DE10210292A1 - Auf Wärmestrahlung beruhendes, künstliches Beatmungssystem mit Co¶2¶-Absorbens und Kanister zur Benutzung darin - Google Patents
Auf Wärmestrahlung beruhendes, künstliches Beatmungssystem mit Co¶2¶-Absorbens und Kanister zur Benutzung darinInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, ein Niedrigfluss-Anästhesieverfahren durchzuführen, während Temperaturanstiege in einem CO¶2¶ Absorbens verhindert, hierdurch Verdampfen von Wasser aus dem CO¶2¶ Absorbens und die in einem Anästhesiekreislauf gebildete Kondensatmenge verringert wird, aber ohne die Menge an zersetzten Verbindungen zu steigern. DOLLAR A Bei einem künstlichen Beatmungssystem mit geschlossenem Kreislauf wird es einem CO¶2¶ Absorbens, das beim Absorbieren von CO¶2¶ Wärme erzeugt, dann, wenn ein Niedrigfluss-Anästhesieverfahren auszuführen ist, bei dem die Gesamtmenge der Sauerstoff und ein flüchtiges Anästhetikum enthaltenen Frischluft 2 Liter pro Minute oder weniger beträgt, ermöglicht, wirksam Wärme abzustrahlen, um Anstiege in der Temperatur des CO¶2¶ Absorbens zu minimieren, folglich das Verdampfen von Wasser aus dem CO¶2¶ Absorbens und die in einem Anästhesiekreislauf gebildete Kondensatmenge zu verringern, aber ohne die durch die Reaktion zwischen dem flüchtigen Anästhetikum und dem CO¶2¶ Absorbens erzeugte Menge an zersetzten Verbindungen zu erhöhen.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein künstliches
Beatmungssystem mit geschlossenem Kreislauf, das ein
Verfahren des Verwendens eines CO2-Absorbens wiederholt, um
in von einem Patienten abgelassenem Atem enthaltenes CO2 zu
absorbieren, damit das CO2 entfernt wird, dann den
Kreislauf mit Frischgas beschickt, um es diesem zu
ermöglichen, mit rückgeführtem Gas kombiniert zu werden,
und es anschließend dem Patienten ermöglicht, das Gas als
Inspiration zu absorbieren, sowie einen Kanister zur
Verwendung in diesem System.
Künstliche Beatmungssysteme können in drei Arten
klassifiziert werden: solche mit einem offenen Kreislauf
(keine Rückatmung), solche mit einem halb geschlossenen
Kreislauf (partielle Rückatmung), und solche mit einem
geschlossenen Kreislauf (vollständige Rückatmung). Systeme
mit offenem Kreislauf lassen den gesamten von einem
Patienten abgelassenen Sauerstoff, CO2 und Anästhesiegas
ab. Systeme mit geschlossenem Kreislauf entfernen CO2 und
führen nahezu das gesamte Sauerstoff- und Anästhesiegas
zurück, das von dem Patienten abgelassen wird. Systeme mit
halb geschlossenem Kreislauf liegen zwischen Systemen mit
geschlossenem und solchen mit offenem Kreislauf. Sie
entfernen CO2 und führen Sauerstoff und Anästhesiegas
zurück, führen aber immer eine gewisse Menge Sauerstoff und
Anästhesiegas zu, während eine gewisse Menge Sauerstoff und
Anästhesiegas abgelassen wird. Die Rückführrate wird durch
den Frischgasfluss bestimmt. Bei sinkendem Frischgasfluss
steigt die Rückführrate des Anästhesiegases an, wohingegen
die Menge an abgelassenem Gas fällt. Im breitesten Sinne
sind Systeme mit halb geschlossenem Kreislauf eine
Teilmenge der Systeme mit geschlossenem Kreislauf. Die
meisten für die Anästhesie verwendeten künstlichen
Beatmungsgeräte sind die des Typs mit geschlossenem
Kreislauf.
