DE19648269A1 - Ein Verfahren zum Vergasen einer Narkoseflüssigkeit und ein Vergaser - Google Patents
Ein Verfahren zum Vergasen einer Narkoseflüssigkeit und ein VergaserInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Methode zum Vergasen
einer Narkoseflüssigkeit, bei der ein Trägergas durch einen zu
mindest teilweise mit Narkoseflüssigkeit gefüllten Behälter ge
leitet wird, um mit vergastem Narkosemittel gesättigt zu werden
und dieses zu einem Narkoseapparat zu transportieren, wo es mit
anderen Gasen gemischt wird, um ein Atemgas zu bilden.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen Vergaser gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
Die gebräuchlichste Weise, einem Patienten, der betäubt werden
soll, ein Narkosemittel zu verabreichen, besteht darin, in ei
nem Vergaser am Narkoseapparat eine bestimmte Menge Narkosemit
telflüssigkeit zu vergasen und diese zusammen mit einer Gasmi
schung aus Sauerstoff und Lachgas (sowie gegebenenfalls Luft)
dem Patienten zuzuführen. Hierzu gibt es mehrere verschiedene
Typen von Vergasern. Insbesondere unterscheiden sich die ver
schiedenen Vergaser darin, wie die Narkosemittelflüssigkeit
vergast und mit dem Gasgemisch mitgeführt wird. Der Vergaser
kann auf der Niedrigdruckseite des Narkosesystems angeordnet
sein, wo der Gasdruck dem Druck entspricht, dem der Patient
ausgesetzt wird, d. h. etwa Atmosphärendruck, oder auf der Hoch
druckseite, wo der Gasdruck höher ist als normaler Athmosphä
rendruck, üblicherweise zwischen 2 und 6 bar Überdruck.
In der Broschüre "Halothane Vaporizer 950/Enflurane Vaporizer
951/Isoflurane Vaporizer 952"-Operating Manuel, AG 0188 7,
Siemens-Elema AB, 1988, wird eine Art von Hochdruckvergaser be
schrieben. Die Narkosemittelflüssigkeit liegt in einem Behälter
auf der Hochdruckseite eines Narkosesystems. Eine Leitung lei
tet einen relativ großen Fluß einer Gasmischung durch den Ver
gaser, vorbei an einem Drosselventil und weiter zu dem Narkose
apparat. Oberhalb des Drosselventils befindet sich eine Öffnung
zwischen der Leitung und dem Behälter und unterhalb des Dros
selventils mündet eine Düse in die Leitung. Die Düse ist an ein
Rohr angeschlossen, das in die Narkoseflüssigkeit abgesenkt
ist. Das Drosselventil erzeugt einen Druckabfall in der flie
ßenden Gasmischung. Die Narkosemittelflüssigkeit wird aufgrund
dieser Druckdifferenz durch die Düse in die Leitung gepreßt und
durch den fließenden Atemgasfluß vergast. Die Menge der zu ver
gasenden Narkosemittelflüssigkeit wird durch Ändern des Dros
selventils und damit der Größe des Druckabfalles geregelt. Wenn
keine Narkosemittelflüssigkeit vergast werden soll, wird ein
Ventil umgeschaltet und die Gasmischung an dem Vergaser vorbei
geleitet. Nachdem der Druckabfall über dem Drosselventil auch
von dem absoluten Druck abhängt, muß der Vergaser für den Ein
gangsdruck oder das Druckintervall kalibriert werden. Eine an
dere Fehlerquelle, die bei dieser Art von Vergaser berücksich
tigt werden muß, ist das kompressible Volumen im Behälter und
die Menge Narkosemittelflüssigkeit im Behälter.
Ein Typ von Niedrigdruckvergaser ist in der EP-A-166 305 be
schrieben. Darin wird eine bestimmte Menge Narkosemittelflüs
sigkeit einer Wärmeplatte in einer Verdampfungskammer zuge
führt. Ein Gesamtfluß einer Gasmischung strömt durch den Verga
ser und führt die verdampfte Narkosemittelflüssigkeit mit sich.
