DE4325319C1 - Gerät zur kontrollierten Zudosierung von NO zur Atemluft von Patienten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur kontrollierten Zu­ dosierung von NO zur Atemluft von Patienten nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein Gerät zur kontrollierten Zufuhr eines Stickstoffoxids zur Atemluft geht aus der US 41 50 670 hervor.

ARDS (adult respiratory distress syndrome) ist ein schweres Lungenversagen des Erwachsenen, bei dem neben einer anhaltenden schweren Störung des Gasaustausches der Lunge ein Bluthochdruck im Lungenkreislauf erfolgt. Dieser Hochdruck führt zu einer schweren Rechts-Herz- Belastung und in Konsequenz zu einem Rechts-Herz-Ver­ sagen. Außer bei ARDS kann Hochdruck im Lungenkreislauf auch auftreten bei frühgeborenen Kindern und bei be­ stimmten Herzmißbildungen. Der Hochdruck im Lungenkreis­ lauf kann an sich gesenkt werden durch Verabreichung blutdrucksenkender Mittel. Diese wirken jedoch auf den gesamten Blutkreislauf. Da der Blutdruck bei Patienten mit ARDS in der Regel schon zu niedrig ist, können sol­ che blutdrucksenkenden Mittel daher nur mit großen Ein­ schränkungen verabreicht werden.

Seit einigen Jahren ist es bekannt, daß durch Zudosie­ rung von NO zur Atemluft von Patienten der Hochdruck im Lungenkreislauf gezielt gesenkt werden kann. Das NO wirkt gefäßerweiternd und führt infolge der Vergröße­ rung des Gefäßquerschnittes zu einer Senkung des Blut­ druckes im Lungenkreislauf. Schwierigkeiten bereitet die Behandlung mit NO insofern, als eine störungsfreie Behandlung mit NO über einen Zeitraum von mehreren Wochen sichergestellt sein muß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ge­ rät zur kontrollierten Zudosierung von NO zur Atemluft von Patienten der eingangs genannten Art zu schaffen, welches einen sicheren Dauerbetrieb gewährleistet und sehr schnell auf unzulässige Änderungen der Konzentration von NO in der Atemluft des Patienten reagiert. Ausgehend von dem im Ober­ begriff des Anspruches 1 berücksichtigten Stand der Technik ist diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Für das erfindungsgemäße Gerät geeignete Analysatoren arbeiten beispielsweise nach dem Infrarot-Absorptions­ meßprinzip, dem Meßprinzip der elektrochemischen Sen­ soren oder dem Chemilumineszenzdetektor-Prinzip.

Da derartige Analysatoren sehr empfindlich auf Feuch­ tigkeit reagieren, was zu unerwünschten Nebeneffekten und Betriebsausfällen führen kann, ist in der zum Analysator führenden Meßgasleitung eine Ent­ feuchteeinrichtung angeordnet, in welcher im Atemgas befindliche Feuchtigkeit entzogen wird. Hierdurch wird erreicht, daß das Gerät über lange Zeiträume störungsfrei arbeitet. Des weiteren ist in der zum Analysator führenden Meßgasleitung eine Meßgas­ pumpe angeordnet. Diese zieht aus dem vom Respirator zum Patienten führenden Tubus eine größere Menge Atem­ luft ab, als der Analysator an sich benötigt. Die nicht benötigte Meßgasmenge wird über eine Bypassleitung an die Umgebung abgegeben. Hierdurch wird erreicht, daß Änderungen der Konzentration von NO sehr schnell vom Analysator erfaßt werden und die NO-Dosierung gegebe­ nenfalls entsprechend geändert werden kann.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Form.

Die wesentlichen Bestandteile des in der Zeichnung dar­ gestellten Gerätes sind der Respirator 1, der Analysator 2, der NO-Dosierbehälter 3, die Dosiereinheit 4 mit Regelventilen 14, 15 und das Steuerungsgerät 6a. Die Steuer- und Regelverbindungen sind in der Zeichnung ge­ strichelt dargestellt, die Gasleitungen sind als ausge­ zogene Linien wiedergegeben. Diese Verbindungen sind überwiegend nicht mit Bezugszeichen versehen worden.

