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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein Abgabevorrichtungen
für druckbeaufschlagte medizinische
Flüssigkeiten
und insbesondere eine Vorrichtung, um eine medizinische Flüssigkeit
mittels Druckbeaufschlagung auf einen Abgabedruck zu bringen.
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Hintergrund der Erfindung
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In
Abgabevorrichtungen für
druckbeaufschlagte medizinische Flüssigkeiten ist es bekannt, eine
medizinische Flüssigkeit
in einem Speicher mit Hilfe eines Druckgases auf einem Abgabedruck
zu halten. Das Gas wird aus einer Druckgasquelle in den Speicher
eingelassen. Im Speicher übt
das Gas seinen Druck auf die Oberfläche der medizinischen Flüssigkeit
aus, und die druckbeaufschlagte Flüssigkeit wird über einen
steuerbaren Auslass abgegeben. Eine derartige Vorrichtung wird beispielsweise
in einem Verdampfer für
flüssiges
Narkosemittel eingesetzt, in dem eine Abgabevorrichtung die Flüssigkeit über einen
an den Auslass angeschlossenen Injektor in einen Strom aus Atemgas
abgibt. Bei dieser Art der Verwendung ist es wichtig, dass die Abgabevorrichtung
in der Lage ist, ein bestimmtes Flüssigkeitsvolumen mit einem
hohen Grad an Wiederholbarkeit abzugeben.
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Die
Grundidee einer derartigen Abgabevorrichtung ist, dass das abgegebene
Flüssigkeitsvolumen
allein von dem Differentialdruck über dem steuerbaren Auslass
sowie der Zeitdauer abhängig
sein soll, während
der der Auslass offen ist. In der Praxis löst sich jedoch ein Teil des
Druckbeaufschlagungsgases in der Flüssigkeit auf, wodurch wiederum
das abgegebene Volumen beeinflusst wird, da Gasblasen in dem Injektor
und in seinen Einlasskanälen
sowie in oder nahe von eventuell vorhandenen Filtern entstehen.
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Vereinfachte
Experimente mit dieser Art von Verdampfer haben gezeigt, dass das
abgegebene Flüssigkeitsvolumen
mit einer Zunahme von etwa 10% abweicht, wenn sich das Gas zur Druckbeaufschlagung
in der Flüssigkeit
bis zur Sättigung
aufgelöst
hat. Insbesondere handelte es sich bei der in den Experimenten verwendeten
medizinischen Flüssigkeit
um das Anästhetikum
Isofluoran und bei dem Druckbeaufschlagungsgas um Luft. Der Speicher wurde
auf einem Überdruck
von 1 Bar gehalten, und die Impulszeit des Injektors wurde auf 2,5
ms (Millisekunden) eingestellt. Bei dem Experiment betrug die Zeit
bis zur Sättigung
der medizinischen Flüssigkeit etwa
72 Stunden. Es wird angemerkt, dass diese Zahlen ungefähre Angaben
sind und dazu dienen, für ein
allgemeines Verständnis
des Diffusionsprozesses in diesem Zusammenhang zu sorgen.
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In
Krankenhäusern
werden Verdampfer häufig
bei längeren
Operationen eingesetzt, während
denen sich somit Druckbeaufschlagungsgas in der medizinischen Flüssigkeit
auflöst
und dadurch die Wiederholbarkeit und die Genauigkeit der abgegebenen Dosis
der medizinischen Flüssigkeit
in das Atemgas beeinträchtigt.
In der Praxis würde
eine Zunahme von 10% der Narkoseflüssigkeit, die an den Patienten
abgegeben wird, keine ernsthafte Auswirkung auf die Mehrheit der
Patienten haben. Der Anästhesist
hat jedoch immer das Ziel, die Dosis des Anästhetikums so niedrig wie möglich zu
halten und den Prozess genau zu kontrollieren, was schwieriger ist,
wenn die abgegebene Dosis mit der Zeit zunimmt, ohne dass die Einstellungen
der Vorrichtung geändert
werden.
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Ein
weiteres Problem ist, dass Blasen, die durch einen Druckabfall in
dem Injektor entstehen werden, bei einigen Arten von Injektoren
stecken bleiben können.
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Aus
diesem Grunde besteht ein Bedarf an einer Verbesserung der Wiederholbarkeit
und der Genauigkeit der abgegebenen Dosis in einer solchen Abgabevorrichtung.
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Stand der Technik
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Das
Dokument
EP 1 082 973 beschreibt
einen Narkosemittel-Verdampfer zur Dosierung eines flüssigen Narkosemittels
mit Hilfe einer Flüssigkeitspumpe.
Dieses Dokument des Stands der Technik hat das Ziel, das oben genannte
Problem der Dosierungsgenauigkeit dadurch zu lösen, dass das Anästhetikum
mit einer Flüssigkeitspumpe
und einem System aus Regulierungsmitteln druckbeaufschlagt wird.
Darüber
hinaus ist die Vorrichtung mit einem Rückführungsschlauch versehen, um
den Druck stromabwärts
der Flüssigkeitspumpe
leichter steuern zu können.
