2-Absorbensen 18,0 ± 2,1 ppm. Folglich lag diesbezüglich kein signifikanter Unterschied zwischen diesen Gruppen vor. Eine Stunde nach dem Beginn der Niedrigfluss-Anästhesie erreichte die Gruppe Plastikkanister-Vorrichtungen eine Maximalkonzentration von 26,6 ± 2,1 ppm, wohingegen die Gruppe Peltier-Kühler mit CO2-Absorbensen eine Maximalkonzentration von 18,1 ± 2,2 ppm erreichte. Ein Vergleich dieser Werte zeigt, dass die Gruppe Peltier-Kühler mit CO2-Absorbensen eine niedrigere Konzentration als die Gruppe Plastikkanister-Vorrichtungen aufwies, und der Unterschied zwischen diesen Gruppen signifikant war (p < 0,01). Überdies betrug die gesamte freigegebene Menge in der Gruppe Plastikkanister- Vorrichtungen 274,8 ± 11,2 ppm.h und 193,8 ± 17,4 ppm.h in der Gruppe Peltier-Kühler mit CO2-Absorbensen gemäß der vorliegenden Erfindung. Folglich trug die Gruppe Peltier- Kühler mit CO2-Absorbensen dazu bei, die Konzentration der Verbindung A im Kreislauf signifikant zu verringern (p < 0,001).
Diese Ergebnisse wurden durch das folgende erzielt: ein künstliches Beatmungssystem geschlossenen Kreislaufs, das ausgebildet ist, das folgende Verfahren zu wiederholen:
Verwenden eines CO2-Absorbens zum Absorbieren von in von einem Patienten ausgeatmeter Exspiration enthaltenem CO2, um das CO2 zu entfernen, dann
Zuführen von Sauerstoff und Anästhetikum enthaltenem Frischgas in den Kreislauf, um es diesem zu ermöglichen, mit rückgeführtem Gas kombiniert zu werden, und nachfolgend
Ermöglichen, dass der Patient als Inspiration frisches (Misch-)Gas absorbiert, wenn ein Niedrigfluss- Anästhesieverfahren auszuführen ist, bei dem die Gesamtmenge an dem den Sauerstoff und das flüchtige Anästhetikum enthaltenem Frischgas 2 l/min oder weniger beträgt.
Das CO2-Absorbens, das beim Absorbieren von CO2 Wärme erzeugt, kann wirksam Wärme abstrahlen, um Temperaturanstiege des CO2-Absorbenses zu minimieren, indem die vorliegende Erfindung ausgeführt wird.
Als ein Ergebnis wird das Verdampfen von Feuchtigkeit aus dem CO2-Absorbens verringert, ebenso wie die Menge an in einem Anästhesiekreislauf gebildetem Kondensat, aber ohne Anstieg der Menge an zersetzten Verbindungen, die durch die Reaktion zwischen dem flüchtigen Anästhetikum und dem CO2- Absorbens erzeugt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Fig. 1 ist ein Gasflussdiagramm einer Gaszuführsektion bei einem Beispiel eines erfindungsgemäßen, auf Wärmestrahlung beruhenden künstlichen Beatmungssystems mit CO2-Absorbens;
Fig. 2 ist ein Gasflussdiagramm, das ein Niedrigfluss- Anästhesieverfahren gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 3 ist ein Gasflussdiagramm, das ein Niedrigfluss- Anästhesieverfahren gemäß einem Vergleichsversuch zur vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Kanisters zeigt;
Fig. 5 ist eine vertikale Schnittansicht, die das Beispiel des erfindungsgemäßen Kanisters zeigt; und
Fig. 6 ist ein Graph, der die unbelastete Strahlungseigenschaft des erfindungsgemäßen Kanisters zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
Mit einem erfindungsgemäßen künstlichen Beatmungssystem mit geschlossenem Kreislauf wird der erforderliche Wassergehalt vermutlich durch Wärmestrahlung eines CO2-Absorbens aufrecht erhalten; Temperaturschwankungen in dem Kreislauf des künstlichen Beatmungssystems können jedoch zu Kondensatbildung führen. Falls das CO2-Absorbens auf 20°C gekühlt wird, sinkt in dem Kreislauf die Konzentration von zersetzten Verbindungen vermutlich ab, wohingegen der Wassergehalt des CO2-Absorbens ansteigen kann, so dass er die Absorption und Durchdringung des CO2 beeinträchtigt. Um in dem Kreislauf die Temperaturschwankungen zu verringern und die Feuchtigkeit des CO2-Absorbens auf einem angemessenen Wert zu halten, ist es wirkungsvoll, die Temperatur des CO2-Absorbens zwischen 20 und 40°C zu halten, und bevorzugt zwischen 30 und 35°C.