RU2329832C1 - Method of stabilisation of anaesthetic target concentration and related device - Google Patents

Method of stabilisation of anaesthetic target concentration and related device Download PDF

Info

Publication number
RU2329832C1
RU2329832C1 RU2006134349/14A RU2006134349A RU2329832C1 RU 2329832 C1 RU2329832 C1 RU 2329832C1 RU 2006134349/14 A RU2006134349/14 A RU 2006134349/14A RU 2006134349 A RU2006134349 A RU 2006134349A RU 2329832 C1 RU2329832 C1 RU 2329832C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bypass
evaporation chamber
gas flow
anesthetic
evaporator
Prior art date
Application number
RU2006134349/14A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006134349A (en
Inventor
Александр Зиновьевич Берлин (RU)
Александр Зиновьевич Берлин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "МИНИВАП"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "МИНИВАП" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "МИНИВАП"
Priority to RU2006134349/14A priority Critical patent/RU2329832C1/en
Publication of RU2006134349A publication Critical patent/RU2006134349A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2329832C1 publication Critical patent/RU2329832C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention refers to medical equipment. Method includes total gas flow splitting between evaporation chamber and bypass by means of laminar hydromechanical resistances, equilibrium anaesthetic vapours saturation of partial gas volume passing through evaporation chamber followed with dilution to specified clinical concentration with rest gas volume passing through bypass, correction of total gas flow splitting considering temperature and pressure values. Gas pipelines of bypass and evaporation chamber are preinstalled in horizontal planes at height, in case anaesthetic target concentration is increased at gas flow of small volumes, bypass height is raised over evaporation chamber while it is lowered in opposite case. Anaesthetic evaporator for method realisation is described.
EFFECT: increase of anaesthetic dosing accuracy.
7 cl, 4 dwg, 3 ex

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к испарителям анестетиков и аппаратам ингаляционного наркоза (ИН). Испаритель насыщает поток газа-носителя (атмосферный воздух или сжатые медицинские газы) парами анестетика, после чего сформированную парогазовую смесь подают пациенту.The invention relates to medical equipment, namely to anesthetics vaporizers and apparatus for inhalation anesthesia (IN). The evaporator saturates the carrier gas stream (atmospheric air or compressed medical gases) with anesthetic vapors, after which the formed vapor-gas mixture is supplied to the patient.

Известны различные способы стабилизации концентрации анестетика на выходе испарителя и различные конструкции для реализации указанных способов (патенты РФ №№2178314, А61М 16/01, 2000 г.; 2000817, А61М 16/18, 1991 г.; 1810061, 1991; патенты США №№6526297, 600/310, 2000; 6816669, 392/397, 2004; кн. Берлин А.З, Мещеряков А.В. «Наркоз и дозирование анестетиков». М., Медицина, 1980).There are various methods of stabilizing the concentration of anesthetic at the outlet of the evaporator and various designs for implementing these methods (RF patents No. 2178314, A61M 16/01, 2000; 2000817, A61M 16/18, 1991; 1810061, 1991; US patents No. No. 6526297, 600/310, 2000; 6816669, 392/397, 2004; Prince Berlin A.Z., Meshcheryakov A.V. “Anesthesia and dosing of anesthetics.” M., Medicine, 1980).

Известные способы и устройства, отличаясь конечной конструктивной реализацией, имеют общие характерные существенные недостатки:Known methods and devices, differing in the final structural implementation, have common characteristic significant disadvantages:

- высокое сопротивление потоку газа, что не позволяет работать на воздухе (Draw-over Anesthesia) в случае отсутствия источников сжатых медицинских газов;- high resistance to gas flow, which does not allow working in air (Draw-over Anesthesia) in the absence of sources of compressed medical gases;

- значительные потери дорогого и дефицитного анестетика из-за большой емкости фитилей (60-70 мл жидкого анестетика идет только на пропитку фитилей современных испарителей при стоимости, например, севофлюрана 1 доллар/мл), что существенно удорожает эксплуатацию и загрязняет рабочее место анестезиолога.- significant losses of expensive and scarce anesthetics due to the large capacity of wicks (60-70 ml of liquid anesthetic is used only for soaking the wicks of modern evaporators at a cost of, for example, Sevoflurane 1 dollar / ml), which significantly increases the cost of operation and pollutes the workplace of the anesthetist.

Известна методика (Dobson M.B. Anaesthesia at the district hospital. 2nd edn. 2001) и аппаратура (испаритель анестетиков низкого сопротивления «Анестезист-2», приведенный в авторском свидетельстве СССР №440016, А61М 17/00, 1974 и патенте США №3836129, 261/47, 1974) для «Draw-over Anesthesia». Указанное устройство и способ стабилизации выходной концентрации анестетика является наиболее близким по технической сущности и выбран в качестве прототипа патентуемого изобретения.The known method (Dobson MB Anaesthesia at the district hospital. 2 nd edn. 2001) and equipment (vaporizer of low resistance anesthetics "Anesthesist-2", is given in USSR author's certificate No. 440016, A61M 17/00, 1974 and US patent No. 3836129, 261/47, 1974) for Draw-over Anesthesia. The specified device and method for stabilizing the output concentration of anesthetic is the closest in technical essence and is selected as a prototype of the patented invention.

Известный испаритель позволяет работать как при наличии сжатых медицинских газов в условиях больниц и клиник, так и при их отсутствии в военно-полевых условиях.The known evaporator allows you to work both in the presence of compressed medical gases in hospitals and clinics, and in their absence in the field.