Aufgrund der hohen Anforderungen an die verwendeten Materialien
und die begrenzte Lebensdauer der verwendeten Komponenten ist diese Lösung aber
kompliziert und kostspielig. Außerdem behebt
dieser Stand der Technik nicht das Problem der Diffusion von Gas
in die Narkoseflüssigkeit,
da der Flüssigkeitsspeicher
an einen Luftschlauch angeschlossen ist, um die Zufuhr von Luft
bei Atmosphärendruck
zu gestatten, um so einen negativen Druckabfall, der beim Herauspumpen
der Flüssigkeit
aus dem Speicher entsteht, auszugleichen.
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Das
Dokument
EP 1 300 172 offenbart
eine Abgabevorrichtung für
druckbeaufschlagte flüssige Narkosemittel.
In diesem Dokument des Stands der Technik ist ein erster Speicher
mit ersten Druckbeaufschlagungsmitteln ausgebildet, um die Flüssigkeit mittels
Druckbeaufschlagung auf einen Abgabedruck zu bringen, im Grunde
derart, wie dies oben im Abschnitt "Hintergrund der Erfindung" beschrieben ist. Der
erste Speicher ist wiederum mit einem zweiten Speicher verbunden,
um Druckflüssigkeit
an den zweiten Speicher abzugeben. Der zweite Speicher ist mit zweiten
Druckbeaufschlagungsmitteln versehen, die so ausgebildet sind, dass
sie der Flüssigkeit
in dem zweiten Speicher einen Ausgleichsdruck zuführen, um
sie auf dem Abgabedruck zu halten, wenn der Druck in dem ersten
Speicher herabgesetzt wird. Damit möchte man in der Lage sein,
die Druckbeaufschlagung in dem ersten Speicher vorübergehend unterbrechen
zu können,
ohne dabei die Abgabe der Druckflüssigkeit aus dem zweiten Speicher
unterbrechen zu müssen.
Dadurch kann der erste Speicher während des Betriebs der Abgabevorrichtung
bei Atmosphärendruck
nachgefüllt
werden.
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In
einem ersten Ausführungsbeispiel
umfassen die zweiten Druckbeaufschlagungsmittel die Anordnung eines
beweglichen Abschnittes in Form einer Membran, die einen inneren,
Flüssigkeit
enthaltenden Raum mit veränderlichem
Volumen begrenzt und dazu verwendet wird, mittels einer mechanischen
Vorspannkraft oder einer Vorspannkraft durch Druckgas Druck auf
die Flüssigkeitsoberfläche auszuüben. Genau
genommen ist der zweite Speicher mit einer Funktion ausgebildet,
die der einer Kolbenpumpe sehr ähnlich
ist, wobei der bewegliche Abschnitt dem Kolben entspricht, und es
ist ein Einlassventil für
einen Einlass aus dem ersten Speicher und ein Auslassventil zum
Injektor hin vorgesehen. Obgleich dies in der Offenbarung der
EP 1 300 172 nicht ausdrücklich erläutert ist,
muss der bewegliche Abschnitt fest gegen die Innenwände des
zweiten Speichers abgedichtet werden, um einwandfrei zu funktionieren
und den gewünschten
Abgabedruck aufrechtzuerhalten. Um außerdem eine Sicherheitsdichtung
zu schaffen, die ein Entleeren des Inhalts des zweiten Speichers
verhindert, ist der bewegliche Abschnitt mit einem Dichtkopf verse hen,
der gegen einen Auslass gedrückt
wird, wenn der bewegliche Abschnitt bewegt wird, um das Raumvolumen
auf ein Minimum zu reduzieren.
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In
einem zweiten Ausführungsbeispiel
basieren die zweiten Druckbeaufschlagungsmittel auf einer Vorspannkraft
durch Druckgas, die ähnlich
der der ersten Druckbeaufschlagungsmittel zur Druckbeaufschlagung
des ersten Speichers ist, nämlich durch
Einleiten eines Druckgases durch eine Gasöffnung in den Raum über der
Flüssigkeit
in den Speichern. Wie dies in der Beschreibung erwähnt ist, kann
auch dieses Ausführungsbeispiel
optional mit einem beweglichen Abschnitt versehen sein, in diesem
Fall in Form eines Schwimmkörpers,
der mit einer Dichtungsoberfläche
versehen ist, um die Gasöffnung
gegen einen Austritt von Flüssigkeit
abzudichten, für
den Fall, dass der Raum des Speichers bis zu einem maximalen Pegel
mit Flüssigkeit
gefüllt
ist. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn der Differentialdruck
zwischen dem ersten und dem zweiten Speicher ungewollt aus dem Gleichgewicht
ist und in dem ersten Speicher ein höherer Druck als im zweiten
Speicher vorherrscht.