Der Respirator 1 ist das eigentliche Beatmungsgerät. Er besitzt Anschlüsse 7 und 8 für Atemluft und Sauerstoff, sowie einen Anschluß 9 zum Ableiten ausgeatmeter Luft. Die mit Sauerstoff angereicherte Luft durchströmt das Inspirationsventil 10 und den Anfeuchter 11. Der Pati­ ent 12 erhält somit über den Tubus 13 warme, stark mit Sauerstoff und Feuchtigkeit angereicherte Atemluft. Der NO-Dosierbehälter 3 ist eine Gasflasche und enthält ein Gemisch aus NO in N₂ 300-3000 vpm. Er ist an den Respirator 1, vorzugsweise an dessen respiratorischen Schenkel 16, angeschlossen. Der Analysator 2 ermittelt die Konzentration von NO. Die Steuerventile 5 können unter anderem vom Signal des Inspirationsventiles 10 mitgetaktet werden. Sollte dieses nicht zur Verfügung stehen, so regeln die Regelventile 14, 15 aufgrund des inspiratorischen Volumenstromes zu 0 und verschließen die NO-Zufuhr. Die Steuerventile 5 sind jedoch als Sicher­ heitsabschottungsventile in der NO-Zufuhr gedacht. So­ mit wird nur während der inspiratorischen Phase (Ein­ atmen) der zudosierte NO-Gehalt analysiert während der exspirantorischen Phase (Ausatmen) jedoch das ausge­ atmete Gasgemisch. Diese Anordnung ermöglicht es daher, das Analyseprodukt weiterzuinterpretieren und insbeson­ dere das aufgenommene NO entsprechend zu deuten.

Die im Analysator 2 ermittelte Konzentration von NO wird kontinuierlich mit dem Registriergerät 17 aufge­ zeichnet. Die ermittelten Konzentrationswerte werden an das Steuerungsgerät 6a weitergeleitet, welches wiederum über die Dosiereinheit 4 mit den Regelventilen 14, 15 die dem Patienten zugeführte NO-Menge nachreguliert.

Durch Messung des durch die Anschlüsse 7 und 8 strömen­ den Volumenstroms von Atemluft und Sauerstoff und auf­ grund der am Kontroll- und Regelgerät 6b eingestellten Konzentration errechnet das Kontroll- und Regelgerät 6b den erforderlichen Volumenstrom an zuzudosierendem NO. Dieser wird durch die automatische Ventileinstellung festgelegt. Anstelle eines Regelventiles können auch mehrere parallel geschaltete Ventile hierzu verwendet werden. Der in der NO-Dosierleitung gemessene NO-Volu­ menstrom wird als Regelgröße zurückgeführt. Aufgrund des Analysenwertes von NO regelt das Kontroll- und Regelgerät 6b die zu dosierte NO-Menge nach (doppelt vermaschter Regelkreis).

Dieses Regelkonzept ermöglicht es, nicht nur eine vo­ lumenskontrollierte Beatmung zu wählen, sondern auch sämtliche anderen Beatmungsformen zu praktizieren. Die NO-Konzentrationen werden hierbei immer konstant ge­ halten. Es ist daher auch die Beatmungsform der Spontan­ atmung denkbar, so daß auch nicht Vollintensivpatienten beatmet werden können.

Zusätzlich ist eine Grenzwertüberwachungseinheit 18 zwischen Analysator 2 und Steuerungsgerät 6a angeordnet. Diese schaltet die NO-Zufuhr zum Patienten ab, wenn im Tubus 13 eine für den Patienten gefährliche Konzentra­ tion von mehr als maximal 60 vpm NO im Atemgas gemessen wird. Eine Grenzwerteverschiebung ist jedoch möglich, indem der Grenzwert zwischen 0-60 vpm variabel einstell­ bar ausgebildet wird. Das Meßgas für den Analysator 2 wird aus dem Tubus 13 durch den Analyseabzug 19 entnom­ men. Der Analyseabzug 19 soll möglichst nahe am Patien­ ten sein.

