KR19990071640A - 질량 분석계를 구비하는 마취 시스템 및 마취기 제어방법 - Google Patents

질량 분석계를 구비하는 마취 시스템 및 마취기 제어방법 Download PDF

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Abstract

양의 압력 가스 내의 산소,마취가스 및 질소의 수준을 동시에 결정하기 위한 질량 분석계를 가지는 마취 시스템이 개시되어 있다.호흡 가스 및 발산 가스의 성분은 질량 분석계에 의해 결정되며 컴퓨터와 같은 제어 유닛(12)에 대해 측정신호 로서 진행되어 마취 시스템이 자동화 되는 것을 허용한다.

Description

질량 분석계를 구비하는 마취 시스템 및 마취기 제어방법
최근의 발전은 이러한 비용차를 현격하게 감축하는 것이다.이는 가스 소비가 적은 (저 유동기술;최소 유동기술) 향상된 마취법과 마취 가스 순환에서 활성 성분 크세논을 재순환 시킬수 있는 발산된 크세논 혼합물을 회수하기 위한 방법을 구비한다(DE 44 11 533 C1).
지금까지 마취가스 성분 첨가제는 수동으로 발생된다.
DE 37 12 598 A1은 흡입 마취기가 개시되어 있다.다른 마취 가스외에도 크세논이 흡입 가스로서 언급되었다.마취기는 가스 분석기로 상세히 특징지워 지지 않았다.
DE 36 35 004 A1은 호흡 가스를 감시하기 위한 질량 분석계가 개시되어 있으며,질량 분석계는 이산화탄소의 수준을 측정한다.
마취 가스 크세논의 분석적 결정은 불활성 가스 상태로는 곤란하다.통상 마취기 에서의 가스 분석기는 크세논의 정량적 결정에 적합하지 않다.
크세논이 마취가스 로서 사용될 때 비용 이유로 인해 발산 가스로 부터 크세논을 재순환 시키는 것이 필수적이다.크세논이 통풍가스(숨을 들이쉬는 측)으로 재순환 될 때 숨을 들이쉬는 분지(branch)에서 가스 혼합물 성분의 만족스럽고 실현 가능한 측정은 필수적이다.한편으로 회수부로 부터 공급된 가스 혼합물 성분은 호흡 순환으로 재순환시에 가스 품질을 영구히 보장하고, 기계 고장시에 보조 공급부(예를 들어 가스 실린더)로 즉각 전환되도록 연속으로 감시 되어야 한다.다른 한편으로 호흡 순환에서의 마취 가스의 성분은 개별적으로 임상이 마취의 진행을 감시 및 제어할수 있도록 연속으로 뒤따라야 한다.활성 성분 크세논과 호흡 성분 산소 외에도 회수부로 부터 의학적으로 수용가능한 잔존 불순물로서 포함되는 질소량을 추가로 감시하는 것이 필요하며 그 호흡 순환에서의 축적은 제한되어야 한다.호흡 가스(흡입용 가스)와 배출 가스(환자에의해 발산된 가스)의 가스 성분을 신뢰 가능하게 감시하는 외에 본 발명의 목적은 호흡 가스의 성분의 혼합과 순환된 마취 가스의 혼합을 자동화 하는 것이다.
마취가스로서 크세논을 가지는 마취법은 여러해 동안 전문가의 의학 문헌에 개시되어 있다.통상 현재 사용되는 웃음가스(laughing gas;N2O)와 비교할 때 많은 의학적 잇점이 있다.그러나 본 분야에 적용을 위한 크세논의 광범한 도입은 지금까지 너무 많은 물질적 비용에 의해 방해받았다.
도1은 일예의 마취 시스템의 다이어그램이다.
본 발명은 통풍 가스,발산된 가스 또는 순환된 마취가스 함유 가스에서 하나 이상의 가스 성분의 정량적 측정을 위한 질량 분석계를 가지는 마취 시스템에 관한 것이다.질량 분석계는 일반적으로 막 또는 모세관을 거쳐 분석될 가스 스트림에 연결된다.막을 경유한 결합은 많은 가스 소비(예를 들어 약 5 l/h)의 단점이 있다.모세관 결합은 잇점이 있다.가스 손실은 이 방식으로 약 0.5 l/h 로 감축된다.모세관은 플라스틱,금속 또는 유리로 구성된다.금속 모세관은 특히 연장된 측정 주기 및 긴 모세관에 적합하다.모세관은 6내지 10 미터의 길이로 사용된다.이는 질량 분석계를 설치하기 위한 지역에서 가요성을 허용한다.
본 발명에 따른 마취 시스템의 질량 분석계는 가스 성분 산소,마취 가스(예를 들어 크세논) 및 호흡 가스,배출 가스 또는 재순환 마취 가스 함유 가스 내의 질소의 연속 적인 정량적 측정을 위해 적합하게 사용된다.그 측정은 이산화탄소 같은 다른 가스 성분에도 적용된다.