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Auch
wenn der Schwimmkörper
in dem zweiten Speicher verhindern würde, dass dessen Flüssigkeitsinhalt
mit Druckbeaufschlagungsgas gesättigt wird,
ist nichts vorgesehen, um die Sättigung
in dem Hauptspeicher bzw. dem ersten Speicher zu verhindern. Dieses
Dokument des Stands der Technik erkennt weder dieses Problem noch
bietet es eine Lösung
hinsichtlich der Wiederholbarkeit und der Genauigkeit der abgegebenen
Dosis aufgrund von Diffusion von Druckbeaufschlagungsgas in die
medizinische Flüssigkeit,
und es gibt keine Lehre in dem Dokument
EP 1 300 172 , die eine Anleitung zur
Lösung dieses
Problems bieten würde.
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Der
Artikel "The
Oxford vaporiser No. 2" von SL
Cowan et al, The Lancet, Band 238, Ausgabe 6151, 19. Juli 1941,
Seiten 64-66 zeigt einen Verdampfer mr eine medizinische
Flüssigkeit
mit einem kleinen Behälter,
der mit einem Schwimmkörper
versehen ist, um eine zu einer Pumpe führende Öffnung zu verschließen, wenn
der Flüssigkeitspegel
in dem Behälter
auf einen bestimmten Pegel abfällt.
Der Zweck liegt darin, einen Eintritt von Luft in die Pumpe zu verhindern.
Das Problem der Diffusion von Gas in die medizinische Flüssigkeit
ist dort nicht erwähnt.
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Der
Artikel "A
new respirator" von
Claus Band, The Lancet, Band 261, Ausgabe 6763, 11. April 1953,
Seiten 723-726 zeigt eine Beatmungsvorrichtung mit einem
Automatikventil zum Steuern des Einlasses von druckbeaufschlagtem
Atemgas in die Lungen eines Patienten. Das Ventil wird abhängig von
dem Druck der Lungen mittels einer Anordnung von zwei angeschlossenen
und mit Flüssigkeit
gefüllten
Schläuchen
gesteuert, die jeweils mit einem Schwimmkörper versehen sind. Wenn der
Druck in den Lungen einen unteren bzw. einen oberen Endwert erreicht,
steigt einer der Schwimmkörper
auf einen gewissen Pegel an und verbindet zwei Elektroden, um so
einen elektrischen Kreis zu schließen, der das Öffnen und
Schließen
des Automatikventils betätigt.
Die Verwendung von Schwimmkörpern
in diesem Dokument des Stands der Technik unterscheidet sich vollkommen
von der der vorliegenden Erfindung.
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Das
Dokument
WO 89/03483 offenbart
einen hydropneumatischen Akkumulator der Schwimmkörperart,
vorzugsweise für
eine Verwendung zum Speichern von Energie in Verbindung mit einem
hydraulischen System. Hydraulische oder hydropneumatische Akkumulatoren
werden in hydraulischen Systemen dazu verwendet, große Mengen
an Arbeitsfluid innerhalb einer kurzen Zeit aufzunehmen und abzugeben.
Der Akkumulator besteht aus einem vertikalen Behälter und einem freischwimmenden Schwimmkörper, der
dazu dient, den Gasin halt des Akkumulators vom Fluidinhalt zu trennen
und mit einem Dichtungsring in der Endabdeckung als ein Ventil zusammenzuarbeiten,
das verhindert, dass Gas aus dem Akkumulator austritt, wenn er vollständig ohne
Fluid ist. Dieser Stand der Technik ist hauptsächlich auf das Problem des
Bereitstellens eines Schwimmkörpers
gerichtet, der ein niedriges spezifisches Gewicht hat und gleichzeitig
fest genug ist, um den hohen Drücken
standzuhalten, die in hydraulischen Systemen auftreten. Auch wenn
dieses Dokument des Stands der Technik Probleme behandelt, die zum
Teil ähnlich
den Problemen der vorliegenden Erfindung sind, ist es für den Fachmann,
der mit Abgabevorrichtungen für
Anästhetika
arbeitet, nicht relevant. Der Fachmann würde keine Lösungen aus dem technischen
Gebiet der Hochdruck-Hydrauliksysteme suchen, und aus diesem Grund
ist dieses Dokument des Stands der Technik für die vorliegende Erfindung
nicht als Stand der Technik relevant.
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Das
Dokument
WO 99/13228 offenbart
einen weiteren hydropneumatischen Akkumulator zum Speichern von
Druck in einem großvolumigen
Behälter
für Hydrauliköl. Der Akkumulator
ist mit einer Vorrichtung versehen, die den Fluidbereich von dem Gasbereich
trennt. Die Trennvorrichtung enthält eintauchende Auftriebskörper, die
an der Oberfläche des
Fluidvolumens angeordnet sind und sich in dem Fluidspiegel selbst
befinden. Darüber
hinaus enthält die
Trennvorrichtung mindestens einen Schutzkörper, der mit den Auftriebskörpern interagiert
und als Abschirmung konfiguriert ist, um die Kontaktfläche zwischen
Gas und Fluid weiter zu reduzieren. Dieses Dokument des Stands der
Technik ist auf die Probleme gerichtet, die im Zusammenhang mit
großvolumigen
Behältern
auftreten, und zeigt eine Auftriebsvorrichtung mit einem Trennelement,
das an Auftriebskörpern
angebracht ist. Ein wichtiger Punkt bei diesem Stand der Technik
ist, dass die Trennvorrichtung durch eine Inspektionsöffnung einbringbar
sein sollte, üblicherweise
ein Mannloch. Wie im Falle des zuvor genannten Standes der Technik
ist auch dieses Dokument des Stands der Technik auf große Hochdruck-Hydrauliksysteme
gerichtet und ist aus den glei chen Gründen als Stand der Technik
für die
vorliegende Erfindung nicht relevant.
