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Die vorliegende Erfindung betrifft
Anästhesiesysteme,
die verwendet werden, um einem Patienten, der sich einer Operation
unterzieht, ein anästhetisches
Mittel zu verabreichen.
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Im Allgemeinen werden Anästhesiesysteme in
Operationssälen
verwendet und umfassen verschiedene Geräte, die zur Anästetisierung
des Patienten notwendig sind, und um den Patienten in diesem Zustand
belassen, bis die Operation beendet ist, und mit denen es möglich ist,
die Einführung
des anästhetischen
Mittels zu beenden.
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Derartige Systeme umfassen verschiedene Druckregulierungsvorrichtungen,
Volumenstromsteuerungsvorrichtungen, Gasmischvorrichtungen und Vernebelungsvorrichtungen
zum Vernebeln eines flüchtigen
Flüssiganästhetikums
und zum Einführen
der mit Anästhetikum
beladenen Gase in den Patienten. Der Patient wird mit Hilfe einer
Gesichtsmaske oder einer anderen Vorrichtung, die mit dem Anästhesiesystem
durch einen Patientenkreislauf verbunden ist und die typischerweise
ein Einatmungsglied aufweist, durch das die Gase in den Patienten
eingeführt
werden, und ein Ausatmungsglied aufweist, das die ausgeatmeten Gase
von dem Patienten abtransportiert, mit dem System verbunden.
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Bei einem typischen Anästhesiesystem
kann der gesamte Strom von Gasen zum Patienten hin und von ihm weg
in einem hauptsächlich
geschlossenen Kreis stattfinden, der häufig als das Kreislaufsystem
bezeichnet wird, das heisst, der Patient wird an eine im Wesentlichen
geschlossene Volumenzufuhr an Gasen angeschlossen und atmet bestimmte
dieser ausgeatmeten Gase, die durch frische Gase ergänzt werden,
wieder ein.
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Als Antriebskraft für den cyclischen
Atemkreislauf, und, natürlich,
zum Patienten, wird ein Ventilator verwendet, der im Wesentlichen
für den
Patienten atmet, da der Patient anästhesiert ist und nicht in
der Lage ist, die normalen spontanen Atemfunktionen durchzuführen. Aus
diesem Grund stellt der Ventilator eine Menge des Gases zur Verfügung, das eine
vorbestimmte gemessene Menge des anästhetischen Mittels enthält, ebenso
wie andere Gase, wie zum Beispiel Stickoxid, sowie, selbstverständlich,
einen lebenserhaltenden Prozentsatz an Sauerstoff.
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Das Gas, das das Anästhetikum
beinhaltet, kann üblicherweise
durch einen Zwischenmechanismus wie durch einen Blasebalg zugeführt werden.
In einem derartigen Fall enthält
das Antriebsgas des Beatmungsgerätes
nicht das anästhetische
Mittel, sondern wird nur verwendet, um den Blasebalg anzutreiben,
damit dieser in sich zusammenfällt,
um das oben genannte, das Anästhetikum
enthaltende, Gas von dem Blasebalg zum Patienten zu befördern. Anstelle
des Antriebsgases werden auch andere Antriebsmittel wie zum Beispiel
elektromechanische oder mechanische Mittel verwendet.
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Bei jedem der obenstehend beschriebenen Systeme
wird das mit einem Anästhetikum
beladene Gas dem Einatmungsglied des kreisförmigen Patientenatmungskreislaufes
zugeführt
und in den Patienten eingeführt,
um diesen Patienten zu anästhesieren.
Das anästhetische
Gas für
das Einatmungsglied wird durch eine Gasquelle, inklusive Frischgas,
Sauerstoff und für
gewöhnlich
Lachgas, bereitgestellt, die zu einer vorbestimmten Mischung in
einem Gasmischgerät
gemischt wird, und die vermischten Gase werden dann durch einen
Mittelverdampfer geleitet, bei dem das anästhetische Mittel diesen Gasen
zugeführt
wird.
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Bei dem Ausatemglied des Patientenatemkreislaufes
strömen,
wenn der Patient ausatmet, die ausgeatmeten Gase durch das Ausatemglied,
wo sie zurück
in das Einatemglied zirkuliert werden, von wo sie wiederum wieder
vom Patienten eingeatmet werden. Auf diese Weise ist das System
geschlossen, was die optimale Verwendung des ziemlich teuren anästhetischen
Mittels erlaubt. Übersteigt
das frische Gas, das dem Kreislauf zugeführt wurde, das Netto an Gasen,
die von dem Patienten aufgenommen wurden, oder aus dem Kreislauf
ausgetreten sind, werden die überschüssigen Gase
mittels eines Pop-Off-Ventiles
abgeleitet.