마취 시스템은 질량 분석계가 제어 밸브를 거쳐 호흡 가스,배출 가스 및 적합하게는 회수 마취 가스 또는 재순환 호흡 가스용 가스 라인에 연결된다.
마취 시스템은 마취기로 일체화 되거나 또는 마취기의 바로 근처 [예를들어 소위 백팩(backpack)] 에 고정될수 있는 하나 이상의 질량 분석계 또는 마취기로 부터 인접한 실내로 떨어진 일부 계량기를 포함한다.질량 분석계는 기능적으로 마취기에 연결된다.질량 분석계는 마취 가스 순환을 감시하고, 두 측정 채널을 거쳐 동시 또는 대안적으로 짧은 주기에서 크세논 회수부 로부터 공급된 가스를 측정한다.
적합한 질량 분석계는 에코텍 500으로 명명되어 레이볼드 아게 (쾰른)에 의해 공급된 상업적 장치로, 그 장치는 초소형 설계이며 측정 신호 전달을 위한 컴퓨터 인터페이스를 가진다.이 상업적 장치는 정교한 주변 장치 없이 지금까지 통상 의 질량 분석계로 사용되었으며,샘플링 지점이 적합하게 배치될 때 실시간 측정 데이터를 제공한다.질량 분석계는 1내지100원자 질량 유닛의 질량 범위를 위해 설계되었다.질량 범위에 대한 제한은 초소형 설계를 가능하게 한다.크세논은 132의 원자 질량을 가지며 그와 같은 장치로 직접 결정 되지 않는다.그 문제점은 측정을 위해 2가의 이온화 크세논 (Xe2+의 구조)에 의해 해결되었다.
질량 분석계 측정은 1측정/초의 클럭-펄스 비율로 발생된다.클럭-펄스 비율은 또한 짧게 또는 길게 선택 될 수 있다.
마취기 안으로 유입된 회수된 마취 가스 함유 가스의 감시는 회수 시스템이 마취기로 부터 간접적으로 감시된다는 것을 뜻한다.이러한 간접 감시에도 불구하고 회수된 가스가 사용되는 경우 정확하게 감시되기 때문에 회수 작업의 실패에 대한 재반응의 가능성에 대한 어떤 종류의 제한이 없다.
마취기에 존재하는 통상의 컴퓨터 또한 처리 제어를 위한 분석적 데이터를 사용할수 있다.회수된 마취 가스 (예를들어 크세논) 와 신선한 마취 가스 (가스 실린더,마취 가스 근원으로 부터) 는 임상에 의해 미리 선택된 마취 매개변수가 설정되도록 밸브 제어 또는 유동 조절기를 거쳐 자동으로 혼합된다.시스템에 규칙적으로 발생하는 크세논의 손실이 신선한 크세논의 부가에 의해 보정 되어야만 하기 때문에 분석적 결과에 근거한 가스 유동의 자동 제어는 큰 잇점을 제공한다.또한 질량 분석계의 컴퓨터 보조 제어는 가스 관련 마취 매개변수를 연속으로 문서화 할수 있어서 마취 진행의 연속 문서화에 대한 요구조건에 직면한다.
또한 마취 회로의 숨을 내쉬는 분기에서의 샘플링 지점을 통하여 감시 및 문서화 할수 있으며 그 물질의 혼합은 마취기로 부터 회수부 안으로 공급된다.
다수의 마취기가 단일의 회수 시스템으로 결합되면 다른 것과 무관하게 각 질량 분석계가 고장 또는 그외의 회수 시스템 전체가 차단되는 경우에 회수부 로 부터 가스 공급을 중단할수 있다.이러한 단순한 이유로 마취 회로의 감시가 필요없다면 회수부는 연결된 마취기의 수에 따라서 회수 가스 출구와 마취기에 대한 분기 지점 간에 위치된 단일 질량 분석계에 의해 감시된다.
상술한 분석적 배치는 종래의 웃음 가스와 함께 마취를 위해 사용된다.그러므로 마취 가스의 선택에 관계없이 마취회로를 감시할수 있다.이는 선택된 대로 크세논 또는 웃음 가스로 작동을 허용할 때 특히 잇점이 있다.대체로 웃음 가스로 마취를 위해 이용되는 회수 장치는 없다.환경적 보호 또는 작업자 안전의 이유로 미래에 유출하는 웃음 가스 혼합물을 그 지역에서 중화하는 것이 필요 하다면 그와 같은것도 처리 장치가 질량 분석계와 함께 감시, 제어 또는 문서화 할수 있다.
감축된 질량 범위로의 질량 분석계와 마취기의 시스템 및 회수 시스템 으로의 연결의 선택은 전적으로 상술한 기능적 요구조건에 직면하며 또한 종래의 질량 분석계로 기대되는 그 이하의 비용으로 수행된다.이는 상술한 마취 시스템이 적절한 가격이며 또한 경제적인 크세논 마취의 작업을 허용한다는 것을 뜻한다.