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung, die ein Frischgas bildet und Sauerstoff, Luft und Stickoxid von den jeweiligen Gasquellen bereitstellen kann (20% oder mehr Sauerstoff). Wenn diese Gase gemeinsam durch einen Anästhetikum-Vergaser laufen, wird diesen Gasen ein Anästhesiegas zugeführt, so dass das gemischte Gas als Frischgas in einen künstlichen Beatmungskreislauf eingeführt wird. Hochdurchfluss- Anästhesie enthält 2 l/min oder weniger Frischgas, während Starkströmungs-Anästhesie mehr als 2 l/min Frischgas enthält. Das Frischgas ist kalt und trocken.
In Anbetracht der Kondensatbildung in dem künstlichen Beatmungssystem und der nachteiligen Auswirkungen des Wassergehalts auf das CO2-Absorbens ist es wünschenswert, Temperaturschwankungen in dem künstlichen Beatmungskreislauf (einschließlich der Temperatur in einem Kanister) zu minimieren. Erfindungsgemäß kann das Kanistergehäuse aus Aluminium oder Kupfer ausgebildet sein, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, oder aus einem Werkstoff mit einer äquivalenten Wärmeleitfähigkeit, um innere Wärme freizugeben, und eine Anzahl von aus gleichartigem Werkstoff hergestellten Paneelen können lamellenartig innerhalb des Kanisters installiert sein, um Temperaturschwankungen in dem Kanister zu reduzieren. Überdies können ein Peltier-Element und eine Temperaturregelung verwendet werden, um Wärme aus dem CO2- Absorbens abzustrahlen, damit seine Temperatur zwischen 20 und 40°C und bevorzugt zwischen 30 und 35°C gehalten wird. Dis minimiert selbst bei Niedrigfluss-Anästhesie Anstiege der Temperatur des CO2-Absorbens, um die Temperatur in dem künstlichen Beatmungskreislauf in dem zuvor genannten Bereich zu halten. Dies wiederum senkt die Erzeugung von giftigen zersetzten Verbindungen und verhindert, dass in einem Inspirationskreislauf (Fig. 2) Kondensat gebildet wird.
Beispiele und Vergleichsversuche der vorliegenden Erfindung werden im folgenden ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden; bei diesen Beispielen wurden von Dräger hergestellte und "Fabius" genannte Anästhesiegeräte mit geschlossenem Kreislauf verwendet. In Fig. 1 bezeichnen Bezugszeichen 11, 12 und 13 Zuführrohre für entsprechend Sauerstoff, Luft und Stickoxid; 14, 15 und 16 bezeichnen in den jeweiligen Zuführrohren vorgesehene Drosselventile; 17, 18 und 19 bezeichnen Durchflussmesser für die jeweiligen Gase; 20 bezeichnet einen Regler für das Sauerstoff-Mischungsverhältnis und 21 bezeichnet eine Sektion, die ein flüchtiges Anästhetikum bereitstellt und als Anästhetikum-Vergaser gezeigt ist. Des weiteren bezeichnet in den Fig. 2 und 3 das Bezugszeichen 30 einen künstlichen Beatmungskreis, der als Umlaufkreis gezeigt ist; 31 bezeichnet ein Exspirationsventil, das als Rückschlagventil gezeigt ist; 32 bezeichnet ein Inspirationsventil ähnlich dem Exspirationsventil; 33 bezeichnet einen Durchflussmesser; 34 bezeichnet einen Druckfühler; 35 bezeichnet einen Sauerstofffühler; 36 bezeichnet ein Rückschlagventil an einer Verzweigung; 37 bezeichnet ein PEEP/Pmax Steuerventil (positiver End- Exspirationsdruck/Maximaldruck); 38 bezeichnet ein APL Ventil (einstellbares Druckbegrenzungsventil); 39 bezeichnet eine Druckbeaufschlagungseinrichtung, die als manueller Luftbalg gezeigt ist; 40 bezeichnet einen Ventilator; und 41 bezeichnet einen Kanister.
