DE69304391T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines anästhetischen Gasgemisches - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft die Verfahren zur Herstellung eines Sauerstoff 1 ein Zusatzgas - vorwiegend Lachgas oder Luft - und ein halogenhaltiges Betäubungsmittel in gasförmiger Phase enthaltenden, betäubenden Gasgemischs, wie beschrieben in der EP-A-0 231 513 und der EP-A-0 361 134.
• Die gegenwärtig angewandten Verfahren beruhen auf speziellen Vorrichtungen für jedes Vektorgas (nach dem Prinzip des Rota- Durchflußmessers arbeitende Durchflußmengenmesser) und für jedes Betäubungsmittel (Behälter, in welche das flüssige Betäubungsmittel eingeleitet wird und in welche man das zuvor manuell eingestellte Gemisch aus Sauerstoff und Zusatzgas einströmen läßt, um das betäubende Gasgemisch zu extrahieren). Dieses Verfahren weist erwiesenermaßen zahlreiche Nachteile auf, insbesondere eine geringe Genauigkeit, die fehlende Steuerung der Abgabemenge und der Zusammensetzung des betäubenden Gasgemischs, Gefahren der Verwechslung der in dem Behälter zur Erzeugung des betäubenden Gasgemischs vorhandenen Betäubungsmittel und der Verunreinigung des Arbeitsraums während des Einfüllens in den Behälter, eine große Empfindlichkeit gegenüber der Temperatur und Umgebungsdrücken, sowie eine schlechte Ergonomie.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches, zuverlässiges und ergonomisches Verfahren zu schaffen, welches erlaubt, eine einzige Vorrichtung für die unterschiedlichen Gase und Betäubungsmittel zu verwenden und dabei dank vor allem einer automatischen Steuerung der Abgabernenge und der Zusammensetzung des Betäubungsgasgemischs frei von parasitärer Luft eine Genauigkeit und verbesserte Sicherheitsbedingungen garantiert.
• Erfindungsgemäß umfaßt das Verfahren hierzu die Schritte des Erzeugens eines gasförmigen Sauerstoff-Zusatzgas-Gemischs aus Quellen von Sauerstoff und zumindest eines Zusatzgases, des Ausleitens einer Menge von in flüssiger Phase vorliegendem Betäubungsmittel aus einem das Betäubungsmittel enthaltenden Behälter durch Druckbeaufschlagung mit Sauerstoff aus einem Behälter, der vorteilhaft die Originalflasche des Betäubungsmittels ist, des Verdampfens derselben durch Erwärmen, und des Mischens des so erhaltenen reinen Betäubungsmitteldampfs mit dem zuvor bereitgestellten Sauerstoff-Zusatzgas-Gemisch.
• Die Erfindung hat auch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Sauerstoff, ein Zusatzgas und ein halogenhaltiges Betäubungsmittel in der Dampfphase enthaltenden, betäubenden Gasgemischs aus einer Sauerstoffquelle, einer Zusatzgasquelle und einem Volumen eines in einem Behälter in flüssiger Phase vorliegenden Betäubungsmittels zum Ziel, die eine einen thermischen Verdampf er enthaltende Betäubungsmittel-Transportleitung, die sich von dem Betäubungsmittelvolumen in dem Behälter ausgehend erstreckt und in eine Mischstation mündet, in welche auch eine mit der Sauerstoffquelle und der Zusatzgasquelle verbundene Leitung zur Zufuhr eines Sauerstoff-Zusatzgas-Gemischs mündet, umfaßt, und die gekennzeichnet ist durch eine von der Sauerstoffgasquelle wegführende und hermetisch mit dem Betäubungsmittelbehälter verbundene Leitung zur Druckbeaufschlagung.
• Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung ermöglichen insbesondere, die Zufuhr von parasitärer Luft und infolgedessen von im Blut schlecht löslichem Stickstoff mit dem verdampften Betäubungsmittel und folglich den in der Anästhesie als "Zweitgaseffekt" bezeichneten, unerwünschten Effekt zu vermeiden.
• Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung einer beispielhaften und in keiner Weise beschränkenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung, in der:
• Fig. 1 vereinfacht eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
• Fig. 2 vereinfacht eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigen.