마취 시스템은 가스 공급부인 산소 공급원(1),제1 공급부인 크세논 공급원(2),회수된 크세논인 크세논 저장부(3),마취기(10),컴퓨터 또는 마이크로프로세서인 제어유닛(12),질량 분석기(11),모니터(13) 및 크세논 회수 유닛(15)을 구비한다.통풍 가스는 밸브(4,5)를 거쳐 산소 공급원(1)으로 부터 산소와 크세논 공급원(2) 및 크세논 공급부(3)로 부터 크세논과 혼합된다.밸브(4,5)는 소위 가스 혼합 상자(17)를 구성하고 있다.호흡된 통풍 가스는 라인(22)을 거쳐 환자에 공급된다.배출된 발산 가스는 라인(24)을 거쳐 크세논 회수부(15)에 공급된다.라인(26)은 크세논 회수부로 부터 크세논 저장부(3)로 인도된다.라인 (28)은 저장부(3)로 부터 밸브(6)를 거쳐 라인 (20)으로 인도되며,라인은 가스 혼합 상자로 인도된다.호흡된 라인(22),발산된 라인(24) 및 크세논 회수 출구를 갖는 라인(26)은 바이패스 라인(23,25,27)을 거쳐 질량 분석계에 연결된다.바이패스 라인(23,25,27)은 각각 제어 가능한 밸브(7,8,9)을 갖는다.밸브(4,5,6,7,8,9)는 컴퓨터 같은 제어 유닛에 의해 제어된다.제어 유닛 또한 종래의 제어 작업을 수행한다.질량 분석계는 하나 이상의 컴퓨터 인터페이스를 가지며 인터페이스를 거쳐 분석 결과를 나타내는 측정 신호가 제어유닛으로 통과된다.제어 유닛은 측정 신호로 부터 가스 성분(예를들어 산소,크세논,질소)의 량을 계산한다.제어 유닛은 모든 관련 정보가 도시된 모니터(13)에 연결된다.크세논 회수부(15)는 예를들어 DE 44 11 533에 개시된 바와같이 발생된다.다른 크세논 회수 방법이 또한 사용될수 있다.
마취 시스템을 가지는 마취는 마취 가스로서의 크세논이 다음단계로 발생된다.
1.마취 시작시 환자는 통풍 가스(산소/크세논 혼합물)로 통풍되고 이사이에 호흡 가스 및 발산 가스의 성분이 결정된다.이 초기 단계에서 환자의 폐와 기도는 세척된다.발산 가스는 이 단계에서 질소를 함유한다.
2.발산 가스의 성분이 안정화되고 질소량이 수용 가능 수준으로 떨어질 때 크세논 회수부(크세논 회수부의 시작점의 결정)는 스위치 온된다.
3.마취가 정지 단계에 도달한다.호흡 및 발산 가스의 성분은 감시된다.크세논 회수부로 부터 크세논 가스의 성분을 추가로 감시할수 있다.
4.마취는 마취 가스로 부터 통상의 호흡 가스(공기)로의 스위치 전환에 의해 결정된다.발산된 가스내의 질소량은 특히 이단계에서 흥미롭다.질소량이 한계(예를들어 중량 5%)를 초과하자마자 발산된 가스를 가지는 라인은 크세논 회수부로 부터 결합되지 않는다.
단계1 내지4는 호흡,발산 및 잇점으로서 회수가스의 성분을 연속 감시하는 것이 필요하다.감시는 하나 이상의 질량 분석계로 발생된다.질량 분석계의 제어된 결합은 하나의 질량 분석계가 충분 하다는 것을 뜻한다.
제어 유닛과는 무관하게 안전 테스트를 실행할수 있도록 질량 분석계로 부터 기계상에 직접 측정 신호를 픽업할수 있다는 잇점이 있다.일정 한계에 도달할 때 알람이 트리거 된다.회수된 가스가 공급되고 호흡가스가 소정 값으로 부터 수용할수 없는 차이를 나타낼 때 예비 압축 가스 실린더(크세논 공급원)로 부터 순순 크세논을 스위치 전환 할수 있다(크세논 순환으로부터 제1 및 비상 공급부로의 스위치 전환).가스 성분의 실제값이 직접적으로 질량 분석계 또는 제어 유닛으로 기준 가스 혼합물(예를들어 압력 성분으로 부터)로 부터의 기준값과 비교될수 있는 잇점이 있다.질량 분석계는 또한 압력 성분으로 부터 기준 가스 혼합물을 사용하여 보정된다.질량 분석계는 압력 성분 내의 압력이 떨어지면 알람이 트리거 되도록 배치될수 있는 잇점이 있다.
마취 시스템의 자동화는 밸브의 컴퓨너 보조 제어에 관한 것 뿐만 아니라 가스 유동 속도를 설정하기 위한 조정기의 제어를 포함한다.가스 유동 속도를 위한 제어의 설계는 당업자에게 잘 알려져 있다.
낮은 가스 유동 속도로 마취를 위한 조건은 뤼벡 소재의 드라게르베르크 악티엔 게젤샤프트 제2판, 1994년(ISBN 3-921958-90-3) 에서 쟌 바움에 의한 명칭이 "신선한 가스로의 낮은 유동 속도로의 마취" 라는 소책자에 기재되어 있다.
(부호의 설명)
1:산소 공급원 2:크세논 공급원
3:크세논 저장부 4,5,6,7,8,9:제어된 밸브
10:마취기 11:질량 분석계
12:제어 유닛(컴퓨터) 13:모니터
14:환자 15:크세논 회수부
16:펌프 17:가스 혼합 상자
20,21,22,23,24,25:가스 라인