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Eine Schwierigkeit bei diesen Systemen
liegt darin, daß gelegentlich
ein Gasverlust in dem System auftritt, d. h. es kann eine Unterbrechung
zum Patienten entstehen, wenn eines der Glieder zum Patienten unterbrochen
wird, oder, es kann alternativ einfach eine undichte Stelle in dem
System auftreten, derart, daß das
Gas, das normalerweise dem Patienten zugeführt wird, in die Atmosphäre entweicht
und der Patient nicht die Menge an Gas erhält, die der Klinikmitarbeiter
vorgesehen hatte.
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Unter solchen Umständen obliegt
es dem Klinikmitarbeiter, das Problem zu erkennen, und üblicherweise
beobachtet der Klinikmitarbeiter kontinuierlich die Bewegung des
Ausdehnens und sich Zusammenziehens des Blasebalges, während der
Patient mit den Atmungsgasen versorgt wird. Kann sich der Blasebalg
nicht zu seinem vollen Volumen ausdehnen, d. h., ist die Ausdehnung
des Blasebalgs geringer als der Klinikmitarbeiter vorgesehen hatte,
ist dies ein Anzeichen, daß etwas
Gas aus dem System entweicht. Demzufolge kann der Klinikmitarbeiter
die Bewegung des Blasebalgs kontinuierlich beobachten, um zu sehen,
ob sich die Ausdehnung verringert, und er kann dieses Anzeichen
als Beweis für
eine undichte Stelle in dem Patientenkreislauf erkennen.
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In solchen Fällen, wenn der Klinikmitarbeiter das
Problem erkennt, müssen
Korrekturen vorgenommen werden, um die Integrität des Atmungssystemes wieder
herzustellen und um dem Anästhesiegerät wieder
zu dem normalen Schema der Beatmung des Patienten zu verhelfen.
Zum gegenwärtigen
Zeitpunkt aktiviert der Klinikmitarbeiter normalerweise einen Sauerstofffluss,
der bei allen Anästhesierungsgeräten vorhanden
ist und der einen hohen Sauerstoffstrom in den Patientenkreislauf
sendet, wenn der Klinikmitarbeiter den Verlust der Integrität des Atmungssystems
erkennt und die notwendige Korrektur vornimmt, um das Ausströmen zu beenden.
Während
dieses Verfahren dazu dienen kann, den Blasebalgen wieder aufzublähen, und
das benötigte
Gas bereitzustellen, um das gesamte Atmungssystem wieder aufzufüllen, ist
die Zusammensetzung des dann gelieferten Gases reiner Sauerstoff
und die erwünschte
Sauerstoffkonzentration für
den Patienten, die dem Patienten von dem Klinikmitarbeiter eingerichtet
wurde, muss erneut eingerichtet werden, um die ursprünglichen
Atemumstände,
die der Klinikmitarbeiter festgelegt hatte, wieder herzustellen.
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Druckschrift EP 0617224A2 offenbart
ein Anästhesiesystem
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Das Anästhesiesystem der vorliegenden
Erfindung beinhaltet ein Mittel zum Feststellen, ob es eine Unterbrechung
oder eine große
undichte Stelle in dem System gibt, reduziert den Strom zum Patienten,
und führt
dann ein automatisches Wiederauffüllen des Systems mit einem
starken Gasstrom durch, wenn die undichte Stelle korrigiert wurde,
und führt dann
das Anästhesiesystem
zu den ursprünglichen Einstellungen
zurück.
Während
dieser Gasstromauslenkungen behält
das Gaslieferungssystem die eingestellte Gaszusammensetzung des
Einatmungsgases, die dem Patienten verabreicht wird, bei. Die eingestellte
Gaszusammensetzung des Einatmungsgases kann explizit durch den Anwender
festgelegt werden oder implizit durch eine Einstellung der Gaszusammensetzung
des Ausatmungsgases als eingestellte Kontrolle der mittleren Konzentration
des Ausatmungsgases festgelegt werden.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
insbesondere ein Anästhesiesystem,
das erkennt, wenn eine vorübergehende
Unterbrechung oder eine große
undichte Stelle in dem Atmungskreislauf stattgefunden hat. Nach
dem Erkennen der Existenz solch einer Unterbrechung oder einer großen undichten
Stelle, reduziert das System den Frischgasfluss auf einen niedrigeren
vorbestimmten Fluss und hält
den Fluss auf der niedrigeren Einstellung, während die Unterbrechung oder
die undichte Stelle korrigiert werden. Nach der Korrektur der Unterbrechung
oder der undichten Stelle, erkennt das System automatisch, daß der Fehler
behoben wurde, und erhöht
den Frischgasfluss, um den Atmungskreislauf schnell wieder mit der
besonderen Zusammensetzung der Atemgasmischung, die der Klinikmitarbeiter
eingerichtet hatte, aufzufüllen.