Die Menge an Flüssigkeit, die der Verdampfungskammer zugeführt
werden soll, ist daher teilweise von der Größe des Gasflusses
und teilweise von der gewünschten Narkosemittelkonzentration in
der Gasmischung abhängig. Nachdem das zwei Faktoren sind, die
den Verlauf der Ereignisse beeinflussen, steigt das Risiko für
Fehler in der Dosierung. Auch wenn solche Fehler im allgemeinen
nicht so groß sind, daß sie irgendein Risiko für den Patienten
darstellen, bestehen sie trotz allem. Dieser Vergasertyp ist
außerdem schwer während des Betriebes auszutauschen. Eine Vari
ante dieses Vergasertyps ist in der WO 92/19303 beschrieben.
Ein zweiter und dritter Typ von Niedrigdruckvergaser ist in der
US-A-3,794,027 beschrieben. Dieser andere Typ von Vergaser be
steht aus einem Behälter mit Narkosemittelflüssigkeit. Ein
Docht ist teilweise in die Flüssigkeit abgesenkt. Über ein ma
nuell umschaltbares Ventil kann Gas entweder durch den Niedrig
druckvergaser hindurchgeführt oder an diesem vorbeigeführt wer
den. Wenn das Gas durch den Niedrigdruckvergaser hindurchge
führt wird, passiert es den Docht, der Narkosemittelflüssigkeit
aufgesaugt hat. Die Flüssigkeit im Docht wird von dem vorbei
strömenden Gasfluß verdampft und mit dem Gas dem Patienten zu
geführt. Die Steuerung der Vergasung erfolgt im Prinzip derart,
daß der Arzt das Ventil umschaltet, so daß während bestimmter
Zeitintervalle Gas durch den Niedrigdruckvergaser geleitet
wird. Die gesamte Funktion ist daher vollkommen von dem Ge
schick und der Erfahrenheit des Arztes abhängig.
Der dritte Typ von Niedrigdruckvergaser besteht aus einem mit
Narkosemittelflüssigkeit gefüllten Behälter. An diesen wird ein
Gasfluß mit relativ niedrigem Druck angeschlossen. Der Gasfluß
wird so geführt, daß er durch die Narkosemittelflüssigkeit
hindurchperlt. Danach wird das Gas mit dem Narkosegas zum Nar
koseapparat und dem Patienten geführt. Ebenso wie für den zwei
ten Typ von Niedrigdruckvergaser erfolgt hier ein manuelles
Vorbeileiten während bestimmter Zeitintervalle, um die Endkon
zentration des Narkosemittels zu regeln.
Ein Problem, daß bei den meisten Typen von Narkosemittelverga
sern vorliegt, ist die Kontrolle der Menge der vergasten Narko
semittelflüssigkeit. Nachdem es sich um Gase handelt, beein
flussen sowohl die Kompression als auch der Fluß die Endkonzen
tration des Narkosegases im Atemgas. Wie aus dem Obigen hervor
geht, gibt es verschieden Techniken um zu versuchen, die zu
vergasende Menge Narkosemittelflüssigkeit zu steuern. Der zu
letzt beschriebene Vergaser, bei dem Atemgas mit vergastem Nar
kosemittel gesättigt wird, hat den Vorteil, daß bei einer be
stimmten Temperatur und einem bestimmten Druck der Partialdruck
der verdampften Narkosemittelflüssigkeit genau festliegt. Diese
Typen von Vergaser sind jedoch nicht ohne Probleme. Dadurch,
daß sie auf unterschiedliche Art und Weise direkt an den Pati
entenkreis angeschlossen sind, haben sie ein großes kompres
sibles Volumen, welches die Kontrolle über die Menge von Narko
semittel im System erschwert. Es ist umständlich, von einem
Narkosemittel zu einem anderen zu wechseln, es besteht ein Ri
siko für Undichtigkeit durch den sogenannten Rückfluß und es
muß auch garantiert werden, daß das durch den Vergaser geleite
te Atemgas wirklich gesättigt wird.