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Somit
ist keines der Dokumente des Stands der Technik auf das Problem
der Wiederholbarkeit und der Genauigkeit der Abgabedosis in einer
medizinischen Abgabevorrichtung hinsichtlich der Diffusion von Druckbeaufschlagungsgas
in eine medizinische Flüssigkeit
gerichtet.
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Ziel der Erfindung
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die Wiederholbarkeit und
die Genauigkeit der abgegebenen Dosis in einer Abgabevorrichtung
zur Abgabe einer medizinischen Flüssigkeit zu verbessern. Aspekte
der Aufgabe betreffen die Wiederholbarkeit und die Genauigkeit der
abgegebenen Dosis in einer Abgabevorrichtung mit medizinischer Flüssigkeit,
die einem Gas bei Atmosphärendruck
ausgesetzt ist bzw. mit Gas druckbeaufschlagten medizinischen Flüssigkeiten.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass man die Diffusionszeit des
Gases verlängert,
d.h. die Zeit, die das Gas benötigt,
um sich in der medizinischen Flüssigkeit
aufzulösen,
bis Sättigung
erreicht wird. Die Aufgabe ist wahrscheinlich von größter Bedeutung
in Abgabevorrichtungen, die mit Druckbeaufschlagungsgas arbeiten,
und demzufolge wird die Erfindung hauptsächlich im Zusammenhang mit
derartigen Vorrichtungen, die Druckbeaufschlagungsgas einsetzen,
beschrieben und erörtert
werden, obgleich sie ebenso für
Gas bei Atmosphärendruck
Anwendung finden kann.
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Ferner
basiert die Erfindung darauf, dass die Zeit bis zur Sättigung
einer Flüssigkeit
mit aufgelöstem
Druckbeaufschlagungsgas weitgehend von der Flächengröße der Flüssigkeitsoberfläche abhängt, die
in direktem Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsgas steht. Erfindungsgemäß wird eine
längere Diffusionszeit
dadurch erreicht, dass die Oberfläche der medizinischen Flüssigkeit,
die dem Druckbeaufschlagungsgas ausgesetzt ist, auf ein Minimum
herabgesetzt wird, und zwar mit Hilfe einer schwimmenden Diffusionsbarriere,
die so konfiguriert ist, dass sie im Wesentlichen die gesamte Oberfläche der
medizinischen Flüssigkeit
in dem Speicher bedeckt. Die Barriere verhindert die Diffusion von
Druckbeaufschlagungsgas in die medizinische Flüssigkeit.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung ist die schwimmende Diffusionsbarriere so konfiguriert, dass
sie ein Nachfüllen
des Speichers von oben ermöglicht,
d.h. von einem Einlass über
der Diffusionsbarriere. Zu diesem Zweck ist die Diffusionsbarriere so
konfiguriert, dass zwischen der Diffusionsbarriere und der Innenwand
des Speichers eine Lücke
geeigneter Größe vorhanden
ist, um zu ermöglichen,
dass medizinische Flüssigkeit
die Diffusionsbarriere passiert.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist die schwimmende Diffusionsbarriere
so konfiguriert, dass sie der Oberfläche der medizinischen Flüssigkeit
ungehindert folgt, wenn diese bei Abgabe der Dosen absinkt und beim
Nachfüllen
des Speichers ansteigt. Zu diesem Zweck und zum Zwecke der Minimierung
der oben genannten Lücke
zwischen der Diffusionsbarriere und der Innenwand des Speichers
ist die Diffusionsbarriere vorzugsweise als konvexe Linse geformt,
mit einem dünnen Randabschnitt
in dem Teil der linsenförmigen
Diffusionsbarriere, der nahe der Innenwand des Speichers ist. Dadurch
wird ein Hängenbleiben
der Diffusionsbarriere an der Innenwand des Speichers verhindert, für den Fall,
dass die Diffusionsbarriere ungewollt in eine zur horizonta len Ebene
der Oberfläche
der medizinischen Flüssigkeit
schräge
Position kommt.
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Der
letztgenannte Aspekt kann dadurch weiter verbessert werden, dass
man die schwimmende Diffusionsbarriere derart konfiguriert, dass
sich deren Schwerpunkt unterhalb der von dem Randabschnitt definierten
Ebene befindet, sowie derart, dass die Barriere eine ausbalancierte
Schwimmeigenschaft aufweist.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung ist auf den Aufgabenaspekt gerichtet,
den Transport von Gasblasen zu ermöglichen, die in der medizinischen Flüssigkeit
nach der Diffusionsbarriere entstehen.