Ein Niedrigdurchfluss-Anästhesieverfahren bezieht sich auf
eine Anästhesie geschlossenen Kreislaufs, bei der ein
Sauerstoff und Anästhesiegas enthaltendes Frischgas eine
Durchflussmenge von 2 l/min oder weniger aufweist. Ein
Hochdurchfluss-Anästhesieverfahren bezieht sich auf eine
Anästhesie geschlossenen Kreislaufs, bei der Sauerstoff und
Anästhesiegas enthaltendes Frischgas eine Durchflussmenge
von mehr als 2 l/min aufweist (in einem engen Sinn wird
häufig auf eine Durchflussmenge von 1 bis 2 l/min als
"Mitteldurchfluss" Bezug genommen). Niedrigdurchfluss-
Anästhesie ist bezüglich Kosten und Umwelteinwirkung
vorteilhafter als Hochdurchfluss-Anästhesie, weil das
Anästhesiegas wirksam rückgeführt wird, eine verringerte
Sauerstoff- und Anästhesiegasmenge verbraucht wird, und
eine verringerte Gasmenge abgelassen wird.
Niedrigdurchfluss-Anästhesie kann zur Bildung einer großen
Kondensatmenge führen. Dies liegt vermutlich daran, dass
der Kanister unzureichend Wärme abstrahlt, und das CO2-
Absorbens unzureichend Wärme überträgt, so dass die lokale
Temperatur des CO2-Absorbens beträchtlich ansteigt und
folglich verursacht, dass aus dem Absorbens mehr Wasser
verdampft.
Des weiteren wurde herausgestellt, dass Niedrigdurchfluss-
Anästhesie auf nachteilige Weise zu einer Erhöhung der
Konzentration an toxischen, zersetzten Verbindungen in dem
Kreislauf führen kann (Verbindung A und Kohlenmonoxid), die
durch die Reaktion zwischen einem flüchtigen Anästhetikum
und dem CO2-Absorbens erzeugt werden. Beispielsweise kann
Niedrigfluss-Anästhesie unter Verwendung von Sevofluran
(die Markenbezeichnung eines flüchtigen, von Maruishi
Pharmaceutical Co., Ltd. hergestellten, flüchtigen
Anästhetikums) zu einem Anstieg der Konzentration der
Verbindung A, einer zersetzten Verbindung, in dem Kreislauf
führen. Während es noch nicht bestätigt wurde, dass die
Verbindung A für Menschen renal toxisch ist, wurde eine
renale, toxische Wirkung auf Ratten experimentell bestimmt.
Aus der Verwendung von Sevofluran bei niedrigem Durchfluss
ist eine beträchtliche Kontroverse entstanden. Des weiteren
wurde berichtet, dass Niedrigfluss-Anästhesie unter
Verwendung von Foran (die Markenbezeichnung eines von
Dinapot Co., Ltd. hergestellten, flüchtigen Anästhetikums)
zu einem Ansteigen der Konzentration von Kohlenmonoxid im
Kreislauf führt. Ein Ansteigen bei der lokalen Temperatur
des CO2-Absorbens erhöht die Erzeugung von zersetzten
Verbindungen, während Strahlungswärme aus dem CO2-Absorbens
die Erzeugung von zersetzten Verbindungen verringert.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zum
Durchführen eines Niedrigfluss-Anästhesieverfahrens
bereitzustellen, unter Minimieren des Ansteigens der
Temperatur des CO2-Absorbens, folglich dem Verringern des
Verdampfens von Flüssigkeit aus dem CO2-Absorbens und des
in dem Anästhesiekreislauf gebildete Kondensatmenge, aber
ohne die Menge an zersetzten, durch die Reaktion zwischen
einem flüchtigen Anästhetikum und dem CO2-Absorbens
hergestellten Verbindungen zu erhöhen. Es ist weitere
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues, künstliches
Beatmungssystem bereitzustellen, das kostengünstig und
einfach die obigen Probleme mit Niedrigfluss-Anästhesie
lösen kann. Dies würde als Grundlage für die Diffusion von
Niedrigfluss-Anästhesie dienen, was Kosten reduziert, es
verhindert, das OP-Personal Gas ausgesetzt wird, und die
Menge an in die Atmosphäre abgegebenem Anästhesiegas
verringert.