Beispiel 1 Niedrigfluss-Anästhesie unter Verwendung des Kühlers mit dem CO2-Absorbens (Frischgasfluss ist 1 l/min; Fig. 2)
Exspiration: Enthält Sauerstoff, CO2
und ein Anästhesiegas. Der Durchfluss Strömung im Kreislauf beträgt ungefähr 6 l/min (im Fall eines Erwachsenen beträgt das Einzelbelüftungsvolumen 500 ml, die Anzahl Inspirationen ist 12 und das minütliche Belüftungsvolumen beträgt 6000 ml/min), die Temperatur beträgt 30°C und die Luftfeuchtigkeit ist 100%.
Ablass: Enthält Sauerstoff, CO2
und ein Anästhesiegas. Bei Niedrigfluss-Anästhesie (Frischgasfluss: 1 l/min) beträgt das Ablassvolumen ungefähr 1 l/min.
Kanister: Das Restgas von ungefähr 5 l/min strömt bei einer Temperatur von 30°C und einer Feuchtigkeit von 100% in den Kanister. CO2
reagiert mit dem CO2
-Absorbens, um Wärme zu erzeugen, aber der Kanister weist eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf, wodurch ein Temperaturanstieg des CO2
-Absorbens (30 bis 35°C) minimiert wird. Dies verringert das Verdampfen von Wasser aus dem CO2
-Absorbens, um die Erzeugung von toxischen zersetzten Verbindungen zu verringern.
Einströmung und Inspiration von Frischluft: Frischgas (Durchfluss 1 l/min) und 5 l/min rückgeführtes Gas verbinden sich miteinander, und das verbundene Gas wird geringfügig gekühlt, bevor ungefähr 6 l/min Gas bei einer Temperatur von ungefähr 30°C und einer Feuchtigkeit von 70 bis 90% unter Verwendung eines Ventilators von dem Patienten eingenommen wird. Die Inspiration enthält nur eine sehr geringe Menge zersetzter Verbindungen. Der Temperaturunterschied zwischen dem CO2
-Absorbens und dem Sauggas ist gering, was folglich die in dem Inspirationskreislauf gebildete Kondensatmenge reduziert.
Vergleichsversuch 1 Niedrigfluss-Anästhesie unter Verwendung eines konventionellen Kanisters (Frischgasfluss beträgt 1 l/min; Fig. 3)
Exspiration: Enthält Sauerstoff, CO2
und ein Anästhesiegas. Der Durchfluss im Kreislauf beträgt ungefähr 6 l/min (im Fall eines Erwachsenen beträgt das Einzelbelüftungsvolumen 500 ml, die Anzahl Inspirationen ist 12 und das minütliche Belüftungsvolumen beträgt 6000 ml/min), die Temperatur beträgt 30°C und die Luftfeuchtigkeit ist 100%.
Ablass: Enthält Sauerstoff, CO2
und ein Anästhesiegas. Bei Niedrigfluss-Anästhesie (Frischgasfluss: 1 l/min) beträgt das Ablassvolumen ungefähr 1 l/min.
Kanister: Das Restgas von ungefähr 5 l/min strömt bei einer Temperatur von 30°C und einer Feuchtigkeit von 100% in den Kanister. CO2
reagiert mit dem CO2
-Absorbens, um Wärme zu erzeugen und hierdurch die Temperatur des CO2
- Absorbens lokal auf 40 bis 50°C oder mehr zu erhöhen. Es wird eine große Menge an toxischen, zersetzten Verbindungen erzeugt, und eine große Wassermenge verdampft aus dem CO2
- Absorbens.