• In der nachstehenden Beschreibung und in der Zeichnung werden gleiche oder analoge Elemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
• Die in Fig. 1 dargestellt Vorrichtung umfaßt zwei Leitungen 1 und 2, die mit einem Dreiwege-Elektroventil EV&sub1; verbunden sind, von welchem aus ein Leitungsabschnitt 3 zu einem mit diesem verbundenen Elektroventil EV&sub2; führt, welches wiederum mit einer Leitung 4 verbunden ist. Die Leitungen 1, 2 und 4 sind jeweils, beispielsweise über Steckanschlüsse in einer Wand, mit einer Luftquelle 5, einer Lachgasquelle 6 und einer Quelle von unter Druck stehendem Sauerstoff 7 verbunden. Vom Ausgang des Elektroventils EV&sub2; führt eine Leitung 11 weg, die, wie noch gezeigt werden wird, in einer Mischstation 12 mündet und aufeinanderfolgend einen Druckminderer 13, ein Elektroventil EV&sub3;, eine kalibrierte, laminare Öffnung 14, einen Speicher R&sub1;, einen Durchflußmengenaufnehmer 15 und ein proportionales Elektroventil VP&sub1; zur Durchflußmengenregelung umfaßt. Bevorzugt ist stromauf des Speichers R&sub1; eine Schleife 16 vorgesehen, die an einem Elektroventil EV&sub4; in der Leitung 11 beginnt und einen zweiten Speicher R&sub2; mit gegenüber dem Speicher R&sub1; größerem Fassungsvermögen sowie ein stromabwärtiges Elektroventil EV&sub5;, welches auch mit einer Auslaßleitung P&sub1; verbunden ist, einschließt.
• Gemäß einem Aspekt der Erfindung führt von der Sauerstoffleitung 4 eine Druckleitung 17 weg, die in einem hermetisch geschlossenen Behälter B mündet und aufeinanderfolgend ein Elektroventil EV&sub7;, einen Druckminderer 18 und einen ein Elektroventil EV&sub8; enthaltenden Auslaßzweig 19 umfaßt. Der Behälter B ist eine Flasche, die ursprünglich ein flüssiges Volumen 21 eines halogenhaltigen Betäubungsmittels wie etwa Halothan, Enfluran, Isofluran, Sevofluran oder Desfluran enthält. In der Flasche B ist, hermetisch durch das Verschlußstück der Flasche hindurch verlaufend, ein Tauchrohr 22 angebracht, welches über einen lösbaren Anschluß R mit einer Transferleitung 23 verbunden ist, die aufeinanderfolgend einen eine Verdampferschlange bildenden Abschnitt 25 und ein motorgetriebenes Ventil VP&sub2; zur Durchflußmengen-Feineinstellung umfaßt und koaxial in die Mischstation 12 mündet, welche stromab mit einem Kreis 26 zur Verabreichung von Betäubungsgasgemisch an einen Patienten verbunden ist. Eine Auslaßleitung 20, die eine kalibrierte Verengung 34 und ein Elektroventil EV&sub6; umfaßt, verbindet den stromaufwärtigen Abschnitt der Druckleitung 17 und einen Punkt der Transferleitung 23 zwischen der Schlange 25 und dem motorgetriebenen Ventil VP&sub2;, um am Ende der Anwendung das Betäubungsmittelvolumen in der Schlange 25 und dem stromaufwartigen Abschnitt der Leitung 23 in den Behälter B zurückzudrängen, um diese im Hinblick auf einen späteren Einsatz mit einem anderen Betäubungsmittel zu entleeren. Die Schlange 25, die Ventile VP&sub2; und EV&sub6; sowie die Mischstation 12 sind in einer thermostabilisierten Hülle 27 angeordnet, die durch eine elektrische Heizeinrichtung CC erwärmt wird.
• Die Vorrichtung umfaßt außerdem mehrere Detektoren zur Erfassung von für ihre Steuerung wichtigen Parametern, d.h. einen Aufnehmer 28 für den in dem Speicher R&sub1; herrschenden Gasgemischdruck, einen Analysator 29 für den Sauerstoffgehalt in dem durch die Leitung 11 transportierten Gasgemisch, einen Aufnehmer 30 für die Temperatur in der Hülle 27, einen Analysator 31 für die Konzentration des halogenhaltigen Betäubungsmittels in dem durch den Kreis 26 abgegeben Betäubungsgasgemisch und einen Detektor 32 für den Pegel des flüssigen Betäubungsmittels in seiner Flasche 18. Diese verschiedenen Detektoren liefern Steuersignale an eine zentrale elektronische Steuereinheit 33 mit einem Mikroprozessor, die Steuerund Überwachungssignale erzeugt und an Ausgängen (rechter Teil der einzigen Figur) an die verschiedenen Elektroventile ausgibt.