Однако применение методики «Draw-over Anesthesia» ограничено ввиду недостаточной стабильности дозирования анестетиков. В частности:However, the use of the Draw-over Anesthesia technique is limited due to insufficient dosing stability of anesthetics. In particular:

- неудовлетворительная стабильность дозирования при малых газотоках (менее 2 л/мин - Low Flow Anesthesia) при использовании современных полузакрытого и закрытого дыхательных контуров;- poor dosing stability at low gas flows (less than 2 l / min - Low Flow Anesthesia) when using modern semi-closed and closed breathing circuits;

- неудовлетворительная стабильность дозирования анестетиков при изменении давления окружающей среды (высокогорье), а также при пульсации давления и расхода газа в дыхательном контуре пациента;- unsatisfactory stability of dosing of anesthetics with changing environmental pressure (highlands), as well as with pulsation of pressure and gas flow in the respiratory circuit of the patient;

- необходимость ручной корректировки концентрации в случае изменения температуры.- the need for manual adjustment of the concentration in case of temperature changes.

Так, лучшие зарубежные испарители низкого сопротивления (OMV Penlon, Ohmeda РАС) уже не работают при газотоке менее 2 л/мин. В этом случае перепад давления (сопротивление газотоку) испарителя (делителя потоков) как управляющее воздействие очень мал и сопоставим с разностью плотностей газа-носителя и паров анестетика как возмущающим фактором.So, the best foreign low-resistance evaporators (OMV Penlon, Ohmeda RAS) no longer work with a gas flow of less than 2 l / min. In this case, the pressure drop (resistance to gas flow) of the evaporator (flow divider) as a control action is very small and is comparable with the difference in the densities of the carrier gas and the anesthetic vapor as a disturbing factor.

Пример 1Example 1

Перепад давления из-за разности плотностей воздуха и паров анестетика (галотана) в испарителе OMV Penlon при разнице уровней байпаса и входа-выхода испарительной камеры 60 мм составляет около 1,5 Па (0,15 мм вод.ст.). Указанная величина вычитается из управляющего воздействия делителя потока, а при расходе газа около 1,5 /мин тяжелые пары анестетика просто перекрывают проход свежего газа в испарительную камеру. При этом выходная концентрация равна нулю при любом положении шкалы испарителя.The pressure drop due to the difference in the densities of air and anesthetic vapor (halotane) in the OMV Penlon evaporator with a difference in the bypass and input / output levels of the 60 mm evaporation chamber is about 1.5 Pa (0.15 mm Hg). The indicated value is subtracted from the control action of the flow divider, and with a gas flow rate of about 1.5 / min, heavy anesthetic vapors simply block the passage of fresh gas into the evaporation chamber. In this case, the output concentration is zero at any position of the evaporator scale.

С другой стороны, необходимость равновесного насыщения газа-носителя в испарительной камере вступает в противоречие со стабильным делением потока газа при пульсации расхода и давления газа ("back pressure") в дыхательном контуре пациента. Так, испарительные камеры современных испарителей имеют протяженные и извилистые газоходы для удлинения времени контакта газа-носителя с поверхностями испарения (фитилями) анестетика, что не соответствует прямому и короткому байпасному газоходу. Такая критическая асимметричность является причиной существенной нестабильности дозирования при динамических процессах (пульсации расхода и давления газа в дыхательном контуре пациента).On the other hand, the need for equilibrium saturation of the carrier gas in the evaporation chamber contradicts the stable division of the gas flow with pulsating flow and gas pressure ("back pressure" in the patient's breathing circuit. So, the evaporation chambers of modern evaporators have extended and winding flues for lengthening the contact time of the carrier gas with the evaporation surfaces (wicks) of the anesthetic, which does not correspond to a direct and short bypass duct. Such critical asymmetry is the cause of significant instability of dosing during dynamic processes (pulsation of the flow rate and gas pressure in the patient's respiratory circuit).

Настоящее изобретение решает задачу повышения точности дозирования в максимально широких диапазонах постоянных и пульсирующих потоках газа, температуры и давления окружающей среды.The present invention solves the problem of increasing the accuracy of dosing in the widest possible ranges of constant and pulsating gas flows, ambient temperature and pressure.

Решение поставленной задачи достигается совокупностью новых схемотехнических и конструктивных решений, реализованных в патентуемом изобретении.The solution to this problem is achieved by a combination of new circuitry and design solutions implemented in the patented invention.

Испаритель анестетиков аналогичный конструкции, описанной в авторском свидетельстве №440016, содержащий делитель потока газа в виде щелевых каналов на линиях байпаса и испарительной камеры, оснащенной фитилями, шкалу концентраций анестетика, закрепленную на делителе, вход и выход, согласно настоящему изобретению снабжен термобарокомпенсатором и термостабилизатором, термически связанными между собой и с дном испарительной камеры, делитель установлен горизонтально внутри испарительной камеры, примыкает к ее крышке и механически связан с термобарокомпенсатором.The anesthetic vaporizer is similar to the design described in the copyright certificate No. 440016, containing a gas flow divider in the form of slotted channels on the bypass lines and an evaporation chamber equipped with wicks, an anesthetic concentration scale attached to the divider, the input and output, according to the present invention, is equipped with a temperature compensator and a thermal stabilizer, thermally connected with each other and with the bottom of the evaporation chamber, the divider is installed horizontally inside the evaporation chamber, adjoins its cover and is mechanically connected with thermal bar compensator.