Claims (13)

  1. 통풍 가스,발산 가스 또는 순환 마취 가스 함유 가스에서 하나 이상의 가스 성분의 정량적 측정을 위한 질량 분석계를 가지는 마취 시스템.
  2. 제1항에 있어서,가스 성분 산소,마취 가스 및 질소의 정량적 측정을 동시에 수행하기 위한 마취 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,하나 이상의 가스 성분의 량은 질량 분석계의 도움으로 측정되며,상기 측정은 마취 시스템을 제어하는 데 사용되는 마취 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항중 어느 한항에 있어서,상기 질량 분석계는 안전 장치를 제어하는 마취 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항중 어느 한항에 있어서,상기 질량 분석계는 하나 이상의 모세관을 거쳐 하나 이상의 측정점에 연결되는 마취 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항중 어느 한항에 있어서,상기 질량 분석계는 하나 이상의 모세관을 거쳐 측정점에 연결되며,모세관의 길이는 1내지 10m 범위인 마취 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항중 어느 한항에 있어서,상기 질량 분석계는 하나 이상의 모세관을 거쳐 측정점에 연결되며,모세관은 플라스틱,금속 또는 유리로 이루어진 마취 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항중 어느 한항에 있어서,상기 질량 분석계는 마취기로 일체화되며,상기 질량 분석계는 백팩으로서 마취기에 부착되며 실제 마취기로 부터 공간적으로 분리되는 마취 시스템.
  9. 제1항 내지 제8항중 어느 한항에 있어서,마취 가스로서 크세논이 사용되며,발산된 가스로부터 크세논의 회수는 질량 분석계에 의해 감시 및 제어되는 마취 시스템.
  10. 제1항 내지 제9항중 어느 한항에 있어서,상기 질량 분석계는 대안적으로 다수의 측정점을 위해 연속 측정되는 마취 시스템.
  11. 마취 시스템의 제어 방법에 있어서,
    통풍 가스,발산 가스 또는 귀환 마취 가스 중의 하나 이상의 성분의 정량적 결정을 위해 질량 분석계가 사용되며,상기 질량 분석계로 부터 측정된 신호가 제어 밸브에 사용되는 마취 시스템의 제어방법.
  12. 마취기 또는 마취 시스템의 자동화를 위한 질량 분석계의 사용 방법.
  13. 마취기의 작동중에 통풍 가스,발산 가스 또는 순환 마취 가스 함유 가스 중의 다수 성분의 동시 결정을 위한 질량 분석계의 사용 방법.
KR1019980703916A 1995-12-06 1996-11-16 질량 분석계를 구비하는 마취 시스템 및 마취기 제어방법 KR19990071640A (ko)

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