Diese und weitere Aufgaben werden durch ein künstliches
Beatmungssystem mit geschlossenem Kreislauf gemäß der
vorliegenden Erfindung gelöst, das ein Verfahren des
Verwendens eines CO2-Absorbens wiederholt, um zum Entfernen
des in Ausatmung von einem Patienten enthaltenen CO2 dieses
CO2 zu absorbieren, dann ein Sauerstoff und ein
Anästhetikum enthaltendes Frischgas dem Kreislauf zuführt,
um seine Kombination mit rückgeführtem Gas zu ermöglichen,
und es anschließend dem Patienten ermöglicht, das frische
Mischgas als Inspiration zu absorbieren. Wenn ein
Niedrigfluss-Anästhesieverfahren auszuführen ist, bei dem
die Gesamtmenge des den Sauerstoff und das flüchtige
Anästhetikum enthaltenden Frischgases 2 l/min. oder weniger
beträgt, wird es folglich dem CO2-Absorbens ermöglicht, das
beim Absorbieren von CO2 Wärme erzeugt, wirksam Wärme
abzustrahlen, um den Temperaturanstieg des CO2-Absorbens zu
minimieren, folglich das Verdampfen von Flüssigkeit aus dem
CO2-Absorbens und die Menge an in dem Anästhesiekreislauf
gebildeten Kondensats zu verringern, aber ohne die Menge an
durch die Reaktion zwischen dem flüchtigen Anästhetikum und
dem CO2-Absorbens erzeugten, zersetzten Verbindungen zu
erhöhen.
Um dieses Niedrigfluss-Anästhesieverfahren auszuführen, ist
es des weiteren bevorzugt, ein Gehäuse eines Kanisters
auszubilden, das aus Aluminium oder Kupfer gebildet ist
(oder einem anderen Werkstoff mit einer Wärmeleitfähigkeit
äquivalent zu der von Aluminium oder Kupfer), um zum
Verbessern der Wärmestrahlung das CO2-Absorbens darin
aufzunehmen und/oder einen Kanister zu verwenden, der in
ihm angeordnete Kühlerpaneele aufweist, die aus demselben
Werkstoff wie oben erwähnt ausgebildet sind. Ein Werkstoff
mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit wie beispielsweise
Aluminium kann jedoch durch das CO2-Absorbens korrodiert
werden, so dass es wirkungsvoll ist, diesen Werkstoff
beispielsweise durch Plattieren des Werkstoffs mit Chrom zu
beschichten. Um es dem CO2-Absorbens zu ermöglichen,
wirksam Wärme abzustrahlen, ist es effektiv, beispielsweise
ein Peltier-Kühlverfahren unter Verwendung eines Peltier-
Effekts hinzuzufügen. Des weiteren sind nicht ausreichend
sichere Vorrichtungen (z. B. solche, die zu Ausfällen
neigen) als medizinische Instrumente nicht erwünscht. Das
Hinzufügen des Peltier-Kühlverfahrens ermöglicht es, dass
die Temperatur des CO2-Absorbens elektrisch geregelt wird,
kann aber zu Ausfällen führen und den Produktpreis erhöhen.
Folglich ist das Peltier-Kühlverfahren in Anbetracht des
Produktpreises und im Interesse der Einfachheit nicht die
einzig zu treffende Maßnahme. Tatsächlich kann es
ausreichend wirksam sein, ein Luftkühlverfahren
durchzuführen, das den Kanister extern belüftet, um
Strahlung zu ermöglichen, oder nur den oben genannten
Strahlungskanister ohne das Hinzufügen des Peltier-
Kühlverfahrens oder des Luftkühlverfahrens zu verwenden.
Ein solches Verfahren bildet ebenfalls einen
kostengünstigen und einfachen CO2-Absorbenskühler.