Изобретением предусмотрено, что термобарокомпенсатор выполнен в виде соосно установленных сильфона с легкоиспаряющейся жидкостью, трубчатого конусного наконечника с конфузором на внутренней поверхности, конусного обтюратора, взаимодействующего с конфузором, и тарельчатого клапана, взаимодействующего с упомянутым наконечником, при этом один конец сильфона закреплен на оси испарителя, а свободный конец соединен с обтюратором и закрепленным на нем тарельчатым клапаном, установленными с возможностью продольного перемещения вдоль оси испарителя.The invention provides that the temperature compensator is made in the form of a coaxially mounted bellows with easily volatile liquid, a tubular conical tip with a confuser on the inner surface, a conical obturator interacting with the confuser, and a poppet valve interacting with the said tip, while one end of the bellows is fixed to the axis of the evaporator, and the free end is connected to the obturator and a poppet valve fixed to it, mounted with the possibility of longitudinal movement along the axis evaporator.

При этом термостабилизатор выполнен в виде резервуара с эластичными стенками, установлен на дне испарительной камеры и заполнен термостабилизирующей жидкостью.In this case, the thermostabilizer is made in the form of a tank with elastic walls, is installed at the bottom of the evaporation chamber and is filled with a thermostabilizing liquid.

Согласно изобретению, делитель потока газа оснащен спиральным дефлектором в виде многоходовой цилиндрической пружины, размещенной вдоль байпаса, суммарная длина каждого витка пружины соответствует средней длине параллельных газоходов испарительной камеры.According to the invention, the gas flow divider is equipped with a spiral baffle in the form of a multi-path cylindrical spring placed along the bypass, the total length of each coil of the spring corresponds to the average length of the parallel ducts of the evaporation chamber.

Предусмотрено, что испарительная камера снабжена направляющими для пластин в виде цилиндрических пружин растяжения, диаметр и межвитковый зазор которых пропорционален расстоянию от делителя потока.It is envisaged that the evaporation chamber is provided with guides for the plates in the form of cylindrical tension springs, the diameter and inter-turn clearance of which is proportional to the distance from the flow divider.

Способ стабилизации концентрации анестетика на выходе испарителя, включающий, согласно авторскому свидетельству №440016, деление общего потока газа между испарительной камерой и байпасом посредством ламинарных гидромеханических сопротивлений, равновесное насыщение парами анестетика части газа, проходящего через испарительную камеру, с последующим разбавлением до заданной клинической концентрации второй частью газа, проходящей через байпас, корректировку деления общего потока газа с учетом температуры и давления, в соответствии с настоящим изобретением, первоначально располагают газопроводы байпаса и испарительной камеры в горизонтальных плоскостях на одном уровне, в случае повышения выходной концентрации анестетика при малых газотоках, поднимают уровень байпаса над испарительной камерой и опускают байпас в противоположном случае.A method of stabilizing the concentration of anesthetic at the outlet of the evaporator, including, according to copyright certificate No. 440016, dividing the total gas flow between the evaporation chamber and bypass by means of laminar hydromechanical resistances, equilibrium saturation of the part of the gas passing through the evaporation chamber with anesthetic pairs, followed by dilution to a predetermined clinical concentration of the second part of the gas passing through the bypass, adjusting the division of the total gas flow taking into account temperature and pressure, in accordance with toyaschim invention, initially a bypass pipelines and the evaporator chamber in horizontal planes at the same level, in the case of increasing the output at low anesthetic concentration gazotokah, raised above the level of the bypass chamber and the evaporator is lowered bypass otherwise.

При этом, в случае понижения выходной концентрации анестетика при больших газотоках, дополнительно закручивают байпасный поток газа, за счет чего увеличивают сопротивление байпаса, относительную долю потока газа, проходящего через испарительную камеру, и выходную концентрацию анестетика.In this case, in the case of a decrease in the output concentration of anesthetic at high gas flows, the bypass gas flow is additionally twisted, thereby increasing the resistance of the bypass, the relative fraction of the gas flow passing through the evaporation chamber, and the output concentration of the anesthetic.

Технический результат патентуемого изобретения заключается в следующем:The technical result of the patented invention is as follows:

- повышение стабильности дозирования в широких диапазонах расходов газа от 0,1 до 15 л/мин, температур от 5 до 35°С, а также атмосферного давления от 70 кПа (3 км над уровнем моря) до 110 кПа;- increasing the stability of dosing over a wide range of gas flow rates from 0.1 to 15 l / min, temperatures from 5 to 35 ° C, and atmospheric pressure from 70 kPa (3 km above sea level) to 110 kPa;

- повышение стабильности дозирования при пульсации давления и расхода газа в дыхательном контуре пациента;- increasing the stability of dosing with pulsation of pressure and gas flow in the respiratory circuit of the patient;

- повышение экономичности использования анестетиков благодаря минимизации объема фитилей (до 3 мл).- increase the efficiency of using anesthetics by minimizing the volume of wicks (up to 3 ml).

Сущность изобретения поясняется описанием примера конструктивной реализации патентуемого испарителя и чертежами, на которых представлено:The invention is illustrated by a description of an example of a constructive implementation of a patentable evaporator and drawings, which show:

Фиг.1 - продольное сечение испарителя;Figure 1 is a longitudinal section of an evaporator;

Фиг.2 - термостабилизатор;Figure 2 - thermal stabilizer;

Фиг.3 - размещение триплексных пластин в испарительной камере;Figure 3 - placement of triplex plates in the evaporation chamber;

Фиг.4 - спиральный дефлектор.Figure 4 - spiral deflector.