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Das System beinhaltet ferner eine
Vorrichtung zur Bestimmung, wann der Atemkreislauf wieder aufgefüllt wurde,
und führt
den Frischgasfluss automatisch wieder auf die ursprüngliche
Einstellung zurück.
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Daher erkennt das System nicht nur
die Existenz von Unterbrechungen oder großen undichten Stellen, sondern
führt auch
das Wiederauffüllen
des Atemkreislaufs mit einem hohen Fluss der richtigen Gaszusammensetzung
durch, und wenn der Atemkreislauf wieder aufgefüllt wurde, stellt das System automatisch
die vorher festgesetzten Ströme
mit der erwünschten
Zusammensetzung des Atemgases, wie ursprünglich eingerichtet, wieder
her.
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Folglich muß der Klinikmitarbeiter die
Existenz von undichten Stellen oder Unterbrechungen nicht visuell
ermitteln, wodurch die alleinige Verantwortung des Klinikmitarbeiters
eliminiert wird und der Klinikmitarbeiter anderen Funktionen seine
Aufmerksamkeit schenken kann. Aus diesem Grund kann das System unverzüglich den
Gasfluss verringern, da die Erkennung einer undichten Stelle oder
einer Unterbrechung automatisch stattfindet. Dies minimiert die Verunreinigung
des Operationssaales mit Gas und reduziert die Verschwendung des
anästhetischen Mittels.
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Ferner führt das vorliegende System
die Wiederherstellung des Volumens in dem Atemkreislauf mit einem
hohen Gasfluss mit den richtigen Konzentrationen aus, anstatt den
Sauerstofffluss zu verwenden, bei dem sich die Konzentrationen geändert haben,
und wenn sich der Kreislauf wieder gefüllt hat, wird der Fluss und
die Konzentration auf ihren ursprünglichen Wert zurückgeführt, daher
muss der Klinikmitarbeiter keine weiteren Maßnahmen tätigen, außer eine Unterbrechung zu korrigieren
oder die große
undichte Stelle zu verringern, um die Frischgasströme und Konzentrationen
in dem System auf die erwünschten
Werte zu bringen.
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Ein weiterer Vorteil ist es, dass
auch die Zeit, die benötigt
wird, um den Patientenkreislauf wieder aufzufüllen, ebenfalls minimiert wird,
da das System die Korrektur des Kreislaufdefektes entdeckt und korrigierend
handelt, um das Gas ohne Intervention des Anwenders in den Atemkreislauf
zurückzugeben,
d. h. die Handlung des Wiederauffüllens geschieht automatisch
und bedarf keiner Handlung des Anwenders um den Kreislauf wieder
aufzufüllen.
Ein Erhöhen
des Gasflusses beschleunigt zudem auch die Erholzeit des Gasvolumens.
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Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden, zusammen mit den begleitenden Zeichnungen,
aus der detaillierteren Beschreibung der untenstehend beschriebenen bevorzugten
Ausführungsformen
verdeutlicht.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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1 und 2 sind Blockdiagramme der Bestandteile
eines Anästhesiesystems,
die zur Durchführung
der vorliegenen Erfindung verwendet werden.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Bei der Figur, auf die nun Bezug
genommen wird, ist ein Blockdiagramm eines Anästhesiesystems dargestellt,
das dafür
geeignet ist, die vorliegende Erfindung durchzuführen. Wie dargestellt, wird
ein Ventilator 10 zur Verfügung gestellt, der von derselben
Art sein kann, wie dargestellt und beschrieben in US Patent 5,315,989,
das auf den vorliegenden Anmelder übertragen wurde, und auf dessen
Offenbarung hier vollinhaltlich Bezug genommen wird. Das vorliegende
System kann ebenfalls in dem Anästhesiebeatmungssystem,
das in US Patent 5,094,235 von Westenskow offenbart wurde, angewendet
werden. Der Ventilator des oben genannten US Patentes 5,315,989
weist einen Einatmungszyklus sowie einen Ausatmatungszyklus auf,
der durch eine zentrale Verbindungseinheit gesteuert wird.
