SE467376B - Saett och anordning foer kvalitativ undersoekning av narkosgaser - Google Patents

Description

467 10 15 20 25 30 35 376 2 kan göras enkel och billig och är lämplig för komplettering av befintlig narkosutrustning.

För dessa ändamål anvisas enligt uppfinningen ett sätt och en anordning vars kännetecken är angivna i patentkraven. ' Som framgår närmare av det följande baserar sig upp- finningen på användning av en adsorbent med specifik affinitet för narkosgaser av den angivna typen och mätning av den snabb- het med vilken adsorbenten laddas av en ström av narkosgasen resp. urladdas av en ström av en desorptionsfluid. Strömmen av narkosgas resp. desorptionsfluid förs därvid genom en passage innehållande adsorbenten, och den utgående strömmens koncen- tration av narkosgasen mäts under en viss mätperiod, så att ett mått på koncentrationsändringen erhålls. Med kännedom om substansens specificitet för olika narkosgaser av den ifråga- varande typen kan man med ledning av det erhållna måttet fastställa vilken av de ifràgakommande narkosgaserna den undersökta narkosgasen är.

Uppfinningen förklaras närmare nedan med hänvisning till de bifogade schematiska ritningarna.

Fig. 1 visar schematískt en utföringsform som är lämplig i det fall då den undersökta gasens koncentration är konstant eller varierar långsamt; Fig. 2 visar schematískt en utföringsform som är lämplig i det fall då gaskoncentrationen skall övervakas i huvudsak fortlöpande men kortare avbrott för identifiering av den undersökta gasen kan accepteras; Fig. 3 visar schematískt en utföringsform med vilken koncentrationsmätningen kan ske kontinuerligt, dvs. utan avbrott för identifieringen: Fig. 4-6 är diagram som åskådliggör sättet enligt uppfin- ningen.

Den i fig. 1 schematískt visade undersökningsanordningen 10 är via en analysledning 11 ansluten till en gasledning L.

Denna kan vara en slang som är ansluten till en inhalations- å mask i en narkosapparat och transporterar en gasström inne- hållande åtminstone en narkosgas av den typ som utgörs av en halogenerad kolväteförening, t.ex. halotan, enfluran eller isofluran. Denna narkosgas kan på i och för sig välkänt sätt P). 10 15 20 25 30 35 467 376 3 tillföras till ledningen L från en förgasare, i vilken narkos- gasen införs i flytande form.

Via en ventil 12 transporteras en delström av huvud- strömmen i ledningen L genom en separationsanordning 13, där delströmmen går genom en passage P som innehåller en adsorbent A med specifik affinitet till narkosgaser av den nämnda typen, dvs. en absorbent som har förmåga att binda narkosgasens molekyler till sig på ett specifikt sätt. Denna förmåga ut- nyttjas för identifiering av narkosgasen, såsom förklaras närmare nedan.

Narkosgaskoncentrationen i den från separationsanordningen 13 utgående gasströmmen mäts fortlöpande med en vid passagens utloppsände anordnad koncentrationsmätare 14, som kan vara exempelvis av den typ som beskrivs i US-A-4 399 686. Till koncentrationsmätaren 14 hör en anordning 15 (datorutrustning med tillhörande programvara) för behandling av utsignalen från koncentrationsmätaren och identifiering av narkosgasen på grundval av dels data som representeras av utsignalen, dels kända data för adsorbentens specificitet för de ifràgakommande narkosgaserna.

Fig. 2 visar en variant av undersökningsanordningen i fig. 1. Utförandet i fig. 2 skiljer sig från utförandet i fig. 1 genom att undersökningsanordningen har ytterligare en ventil 12A och genom att det hela är så inrättat, att separa- tionsanordningen 13 genomströmmas av narkosgasen endast när identifieringen skall ske. Utförandet i fig. 2 lämpar sig för användning i de fall då relativt snabba ändringar av narkos- gaskoncentrationen hos strömmen i ledningen L kan förekomma.