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Darüber hinaus
ermöglicht
die Diffusionsbarriere ein kontrolliertes Nachfüllen von medizinischer Flüssigkeit.
Die Barriere wird verhindern, dass die medizinische Flüssigkeit
aufgerührt
wird und wird ebenso verhindern, dass Blasen in die bereits im Speicher
vorhandene medizinische Flüssigkeit
eindringen.
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Vorteilhafterweise
wird die Erfindung bei einer Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung
einer medizinischen Flüssigkeit
auf Abgabedruck oder direkt in einer Abgabevorrichtung für derartige
druckbeaufschlagte medizinische Flüssigkeiten Anwendung finden.
Wenn eine erfindungsgemäße Diffusionsbarriere
verwendet wird, wird die Kontaktfläche zwischen dem Druckbeaufschlagungsgas
und der medizinischen Flüssigkeit
deutlich verringert und dadurch die Zeit bis zur Sättigung
erheblich verlängert.
Experimente, die ähnlich
zu den oben beschriebenen sind, haben gezeigt, dass die Zeit bis
zur Sättigung
und in diesem Experiment dadurch die Zeit bis zu einer 10%igen Abweichung
von der geplanten Dosis der abgegebenen medizinischen Flüssigkeit
mit einer erfin dungsgemäßen Diffusionsbarriere
ungefähr
480 Stunden beträgt.
Dies ist ein deutlicher Unterschied verglichen mit der Druckbeaufschlagungsvorrichtung aus
dem Stand der Technik, bei der die entsprechende Zeit bis zur Sättigung
und die Zeit bis zu einer 10%igen Abweichung von der geplanten Dosis
der abgegebenen medizinischen Flüssigkeit
etwa 72 Stunden beträgt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird näher
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen erläutert,
in denen zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht eines Speichers für medizinische Flüssigkeit,
der mit einer die Oberfläche
bedeckenden Diffusionsbarriere gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung versehen ist,
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2A und 2B eine
Diffusionsbarriere gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung, und
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3 eine
weitere Ausführung
einer Diffusionsbarriere gemäß der Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Die 1 zeigt
die Erfindung in Anwendung bei einer Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung
einer medizinischen Flüssigkeit
mit einem Speicher 1 für eine
medizinische Flüssigkeit 2.
Der Speicher hat vorzugsweise und wie hier beispielhaft ausgeführt die
Form eines Zylinders. Der Speicher 1 ist in seinem oberen
Teil mit einem Einlass 3 für Druckgas versehen, das gesteuert
durch ein Gaseinlassventil 10 aus einer Druckgasquelle 12 eingelassen
wird. Der Einlass 3 wird ebenso für ein gesteuertes Abführen von
Gas aus dem Speicher durch ein Gasauslassventil 14 hin
zu einem Gasabführsystem 16 verwendet. Üblicherweise
kommt die Erfindung in einem Anästhesiesystem
zur Anwendung, wobei dann der dem Speicher 1 zugeführte Gasdruck
vorzugsweise der Antriebsdruck des Anästhesiesystems ist. Dieser Antriebsgasdruck
hat für
gewöhnlich
ein geeignetes, leicht höheres
Niveau als der Abgabedruck, der passend zum einzelnen Anästhesiesystem
gewählt
wird.
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In
seinem unteren Teil ist der Speicher 1 mit einem Auslass 6 für den Austritt
einer druckbeaufschlagten medizinischen Flüssigkeit über ein steuerbares Ventil 8 versehen,
das eine Vielzahl von Funktionen haben kann. Das steuerbare Ventil 8 kann
ein Sicherheitsventil sein, das an einen zweiten Speicher für ein Anästhetikum
angeschlossen ist, ein Sicherheitsventil, das an einen Injektor
angeschlossen ist, um Dosen an druckbeaufschlagter medizinischer Flüssigkeit
in einen Strom von Atemgas zu verabreichen, oder das Injektorventil
selbst. Der Speicher 1 ist ferner in seinem oberen Teil
mit einem Nachfülleinlass 18 versehen,
der dafür
vorgesehen ist, um in den Speicher medizinische Flüssigkeit
nachzufüllen.
Der Nachfülleinlass
ist nur schematisch dargestellt, würde aber üblicherweise mit einer wiederabdichtbaren Öffnung versehen
sein, die geöffnet
werden kann, um medizinische Flüssigkeit
vorzugsweise etwa bei Atmosphärendruck
nachzufüllen,
sowie abgedichtet werden kann, um dem Beaufschlagungsdruck des Gases
im Gebrauch standzuhalten.