Um ein einfaches Verständnis der technischen Bedeutung der
vorliegenden Erfindung zu ermöglichen, werden Experimente
der Erfinder beschrieben werden, bei denen geschlossene
Anästhesiekreisläufe entsprechend mit einem Peltier-Kühler
mit einem CO2-Absorbens oder einem konventionellen
Plastikkanister ausgestattet, und Schweine 12 Stunden lang
unter Niedrigfluss-Anästhesie mit Sevofluran gesetzt wurden
(Frischgasfluss von 0,6 l/min). Eine Gruppe Peltier-Kühler
mit CO2-Absorbensen und eine Gruppe von konventionellen
Plastikkanistern wurden alle in den jeweiligen
geschlossenen Anästhesiekreisläufen installiert (Fabius:
eine Marke von Dräger aus Lübeck, Deutschland), und 1,5
Liter frisches Kalksoda (Drägersorb 800 plus: eine Marke
von Dräger aus Lübeck, Deutschland) wurde als CO2-Absorbens
verwendet. Bei der folgenden Beschreibung sind die
Ergebnisse in Mittelwert ± Standardabweichung gezeigt,
wobei statistische Daten auf Mann-Whitney U Tests beruhen,
und ein Wert von p < 0,05 als signifikant angesehen wird.
In der Gruppe konventioneller Plastikkanister-Vorrichtungen
erreichten die CO2-Absorbense ihre maximale Temperatur von
40,6 ± 1,6°C vier Stunden nach dem Beginn der Experimente.
Im Gegensatz hierzu erreichte bei der Gruppe von Peltier-
Kühlern mit CO2-Absorbensen die Temperatur der CO2-
Absorbense 29,5 ± 0,5°C eine Stunde nach dem Start der
Experimente und verblieb dann bei ungefähr 30°C, bis die
Experimente beendet waren.
Vor dem Beginn der Experimente betrug der Wassergehalt des
CO2-Absorbens 15,5 ± 0,1% in der Gruppe der
Plastikkanister-Vorrichtungen und 15,4 ± 0,1% in der Gruppe
der Peltier-Kühler mit CO2-Absorbensen. Nach dem Beenden
der Versuche sank der Wassergehalt des CO2-Absorbens in der
Gruppe der Plastikkanister-Vorrichtungen auf 2,5 ± 0,4% ab,
und in der Gruppe der Peltier-Kühler mit CO2-Absorbensen
auf 11,9 ± 1,5%, was zeigt, dass die CO2-Adsorbensen in
beiden Gruppen getrocknet wurden. Der Wassergehalt sank
jedoch in der Gruppe Plastikkanister-Vorrichtungen
signifikant stärker als in der Gruppe Peltier-Kühler mit
CO2-Absorbensen (p < 0,001). Die Menge an aus CO2-Absorbens
verlorenem Wasser betrug in der Gruppe der Plastikkanister-
Vorrichtungen 69,5 ± 22,0 g und 0,7 ± 7,8 g in der Gruppe
Peltier-Kühler mit CO2-Absorbensen. Dies bedeutet, dass in
letzterer Gruppe praktisch kein Wasser verloren ging (p <
0,001).
In der Gruppe Plastikkanister-Vorrichtungen wird in dem
Exspirationsventil kein Kondensat gebildet, wohingegen in
dem Inspirationsventil eine große Menge gebildet wird.
Andererseits wird in der Gruppe Peltier-Kühler mit CO2-
Absorbensen in dem Exspirationsventil eine geringe Menge
Kondensat gebildet, wohingegen im Inspirationsventil keines
gebildet wird.
Zu Beginn der Niedrigfluss-Anästhesie betrug die
Konzentration der Verbindung A im Kreislauf in der Gruppe
Plastikkanister-Vorrichtungen 20,3 ± 3,3 ppm und in der
Gruppe Peltier-Kühler mit CO2-Absorbensen 18,0 ± 2,1 ppm.