Патентуемый испаритель анестетиков содержит (Фиг.1) испарительную камеру 1 с фитилями, делитель потока газа в виде щелевых каналов на линиях испарительной камеры 1 и байпаса 2, шкалу концентраций анестетика, закрепленную на делителе (не показана), вход 3 и выход 4. Делитель потока газа выполнен в виде трубчатого золотника 10 со щелевыми каналами 12, 13 переменного сечения на своей наружной поверхности и выходным конфузором 15 на внутренней, сердечника 18 с обтекателем 19 на входе и конусным обтюратором 20 на выходе и тарельчатого клапана 22, закрепленного на сердечнике 18 напротив конусного наконечника 23 золотника 10 с образованием кольцевого зазора на выходе испарительной камеры 1, при этом золотник 10 установлен с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси и подключения щелевых каналов 12, 13 между байпасом и испарительной камерой 1. Термобарокомпенсатор выполнен в виде герметичного сильфона 25 с легкоиспаряющейся жидкостью 26, один конец которого закреплен на оси испарителя, а свободный конец связан с сердечником 18, установленным с возможностью продольного перемещения от выхода 4 к входу 3 при увеличении температуры или уменьшении атмосферного давления и обратного перемещения при уменьшении температуры или увеличении атмосферного давления.Patented anesthetics vaporizer contains (Fig. 1) an evaporation chamber 1 with wicks, a gas flow divider in the form of slotted channels on the lines of the evaporation chamber 1 and bypass 2, an anesthetic concentration scale attached to the divider (not shown), input 3 and output 4. Divider the gas flow is made in the form of a tubular spool 10 with slotted channels 12, 13 of variable cross-section on its outer surface and an output confuser 15 on the inner core 18 with a fairing 19 at the inlet and a tapered obturator 20 at the outlet and a poppet valve 22, fixed on the core 18 opposite the conical tip 23 of the spool 10 with the formation of an annular gap at the outlet of the evaporation chamber 1, while the spool 10 is mounted to rotate around the horizontal axis and connect the slotted channels 12, 13 between the bypass and the evaporation chamber 1. The pressure compensator is made in the form of a hermetic bellows 25 with volatile liquid 26, one end of which is fixed on the axis of the evaporator, and the free end is connected to the core 18, installed with the possibility of longitudinal movement from the exit 4 to 3 move with an increase in temperature or decrease in ambient pressure and backward movement with decreasing temperature or increase in atmospheric pressure.

Термостабилизатор (Фиг.2) выполнен в виде резервуара 28 с эластичными стенками, установлен на дне испарительной камеры 1 и заполнен термостабилизирующей жидкостью, например водным соляным раствором, до самого верха. Фитили выполнены в виде триплексных пластин 30, установлены в рамках на крышке резервуара 28 с зазором между собой и симметрично по обе стороны корпуса 33 делителя, примыкающего к крышке 35. При этом боковые элементы триплексных пластин выполнены из пористого листового металла 40 (Фиг.3), например из нержавеющей стали, и прижаты к центральной пластине 42 из теплопроводного металла (меди), имеющей выпуклый и обтекаемый по ходу газа профиль. Рамки для триплексных пластин выполнены в виде цилиндрических пружин 45 растяжения, диаметр Di и межвитковый зазор (Li-Li-1) которых пропорционален расстоянию Li от делителя потока.Thermostabilizer (Figure 2) is made in the form of a tank 28 with elastic walls, is installed on the bottom of the evaporation chamber 1 and is filled with a thermostabilizing liquid, for example, aqueous saline, to the very top. The wicks are made in the form of triplex plates 30, mounted in a frame on the lid of the tank 28 with a gap between each other and symmetrically on both sides of the casing 33 of the divider adjacent to the lid 35. The side elements of the triplex plates are made of porous sheet metal 40 (Figure 3) , for example, stainless steel, and pressed against the Central plate 42 of a heat-conducting metal (copper) having a convex and streamlined profile of the gas. The frames for the triplex plates are made in the form of cylindrical tension springs 45, the diameter D i and the inter-turn clearance (L i -L i-1 ) of which is proportional to the distance L i from the flow divider.

Делитель потока газа оснащен спиральным дефлектором (Фиг.4) в виде многоходовой (двух- или трехходовой) цилиндрической пружины 50, размещенной вдоль байпасного газохода 51. Диаметр проволоки d пружины 50 равен кольцевому зазору 2 на Фиг.1, а суммарная длина каждого витка пружины 50 соответствует средней длине параллельных газоходов испарительной камеры 1.The gas flow divider is equipped with a spiral baffle (FIG. 4) in the form of a multi-way (two- or three-way) coil spring 50 located along the bypass duct 51. The diameter of the wire d of the spring 50 is equal to the annular gap 2 in FIG. 1, and the total length of each coil of the spring 50 corresponds to the average length of the parallel ducts of the evaporation chamber 1.