Anstelle während bestimmter Zeitintervalle den ganzen Gasfluß
durch den Niedrigdruckvergaser zu leiten, um diesen mit Narko
semittel zu sättigen, kann ein kleiner exakter Teilfluß des Ga
ses im wesentlichen kontinuierlich durch den Niedrigdruckverga
ser geleitet werden, um mit Narkosemittel gesättigt zu werden.
Eine derartige Konstruktion ist in der EP-A-496 336 beschrie
ben.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren gemäß der Ein
leitung zu erzielen, das die angegebenen Probleme löst.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es einen Vergaser, der
das Verfahren ausführen kann, anzugeben.
Ein solches Verfahren wird gemäß der Erfindung dadurch erzielt,
daß das Trägergas mit einem Überdruck, der größer ist als 0,1
bar, durch den Behälter geleitet wird.
Das Trägergas wird also dem Vergaser unter einem für das Nar
kosegebiet relativ hohem Druck zugeführt. Mit anderen Worten
wird die Hochdruckseite ausgenutzt. Der Gasfluß vom Vergaser,
d. h. das mit Narkosemittel gesättigte Trägergas kann nach Be
darf durch ein Ventil gesteuert werden. Das hat zur Folge, daß
der Vergaser im Prinzip völlig frei stehend vom Narkoseapparat
plaziert werden kann und es daher einfach ist, von einem Verga
ser zu einem anderen zu wechseln. Nachdem der ganze Vergaser
außerhalb des Narkoseapparats angeordnet ist und nur ein be
grenztes Volumen hat, wird das kompressible Volumen minimiert
und das Risiko für einen Rückfluß durch den Vergaser wird dank
des hohen Druckes auf der Eingangsseite und der Ventilsteuerung
des Flusses vom Vergaser zu einem Niedrigdrucksystem praktisch
genommen Null. Das Messen des Druckes und der Temperatur bewir
ken, daß die exakte Konzentration von Narkosegas berechnet
werden kann.
Verbesserungen des Verfahrens gemäß der Erfindung werden da
durch erzielt, daß die Temperatur und/oder der Druck auf un
terschiedliche Art und Weise geregelt werden. Zum Beispiel kann
die Temperatur auf eine exakte Temperatur eingestellt werden
gleichzeitig damit, daß der Überdruck variiert wird, um die
Konzentration zu steuern. Der Vorteil damit ist, daß ein kon
stanter Fluß aus dem Vergaser entnommen und trotzdem eine Va
riation der Narkosemittelkonzentration erzielt werden kann.
Ein Vergaser, der das Verfahren ausführen kann, geht aus An
spruch 7 und Verbesserungen dieses Vergasers aus den Unteran
sprüchen zu Anspruch 7 hervor.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des Vergasers in Ver
bindung mit den Figuren beschrieben, wobei
Fig. 1 einen an einen Patienten angeschlossenen Narkoseapparat
und
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel des Vergasers gemäß der Erfin
dung zeigt.