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Der
mit der Diffusionsbarriere versehene Speicher soll vorzugsweise
als Hauptspeicher in einem Anästhesiesystem
verwendet werden und kann der erste Speicher sein, wie z. B. in
dem Dokument
EP 1 300 172 des
Stands der Technik, wobei ein zweiter Speicher nahe dem Abgabeventil
vorhanden ist, kann aber selbstverständlich in allen Systemen mit
druckbeaufschlagten medizinischen Flüssigkeiten verwendet werden,
ohne dass von der erfinderischen Idee abgewichen wird. Unter dem
Hauptspeicher bzw. dem ersten Speicher versteht man im Allgemeinen
den Speicher, der den Hauptanteil der medizinischen Flüssigkeit
in einem Anästhesiesystem speichert
und beispielsweise über
Schläuche
an einem oder einer Vielzahl von zweiten Speichern angeschlossen
ist oder nicht.
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Erfindungsgemäß ist eine
Diffusionsbarriere 20 in dem Speicher 1 vorgesehen.
Die Diffusionsbarriere 20 hat einen horizontalen Querschnitt ähnlich dem
horizontalen Querschnitt des Speichers und ist so konfiguriert,
dass sie im Wesentlichen die gesamte Oberfläche der medizinischen Flüssigkeit
im Speicher bedeckt. Die Diffusionsbarriere 20 schwimmt
auf der Oberfläche
der medizinischen Flüssigkeit
und trennt die medizinische Flüssigkeit 2 von
dem Druckbeaufschlagungsgas, das sich in dem Raum 4 über der
Diffusionsbarriere 20 sammelt. Im Gebrauch übt das Gas
einen Druck auf die Diffusionsbarriere 20 aus, die wiederum
den Druck auf die medizinische Flüssigkeit überträgt und gleichzeitig als Barriere
gegen eine Diffusion des Gases in die medizinische Flüssigkeit
funktioniert.
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Um
ein Nachfüllen
des Speichers mit medizinischer Flüssigkeit zu ermöglichen,
die durch den Nachfülleinlass
oben am Speicher eingetreten ist, ist zwischen der Diffusionsbarriere 20 und
der Innenwand des Speichers eine Lücke in geeigneter Größe vorgesehen.
Diese Lücke
sollte so klein wie möglich sein
und dennoch ermöglichen,
dass medizinische Flüssigkeit
die Oberflächenbarriere
passiert und sich in dem unteren Teil des Speichers unterhalb der
Diffusionsbarriere sammelt. Darüber
hinaus können beim
Nachfüllen
des Speichers Blasen auftreten, aufgrund der Tatsache, dass die
Flüssigkeit
während des
Füllvorgangs
mit Luft vermischt wird, und auch aufgrund des Druckabfalls, wenn
der Speicher Flüssigkeit
enthält,
die über
einen langen Zeitraum druckbeaufschlagt wurde.
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Eine
geeignete Lücke
wird somit erreicht, wenn eine Umfangslücke vorhanden ist, die breit
genug ist, dass medizinische Flüssigkeit
und Gasblasen passieren können.
Bei einer kreisförmigen
Diffusionsbarriere für
einen zylindrischen Speicher kann beispielsweise ein Unterschied
zwischen dem Innendurchmesser des Speichers und dem Außendurchmesser
der Diffusionsbarriere im Bereich von 0,1-1 Millimeter geeignet
sein, um eine minimale Lücke
zu ermöglichen,
während
gleichzeitig ermöglicht
wird, dass die Diffusionsbarriere der Oberfläche der medizinischen Flüssigkeit
frei folgt, wenn sie bei Abgabe der Dosen sinkt und beim Nachfüllen des
Speichers steigt.
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Die 2A und 2B zeigen
ein Ausführungsbeispiel
einer Diffusionsbarriere, die für
diesen Zweck als konvexe Linse geformt ist. Die 2A zeigt
eine Draufsicht auf eine kreisförmige
Diffusionsbarriere 20 mit einem Umfangsrandabschnitt 22.
Die 2B zeigt eine Seitenansicht der Diffusionsbarriere 20 mit
einem oberen Teil 24, einem unteren Teil 26 und
einem Umfangsrandabschnitt 22, die alle zusammen der Diffusionsbarriere
die Form einer konvexen Linse verleihen.
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Es
wird bevorzugt, den Randabschnitt der linsenförmigen Diffusionsbarriere,
der nahe der Innenwand des Speichers ist, dünn und mit einer harten Kante
auszubilden. Diese Form verhindert, dass die Diffusionsbarriere
an der Innenwand des Speichers hängen
bleibt, für
den Fall, dass die Diffusionsbarriere ungewollt in eine schräge Position
in Bezug auf die horizontale Ebene der Oberfläche der medizinischen Flüssigkeit
kommt. Der Randabschnitt kann aber auch dick sein, mit einem maximalen
Radius, der kleiner als der Innenradius des zylindrischen Speichers
ist. Bei einem dickeren Randabschnitt ist es wichtig, dass die Abmessung
des Randabschnittes in Relation zu einer gewählten Abmessung der Lücke gesetzt
wird, um Kapillareffekte zu verhindern, die Gasblasen in dem Durchgang
zwischen der Diffusionsbarriere und der Innenwand des Speichers
einfangen könnten.