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Der Ventilator 10 stellt
dem Patienten während
des Einatmungszyklus 14 Gas durch eine Leitung in den Patientenatmungskreislauf 14 zur
Verfügung,
durch welchen es dem Patienten 16 zugeführt wird. Der Ventilator 10 beinhaltet üblicherweise
einen Blasebalgbehälter 18 und
Luft oder ein anderes Antriebsgas werden dem Blasebalgbehälter 18,
durch eine Leitung 15 geliefert, die außerhalb des Blasebalgs 20 liegt
und die dann den Blasebalg in sich zusammenfallen läßt, um das
Gas, das sich in dem Blasebalg 20 befindet, in den Patienten 16 zu
zwingen. Es ist zudem eine Vorrichtung zur Bestimmung des Inflationsumfanges
des Blasebalgs 20 beinhaltet, die das maximale Volumen
des Gases angibt, das sich in dem Blasebalg 20 am Ende
seiner Ausdehnung befindet. Diese Einrichtung kann ein Sensor 21 oben am
Blasebalg sein, der oben an dem Blasebalgbehälter 18 angeordnet
ist, und der bemerkt, wenn das obere Ende des Blasebalges 20 sich
dem oberen Ende des Blasbalgbehälters 18 nähert.
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Alternativ kann ein Sensor 23 zur
Bestimmung der Position des Blasebalges verwendet werden, wie erläutert werden
wird, der sich an der Seite des Blasebalgbehälters 18 befindet,
und der die Position des oberen Endes des Blasebalges 20 in
jeder der vielen Positionen in dem Blasebalgbehälter 18 bestimmen
kann. Ein Beispiel für
einen Sensor 23 zur Bestimmung der Position des Blasebalges
wird in dem oben genannten US Patent 5,094,235 von Westenskow dargestellt
und beschrieben.
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Wie ebenfalls in dem oben genannten
US Patent Nr. 5,315,989, erwähnt,
beinhaltet der Patientenatmungskreis lauf 14 an sich herkömmlicherweise ein
Einatmungsglied 22 und ein Ausatmungsglied 24, und
der Patient 16 ist mit einer Sternschaltung 26,
die sich zwischen den Einatmungs- und Ausatmungsgliedern 22, 24 befindet,
verbunden. Die Verbindungseinrichtung an den Patienten 16 können ein
endotrachealer Tubus, eine Gesichtsmaske oder eine andere Verbindung
zwischen dem Patienten 16 und dem Patientenatmungskreislauf 14 sein.
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Bei der herkömmlichen Bedienung wird dem Patienten 16 Gas
mittels eines Antriebsgases von einem Ventilator 10 geliefert,
das den Blasebalg in sich zusammenfallen lässt, um das Gas in die Leitung 12 zu
bringen und dann in das T-Stück 28,
wo das Gas in eine Leitung 30 strömt und dann einen Absorber 32 passiert.
Nachdem das Gas den Absorber 32 passiert hat, strömt es in
das Einatmungsglied 22 des Patientenatmungskreislaufes 14,
um dem Patienten 16 verabreicht zu werden. Während der
Patient ausatmet, strömt
diese Ausatemluft, die nun mit CO2 beladen
ist, durch das Ausatmungsglied 24, wo es wiederum das T-Stück 28 passiert,
und zu dem Absorber 32 weiterströmt, wo das CO2 durch
ein CO2-absorbierendes Material, wie Natronkalk,
entfernt wird.
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Ein Rückschlagventilpaar 34 und 36 sind
in dem Patientenatmungskreislauf 14 in den Ausatmungs-
und Einatmungsgliedern 24, bzw. 22, angeordnet,
um den Gasfluss in der richtigen Richtung um den kreisförmigen Patientenatmungskreislauf 14 zu erhalten.
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Ein Frischgasfluss wird ebenfalls
in den Patientenatmungskreislauf 14 eingeführt, und
wird, wie dargestellt, bei einem T-Stück 38 und damit in
das Einatmungsglied 22 des Patientenatmungskreislaufes 14 zugeführt. Dieser
Frischgasfluss wird von einer Gasquelle, überlicherweise Sauerstoff und
Lachgas bereitgestellt, um zur Anästheti sierung des Patienten
beizutragen. Wie in der Figur dargestellt, existiert eine Bereitstellung
von Sauerstoff 40, Lachgas 42 und Luft 44,
und derartige Zuführungen
können durch
ein zentrales Leistungssystem eines Krankenhauses, oder durch die
Verwendung von einzelnen Zylindern mit solchen Gasen, stattfinden.
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In jedem Fall werden die Gase in
einem Gasmischgerät 46 in
dem vom Anwender gewünschten Verhältnis vermischt.