En annan variant visas i fig. 3. I detta fall finns ytter- ligare en koncentrationsmätare 14A, som helt avbrottsfritt mäter narkosgaskoncentrationen hos huvudströmmen i ledningen L, så att denna koncentration kan övervakas även medan identi- fieringsmätningen sker.

Transporten av gasströmmen genom analysledningen ll om- besörjs av en pump 16. Denna kan med fördel vara en pump som ingår i koncentrationsmätaren 14,14A eller som i vilket fall som helst är behövlig för gastransporten genom denna. Pumpens flöde är konstant, dvs. den gasmängd som per tidsenhet trans- porteras genom separationsanordningen 13 är konstant. 467 10 15 20 25 30 35 376 4 I enlighet med en utföringsform av uppfinningen genomförs den kvalitativa undersökningen, dvs. identifieringen av narkosgasen, på följande sätt.

Frånsett den eller de korta perioder under vilka identi- fieringen sker, går delströmmen av gas från ledningen L konti- nuerligt genom analysledningen 11, varvid ventilen 12 intar det i fig. 1 markerade läget. Koncentrationen av den använda narkosgasen mäts därvid kontinuerligt med koncentrations- mâtaren 14 och förutsätts vara i huvudsak konstant eller variera långsamt, så att ingen betydande koncentrationsändring hos huvudströmmen i ledningen L förekommer medan identifi- eringen sker.

Sedan separationsanordningen 13 har genomgåtts av del- strömmen under en viss tid är absorbenten A i dess separa- tionspassage P fullt laddad eller mättad, dvs. den upptar och binder ej längre några narkosgasmolekyler ur delströmmen. Den från separationsanordningen 13 utgående, av koncentrations- mätaren 14 övervakade delströmmen har därför samma narkosgas- koncentration som huvudströmmen i ledningen L.

När identifieringen skall ske ställs ventilen 12 om, så att förbindelsen mellan ledningen L och separationsanordningen 13 avbryts och i stället en förbindelse öppnas mellan separa- tionsanordningen och en ledning 17, som står i förbindelse med omgivningen eller en annan lämplig källa för en desorptions- fluid, så att separationsanordningen 13 genomströmmas av denna.

Desorptionsfluiden lösgör de till adsorbenten A i separa- tionsanordningens passage P bundna molekylerna, och under den period då desorptionsfluiden strömmar genom separations- anordningen kommer den utgående fluidströmmens koncentration att variera på ett specifikt sätt, nämligen så, att den faller gradvis mot noll, dvs. adsorbenten A urladdas gradvis. När sedan ventilen 12 åter omställs för att på nytt upprätta förbindelsen mellan ledningen L och separationsanordningen 13, kommer adsorbenten A att på nytt laddas gradvis till i huvud- sak mâttnad eller fullt laddat tillstànd.

Urladdningsförloppet är liksom uppladdningsförloppet tidsmässigt specifikt för den använda narkosgasen, och genom 10 15 20 25 30 35 467 376 5 undersökning av urladdningsförloppet eller uppladdningsför- loppet kan narkosgasen identifieras säkert.

Undersökningen utförs med hjälp av koncentrationsmätaren 14. Man kan därvid mäta den tid det tar för adsorbenten A i passagen P att uppnå en viss laddningsgrad, varvid tiden mäts från omställningen av ventilen 12 till dess att den från separationsanordningen 13 utgående gasströmmens koncentration har stigit eller fallit över ett bestämt koncentrationsområde eller har stigit eller fallit till en viss andel, exempelvis hälften, av ett jämförelsemått på koncentrationen eller över ett visst koncentrationsintervall, som utgör en förutbestämd del av jämförelsemåttet.

Undersökningen, sådan den kan tänkas försiggå, illustreras av diagrammet i fig. 4, som visar narkosgaskoncentrationen hos den från passagen P i separationsanordningen 13 utgående gasströmmen som funktion av tiden under den period då under- sökningen pågår. Som jämförelsemått används i det i fig. 4 visade fallet den narkosgaskoncentration som uppmätts omedel- bart före undersökningen.