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Diese
Wirkung wird in einem Ausführungsbeispiel,
wie es in 2B gezeigt ist, weiter verbessert,
in dem die Diffusionsbarriere 20 so konfiguriert ist, dass
sich ihr Schwerpunkt 28 unter der Ebene befindet, die von
dem Randabschnitt definiert ist, und derart, dass die Diffusionsbarriere
eine ausbalancierte Schwimmeigenschaft aufweist. In dem in 2B gezeigten
Ausführungsbeispiel
ist der untere Teil 26 der konvexen Diffusionsbarriere
größer als
der obere Teil 24. Durch diese Form ist ein größerer Anteil
des Materials der Diffusionsbarriere auf den unteren Abschnitt konzentriert,
und der Schwerpunkt 28 ist unter der Ebene des Randabschnitts
positioniert. Ebenso ist es denkbar, ein Gewicht in der Oberflächenbarriere
anzuordnen, um so den Schwerpunkt beispielsweise in dem untersten
Punkt des konvexen unteren Teils 26 zu positionieren, wie
dies beispielhaft in 2B gezeigt ist. Diese Maßnahme wirkt
jeglichen Tendenzen eines Hängenbleibens
in einer schrägen Position
entgegen, da das Gewicht im Schwerpunkt einen Hebel bildet, der
die Diffusionsbarriere zurück in
eine gerade Position zieht.
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Die 3 zeigt
eine weitere Ausführungsvariante
der Diffusionsbarriere 20 mit einem dickeren Rand, die
in einem Speicher angeordnet ist, dessen Wände 30 schematisch
dargestellt sind. Die anderen Bezugszeichen und Merkmale entsprechen
denen der 2A-2B, wie
oben beschrieben. Der vertikale Querschnitt des Randes hat vorzugsweise
die Form eines Kreissegments mit einem Radius, der kleiner als der
Radius des kreisförmigen
horizontalen Querschnitts des Speichers ist. Beispielsweise kann die
Form der Diffusionsbarriere die einer Kugel mit einem abgeschnittenen
oberen Abschnitt sein, etwas weniger als die obere Hälfte der
Kugel. Wie in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Schwerpunkt
in den unteren Teil der Diffusionsbarriere gelegt.
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Die
Lücke und
die konvexe Oberfläche
der Diffusionsbarriere dienen dazu, den Transport von Gasblasen
zu ermöglichen,
die in der medizinischen Flüssigkeit
entstehen, und zu verhindern, dass Gasblasen an der unteren Seite
der Barriere gefangen werden. In einem Ausführungsbeispiel wird die Diffusionsbarriere
so behandelt, dass sie eine reduzierte Oberflächenspannung hat, um den Transport
der Blasen von unterhalb der Barriere zu verbessern. Für gewöhnlich reicht
es aus, wenn die Unterseite der Barriere eine glatte Oberfläche und
zur Oberfläche des
Speichers hin keinen zu großen
Winkel hat, aber es können
auch die Wahl des Materials und die chemische Behandlung berücksichtigt
werden.
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Die
Figuren zeigen zwar einen kreisförmigen Querschnitt
des Speichers und der Oberflächenbarriere,
aber es könnte
ebenso ein beliebiger Querschnitt verwendet werden, ohne von der
erfinderischen Idee einer Reduzierung der Gassättigung abzuweichen. Die Gefahr
eines Hängenbleibens
der Diffusionsbarriere an der Wand wird jedoch in Abhängigkeit
von dem gewählten
Querschnitt berücksichtigt
werden müssen.
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Vorstehend
wurde die Erfindung in Bezug auf ein allgemeines Ausführungsbeispiel
beschrieben. Die Erfindung kann jedoch beispielsweise ebenso in den
folgenden spezifischeren Ausführungsbeispielen Anwendung
finden.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
kommt die Erfindung in einem Narkosemittel-Verdampfer zur Anwendung, der identisch
oder ähnlich
zu dem ist, der in dem Dokument
EP
1 082 973 beschrieben ist. Zu Beschreibungszwecken wird
das Dokument
EP 1 082 973 hiermit
in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung
aufgenommen. Bei diesem Ausführungsbeispiel
umfasst die Abgabevorrichtung für
druckbeaufschlagte medizinische Flüssigkeiten einen Speicher für eine medizinische
Flüssigkeit,
wobei der Speicher mit einem Einlass versehen ist, um den Einlass
von Luft bei Atmosphärendruck
zu gestatten, sowie mit einem Auslass für die medizinische Flüssigkeit.
Der Auslass ist an Druckbeaufschlagungsmittel in Form einer Pumpe angeschlossen,
die so konfiguriert ist, dass sie medizinische Flüssigkeit
aus dem Speicher mittels Druckbeaufschlagung auf einen Antriebsdruck
bringt. Von der Druckbeaufschlagungspumpe wird die medizinische
Flüssigkeit
zu einer Dosierungsstelle geleitet, von der aus Dosen an medizinischer
Flüssigkeit
mit einem Abgabedruck in einen Strom aus Atemgas abgegeben werden.