Испаритель анестетиков работает следующим образом. Для установки требуемой концентрации анестетика золотник 10 поворачивают вокруг оси до соответствующей отметки шкалы, при этом подключают к входу и выходу испарительной камеры 1 щелевые каналы 12, 13 соответствующей длины и поперечного сечения. Часть газа поступает через каналы 12 на вход испарительной камеры 1, проходит между триплексными пластинами 30 и насыщается до равновесной концентрации анестетика, затем возвращается в байпас 2 через каналы 13, кольцевой зазор между наконечником 23 и клапаном 22, затем разбавляется на выходе испарителя основным потоком газа, проходящим через байпас 2, до требуемой концентрации. Для увеличения выходной концентрации золотник 10 поворачивают против часовой стрелки, подключая щелевые каналы с меньшим гидравлическим сопротивлением (меньшей длины и большего поперечного сечения) и наоборот. При установке шкалы концентрации на «0» испарительную камеру 1 изолируют от байпаса 2.The vaporizer of anesthetics works as follows. To set the desired concentration of anesthetic, the spool 10 is rotated around the axis to the corresponding scale mark, while the slotted channels 12, 13 of the corresponding length and cross section are connected to the input and output of the evaporation chamber 1. Part of the gas enters through the channels 12 to the entrance of the evaporation chamber 1, passes between the triplex plates 30 and saturates to an equilibrium concentration of anesthetic, then returns to bypass 2 through the channels 13, the annular gap between the tip 23 and valve 22, then is diluted at the outlet of the evaporator with the main gas stream passing through bypass 2 to the desired concentration. To increase the output concentration, the spool 10 is turned counterclockwise, connecting slotted channels with less hydraulic resistance (shorter length and larger cross section) and vice versa. When the concentration scale is set to “0”, the evaporation chamber 1 is isolated from bypass 2.

Жидкий анестетик поступает к поверхностям испарения триплексных пластин 30 по капиллярам (порядка 10 мкм) пористого листового металла 40, а также через щелевые зазоры (порядка 20-50 мкм) между центральной пластиной 42 и пористой пластиной 40 за счет сил поверхностного натяжения анестетика. Тепло к поверхностям испарения поступает из окружающей среды через теплопроводные стенки испарительной камеры 1 и из термостабилизатора 28, слой жидкого анестетика и центральные медные пластины 42.Liquid anesthetic enters the evaporation surfaces of the triplex plates 30 through the capillaries (of the order of 10 μm) of the porous sheet metal 40, as well as through slotted gaps (of the order of 20-50 μm) between the central plate 42 and the porous plate 40 due to the surface tension of the anesthetic. Heat to the evaporation surfaces comes from the environment through the heat-conducting walls of the evaporation chamber 1 and from the heat stabilizer 28, a layer of liquid anesthetic and central copper plates 42.

При уменьшении температуры испарителя и соответствующем снижении равновесной концентрации анестетика давление внутри сильфона 25 также уменьшается, и его свободный конец перемещает сердечник 18 к выходу 4 испарителя. При этом кольцевой зазор байпаса 2 уменьшается, а кольцевой зазор между наконечником 23 и клапаном 22 на выходе камеры увеличивается, в свою очередь, увеличивая относительную долю газа, поступающего в испарительную камеру 1, и стабилизируя, в итоге, выходную концентрацию анестетика. При увеличении температуры соотношение потоков газа автоматически корректируется в обратную сторону.With a decrease in the temperature of the evaporator and a corresponding decrease in the equilibrium concentration of the anesthetic, the pressure inside the bellows 25 also decreases, and its free end moves the core 18 to the outlet 4 of the evaporator. In this case, the annular gap of the bypass 2 decreases, and the annular gap between the tip 23 and the valve 22 at the outlet of the chamber increases, in turn, increasing the relative fraction of gas entering the evaporation chamber 1 and stabilizing, as a result, the output concentration of the anesthetic. With increasing temperature, the ratio of gas flows is automatically adjusted in the opposite direction.

Одновременно сильфон работает как барокомпенсатор, аналогично уменьшая относительный поток газа через испарительную камеру при уменьшении атмосферного давления (сильфон расширяется) и наоборот (сильфон сжимается при увеличении атмосферного давления).At the same time, the bellows acts as a baro-compensator, similarly reducing the relative gas flow through the evaporation chamber when atmospheric pressure decreases (the bellows expands) and vice versa (the bellows contracts with increasing atmospheric pressure).

Способ стабилизации выходной концентрации анестетика, включающий деление общего потока газа между испарительной камерой и байпасом посредством ламинарных гидромеханических сопротивлений, равновесное насыщение парами анестетика части газа, проходящего через испарительную камеру, с последующим разбавлением до заданной клинической концентрации второй частью газа, проходящей через байпас, корректировку деления общего потока газа с учетом температуры и давления осуществляют, согласно настоящему изобретению, следующим образом. Предварительно размещают газопроводы байпаса и испарительной камеры в горизонтальных плоскостях на одном уровне, в случае повышения выходной концентрации анестетика при малых газотоках поднимают уровень байпаса над испарительной камерой, в противоположном случае - опускают байпас. В зависимости от конструкции испарителя можно также поднимать выход испарителя относительно его входа в первом случае, и наоборот, опускать выход относительно входа - в противоположном случае.A method for stabilizing the output concentration of anesthetic, including dividing the total gas flow between the evaporation chamber and the bypass by means of laminar hydromechanical resistances, equilibrium saturation of the part of the gas passing through the evaporation chamber with anesthetic pairs, followed by dilution to the desired clinical concentration with the second part of the gas passing through the bypass, correcting the division the total gas flow, taking into account temperature and pressure, is carried out, according to the present invention, as follows. The gas pipelines of the bypass and the evaporation chamber are preliminarily placed in horizontal planes at the same level, if the output concentration of the anesthetic is increased at low gas flows, the bypass level is raised above the evaporation chamber, in the opposite case, the bypass is lowered. Depending on the design of the evaporator, you can also raise the output of the evaporator relative to its input in the first case, and vice versa, lower the output relative to the input - in the opposite case.