In Fig. 1 wird ein geschlossenes System mit Wiedereinatmung
des ausgeatmeten Atemgases beschrieben. Ein Patient 2 ist an
einen Narkoseapparat angeschlossen und erhält über einen Inspi
rationsschlauch 4 ein Narkosegas enthaltendes Atemgas. Das Gas
wird über einen Trachealtubus 6 oder etwas entsprechendes in
die Lungen des Patienten geleitet. Die Steuerung der Atmung des
Patienten erfolgt über eine Atmungssteuereinheit 8, die aus ei
ner von Hand betriebenen oder mechanischen Pumpe bestehen kann,
z. B. einem sogenannten bag and bottle. Das Gas passiert während
der Inspiration ein Kohlendioxidfilter 10, um das Gas von Koh
lendioxid zu befreien. Während der Ausatmung wird das Ausat
mungsgas vom Patienten über den Trachealtubus 6 und eine Exspi
rationsleitung 12 zurück zu der Atmungssteuereinheit 8 zurück
geleitet. Da ein Teil des Gases vom Patienten verbraucht wird
oder aus dem System entweicht, wird frisches Atemgas über eine
Frischgasleitung 14 zugeführt. Das Frischgas kommt über einen
ersten Gasanschluß 16A, einen zweiten Gasanschluß 16B und einen
dritten Gasanschluß 16C zu dem Narkoseapparat. Die Gase über
dem ersten und zweiten Gasanschluß 16A, 16B können beispiels
weise Sauerstoff und über dem dritten Gasanschluß 16C Lachgas
sein. Der erste Gasanschluß 16A ist an einen Vergaser 18 ange
schlossen, der auf der Hochdruckseite des Narkoseapparats ange
ordnet ist. Im Vergaser 18 wird eine exakte Menge von Narkose
mittelflüssigkeit vergast, um mit dem Gas von dem ersten Gasan
schluß 16A, das damit ein Trägergas für das verdampfte Narkose
mittel darstellt, mitgeführt zu werden. Ein erstes Ventil 20
steuert den Fluß des mit vergaster Narkosemittelflüssigkeit ge
sättigtem Trägergas. Ein zweites Ventil 22 steuert den Gasfluß
von dem zweiten Gasanschluß 16B und ein drittes Ventil 24 steu
ert den Fluß von dem dritten Gasanschluß 16C. Die Gase von den
respektiven Gasanschlüssen 16A, 16B, 16C werden in einer Misch
kammer 26 vermischt und dann über die Frischgasleitung 14 der
Inspirationsleitung 4 im Patientenkreis zugeführt. Der Vergaser
18 wird von einer Steuereinheit 28 gesteuert und kontrolliert.
Die Steuereinheit 28 steuert auch die Ventile 30, 22, 24.
In Fig. 2 wird der Vergaser 18 detaillierter dargestellt. Der
Vergaser 18 enthält eine Druckkammer 30, die in einen unteren
Druckkammerteil 30A und einen oberen Druckkammerteil 30B einge
teilt ist. Die Druckkammerteile 30A, 30B sind gasdicht mitein
ander verbunden. Zwischen den Druckkammerteilen 30A, 30B ist
eine Druckausgleichsöffnung vorgesehen. Durch einen Verga
sereingang 32 wird das Trägergas von dem ersten Gasanschluß 16A
in den oberen Druckkammerteil 30B geleitet. Ein Rückschlagven
til (nicht dargestellt) kann zweckmäßigerweise am Vergasereingang 32
angeordnet sein, um zu verhindern, daß verdampfte Nar
kosemittelflüssigkeit in den Gasanschluß 16A gelangt.
Das Trägergas von dem Gasanschluß 16 wird dann über einen Ein
laß 36 in einen Behälter 38 geleitet, der teilweise mit einer
Narkosemittelflüssigkeit 40 gefüllt ist. Der Behälter 38 kann
zweckmäßigerweise aus einem Glaskolben und der untere Druck
kammerteil 30A aus einem durchsichtigen Material bestehen. Die
Narkosemittelmenge kann dann visuell überwacht werden.