Die tatsächliche
Steuerung der Verhältnisse
und des Flusses durch den Gasmischer 46 wird, bei der bevorzugten
Ausführungsform,
durch eine zentrale Steuerungseinheit (Central Processing Unit;
CPU) 48 gesteuert, wie beschrieben werden wird. Das von
dem Gasmischgerät 46 vermischte Gas
strömt
dann durch einen Mittelverdampfer 50, wo das flüssige anästhetische
Mittel verdampft wird und dem Gasstrom hinzugefügt wird, so daß das mit Anästhetikum
beladene Gas in einer Leitung 52 weiterströmt und an
dem T-Stück 38 in
den Patientenatmungskreislauf 14 eintritt.
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Ferner findet bei der bevorzugten
Ausführungsform
die Steuerung des Mittelverdampfers 50 mittels einer CPU 48 statt,
die die Konzentration des anästhetischen
Mittels, das sich in dem Gas befindet, das in den Patientenatmungskreislauf 14 eintritt,
in Prozent bestimmtund das daher dem Patienten 16 verabreicht
wird, um die Anästhesie
herbeizuführen und
beizubehalten.
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Im Gegenzug wird die CPU 48 durch
ein Eingabegerät 54 gesteuert,
das so zur Verfügung
gestellt ist, dass der Klinikmitarbeiter die Daten, die zur Bestimmung
der verschiedenen Parameter zur Bereitstellung des Frischgasflusses
und der gewünschten
Konzentration an Anästhetikum,
um den Patienten zu anästhesieren
erforderlich sind, eingeben kann. In die CPU 48 kann der
Frischgasfluss zum Patienten eingegeben werden, ebenso wie die Konzentrationen
der verschiedenen in dem Gasmischgerät 46 vermischten Gase
und die Konzentration an Anästhetikum,
das dem vermischten Frischgas durch den Mittelvernebler 50 hinzugefügt wurde.
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Das Gesamtflussschema des gegenwärtig herkömmlichen
Systems ist demnach so, daß das Gas
in dem Blasebalg 20 während
des Einatmungszyklus des Patienten 16 durch den Ventilator 10 in
die Leitung 12 gezwungen wird, in Übereinstimmung mit den Pfeilen
A. Das Gas strömt
daher durch das T-Stück 28 und
durch den Absorber 32, wo es ferner durch das T-Stück 38 und
in das Einatmungsglied 22 des Patientenatmungskreislaufes 14 strömt. Bei
dem T-Stück 38,
wird ein frisches Gas mit einer vorbestimmten Konzentration eines
anästhetischen
Mittels dem Gas aus dem Blasebalg 20 beigefügt und strömt weiter
mit den Gasen, die bereits in dem Patientenatmungskreislauf 14 zirkulieren,
und wird dem Patient 16 verabreicht.
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Wenn der Patient ausatmet, strömt das ausgeatmete
Gas durch das Ausatemglied 24 des Patientenatmungskreislaufes 14 durch
das T-Stück 28 und
strömt
weiter durch die Leitung 12 und in den Blasebalg 20.
Gleichzeitig wird auch frisches Gas, das kontinuierlich aus Leitung 52 in
die Leitung 14 fliesst, in den Blasebalg 20 geleitet,
nachdem es durch den Patientenatmungskreislauf 14 geströmt ist.
Erreicht der Blasebalg 20 das Ende seiner Reise, wird jedes überschüssige Gas
aus dem Blasebalg 20 mittels eines Pop-Off-Ventils 58 abgelassen
und verläßt das System über Leitung 59 und
strömt überlicherweise
in ein Gasauffangsystem, das nicht dargestellt ist.
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Ein Flusssensor 61 liegt
in dem Gasfluss des Pop-Off-Ventils 58 und
fühlt den
Fluss aus diesem Pop-Off-Ventil. An sich verläßt der Fluss das Pop-Off-Ventil 58 aufgrund
des Druckunterschiedes zwischen dem Inneren des Blasebalges 20 und
dem Umweltdruck und ist ein Hinweis auf die Position des Blasebalges 20 und,
wie erläutert,
ein Hinweis auf die Maximalmenge an Gas, die in den Blasebalg 20 eingeleitet
wird. Das heißt,
das Gas entweicht dem Pop-Off-Ventil 58 aufgrund der Existenz
von überschüssigem Gas
in dem Blasebalg 20, wenn der Blasebalg 20 seine
höchstmögliche Position
erreicht und der kontinuierliche Gasfluss in den Blasebalg 20 zu einem
Druckanstieg führt,
wobei sich das Pop-Off-Ventil 58 öffnet und das Gas in die Atmosphäre oder
in ein Auffangsystem abgegeben wird. Daher ist die Existenz eines
Gasflusses aus dem Pop-Off-Ventil 58 ein Hinweis, dass
der Blasebalg 20 seine höchstmögliche Position in dem Blasebalgbehälter 18 erreicht
hat. Wie daher ersichtlich ist, bestätigt ein Fluss aus dem Pop-Off-Ventil 58,
daß der
Blasebalg seine höchstmögliche Position
erreicht hat. Ein alternativer Sensor könnte verwendet werden, um zu
bestätigen,
daß der
Blasebalg 20 seine höchstmögliche Position
erreicht hat, wobei er einen Sensor aufweist, der nur abfühlt, daß das Pop-Off-Ventil 58 sich
geöffnet
hat, um überschüssiges Gas
entweichen zu lassen.