En tid efter det att ventilen 12 har ställts i det visade läget är adsorbenten A fullt laddad, varvid koncentrations- mätaren 14 anger ett koncentrationsvärde c, som i huvudsak överensstämmer med den narkosgaskoncentration som huvud- strömmen i ledningen L har. Vid tidpunkten ts ställs ventilen v 12 om för att sätta separationsanordningen 13 1 förbindelse med ledningen 17 för desorptionsfluiden (luft), varvid den av koncentrationsmätaren 14 uppmätta narkosgaskoncentrationen faller och så småningom blir noll eller praktiskt taget noll.

Adsorbenten är då helt urladdad.

Vid en viss tidpunkt to, som ligger vid eller efter den tidpunkt då nollkoncentration - helt urladdad adsorbent - har uppnåtts, ställs ventilen 12 åter om för att sätta separa- tionsanordningen i förbindelse med ledningen L, så att ladd- ningen börjar. Den tidpunkt tm då koncentrationsvärdet cm, hälften av koncentrationsvärdet c, nås fastställs, och med ledning av längden på tidsintervallet to-tm fastställts narkos- gasens identitet; för en viss narkosgas av den här ifråga- varande typen är längden på detta tidsintervall signifikant 467 10 15 20 25 30 35 376 6 skild från motsvarande längd för andra narkosgaser av samma typ.

Identifieringen kan naturligtvis alternativt genomföras under urladdningen eller under såväl urladdningen som upp- laddningen.

Det är naturligtvis inte nödvändigt att utföra mätningen över det koncentrationsintervall cm-cm som har angivits ovan, utan intervallets gränser kan väljas efter önskan, varvid det givetvis är lämpligt att välja gränser som ger ett så tillför- litligt mått på motsvarande tidsintervall som möjligt. Normalt är det att föredra att låta intervallets gränser vara tydligt skilda från såväl det högsta som det lägsta värdet på den 4 uppmätta koncentrationen.

Fig. 5 är ett diagram som representerar uppladdningen och urladdningen av adsorbenten A i passagen P som funktion av tiden vid undersökning medelst anordningen i fig. 1 av två narkosgaser, den ena innehållande 2 volymprocent halotan och den andra innehållande 2 volymprocent enfluran (för övrigt samma sammansättning och temperatur).

Undersökningen genomfördes på följande sätt med en viss avvikelse från den ovan beskrivna undersökningen.

Vid undersökningens början var adsorbenten A i passagen P helt eller i det närmaste helt urladdad. Vid tidpunkten tu inleddes uppladdningen genom att narkosgasen med hjälp av ventilen 12 bringades att strömma genom passagen. Vid en senare tidpunkt ts började koncentrationsmätaren 14 indikera en stigande koncentration av halotan resp. enfluran, såsom visas av den vänstra flanken på kurvorna i fig. 5. Innan koncentrationen hos den från passagen P utgående strömmen hade nått värdet 2% ställdes ventilen 12 om för att avbryta narkos- gastillförseln och i stället tillföra desorptionsfluiden (luft). Denna omställning gjordes medan koncentrationsmätaren 14 fortfarande indikerade en stigande koncentration.

En viss tid efter omställningen indikerade koncentrations~ mätaren en stigande koncentration för att sedan ett toppvärde nåtts indikera en fallande koncentration, såsom visas av den högra kurvflanken i fig. 5. p Vid undersökningen bestämdes toppvärdet, Hcmx för halotan och Ecmx för enfluran, för koncentrationen hos fluidströmmen 10 15 20 25 30 35 467 376 7 från passagen P i separationsanordningen 13 och även den tid, Ht för halotan och Et för enfluran, som det tog för denna kon- centration att falla över ett visst bestämt koncentrations- omràde av ett omfång motsvarande hälften av toppvärdet. Detta koncentrationsomràde är i fig. 5 betecknat med Hcmfio för halotan och Eqmflo för enfluran. Mätningen av denna tid inled- des kort efter det att koncentrationsmätaren indikerat topp- värdet Hcm X resp. Ecmx, för koncentrationen, dvs. börjat indi- kera fallande koncentration. Närmare bestämt inleddes mät- ningen av tiden när det indikerade koncentrationsvärdet mot- svarade en viss andel, 90%, av toppvärdet Hcm, resp. Ecmx.