Es ist eine Meßgaspumpe 20 vorgesehen, welche in Verbindung mit einem Durchflußüberwachungsge­ rät 21 einen erheblich größeren Meßgasstrom aus dem Tubus 13 abzieht, als für den Betrieb des Analysators erforderlich ist. Bei einem ausgeführten Gerät wird die bis zu 3fach höhere Menge an Meßgas abgezogen, als die vom Analysator benötigte. Die überschüssige Menge an Meßgas wird durch die Bypassleitung 22 abgeführt. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß Änderungen der Konzentration von NO im Atemgas sehr schnell vom Analysator 2 ermittelt werden. Entsprechend schnell kann mittels des Steuerungsgerätes 6a und des Kontroll- und Regelgerätes 6b die NO-Zufuhr nachregu­ liert werden.

Patienten mit ARDS oder ähnlichem Erkrankungsbild müs­ sen oft über Zeiträume von mehreren Wochen mit NO behandelt werden. Während dieser Behandlungsdauer soll das Gerät möglichst störungsfrei arbeiten. Um dies zu erreichen, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfin­ dung im Analyseabzug 19 ein Entfeuchter 23, vorzugs­ weise ein Meßgaskühler, angeordnet. Durch den Meßgas­ kühler wird die Feuchtigkeit aus dem Analysegasstrom weitgehend entfernt, ohne daß es zu irgendwelchen Re­ aktionen von NO kommt. Diese Feuchtigkeit könnte im Analysator 2 zu Nebeneffekten bis hin zum Betriebsaus­ fall führen. Die im Meßgaskühler entfernte Feuchtigkeit wird mittels der Kondensatpumpe 24 in die Kondensatsam­ melflasche 25 geleitet und von Zeit zu Zeit entfernt.

Claims (4)

1. Gerät zur kontrollierten Zudosierung von NO zur Atem­ luft von Patienten, bestehend aus

• a) einem Respirator (Beatmungsgerät) (1),
• b) einem an den Respirator (1), vorzugsweise an dessen respiratorischen Schenkel (16), angeschlossenen NO-Dosierbehälter (3),
• c) einer zwischen Respirator (1) und NO-Dosierbehälter (3) angeordneten Dosiereinheit (4),
• d) einem an den vom Respirator (1) zum Patienten füh­ renden Tubus (13) angeschlossenen Analysator (2) zur Bestimmung der Konzentration von NO in der Atemluft des Patienten,
• e) einem an den Analysator (2) angeschlossenen und auf Analysator die Dosiereinheit wirkenden Steuerungsgerät (6a) dadurch gekennzeichnet, daß
• f) in der Verbindungsleitung zwischen Respirator (1) und Analysator (2) ein Entfeuchter (23) ange­ ordnet ist und
• g) in der Verbindungsleitung zwischen Analysator (2) und Entfeuchter (23) eine Meßgaspumpe (20) angeordnet ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Analysator (2) als nach dem Infrarot-Absorptions­ meßprinzip oder mit elektrochemischen Sensoren ar­ beitendes Gerät ausgebildet ist.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine an den Analysator (2) ange­ schlossene und auf das Steuerungsgerät (6a) wirkende NO-Grenzwertüberwachungseinheit (18).

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Erfassen des Inspirationsvolumenstroms aus Atemluft und Sauer­ stoff, des NO-Volumenstroms, sowie und Regeleinheit (6b), in welche der gemessene NO-Vo­ lumenstrom sowie der Analysenwert als Regelgröße zum Nachregeln der zudosierten NO-Menge zurückgeführt wird.