Пример 2Example 2

В экспериментальном образце испарителя МИНИВАП-100 (BMV-100) газопроводы байпаса и испарительной камеры (средневзвешенные сечения, при этом в камере 50 мл анестетика) располагают в горизонтальных плоскостях на одном уровне. При минимальном газотоке 0,15 л/мин и стандартных температуре и давлении концентрация анестетика (галотана) на отметках «1» и «3» составляет 1,5 и 4,5 об.% соответственно. В процессе доводки изделия байпас поднимают выше среднего уровня испарительной камеры на 10 мм, так что корпус байпаса примыкает к крышке испарительной камер. В этом случае выходная концентрация при вышеприведенных условиях составляет 1,2 и 3,5 об.% соответственно.In the MINIVAP-100 (BMV-100) experimental sample of the evaporator, the gas pipelines of the bypass and the evaporation chamber (weighted average cross sections, with 50 ml of anesthetic in the chamber) are placed on the same level in horizontal planes. At a minimum gas flow of 0.15 l / min and standard temperature and pressure, the concentration of anesthetic (halotane) at marks “1” and “3” is 1.5 and 4.5 vol.%, Respectively. In the process of finishing the product, the bypass is raised above the average level of the evaporation chamber by 10 mm, so that the bypass housing is adjacent to the cover of the evaporation chamber. In this case, the output concentration under the above conditions is 1.2 and 3.5 vol.%, Respectively.

Действительно, при перемещении байпаса относительно испарительной камеры вверх дополнительный перепад давления, который преодолевает часть газа, проходящая через испарительную камеру, составляет (ср. Пример 1)Indeed, when the bypass moves relative to the evaporation chamber upward, the additional pressure drop that overcomes the part of the gas passing through the evaporation chamber is (cf. Example 1)

Δρ·g·Δh=(1,21-3,45)кг/м3 9,8 м/с2 0,01 м=-0,22 Па,Δρ · g · Δh = (1.21-3.45) kg / m 3 9.8 m / s 2 0.01 m = -0.22 Pa,

где Δρ - разница плотностей газа-носителя (воздуха) и насыщенных паров анестетика;where Δρ is the difference in the densities of the carrier gas (air) and saturated vapor of the anesthetic;

g - ускорение свободного падения;g is the acceleration of gravity;

Δh - разница уровней байпаса и камеры.Δh is the difference between bypass and camera levels.

В то же время перепад давления делителя (управляющий сигнал) составляет при расходе газа 0,15 л/мин около 0,75 Па. Снижение эффективного перепада давления на линии испарительной камеры на (0,22/0,75)100=30% приводит, согласно расчетной оценке (см. кн. Берлина А.З. и Мещерякова А.В., формула (19)), также к снижению выходной концентрации на 30%, т.е. соотвественно к 1,05 и 3,15 об.%, что согласуется с экспериментальными данными.At the same time, the pressure drop of the divider (control signal) at a gas flow rate of 0.15 l / min is about 0.75 Pa. The decrease in the effective pressure difference on the line of the evaporation chamber by (0.22 / 0.75) 100 = 30% leads, according to the calculated estimate (see Prince A.Z. Berlin and A.V. Meshcheryakova, formula (19)), also to reduce the output concentration by 30%, i.e. respectively, to 1.05 and 3.15 vol.%, which is consistent with experimental data.

В случае понижения выходной концентрации анестетика при больших газотоках и концентрациях дополнительно закручивают байпасный поток газа, за счет чего увеличивают сопротивление байпаса, относительную долю потока газа, проходящего через испарительную камеру, и выходную концентрацию анестетика. При этом большая часть тепла для испарения анестетика поступает из термостабилизатора 28.In case of a decrease in the output concentration of the anesthetic at high gas flows and concentrations, the bypass gas flow is additionally twisted, thereby increasing the resistance of the bypass, the relative fraction of the gas flow passing through the evaporation chamber, and the output concentration of the anesthetic. However, most of the heat for evaporation of the anesthetic comes from the heat stabilizer 28.

Пример 3Example 3

В экспериментальном образце испарителя МИНИВАП-100 при расходе воздуха 10 л/мин выходная концентрация галотана на отметке «3» первоначально составляет 2 об.% (из-за значительных тепловых и массообменных нагрузок). В этом случае дополнительно закручивают байпасный поток газа (турбулизация потока), за счет чего увеличивают сопротивление байпаса на 30% при прежнем газотоке 10 л/мин и соответственно поднимают относительную долю потока газа, проходящего через испарительную камеру, и выходную концентрацию анестетика также на 25-30%, т.е. до концентрации 2,6 об.%. При этом сопротивление испарителя при малых газотоках (ламинарный режим) не изменяется, т.к. турбулизация потока возникает только при высоких скоростях.In the experimental sample of the MINIVAP-100 evaporator at an air flow rate of 10 l / min, the output concentration of halotane at “3” is initially 2 vol.% (Due to significant heat and mass transfer loads). In this case, the bypass gas flow is additionally twisted (flow turbulization), due to which the bypass resistance is increased by 30% with the previous gas flow of 10 l / min and, accordingly, the relative fraction of the gas flow passing through the evaporation chamber is increased, and the output concentration of the anesthetic is also 25- 30%, i.e. to a concentration of 2.6 vol.%. The resistance of the evaporator at low gas flows (laminar mode) does not change, because Turbulent flow occurs only at high speeds.