Folglich lag diesbezüglich kein signifikanter Unterschied
zwischen diesen Gruppen vor. Eine Stunde nach dem Beginn
der Niedrigfluss-Anästhesie erreichte die Gruppe
Plastikkanister-Vorrichtungen eine Maximalkonzentration von
26,6 ± 2,1 ppm, wohingegen die Gruppe Peltier-Kühler mit
CO2-Absorbensen eine Maximalkonzentration von 18,1 ± 2,2 ppm
erreichte. Ein Vergleich dieser Werte zeigt, dass die
Gruppe Peltier-Kühler mit CO2-Absorbensen eine niedrigere
Konzentration als die Gruppe Plastikkanister-Vorrichtungen
aufwies, und der Unterschied zwischen diesen Gruppen
signifikant war (p < 0,01). Überdies betrug die gesamte
freigegebene Menge in der Gruppe Plastikkanister-
Vorrichtungen 274,8 ± 11,2 ppm.h und 193,8 ± 17,4 ppm.h
in der Gruppe Peltier-Kühler mit CO2-Absorbensen gemäß der
vorliegenden Erfindung. Folglich trug die Gruppe Peltier-
Kühler mit CO2-Absorbensen dazu bei, die Konzentration der
Verbindung A im Kreislauf signifikant zu verringern (p <
0,001).
Diese Ergebnisse wurden durch das folgende erzielt: ein
künstliches Beatmungssystem geschlossenen Kreislaufs, das
ausgebildet ist, das folgende Verfahren zu wiederholen:
Verwenden eines CO2-Absorbens zum Absorbieren von in von einem Patienten ausgeatmeter Exspiration enthaltenem CO2, um das CO2 zu entfernen, dann
Zuführen von Sauerstoff und Anästhetikum enthaltenem Frischgas in den Kreislauf, um es diesem zu ermöglichen, mit rückgeführtem Gas kombiniert zu werden, und nachfolgend
Ermöglichen, dass der Patient als Inspiration frisches (Misch-)Gas absorbiert, wenn ein Niedrigfluss- Anästhesieverfahren auszuführen ist, bei dem die Gesamtmenge an dem den Sauerstoff und das flüchtige Anästhetikum enthaltenem Frischgas 2 l/min oder weniger beträgt.
Verwenden eines CO2-Absorbens zum Absorbieren von in von einem Patienten ausgeatmeter Exspiration enthaltenem CO2, um das CO2 zu entfernen, dann
Zuführen von Sauerstoff und Anästhetikum enthaltenem Frischgas in den Kreislauf, um es diesem zu ermöglichen, mit rückgeführtem Gas kombiniert zu werden, und nachfolgend
Ermöglichen, dass der Patient als Inspiration frisches (Misch-)Gas absorbiert, wenn ein Niedrigfluss- Anästhesieverfahren auszuführen ist, bei dem die Gesamtmenge an dem den Sauerstoff und das flüchtige Anästhetikum enthaltenem Frischgas 2 l/min oder weniger beträgt.
Das CO2-Absorbens, das beim Absorbieren von CO2 Wärme
erzeugt, kann wirksam Wärme abstrahlen, um
Temperaturanstiege des CO2-Absorbenses zu minimieren, indem
die vorliegende Erfindung ausgeführt wird.
Als ein Ergebnis wird das Verdampfen von Feuchtigkeit aus
dem CO2-Absorbens verringert, ebenso wie die Menge an in
einem Anästhesiekreislauf gebildetem Kondensat, aber ohne
Anstieg der Menge an zersetzten Verbindungen, die durch die
Reaktion zwischen dem flüchtigen Anästhetikum und dem CO2-
Absorbens erzeugt werden.
Fig. 1 ist ein Gasflussdiagramm einer Gaszuführsektion
bei einem Beispiel eines erfindungsgemäßen, auf
Wärmestrahlung beruhenden künstlichen
Beatmungssystems mit CO2-Absorbens;
Fig. 2 ist ein Gasflussdiagramm, das ein Niedrigfluss-
Anästhesieverfahren gemäß einem Beispiel der
vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 3 ist ein Gasflussdiagramm, das ein Niedrigfluss-
Anästhesieverfahren gemäß einem Vergleichsversuch
zur vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die ein
Beispiel eines erfindungsgemäßen Kanisters zeigt;
Fig. 5 ist eine vertikale Schnittansicht, die das
Beispiel des erfindungsgemäßen Kanisters zeigt;
und
Fig. 6 ist ein Graph, der die unbelastete
Strahlungseigenschaft des erfindungsgemäßen
Kanisters zeigt.