X Det koncentrationsomràde över vilket mätningen sker kan _ också ligga mellan förutbestämda gränsvärden, dvs. vara obero- ende av toppvärdet. Ett sådant koncentrationsomràde är marke- rat i fig. 5 och betecknat med ck.

Som fig. 5 visar skiljer sig uppladdnings-urladdnings- kurvan för enfluran signifikant från motsvarande kurva för halotan. För enfluran skedde som synes uppladdningen snabbare och till ett högre toppvärde än för halotan, och även urladd- ningen över det förutbestämda koncentrationsomrâdet skedde Skillnaden i det tids- mässiga förloppet vid upp- och urladdningen möjliggör en snabb snabbare för enfluran än för halotan. och pålitlig identifiering av den använda narkosgasen med användning av en enkel och billig utrustning; som framgår av det föregående kan det räcka med en enkel och billig kom- plettering av befintlig narkosutrustning.

Identifieringen kan ske förutom på grundval tiden for urladdning över ett visst koncentrationsomràde såsom har beskrivits ovan med hänvisning till fig. 5, på grundval av tiden för uppladdning över ett visst koncentrationsomràde och/eller tiden för uppladdning till toppvärdet.

Fig. 6 är ett diagram som representerar uppladdningen och urladdningen av adsorbenten som funktion av tiden vid under- sökning av en enda narkosgas, halotan, på det med hänvisning till fig. 5 beskrivna sättet, halotan, vid tre olika koncen- trationsvärden, 1, 2 och 4 volymsprocent, för halotankom- ponenten i huvudströmmen i ledningen 12. Som framgår av detta diagram är tiden för uppladdningen till toppvärdet och tiden för den direkt efter uppnàende av toppvärdet inledda urladd- 467 376 8 ningen starkt beroende av koncentrationen. Det är därför lämpligt att som beskrivits ovan låta det koncentrationsområde över vilket mätningen på den från separationsanordningen 13 utgående fluidströmmen sker vara relaterat till toppvärdet av 5 den indikerade koncentrationen, åtminstone när den undersökta ”___ narkosgasens koncentration kan variera kraftigt från undersök-' ning till undersökning.

Undersökningen kan utan problem genomföras vid den tem- peratur på delströmmen i analysledningen 11 som utgör normal 10 omgivningstemperatur i den miljö där narkosutrustning används, t.ex. 20-25°C. Temperaturen inverkar på upp- och urladdnings- rloppet, men en för klinisk tillämpning av uppfinningen till- räckligt noggrann kompensation för temperaturinverkan kan lätt åstadkommas med enkla medel. Sådan temperaturkompensation är 15 normalt att föredra framför åtgärder för konstanthållning av temperaturen, eftersom sådana åtgärder är mera krävande ifråga om den utrustningsmässiga insatsen.

I samtliga utföringsformer kan passagen P i separations- anordningen 13 bildas av ett kort rör- eller slangstycke, som 20 är fyllt med ett finkornigt adsorbentmaterial av lämpligt slag eller eventuellt invändigt belagt med ett lämpligt adsorbent- material. Lämpliga adsorbenter i det förstnämnda fallet är ex.vis tvärbundna styrensampolymerer i pulverform (partikel- storlek ex.vis 0,10-0,15 mm). Exempel på lämpliga adsorbent- 25 material för det andra fallet anges i US-A-4 399 686. De däri angivna materialen kan användas även när adsorbenten utgörs av partiklar av ett inert material med en beläggning av ett adsorbentmaterial.