Таким образом, предлагаемый испаритель низкого сопротивления МИНИВАП-100 обеспечивает стабильное дозирование современных анестетиков (изофлюрана, или фторотана-галотана, или энфлюрана, или севофлюрана) в широких диапазонах постоянных и пульсирующих потоков газа от 0,25 до 15 л/мин, температур от 5 до 35°С и давлений окружающей среды. Испаритель экономичен и экологичен (только 3 мл жидкого анестетика остается на фитилях после слива, емкость испарительной камеры 100 мл). Его можно устанавливать как внутри (Draw-over Anesthesia), так и вне дыхательного контура. Благодаря низкому сопротивлению, испаритель совместим с любыми аппаратами ИВЛ и может работать также от источников кислорода низкого давления (оксигенаторов).Thus, the proposed low resistance evaporator MINIVAP-100 provides a stable dosage of modern anesthetics (isoflurane, or fluorotane-halotane, or enflurane, or sevoflurane) in a wide range of constant and pulsating gas flows from 0.25 to 15 l / min, temperatures from 5 to 35 ° C and environmental pressures. The evaporator is economical and environmentally friendly (only 3 ml of liquid anesthetic remains on the wicks after discharge, the capacity of the evaporation chamber is 100 ml). It can be installed both inside (Draw-over Anesthesia) and outside the respiratory circuit. Due to its low resistance, the evaporator is compatible with any ventilator and can also work from low-pressure oxygen sources (oxygenators).

Claims (7)

1. Способ стабилизации концентрации анестетика на выходе испарителя, включающий деление общего потока газа посредством ламинарных гидромеханических сопротивлений, равновесное насыщение парами анестетика одной части газа, проходящей через стабилизированную по температуре испарительную камеру, с последующим разбавлением до заданной концентрации второй частью газа, проходящей через байпас, корректировку деления общего потока газа с учетом температуры, отличающийся тем, что предварительно располагают газопроводы байпаса и испарительной камеры в горизонтальных плоскостях на одном уровне, в случае повышения выходной концентрации анестетика при малых газотоках, поднимают уровень байпаса относительно испарительной камеры или опускают байпас в противоположном случае, при понижении температуры или повышении атмосферного давления увеличивают относительную долю газа через испарительную камеру и уменьшают ее при обратном изменении температуры и давления.1. A method of stabilizing the concentration of anesthetic at the outlet of the evaporator, including dividing the total gas flow through laminar hydromechanical resistances, equilibrium saturation of anesthetic vapor with one part of the gas passing through a temperature-stabilized evaporation chamber, followed by dilution to a predetermined concentration of the second part of the gas passing through the bypass, adjustment of the division of the total gas flow based on temperature, characterized in that the bypass pipelines and the evaporator are pre-positioned of the chamber in horizontal planes at the same level, if the output concentration of the anesthetic at low gas flows increases, the bypass level is raised relative to the evaporation chamber or the bypass is lowered in the opposite case, when the temperature decreases or atmospheric pressure rises, increase the relative fraction of gas through the vaporization chamber and decrease it when reverse change in temperature and pressure. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, в случае понижения выходной концентрации анестетика при больших газотоках и концентрациях, дополнительно закручивают байпасный поток газа, за счет чего увеличивают сопротивление байпаса, относительную долю потока газа, проходящего через испарительную камеру и выходную концентрацию анестетика.2. The method according to claim 1, characterized in that, in the case of lowering the output concentration of anesthetic at high gas flows and concentrations, additionally bypass the gas flow, thereby increasing the resistance of the bypass, the relative fraction of the gas flow passing through the evaporation chamber and the output concentration anesthetic. 3. Испаритель анестетиков, содержащий делитель потока газа в виде ламинарных гидромеханических сопротивлений на линиях байпаса и испарительной камеры с наборами пластин из пористого металла, образующими параллельные щелевые каналы, шкалу концентраций анестетика, закрепленную на делителе, вход и выход для потока газа, отличающийся тем, что он снабжен термобарокомпенсатором и термостабилизатором, термически связанными между собой и с дном испарительной камеры, делитель установлен горизонтально внутри испарительной камеры, примыкает к ее крышке и механически связан с термобарокомпенсатором.3. An anesthetic vaporizer containing a gas flow divider in the form of laminar hydromechanical resistances on the bypass lines and an evaporation chamber with porous metal plate sets forming parallel slotted channels, an anesthetic concentration scale fixed to the divider, an input and output for gas flow, characterized in that it is equipped with a temperature compensator and a thermal stabilizer thermally connected with each other and with the bottom of the evaporation chamber, the divider is installed horizontally inside the evaporation chamber, adjacent to e cap and is mechanically connected to termobarokompensatorom. 4. Испаритель по п.3, отличающийся тем, что термобарокомпенсатор выполнен в виде соосно установленных сильфона с легкоиспаряющейся жидкостью, трубчатого конусного наконечника с конфузором на внутренней поверхности, конусного обтюратора, взаимодействующего с конфузором, и тарельчатого клапана, взаимодействующего с упомянутым наконечником, при этом один конец сильфона закреплен на оси испарителя, а свободный конец соединен с обтюратором и закрепленным на нем тарельчатым клапаном, установленными с возможностью продольного перемещения вдоль оси испарителя.4. The evaporator according to claim 3, characterized in that the pressure compensator is made in the form of a coaxially mounted bellows with easily evaporating liquid, a tubular conical tip with a confuser on the inner surface, a conical obturator interacting with the confuser, and a poppet valve interacting with the said tip one end of the bellows is fixed on the axis of the evaporator, and the free end is connected to the obturator and a poppet valve fixed to it, mounted with the possibility of longitudinal movement in ol axis of the evaporator. 5. Испаритель по п.3, отличающийся тем, что термостабилизатор выполнен в виде резервуара с эластичными стенками, установлен на дне испарительной камеры и заполнен термостабилизирующей жидкостью.5. The evaporator according to claim 3, characterized in that the thermostabilizer is made in the form of a tank with elastic walls, is installed at the bottom of the evaporation chamber and is filled with a thermostabilizing liquid. 6. Испаритель по п.3, отличающийся тем, что делитель потока газа оснащен спиральным дефлектором в виде многоходовой цилиндрической пружины, размещенной вдоль байпаса, при этом суммарная длина каждого витка пружины соответствует средней приведенной длине параллельных газоходов испарительной камеры.6. The evaporator according to claim 3, characterized in that the gas flow divider is equipped with a spiral deflector in the form of a multi-path cylindrical spring placed along the bypass, while the total length of each coil of the spring corresponds to the average reduced length of the parallel gas ducts of the evaporation chamber. 7. Испаритель по п.3, отличающийся тем, что испарительная камера снабжена направляющими для пластин в виде пружин растяжения, диаметр и межвитковый зазор которых пропорционален расстоянию от делителя потока.7. The evaporator according to claim 3, characterized in that the evaporation chamber is provided with guides for the plates in the form of tensile springs, the diameter and inter-turn clearance of which is proportional to the distance from the flow divider.
RU2006134349/14A 2006-09-28 2006-09-28 Method of stabilisation of anaesthetic target concentration and related device RU2329832C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006134349/14A RU2329832C1 (en) 2006-09-28 2006-09-28 Method of stabilisation of anaesthetic target concentration and related device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006134349/14A RU2329832C1 (en) 2006-09-28 2006-09-28 Method of stabilisation of anaesthetic target concentration and related device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006134349A RU2006134349A (en) 2008-04-10
RU2329832C1 true RU2329832C1 (en) 2008-07-27