Einströmung und Inspiration von Frischluft: Frischgas (Durchfluss 1 l/min) und 5 l/min rückgeführtes Gas verbinden sich miteinander, und das verbundene Gas wird geringfügig gekühlt, bevor ungefähr 6 l/min Gas bei einer Temperatur von ungefähr 30°C und einer Feuchtigkeit von 70 bis 90% unter Verwendung eines Ventilators von dem Patienten eingenommen wird. Die Inspiration enthält eine große Menge an toxischen, zersetzten Verbindungen. Eine große Wassermenge wird aus dem CO2
-Absorbens verdampft, welches heiß wurde, und die Temperatur in dem Inspirationskreislauf fällt rapide ab, so dass in dem Inspirationskreislauf Kondensat gebildet wird.
Fig. 4 und 5 zeigen ein Beispiel eines erfindungsgemäßen, mit einem CO2-Absorbens enthaltenden Kühler verbundenen Kanister, auf den das Peltier-Kühlverfahren angewendet wurde. In den Fig. 4 und 5 weist ein Kanister 50 ein aus Aluminium hergestelltes Kanistergehäuse 51 auf, das eine große Wärmeleitfähigkeit aufweist und in diesem Beispiel mit Chrom beschichtet ist, sowie eine Vielzahl von Kühlerpaneelen 25, die in gleichmäßigen Abständen angeordnet und ebenfalls aus chrombeschichtetem Aluminium hergestellt sind. Um Temperaturschwankungen in dem Kanister zu verringern, kann die Fläche der Kühlerpaneele relativ zur CO2-Absorbensmenge in dem Gehäuse erhöht werden.
Überdies ist die Vorrichtung mit zumindest einem Temperaturfühler 53 zum Erfassen der Temperatur innerhalb des Kanisters versehen, einem Temperaturregler 54 zum Halten der CO2-Absorbens-Temperatur auf einem frei gewählten Wert, und einem Kühler 55, einem Peltier-Element 56 und einem Gebläse als Temperatursteuerungseinrichtung. Bezugszeichen 58 bezeichnet einen Kanistereinsatz, 59 ist ein unteres Isolierungspaneel, das eine Kondensatbildung in dem Behälter verhindert, und 60 ist ein Verbindungskabel. Exspiration strömt durch einen Einströmanschluss 61 und einen Ausströmanschluss 62 an dem Kanister 50 entsprechend ein und aus. Bezugszeichen 63 bezeichnet eine Wärmeisolierungssektion.
Der Kanister 50 weist das zusammen mit dem Kanistereinsatz 58 und dem unteren Isolierungspaneel 59 in ihn eingesetzte CO2-Absorbens auf, und wird auf den künstlichen Beatmungskreislauf in Fig. 2 angewendet. Fig. 6 ist ein Diagramm, das numerische Werte zeigt, und ein über Durchführen von Strahlungstests ohne Belastung bei den obigen Bedingungen erhaltenes Diagramm. Die in dieser Figur bezeichnete Wärmestrahlungseigenschaft zeigt klar, dass das CO2-Absorbens in der beabsichtigten Temperatur gehalten werden konnte.
Die vorliegende Erfindung ist wie zuvor beschrieben aufgebaut und wird so betrieben, dass selbst bei dem Niedrigfluss-Anästhesieverfahren Temperaturanstiege des CO2 Absorbens minimiert werden können, um die in dem Inspirationskreislauf gebildete Kondensatmenge zu verringern, und folglich auch die Konzentration von toxischen, zersetzten Verbindungen in dem künstlichen Beatmungskreislauf verringert wird. Folglich weist die vorliegende Erfindung die Wirkung auf, die oben beschriebenen Probleme bei Niedrigfluss-Anästhesie zu mindern, und ebenfalls ihre Beeinträchtigung der Umwelt und die medizinischen Kosten zu verringern, indem beispielsweise der Verbrauch an Stickoxid, Sauerstoff und flüchtigen Anästhetika gesenkt wird.