Mit einem erfindungsgemäßen künstlichen Beatmungssystem mit
geschlossenem Kreislauf wird der erforderliche Wassergehalt
vermutlich durch Wärmestrahlung eines CO2-Absorbens
aufrecht erhalten; Temperaturschwankungen in dem Kreislauf
des künstlichen Beatmungssystems können jedoch zu
Kondensatbildung führen. Falls das CO2-Absorbens auf 20°C
gekühlt wird, sinkt in dem Kreislauf die Konzentration von
zersetzten Verbindungen vermutlich ab, wohingegen der
Wassergehalt des CO2-Absorbens ansteigen kann, so dass er
die Absorption und Durchdringung des CO2 beeinträchtigt. Um
in dem Kreislauf die Temperaturschwankungen zu verringern
und die Feuchtigkeit des CO2-Absorbens auf einem
angemessenen Wert zu halten, ist es wirkungsvoll, die
Temperatur des CO2-Absorbens zwischen 20 und 40°C zu
halten, und bevorzugt zwischen 30 und 35°C.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung, die ein Frischgas bildet und
Sauerstoff, Luft und Stickoxid von den jeweiligen
Gasquellen bereitstellen kann (20% oder mehr Sauerstoff).
Wenn diese Gase gemeinsam durch einen Anästhetikum-Vergaser
laufen, wird diesen Gasen ein Anästhesiegas zugeführt, so
dass das gemischte Gas als Frischgas in einen künstlichen
Beatmungskreislauf eingeführt wird. Hochdurchfluss-
Anästhesie enthält 2 l/min oder weniger Frischgas, während
Starkströmungs-Anästhesie mehr als 2 l/min Frischgas
enthält. Das Frischgas ist kalt und trocken.
In Anbetracht der Kondensatbildung in dem künstlichen
Beatmungssystem und der nachteiligen Auswirkungen des
Wassergehalts auf das CO2-Absorbens ist es wünschenswert,
Temperaturschwankungen in dem künstlichen
Beatmungskreislauf (einschließlich der Temperatur in einem
Kanister) zu minimieren. Erfindungsgemäß kann das
Kanistergehäuse aus Aluminium oder Kupfer ausgebildet sein,
die eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, oder aus einem
Werkstoff mit einer äquivalenten Wärmeleitfähigkeit, um
innere Wärme freizugeben, und eine Anzahl von aus
gleichartigem Werkstoff hergestellten Paneelen können
lamellenartig innerhalb des Kanisters installiert sein, um
Temperaturschwankungen in dem Kanister zu reduzieren.
Überdies können ein Peltier-Element und eine
Temperaturregelung verwendet werden, um Wärme aus dem CO2-
Absorbens abzustrahlen, damit seine Temperatur zwischen 20
und 40°C und bevorzugt zwischen 30 und 35°C gehalten wird.
Dis minimiert selbst bei Niedrigfluss-Anästhesie Anstiege
der Temperatur des CO2-Absorbens, um die Temperatur in dem
künstlichen Beatmungskreislauf in dem zuvor genannten
Bereich zu halten. Dies wiederum senkt die Erzeugung von
giftigen zersetzten Verbindungen und verhindert, dass in
einem Inspirationskreislauf (Fig. 2) Kondensat gebildet
wird.