I praktiken är en separationspassage P med en längd av 30 storleksordningen någon eller några centimeter och en genom- strömningsarea på några kvadratmillimeter tillräcklig. Identi- fieringen kan därför ske mycket snabbt, i kliniska applika- tioner på något eller några tiotal sekunder eller mindre, och den för transporten av delströmmen av narkosgas genom analys- 35 ledningen och separationsanordningen använda pumpen kan vara mycket liten. Med lämpligt val av adsorbent kan identifie- ringen genomföras med ett pålitligt resultat trots den korta tiden och den enkla utrustningen.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 467 376 Patentkrav

1. Sätt för kvalitativ undersökning av en narkosgas som utgörs av eller innehåller en halogenerad kolväteförening, kännetecknat av att en ström av narkosgasen bringas att strömma genom en passage (P) upptagande en adsorbent (A), till vilken narkos- gaser av typen halogenerade kolväten har specifik affinitet, och därvid bringas i kontakt med adsorbenten så att denna laddas medelst narkosgasen, ändringen av narkosgaskoncentrationen hos den från passagen utgående fluidströmmen undersöks under adsorbentens (A) laddning medelst den genom passagen strömmande narkosgasen och/eller under adsorbentens urladdning medelst en genom passagen strömmande desorptionsfluid, narkosgasen identifieras med ledning av koncentrations- ändringen och absorbentens specificitet för olika narkosgaser av den angivna typen.

2. Sätt enligt krav 1, kännetecknat av att man undersöker koncentrationsändringen genom att mäta den tid det tar för den frán passagen (P) utgående fluidströmmen att ändras över ett bestämt koncentrationsområde (cR, Hqmßo, Eqmüo).

3. Sätt enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att man undersöker koncentrationsändringen genom att mäta den tid (Ht, Et) det tar för den från passagen (P) utgående fluid- strömmens narkosgaskoncentration (c) att ändras över ett område (fiqmfiu, Eqæfio) vars utsträckning utgör en bestämd andel av ett jämförelsevärde (Hc mx'

4. Sätt enligt krav 2 eller 3, kännetecknat av att man Ecmx) för koncentrationen. nutgàende från urladdat tillstànd hos adsorbenten (A) låter den undersökta narkosgasen strömma genom passagen (P) under en bestämd tid kortare än den tid som erfordras för uppladdning av adsorbenten till mättnad och mäter den tid under vilken vid en därefter försiggàende urladdning av adsorbenten narkosgas- koncentrationen hos den från passagen utgående fluidströmmen faller över ett bestämt koncentrationsomràde (ck, Hqmfio, ECmaxSO) '

5. Sätt enligt krav 4, kännetecknat av att man som jäm- förelsevärde använder det i anslutning till uppladdningen 467 10 15 20 25 576 10 uppnådda toppvärdet (Hcmx, Eqmx) på narkosgaskoncentrationenI hos den från passagen (P) utgående fluidströmmen.

6. Anordning för kvalitativ undersökning av en narkosgas som utgörs av eller innehåller en halogenerad kolväteförening, kännetecknad av en separationsanordning (13) med en passage (P) för en ström av den narkosgas som skall undersökas, vilken passage upptar en adsorbent (A), till vilken narkosgaser av typen halogenerade kolväten har specifik affínitet, varvid adsor- benten är anordnad att komma i kontakt med strömmen av narkos- gas för att laddas medelst denna, anslutningsorgan (12) för alternativ anslutning av ett inlopp på separationsanordningens (13) passage (P) till en källa (L) för den narkosgas som skall undersökas och en källa (17) för en desorptionsfluid för urladdning av adsorbenten (A), och en anordning (14) för mätning av narkosgaskoncentrationen hos den från passagen (P) utgående fluidströmmen.

7. Anordning enligt krav 6, kännetecknad av att anslut- níngsorganen (12, 12A) innefattar en ventilanordning för alternativ anslutning till källan (L) för den narkosgas som skall undersökas till inloppet på separationsanordningens (13) passage (P) och ett inlopp på mätníngsanordningen (14) beläget på passagens utloppssida.

8. Anordning enligt krav 6, kännetecknad av en anordning (l4A) för kontinuerlig mätning av koncentrationen hos narkos- gasen i källan (L). .Vr