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Während
dieser Einatmungsphase wird der Blasebalg 20 durch den
Ventilator 10 heruntergedrückt. Die unidirektionalen Rückschlagventile 34 und 36 leiten
das Gas von dem Blasebalg 20 zur Leitung 12 und
durch den Absorber 32, wo das Gas von CO2 gereinigt
wird. Auch das Frischgas aus Leitung 52 wird dem Patienten 16 mittels
des Einatmungsgliedes 22 des Atmungskreislaufes 14 zugeleitet.
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Wie daher ersichtlich ist, ist das
Anästhesiesystem
im Wesentlichen ein Kreissystem, bei dem das Gas weiter in einem
Kreis fließt,
wie durch die Pfeile B dargestellt, wobei Frischgas und anästhetisches
Mittel zugeführt
wird, das zu diesem Gas in Richtung des Pfeiles C hinzugefügt wird,
während das
Gas in dem Zyklus strömt.
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Als weitere Bestandteile des gesamten
Anästhesiesystems
existiert ein Drucksensor 55 in dem Einatmungsglied 22 und
dieser gibt den Druck in dem Patientenatmungskreislauf oder in dem
Luftweg an, PAW, und in demselben Einatmungsglied 22 existiert ebenfalls
einen Flusssensor 57, der den Fluss QAW des
Gases in dem Patientenkreislauf oder dem Luftweg misst. Die Signale,
die den Druck, der von dem Drucksensor 55 überwacht
wurde, und den Fluss, der von dem Flusssensor 57 überwacht
wurde, darstellen, werden der CPU 48 zu Zwecken bereitgestellt, die
nachstehend erläutert
werden.
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In Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung bestimmt das System daher, wenn ein Leck in dem Atemkreislauf
oder ein Verlust der Integrität des
Systemes vorliegt. Wie beschrieben, existieren verschiedene Ausführungsformen,
die die Existenz eines Leckes entdecken können, eine dieser Ausführungsformen
muss den oberen Blasebalgsensor 21 verwenden, der stets
bestimmt, wenn der Blasebalg 20 das obere Ende des Blasebalgbehälters 18 nicht erreicht,
und damit anzeigt, dass es irgendwo in dem geschlossenen Anästhesiesystem
einen Gasverlust gibt. Alternativ kann der Blasebalgpositionssensor 23 verwendet
werden, um die höchstmögliche Position, die
der Blasebalg 20 während
der normalen Atmung des Patienten 16 erreicht, zu überwachen,
und dieser Blasebalgpositionssensor 23 kann aktiviert werden, wenn
der Blasebalg 20 nicht auf dieselbe maximale vertikale
Höhe innerhalb
des Blasebalgbehälters 18 zurückkehrt.
Als ein weiteres Anzeichen eines Leckes in dem Patientenkreislauf 14 kann
der Flusssensor 61 auf dem Pop-Off-Ventil 58 verwendet
werden. Wann immer es keinen Fluss aus dem Pop-Off-Ventil 58 gibt,
ist dies ein Anzeichen, daß der
Blasebalg 20 seine höchste
Position in dem Blasebalgbehälter 18 nicht
erreicht hat und daher ist es ein Hinweis, daß Gas aus dem Gesamtatemkreislauf
austritt. Als eine weitere Alternative, kann ein Sensor 61 an
dem Pop-Off-Ventil 58 oder unterhalb davon verwendet werden,
der nur anzeigt, das das Pop-Off-Ventil 58 sich am Ende
es Ausatmungszyklus des Beatmungsgeräts nicht geöffnet hat, was wiederum anzeigt, dass
der Blasebalg 20 nicht seine höchstmögliche Position innerhalb des
Blasebalgbehälters 18 erreicht
hat. Wird die Position des Blasebalgs nicht eindeutig gemessen,
ist es bevorzugt, daß der
Hinweis einer Unterbrechung oder einer großen undichten Stelle bestätigt wird
zum Beispiel durch die Bestimmung, daß der Blasebalg das obere Ende
einige Zeit nicht erreicht hat. Eine Bestätigung kann auch aus dem Ventilator
selbst gezogen werden, wenn er nicht in der Lage ist, den eingestellten
Atemrhytmus oder das eingestellte Atemminutenvolumen zu liefern.