Das Trägergas perlt durch die Narkosemittelflüssigkeit 40 und
wird dadurch mit vergastem Narkosemittel gesättigt. Über einen
Auslaß 42 kann das mit Narkosemittel gesättigte Trägergas wei
ter zu einem Ventil 20 (in der Fig. 1) geleitet werden. Ein
Druckmesser 44 ist in dem oberen Druckkammerteil 30B angeord
net, um den Druck darin zu bestimmen. Der Druckmesser 44 über
führt ein Druckmeßsignal über eine erste Signalleitung 46 an
die Steuereinheit 28. Auf entsprechende Art und Weise ist ein
Temperaturmesser 48 in der Narkosemittelflüssigkeit 40 angeord
net, um deren Temperatur zu messen. Der Temperaturmesser 48
überführt ein Temperaturmeßsignal über eine zweite Signallei
tung 50 an die Steuereinheit 28. Ausgehend von dem gemessenen
Druck und der gemessenen Temperatur kann der Partialdruck der
vergasten Narkosemittelflüssigkeit berechnet und dadurch der
exakte Narkosegasinhalt im Trägergas bestimmt werden.
Der Druckmesser 44 kann alternativ an oder in dem ersten Ventil
20 auf der Hochdruckseite angeordnet werden.
Um die Konzentration steuern zu können, oder besser gesagt den
Partialdruck des Narkosemittels im Vergaser, ist ein Druckregu
lator 52 am Einlaß 32 angeordnet, um den Eingangsdruck in dem
oberen Druckkammerteil 30B zu regeln. Der Druckregulator 52
wird über eine dritte Signalleitung 54 von der Steuereinheit 28
gesteuert. Ein passender Konzentrationswert für Narkosegas in
dem Atemgas, das dem Patienten zugeführt wird, wird von einem
Arzt eingestellt und die Steuereinheit berechnet davon ausge
hend einen passenden Sollwert für den Gasdruck im Behälter 38.
Der Druckregulator wird dann über die Steuereinheit 28 solange
verändert, bis ein dem berechneten Sollwert entsprechender Gas
druck von dem Druckmesser 44 gemessen wird.
In entsprechender Art und Weise kann die Temperatur in der Nar
kosemittelflüssigkeit 40 gesteuert werden. Jede spezifische
Narkosemittelflüssigkeit sollte auf eine für die Flüssigkeit
spezifische und konstante Temperatur eingestellt werden. Ein
Temperaturregulator 56 ist in der Narkosemittelflüssigkeit 40
angeordnet und wird von der Steuereinheit 28 über eine vierte
Signalleitung 58 gesteuert. Auf gleiche Art und Weise wie für
den Druck kann also auch ein Sollwert für die Temperatur einge
stellt und dann von der Steuereinheit 28 über den Temperaturre
gulator 56 solange gesteuert werden, bis der Temperaturmesser
48 die gewünschte Temperatur mißt.
Es ist auch möglich, den Druck auf ein konstantes Niveau einzu
stellen und dann die Temperatur zu variieren, um den Par
tialdruck des Narkosegases und damit die Konzentration zu vari
ieren.
Nachdem das Ventil 20 einen genauen Trägergasfluß mit Narkose
gas regeln kann, besteht auch eine dritte Möglichkeit, die Kon
zentration zu steuern. Wenn Druck und Temperatur auf spezifi
sche, konstante Werte geregelt werden, kann die Konzentration
in der endgültigen Gasmischung dadurch gesteuert werden, daß
über die Ventile 20, 22, 24 der Anteil an Trägergas in der ge
samten Gasmischung gesteuert wird.
Wenn Druck und Temperatur variieren können, kann das mit Hilfe
der Ventile 20, 22, 24 kompensiert werden. Eine Voraussetzung
dafür ist, daß die Variationen gemessen werden.
Kombinationen dieser Steuerungsarten mit Steuerung mehrerer Va
riabler ist natürlich möglich, aber in den meisten Fällen wird
die Steuerung sicherer und genauer, wenn nur ein Parameter va
riiert wird.