• Die Funktionsweise der Vorrichtung ist wie folgt:
- Funktionsweise des Mischers:
• Der Benutzer legt durch Eingabe von Daten in die Steuereinheit 33 die Art des Gasgemischs (O&sub2;/N&sub2;O oder O&sub2;/Luft), die von der Leitung 11 gelieferte Gasgemisch- oder Frischgas-Gesamt menge und die gewünschte Sauerstoffkonzentration in diesem Gasgemisch fest. Das Elektroventil EV&sub2; wird, gesteuert durch die Zentraleinheit 33, abwechselnd zwischen den Gaszufuhrleitungen 3 und 4 umgeschaltet, um in der Leitung 11 die geforderte Sauerstoffkonzentration, die nicht kleiner als 25% sein darf, zu erhalten. Die Dauer und das Zyklusverhältnis des Öffnens und Schließens des Elektroventils EV&sub2; werden in Abhängigkeit von dem theoretischen Wert der voreingestellten Durchflußmenge sowie von dem durch den Aufnehmer 29 gelieferten Sauerstoffkonzentrationsmeßwert geregelt. Die Abgabemenge der Speicher R&sub1; und R&sub2; muß gleich der Frischgasmenge sein, die ihnen zugeführt wird und einer durch den Benutzer festgelegten Sollmenge entspricht. Der Durchflußmengenaufnehmer 15 und das Regelventil VP&sub1; steuern kontinuierlich den Wert der im Verhältnis zu dem Sollwert zugeführten globalen Durchflußmenge des Frischgasgemischs. Der Beginn oder das Ende der Füllphase der Speicher R&sub1; und R&sub2; wird durch das Elektroventil EV&sub3; in Abhängigkeit von dem durch den Druckaufnehmer 28 gelieferten Signal gesteuert. Diese Anordnung erlaubt, in den Speichern R&sub1; und R&sub2; einen Druck zwischen einem kleinsten Schwellenwert (beispielsweise Pmin = 1,3 x 10&sup5; Pa absolut) und einem größten Schwellenwert (beispielsweise Pmax = 2,1 x 10&sup5; Pa absolut) aufrechtzuerhalten. Wärend der Füllphase werden die Elektroventile EV&sub1; und EV&sub2; sukzessize geöffnet, um die vorstehend erwähnte, geforderte Sauerstoffkonzentration beizubehalten.
• Damit die Antwortzeit des Kreises für die Gewinnung des Gasgemischs bei einer Änderung der Sollwerte über den gesamten beabsichtigten Frischgasgemisch-Mengenbereich (typisch 0,2 l/min bis 20 l/min) zufriedenstellend ist, werden die beiden Speicher R&sub1; und R&sub2; bevorzugt in Reihenanordnung eingesetzt. Die Elektroventile EV&sub4; und EV&sub5; ermöglichen, entweder nur den Speicher R&sub1; (mit einem Fassungsvermögen von beispielsweise etwa 0,2 l) zu verwenden, wenn die Gasgemischmenge zwischen 0,2 l/min und 2 l/min liegt, oder die beiden Speicher R&sub1; und R&sub2; in Reihenanordnung zu verwenden (die so ein Gesamtvolumen von etwa 0,9 l bieten), wenn die Frischgasgemischmenge zwischen 2 l/min und 20 l/min liegt. Der Sauerstoffanalysator 29 ermöglicht, den Betrieb der Vorrichtung zu steuern und die Öffnungszeit des Elektroventils EV&sub2; nachzuregeln, wenn die durch den Analysator 29 gemessene Sauerstoffkonzentration vorn Sollwert abweicht.