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In jedem Fall wird die Entdeckung
eines Verlustes der Integrität
in dem Patientenkreislauf 14 der CPU 48 durch
einen der verschiedenen vorstehend beschriebenen Sensoren mitgeteilt
und die CPU 48 reduziert daher unverzüglich den Frischgasfluss von dem
Mischer 46 auf ein niedrigeres Niveau. Besteht nicht bereits
ein niedriges Flussniveau, weist die CPU 48 den Mischer
an, den Fluss auf eine voreingestellte Minimalgeschwindigkeit zu
reduzieren, d. h. auf 1 Liter pro Minute, oder, alternativ, auf
einen minimalen Frischgasfluss, der von dem Klinikmitarbeiter vorher
eingestellt wurde. Es ist jedoch wichtig zu erwähnen, daß die Gesamtkonzentrationen
der verschiedenen Gase innerhalb des Frischgasflusses nicht geändert werden,
die CPU 48 beeinflusst nur den Frischgasfluss und dessen
Zusammensetzung bleibt dieselbe, wie bereits von dem Klinikmitarbeiter eingestellt.
Indem der Frischgaszufluss in den Patientenkreislauf unverzüglich reduziert
wird, minimiert das System die Menge an Gas, die in die Atmosphäre, die
die Umgebung des Operationssaales umgibt, austritt, so daß die Einatmung
der potentiell gefährlichen
Gase von den Klinikmitarbeitern, die die bestimmte Operation durchführen, minimiert
wird.
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Als ein Teil des Systems, kann es
einen Alarm oder eine Warnung an den Klinikmitarbeiter geben, der
auf die undichte Stelle im Patientenatmungskreislauf hinweist, so
dass unverzüglich
gehandelt werden kann, um diese undichte Stelle zu korrigieren.
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Wurde die undichte Stelle durch den
Klinikmitarbeiter oder das anwesende Personal korrigiert, erkennt
das System, dass die undichte Stelle korrigiert wurde. Wurde die
undichte Stelle korrigiert, beginnt das Frischgas, den Patientenkreislauf
wieder mit dem Atemgas aufzufüllen.
Dieser Prozess des Wiederauffüllens
kann von dem vorliegenden System bemerkt werden und es können die
weiteren notwendigen Schritte getätigt werden. Das Wiederauffüllen kann
durch die Verwendung eines Blasebalgpositionssensors 21 entdeckt
werden, der entdeckt, wenn der Blasebalg beginnt, sich wieder aufzufüllen. Um sicher
zu gehen, kann das System einige aufeinanderfolgende Atemzüge beobachten,
bei denen der Blasebalg 20 seine vertikale Bewegung mit
jedem Atemzug erhöht,
um dem System zu versichern, dass die undichte Stelle in der Tat
korrigiert wurde und die Integrität des Systems wieder hergestellt
wurde. Alternativ kann die Korrektur der undichten Stelle durch den
Drucksensor 55 beobachtet werden, der ein konstantes Erhöhen des
Druckes von Atemzug zu Atemzug in dem System bemerkt, während sich
der Blasebalg 20 wieder füllt. Wiederum, als eine weitere
Alternative erhöht
sich das Atemrhytmusvolumen kontinuierlich und dieses Volumen kann
durch den Flusssensor 57 und das erhaltene Volumen durch
die Integrierung des detektierten Flusses entdeckt werden. Bei jedem
dieser Verfahren erkennt das System, dass die undichte Stelle korrigiert
wurde und dass das Volumen im Patientenkreislauf nach und nach wieder
aufgefüllt
wird.
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Zu diesem Zeitpunkt, wenn das System
bestätigt
hat, dass der Patientenkreislauf 14 sich wieder auffüllt, wobei
festgestellt wird, dass die undichte Stelle korrigiert wurde, erhöht die CPU 48 unverzüglich den
Frischgasfluss auf einen hohen Wert, d. h. 15 Liter pro Minute,
um den Patientenatemkreislauf schnell wieder aufzufüllen. Es
wird erneut besonders erwähnt,
dass der erhöhte
Frischgasfluss mit Gas zu der erwünschten Zusammensetzung, die
vorher durch den Klinikmitarbeiter festgelegt wurde, gefüllt wird,
die einzige Änderung
liegt darin, dass die CPU 48 den Fluss von dem Gasmischgerät 46 auf
einen höheren
Fluss erhöht
hat, so daß der
Kreislauf so schnell wie möglich
wieder aufgefüllt
werden kann.