Family

ID=39810949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006134349/14A RU2329832C1 (en) 2006-09-28 2006-09-28 Method of stabilisation of anaesthetic target concentration and related device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2329832C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8353468B2 (en) 2008-10-31 2013-01-15 Piramal Critical Care, Inc. Device for controlling the flow of anesthetic from a reservoir
US8485235B2 (en) 2009-06-19 2013-07-16 Piramal Critical Care, Inc. Receiver with valves
RU2490034C1 (en) * 2012-01-26 2013-08-20 Александр Зиновьевич Берлин Anaesthetic evaporator
US8528550B2 (en) 2008-12-05 2013-09-10 Piramal Critical Care, Inc. Outlet device for controlling anesthetic flow in vaporizer
US8539994B2 (en) 2009-03-09 2013-09-24 Piramal Critical Care, Inc. Valve with biasing member

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БЕРЛИН А.З. и др. Наркоз и дозирование анестетиков. - М.: Медицина, 1980, с.19. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8353468B2 (en) 2008-10-31 2013-01-15 Piramal Critical Care, Inc. Device for controlling the flow of anesthetic from a reservoir
US8474451B2 (en) 2008-10-31 2013-07-02 Piramal Critical Care, Inc. Device with outlet for controlling anesthetic flow
US8528550B2 (en) 2008-12-05 2013-09-10 Piramal Critical Care, Inc. Outlet device for controlling anesthetic flow in vaporizer
US8539994B2 (en) 2009-03-09 2013-09-24 Piramal Critical Care, Inc. Valve with biasing member
US8485235B2 (en) 2009-06-19 2013-07-16 Piramal Critical Care, Inc. Receiver with valves
RU2490034C1 (en) * 2012-01-26 2013-08-20 Александр Зиновьевич Берлин Anaesthetic evaporator

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006134349A (en) 2008-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2329832C1 (en) Method of stabilisation of anaesthetic target concentration and related device
JP5977786B2 (en) Nitric oxide generation system
US7435225B2 (en) Method and arrangement for measuring breath gases of a patient
CN104114218B (en) Exchange device assembly for respiratory therapy
FI98270C (en) Method and apparatus for evaporation of anesthetic agent
KR20070041676A (en) Apparatus and method for delivering water vapor to a gas
JPH09182795A (en) Vaporization of anesthetic liquid and vaporizing device
NO132615B (en)
CN201855488U (en) Small dose supplement anesthesia evaporator
US6443150B1 (en) Anaesthetic vaporizer
JPH09276408A (en) Gas for respiration supply device
JPS62501265A (en) Methods and devices for airway treatment
CN104023780B (en) For the carburetor arrangement of breathing apparatus
RU2329069C2 (en) Anaesthetic evaporator
Boumphrey et al. Understanding vaporizers
EP4085955A1 (en) Medical ventilation system
US20230415094A1 (en) Method and device for separating carbon dioxide from a respiratory gas mixture
RU2497553C1 (en) Anaesthetic evaporator
RU2436600C1 (en) Anaesthetic evaporator
White Vaporization and vaporizers
JP2001235417A (en) Pore size distribution measuring instrument
RU2490034C1 (en) Anaesthetic evaporator
JP2005279218A (en) Inhalation anesthesia apparatus for small laboratory animal
JP2011083472A (en) Liquid anesthetic vaporizer
JP2007144283A (en) Apparatus for producing synthetic air

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20100802

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130929