- Funktion des Verdampfers:
• Der Benutzer plaziert die Flasche B mit dem halogenhaltigen Mittel und gibt in die Steuereinheit 33 die Sollwerte für die Gesamtmenge des Betäubungsgasgemischs und die Konzentration des halogenhaltigen Mittels in dem letztgenannten ein. Die Befestigungsvorrichtung der Flasche erlaubt, das jeweilige halogenhaltige Mittel zu identifizieren. Die Flüssigkeit in der Flasche B wird durch die Druckleitung 17 unter einen konstanten Sauerstoffdruck, beispielsweise 2 x 10&sup5; Pa absolut, gesetzt und strömt infolgedessen in die Transferleitung 23. Um den Wärmeaustausch in der Hülle 27 zu optimieren, besteht die Schlange 25 vorteilhaft aus einem Metallrohr kleinen Durchmessers und großer Länge. Der reine Dampfstrom aus habgenhaltigem Mittel am Ende der Schlange 25 wird durch das durch einen Elektromotor gesteuerte Regelventil VP&sub2; kontrolliert. Dieser Strom aus verdampftem Betäubungsmittel wird dann in der Mischstation 12 in die durch die Leitung 11 parallel zu diesem transportierte Gasgemischmenge eingeleitet, um eine homogene Verdünnung zu erzielen. Die Temperatur in der Hülle 27 wird auf einem Wert von etwa 80ºC gehalten, damit der Dampfdruck jedes halogenhaltigen Betäubungsmittels bei dieser Temperatur größer ist als 2 x 10&sup5; Pa absolut und somit jegliche Flüssigkeitsrekondensation vermieden wird.
• Das motorgetriebene Regelventil VP&sub2; ermöglicht, reine Dampfströme halogenhaltigen Mittels zwischen 0,2 ml/min (entsprechend einer Konzentration des halogenhaltigen Mittels von 0,1 % in einem Frischgasgemischstrom von 0,1 l/min) und 1000 ml/min (entsprechend einer Konzentration des halogenhaltigen Mittels von 5 % in einem Frischgasgemischstrom von 20 l/min) zu erhalten. Der Analysator 31 mißt die Betäubungsmittelkonzentration im Betäubungsgasgemisch und erlaubt die Nachstellung der Regelung des motorgetriebenen Regelventils VP&sub2;, falls die gemessene Konzentration von dem in die Steuereinheit 33 eingegebenen Sollwert abweicht. Die Elektroventile EV&sub6;, EV&sub7; und EV&sub8; werden dazu verwendet, den Verdampferkreis bei einem Flaschenwechsel drucklos zu machen und zu entleeren.
• In Fig. 2 ist eine vereinfachte Vorrichtung dargestellt. In dieser Version, bei der nur ein einziger Speicher R&sub1; verwendet wird, entfallen der Druckminderer 13, die kalibrierte Verengung 14, die Elektroventile EV&sub4; und EV&sub5; und der Druckaufnehmer 28. Das hier als Dreiwege-Ventil ausgebildete Elektroventil EV&sub3; ist in der Transferleitung 11 zwischen dem Speicher R&sub1; und dem Regelventil VP&sub1; angeordnet, wobei der dritte Weg mit der Auslaßleitung P&sub1; verbunden ist. Der Durchflußmengenmesser 15 ist stromab des Regelventils VP&sub1; angeordnet. In dieser Ausführungsform umfassen die Zusatzgasleitung 3 und die Sauerstoffleitung 4 gekoppelte Druckminderer 35 und 36, die ermöglichen, die Drücke stromauf des Elektroventils EV&sub2; auszugleichen. Die Herstellung einer Verbindung zwischen der Transferleitung 11 und der Zusatzgasleitung 3 oder der Sauerstoffleitung 4 durch dieses Elektroventil EV&sub2; ermöglicht, die Sauerstoffkonzentration in dem Frischgasgemisch zu fixieren. Wird mit T&sub0;&sub2; die Durchtrittszeit des Sauerstoffs durch das Elektroventil EV&sub2; und mit TGas die Durchtrittszeit des Zusatzgases durch dieses Elektroventil bezeichnet, und wird die Summe aus T&sub0;&sub2; und TGas auf einen konstanten Wert festgelegt, dann hängt die Sauerstoffkonzentration im Frischgasgemisch direkt von dem Verhältnis T&sub0;&sub2;/TGas ab. In dieser Ausführungsform folgen die Füll- und Entleerungsphasen des Speichers R&sub1; nicht mehr aufeinander und hängen nicht mehr vom Druck im Speicher ab; vielmehr erfolgt das Füllen und Entleeren des letztgenannten kontinuierlich, wobei das Regelventil VP&sub1; die Gesamtgemischmenge in Abhängigkeit von dem durch den Durchflußmengenaufnehmer 15 abgegebenen Signal moduliert. In einer vorteilhaften (nicht dargestellten) Abwandlung der vorangehenden Ausführungsform sind das Regelventil VP&sub1; in der Transferleitung 11 an eine Stelle stromauf des Speichers R&sub1; und der Druckminderer 18 in der Druckleitung 17 an eine Stelle stromauf des Ausgangspunkts der Auslaßleitung 20 versetzt.