Claims (5)

1. Künstliches, auf Wärmestrahlung beruhendes Beatmungssystem mit einem CO2-Absorbens, umfassend ein künstliches Beatmungssystem mit geschlossenem Kreislauf, das ein Verfahren des Verwendens eines CO2- Absorbens wiederholt, um zum Entfernen des in Ausatmung von einem Patienten enthaltenen CO2 dieses CO2 zu absorbieren, dann Sauerstoff und ein Anästhetikum in den Kreislauf einführt, um diese Gase mit Frischgas zu mischen, und es anschließend dem Patienten ermöglicht, das Mischgas als Inspiration zu absorbieren, wobei es dann, wenn ein Niedrigfluss- Anästhesieverfahren auszuführen ist, bei dem die Gesamtmenge des den Sauerstoff und das flüchtige Anästhetikum enthaltenden Frischgases 2 l/min oder weniger beträgt, dem beim Absorbieren von CO2 Wärme erzeugenden CO2-Absorbens ermöglicht wird, wirksam Wärme abzustrahlen, um Temperaturanstiege des CO2- Absorbens zu minimieren, folglich die Menge an in dem Anästhesiekreislauf gebildeten Kondensat zu verringern, aber ohne die Menge an durch die Reaktion zwischen dem flüchtigen Anästhetikum und dem CO2- Absorbens erzeugten, zersetzten Verbindungen zu erhöhen.
2. Künstliches, auf Wärmestrahlung beruhendes Beatmungssystem mit einem CO2-Absorbens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftkühlverfahren oder ein Peltier-Kühlverfahren hinzugefügt wird, um von dem CO2-Absorbens Wärme abzustrahlen.
3. Künstliches, auf Wärmestrahlung beruhendes Beatmungssystem mit einem CO2-Absorbens, umfassend ein künstliches Beatmungssystem mit geschlossenem Kreislauf, das ein Verfahren des Verwendens eines CO2- Absorbens wiederholt, um zum Entfernen des in Ausatmung von einem Patienten enthaltenen CO2 dieses CO2 zu absorbieren, dann ein Sauerstoff und ein Anästhetikum enthaltendes Frischgas in den Kreislauf einführt, um seine Kombination mit rückgeführtem Gas zu ermöglichen, und es anschließend dem Patienten ermöglicht, das frische (Misch-)gas als Inspiration zu absorbieren, wobei dann, wenn ein Niedrigfluss- Anästhesieverfahren auszuführen ist, bei dem die Gesamtmenge des den Sauerstoff und das flüchtige Anästhetikum enthaltenden Frischgases 2 l/min oder weniger beträgt, die Temperatur des das CO2 absorbierenden CO2-Absorbens zwischen 20 und 40° gehalten wird, um die Reaktion zwischen dem flüchtigen Anästhetikum und dem CO2-Absorbens zu unterdrücken.
4. Künstliches, auf Wärmestrahlung beruhendes Beatmungssystem mit einem CO2-Absorbens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des CO2- Absorbens zwischen 30 und 35°C gehalten wird.
5. Für ein künstliches, auf Wärmestrahlung beruhendes Beatmungssystem mit einem CO2-Absorbens verwendeter Kanister, wobei das System ein künstliches Beatmungssystem mit geschlossenem Kreislauf umfasst, das ein Verfahren des Verwendens eines CO2-Absorbens wiederholt, um zum Entfernen des in Ausatmung von einem Patienten enthaltenen CO2 dieses CO2 zu absorbieren, dann ein Sauerstoff und ein Anästhetikum enthaltendes Frischgas in den Kreislauf einführt, um seine Kombination mit rückgeführtem Gas zu ermöglichen, und es anschließend dem Patienten ermöglicht, das frische (Misch-)gas als Inspiration zu absorbieren, wobei dann, wenn ein Niedrigfluss- Anästhesieverfahren auszuführen ist, bei dem die Gesamtmenge des den Sauerstoff und das flüchtige Anästhetikum enthaltenden Frischgases 2 l/min oder weniger beträgt, ein Gehäuse des Kanisters aus Aluminium oder Kupfer, oder einem Werkstoff mit einer Wärmeleitfähigkeit äquivalent zu der von Aluminium oder Kupfer, gebildet ist, um von dem CO2-Absorbens Wärme abzustrahlen, und in diesem Gehäuse installierte Kühlerpaneele aus derselben Werkstoffart hergestellt sind.
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