Erfindungsgemäß ist der
Speicher mit einer Speicherdiffusionsbarriere versehen, wie sie
oben beschrieben ist und die so angeordnet ist, dass sie auf einer
medizinischen Flüssigkeit
in dem Speicher schwimmt. Die Diffusionsbarriere ist derart angeordnet,
dass sie im Wesentlichen die gesamte Oberfläche der medizinischen Flüssigkeit
in dem Speicher bedeckt, um zu verhindern, dass in dem Speicher
vorhandenes Gas in die medizinische Flüssigkeit diffundiert. Im vorliegenden
Fall handelt es sich bei dem Gas, vor dem die medizinische Flüssigkeit
geschützt
wird, um Luft.
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In
einem anderen Ausführungsbeispiel
findet die Erfindung bei einer Abgabevorrichtung für druckbeaufschlagte
medizinische Flüssigkeiten
Anwendung, wobei die Vorrichtung identisch oder ähnlich zu der ist, die in dem
Dokument
EP 1 300 172 beschrieben
ist. Zu Beschreibungszwecken wird das Dokument
EP 1 300 172 hiermit in seiner Gesamtheit durch
Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung aufgenommen. In diesem
Ausführungsbeispiel
umfasst die Abgabevorrichtung für
druckbeaufschlagte medizinische Flüssigkeiten einen ersten und
einen zweiten Speicher für
medizinische Flüssigkeit.
Der erste Speicher ist mit ersten Druckbeaufschlagungsmitteln versehen,
die so konfiguriert sind, dass sie eine medizinische Flüssigkeit
in dem ersten Speicher mittels Druckbeaufschlagung auf einen Antriebsdruck
oder einen Abgabedruck bringen. Der zweite Speicher hat einen Einlass,
der so angeschlossen ist, dass er eine druckbeaufschlagte medizinische
Flüssigkeit
aus dem ersten Speicher aufnimmt, und einen Auslass für den Austritt
der aufgenommenen medizinischen Flüssigkeit. Der zweite Speicher
ist ferner mit zweiten Druckbeaufschlagungsmitteln versehen, die so
angeordnet sind, dass sie der aufgenommenen druckbeaufschlagten
medizinischen Flüssigkeit
einen Ausgleichsdruck zuführen,
um den Druck im Wesentlichen auf dem Abgabedruck zu halten. Erfindungsgemäß ist der
erste Speicher mit einer Speicherdiffusionsbarriere versehen, die
so angeordnet ist, dass sie auf der medizinischen Flüssigkeit
in dem ersten Speicher schwimmt. Die Diffusionsbarriere ist so angeordnet,
dass sie im Wesentlichen die gesamte Oberfläche der medizinischen Flüssigkeit
in dem ersten Speicher bedeckt, um so zu verhindern, dass in dem
Speicher vorhandenes Gas in die medizinische Flüssigkeit diffundiert. In einer
Ausführungsvariante
dieses Ausführungsbeispiels
könnte
auch der zweite Speicher mit einer Diffusionsbarriere versehen werden.
In diesem Fall wird der Druck durch Druckgas aus einer Druckgasquelle
erreicht, und das Gas, vor dem die medizinische Flüssigkeit
geschützt werden
soll, ist somit das Gas zur Druckbeaufschlagung.
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Im
Allgemeinen kann die Erfindung in einer Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung
einer medizinischen Flüssigkeit
Anwendung finden, wobei die Vorrichtung ein System mit einem einzigen
Speicher, mit einem ersten und einem zweiten Speicher oder einer Vielzahl
von Speichern ist. Die Speicher können verschiedene Konfigurationen
und Zwecke haben und durch verschiedene Arten von Druckbeaufschlagungsmitteln
druckbeaufschlagt werden. Wie oben erwähnt, ist die Diffusionsbarriere
gemäß der Erfindung
in erster Linie darauf gerichtet, in dem Hauptspeicher des Systems
eingesetzt zu werden.
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Eine
Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung einer medizinischen Flüssigkeit
gemäß der vorliegenden
Erfindung kann kontinuierlich für
mehrere Stunden eingesetzt werden, ohne dass die Genauigkeit der
abgegebenen Dosis aufgrund von Diffusion erheblich beeinträchtigt wird.
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Zusammenfassung
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Abgabevorrichtung
für druckbeaufschlagte medizinische
Flüssigkeiten,
die einen Speicher (1) für medizinische Flüssigkeit
und Druckbeaufschlagungsmittel (3, 10, 12)
umfasst, die so konfiguriert sind, dass sie eine medizinische Flüssigkeit
mittels Druckbeaufschlagung auf einen Antriebsdruck bringen, wobei
eine Diffusionsbarriere (20) so angeordnet ist, dass sie
auf der medizinischen Flüssigkeit
(2) in dem Speicher (1) schwimmt, und derart angeordnet
ist, dass sie im Wesentlichen die gesamte Oberfläche der medizinischen Flüssigkeit
(2) in dem Speicher (1) bedeckt, um zu verhindern,
dass in dem Speicher (1) vorhandenes Gas in die medizinische Flüssigkeit
(2) diffundiert.