• Obwohl die Erfindung in Zusammenhang mit einer besonderen Ausführungsform beschrieben wurde, ist sie nicht auf diese beschränkt, sondern im Gegenteil Änderungen und Abwandlungen durch den Fachmann zugänglich.

Claims (16)

1. Verfahren zur Herstellung eines Sauerstoff, ein Zusatzgas und ein halogenhaltiges Betäubungsmittel enthaltenden, betäubenden Gasgemischs, gekennzeichnet durch die Schritte des Erzeugens eines gasförmigen Sauerstoff-Zusatzgas-Gemischs aus einer Sauerstoffquelle (7) und zumindest einer Zusatzgasquelle (5; 6), des Ausleitens einer Menge von in flüssiger Phase vorliegendem Betäubungsmittel aus einem das Betäubungsmittel enthaltenden Behälter (B) durch Druckbeaufschlagung mit Sauerstoff (17), des Verdampfens derselben durch Erwärmen (25), und des Mischens des Betäubungsmitteldampfs mit dem zuvor bereitgestellten Sauerstoff-Zusatzgas-Gemisch.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (B) die Betäubungsmittelflasche ist, und daß der Sauerstoff zur Druckbeaufschlagung durch die Sauerstoffquelle (7) geregelt wird.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Schritte des Regelns der Menge und der Zusammensetzung des betäubenden Gasgemischs (26).

4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch den Schritt des Regelns (CC) der Temperatur zur Verdampfung des Betäubungsmittels.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffkonzentration in dem Sauerstoff-Zusatzgas-Gemisch durch aufeinanderfolgende Zufuhr (EV&sub2;) des Sauerstoffs und des Zusatzgases (EV&sub1;) moduliert wird.

6. Vorrichtung zur Herstellung eines Sauerstoff, ein Zusatzgas und ein halogenhaltiges Betäubungsmittel enthaltenden, betäubenden Gasgemischs aus einer Sauerstoffquelle (7), einer Zusatzgasquelle (5, 6) und einem Volumen (21) eines in einem Behälter (B) in flüssiger Phase vorliegenden Betäubungsmittels, umfassend eine einen thermischen Verdampfer (25) enthaltende Betäubungsmittel-Transportleitung (23), die sich von dem Betäubungsmittelvolumen (21) in dem Behälter (B) ausgehend erstreckt und in eine Mischstation (12) mündet, in welche auch eine mit der Sauerstoffquelle (7) und der Zusatzgasquelle (5; 6) verbundene Leitung (11) zur Zufuhr eines Sauerstoff-Zusatzgas-Gemischs mündet, gekennzeichnet durch eine von der Sauerstoffgasquelle (7) wegführende und hermetisch mit dem Betäubungsmittelbehälter (B) verbundene Leitung (17) zur Druckbeaufschlagung.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (17) zur Druckbeaufschlagung Druckregelmittel (17) enthält.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (B) die Betäubungsmittel-Originalflasche ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer aus einer in einer thermostabilisierten Hülle (27) angeordneten Schlange (25) besteht.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischstation (12) in der thermostabilisierten Hülle (27) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, gekennzeichnet durch Mittel (VP&sub1;, EV&sub3;) zum Regeln der Menge und des Drucks des gasförmigen Sauerstoff-Zusatzgas-Gemischs.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, gekennzeichnet durch Mittel (VP&sub2;) zum Regeln der Menge reinen, verdampften Betäubungsmittels.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Mengenregelmittel (VP&sub2;, VP&sub1;, EV&sub3;) durch eine elektronische Steuereinheit (33) gesteuert werden.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen in der Leitung (11) zur Zufuhr des Sauerstoff-Zusatzgas- Gemischs angeordneten, mit der elektronischen Steuereinheit (33) verbundenen Sauerstoffanalysator (29).

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, gekennzeichnet durch einen am Ausgang der Mischstation (12) angeordneten, mit der elektronischen Steuereinheit (33) verbundenen Betäubungsmittelkonzentrationsanalysator (31).

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, gekennzeichnet durch eine mit einem Elektroventil (EV&sub6;) versehene, mit der Sauerstoffquelle (7) und stromab des Verdampfers (25) mit der Betäubungsmittel-Transportleitung (23) verbundene Auslaßleitung (20).