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Das System der vorliegenden Erfindung
entdeckt dann das Wiederauffüllen
und bestimmt, wenn das System ausreichend mit Frischgas aufgefüllt wurde.
Dieses Detektieren kann ausgeführt
werden, indem erneut der Fluss an überschüssigem Gas aus dem Pop-Off-Ventil 58 ermittelt
wird, was angibt, daß der
Blasebalg 20 wieder seinen höchstmöglichen Punkt in dem Blasebalgbehälter 18 erreicht,
oder, wiederum, in dem einfach festgestellt wird, dass sich das
Pop-Off-Ventil 58 tatsächlich
geöffnet
hat. Alternativ kann die Ermittlung des Wiederauffüllens des Kreislaufes
durch Vorrichtungen wie den Balsebalgpositionsdetektor 23,
der bemerkt, dass der Blasebalg 20 wieder seine maximale
vertikale Ausdehnung erreicht, oder durch den Sensor 21 oben
auf dem Blasebalg, der wiederum ermittelt, dass der Blasebalg auf
seine maximale vertikale Position zurückkehrt, erfolgen. Als Vorsichtsmaßnahme bemerkt
die CPU 48 ebenfalls die Menge an Frischgas, die dem System
zur Verfügung
gestellt wird, nachdem das System bemerkt hat, dass die undichte
Stelle korrigiert wurde, so wie die Ermittlung der Verabreichung von
2,5 Litern Frischgas in den Patientenatmungskreislauf. Hat keiner
der obenstehend genannten Sensoren bestätigt, dass das System nach
der Verabreichung dieses Volumens mit hohen Strom wieder aufgefüllt wurde,
reduziert das System den Fluss wieder auf den Minimalfluss, der
vorher, nachdem eine fehlende Integrität des Patientenatmungskreislaufes bestimmt
wurde, eingerichtet wurde, und nimmt an, dass die undichte Stelle
oder die Unterbrechung nicht wirklich korrigiert wurde. Der niedrige
Fluss wird beibehalten, bis es wieder ein Anzeichen durch die Sensoren
gibt, dass die undichte Stelle verringert wurde.
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Als einen letzten Schritt senkt die
CPU 48 den Fluss zurück
auf den ursprünglich
durch den Klinikmitarbeiter eingestellten Fluss ab, wenn der geeignete
Sensor des letzten Schrittes bestimmt, dass der Patientenatmungskreislauf
wieder aufgefüllt
wurde, und die Luftzufuhr zum Patienten wird auf die Bedingungen
zurückgeführt, die
vor dem Auftreten der undichten Stelle vorherrschten. Dieser reduzierte Fluss
kann der niedrigste Fluss sein, den der metabolische O2 erfordert,
und der den Bedarf an Verwendung des Wirkstoffes befriedigt, in Übereinstimmung mit
dem System, das in der ebenfalls anhängigen US Patentanmeldung mit
der Seriennummer 730,508, eingereicht am 11. November 1996, offenbart
ist, und die den Titel "Method
und Apparatus For Controlling an Anesthesia Delivery System" trägt und die
Eigentum des Rechtsnachfolgers der vorliegenden Patentanmeldung
ist.
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Um folglich das System der vorliegenden
Erfindung zusammenzufassen, erkennt das System das Auftreten einer großen undichten
Stelle oder einer Unterbrechung in einem Patientenatmungskreislauf,
der bei einem Patienten, der einer Anästhesie unterzogen wird, verwendet
wird. Bei der Entdeckung dieser großen undichten Stelle oder der
Unterbrechung, reduziert das System den Frischgasfluss, oder versichert
sich alternativ, dass sich der Frischgasfluss auf einer niedrigen
vorher bestimmten Flussgeschwindigkeit befindet, oder auf ein eingestelltes
Minimum reduziert wird. Das System fährt fort, den Patientenatmungskreislauf
zu überwachen und
erkennt, wenn die undichte Stelle oder die Unterbrechung durch den
Klinikmitarbeiter korrigiert wurde und erhöht unverzüglich den Frischgasfluss zum
Patientenatmungskreislauf mit denselben Gaskonzentrationen, die
dem Patienten vorher verabreicht wurden, um den Patientenkreislauf
schnell wieder aufzufüllen.
Ferner entdeckt das System, wenn der Kreislauf wieder aufgefüllt wurde
und, wenn diese Erscheinung entdeckt wurde, reduziert das System
den Frischgasfluss wieder auf einen niedrigeres Niveau, wie den
minimalen Gasfluss oder auf die erwünschte Gasflusseinstellung,
die dem Patienten ursprünglicherweise
verabreicht wurde.