Um das Auffüllen des Behälters 38 mit neuer Narkosemittelflüs
sigkeit zu erleichtern, ist ein Auffüllrohr 60 und ein Entlüf
tungsrohr 62 am Behälter angeordnet. Nachdem der Behälter unter
Druck steht, sind die Rohre 60, 62 mit einem ersten Ventil 64 am
Behälter 38 und einem zweiten Ventil 66 auf der Außenseite der
Druckkammer 30A, 30B versehen. Die Ventile 64, 66 arbeiten
hierbei beim Auffüllen von Narkosemittelflüssigkeit wie eine
Schleuse.
Claims (10)
1. Verfahren beim Vergasen einer Narkosemittelflüssigkeit, bei
welchem Verfahren ein Trägergas durch einen Behälter (38) ge
leitet wird, der wenigstens teilweise mit Narkosemittelflüssig
keit (40) gefüllt ist, um mit vergastem Narkosemittel gesättigt
zu werden und dieses zu einem Narkoseapparat mitzuführen, um,
zusammen mit anderen Gaskomponenten, zu einem Atemgas gemischt
zu werden, dadurch gekennzeichnet, daß das
Trägergas mit einem Überdruck im Vergleich zu normalem Atmo
sphärendruck durch den Behälter (38) geleitet wird, der größer
ist als 0,1 bar, vorzugsweise größer als 0,5 bar.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Druck im Behälter (38) gemessen wird,
daß die Temperatur im Behälter (38) oder in der Narkosemittel
flüssigkeit (40) gemessen wird und daß die Konzentration des
vergasten Narkosemittels im Trägergas aus dem gemessenen Druck
und der gemessenen Temperatur berechnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Trägergas mit einem Überdruck
zwischen 2 und 6.5 bar durch den Behälter (38) geleitet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Temperatur auf
eine vorbestimmte konstante Temperatur geregelt wird und daß
der Überdruck, mit dem das Trägergas zugeführt wird, variiert
wird, um die Konzentration des vergasten Narkosemittels zu
steuern.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der Fluß des Trä
gergases, gesättigt mit vergastem Narkosemittel, vom Behälter
(38) zum Narkoseapparat gesteuert wird, um eine vorgegebene
Endkonzentration von Narkosemittel im Atemgas zu erhalten.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß das Trägergas per
lend durch die Narkosemittelflüssigkeit (40) geleitet wird.
7. Vergaser (18), vorgesehen zum Anordnen auf der Hochdrucksei
te eines Narkosesystems, mit einem Behälter (38) für Narkose
mittelflüssigkeit (40), einem Einlaß (36) für ein Trägergas und
einen Auslaß (42) für mit vergastem Narkosemittel gesättigtes
Trägergas, gekennzeichnet durch eine Druck
kammer (30, 30A, 30B), die wenigstens teilweise den Behälter
(38) umschließt und an den Einlaß (36) angeschlossen ist, wobei
die Druckkammer (30, 30A, 30B) an eine das Trägergas enthalten
de Hochdruckquelle (16) anschließbar ist, einen Druckmesser
(44) zum Messen des Druckes in der Druckkammer (30B) oder dem
Behälter (38), einen Temperaturmesser (48) zum Messen der Tem
peratur im Behälter (38) und/oder in der Narkosemittelflüssig
keit (40) sowie eine Steuereinheit (28), die in Abhängigkeit
von dem gemessenen Druck und der gemessenen Temperatur die Kon
zentration des vergasten Narkosemittels im Trägergas am Auslaß
(42) berechnet.
8. Vergaser nach Anspruch 7, gekennzeichnet
durch einen Druckregulator (52) zum Regeln des Druckes in
der Druckkammer (30) oder dem Behälter (38).
9. Vergaser nach Anspruch 7, gekennzeichnet
durch einen Temperaturregulator (56) zum Regeln der Tempe
ratur im Behälter (38) oder der Narkosemittelflüssigkeit (40).
10. Vergaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ge
kennzeichnet durch einen an den Behälter (38)
über ein erstes Ventil (64) und an die Umgebung über ein zwei
tes Ventil (66) angeschlossenen Auffüllanschluß.
Applications Claiming Priority (2)
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