Beispiele und Vergleichsversuche der vorliegenden Erfindung
werden im folgenden ausführlich unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen beschrieben werden; bei diesen Beispielen
wurden von Dräger hergestellte und "Fabius" genannte
Anästhesiegeräte mit geschlossenem Kreislauf verwendet. In
Fig. 1 bezeichnen Bezugszeichen 11, 12 und 13 Zuführrohre
für entsprechend Sauerstoff, Luft und Stickoxid; 14, 15 und
16 bezeichnen in den jeweiligen Zuführrohren vorgesehene
Drosselventile; 17, 18 und 19 bezeichnen Durchflussmesser
für die jeweiligen Gase; 20 bezeichnet einen Regler für das
Sauerstoff-Mischungsverhältnis und 21 bezeichnet eine
Sektion, die ein flüchtiges Anästhetikum bereitstellt und
als Anästhetikum-Vergaser gezeigt ist. Des weiteren
bezeichnet in den Fig. 2 und 3 das Bezugszeichen 30 einen
künstlichen Beatmungskreis, der als Umlaufkreis gezeigt
ist; 31 bezeichnet ein Exspirationsventil, das als
Rückschlagventil gezeigt ist; 32 bezeichnet ein
Inspirationsventil ähnlich dem Exspirationsventil; 33
bezeichnet einen Durchflussmesser; 34 bezeichnet einen
Druckfühler; 35 bezeichnet einen Sauerstofffühler; 36
bezeichnet ein Rückschlagventil an einer Verzweigung; 37
bezeichnet ein PEEP/Pmax Steuerventil (positiver End-
Exspirationsdruck/Maximaldruck); 38 bezeichnet ein APL
Ventil (einstellbares Druckbegrenzungsventil); 39
bezeichnet eine Druckbeaufschlagungseinrichtung, die als
manueller Luftbalg gezeigt ist; 40 bezeichnet einen
Ventilator; und 41 bezeichnet einen Kanister.
Exspiration: Enthält Sauerstoff, CO2
und ein
Anästhesiegas. Der Durchfluss Strömung im Kreislauf beträgt
ungefähr 6 l/min (im Fall eines Erwachsenen beträgt das
Einzelbelüftungsvolumen 500 ml, die Anzahl Inspirationen
ist 12 und das minütliche Belüftungsvolumen beträgt 6000 ml/min),
die Temperatur beträgt 30°C und die
Luftfeuchtigkeit ist 100%.
Ablass: Enthält Sauerstoff, CO2
Ablass: Enthält Sauerstoff, CO2
und ein Anästhesiegas.
Bei Niedrigfluss-Anästhesie (Frischgasfluss: 1 l/min)
beträgt das Ablassvolumen ungefähr 1 l/min.
Kanister: Das Restgas von ungefähr 5 l/min strömt bei einer Temperatur von 30°C und einer Feuchtigkeit von 100% in den Kanister. CO2
Kanister: Das Restgas von ungefähr 5 l/min strömt bei einer Temperatur von 30°C und einer Feuchtigkeit von 100% in den Kanister. CO2
reagiert mit dem CO2
-Absorbens, um
Wärme zu erzeugen, aber der Kanister weist eine hohe
Wärmeleitfähigkeit auf, wodurch ein Temperaturanstieg des
CO2
-Absorbens (30 bis 35°C) minimiert wird. Dies verringert
das Verdampfen von Wasser aus dem CO2
-Absorbens, um die
Erzeugung von toxischen zersetzten Verbindungen zu
verringern.
Einströmung und Inspiration von Frischluft: Frischgas (Durchfluss 1 l/min) und 5 l/min rückgeführtes Gas verbinden sich miteinander, und das verbundene Gas wird geringfügig gekühlt, bevor ungefähr 6 l/min Gas bei einer Temperatur von ungefähr 30°C und einer Feuchtigkeit von 70 bis 90% unter Verwendung eines Ventilators von dem Patienten eingenommen wird. Die Inspiration enthält nur eine sehr geringe Menge zersetzter Verbindungen. Der Temperaturunterschied zwischen dem CO2
Einströmung und Inspiration von Frischluft: Frischgas (Durchfluss 1 l/min) und 5 l/min rückgeführtes Gas verbinden sich miteinander, und das verbundene Gas wird geringfügig gekühlt, bevor ungefähr 6 l/min Gas bei einer Temperatur von ungefähr 30°C und einer Feuchtigkeit von 70 bis 90% unter Verwendung eines Ventilators von dem Patienten eingenommen wird. Die Inspiration enthält nur eine sehr geringe Menge zersetzter Verbindungen. Der Temperaturunterschied zwischen dem CO2
-Absorbens und dem
Sauggas ist gering, was folglich die in dem
Inspirationskreislauf gebildete Kondensatmenge reduziert.
Exspiration: Enthält Sauerstoff, CO2
und ein
Anästhesiegas. Der Durchfluss im Kreislauf beträgt ungefähr
6 l/min (im Fall eines Erwachsenen beträgt das
Einzelbelüftungsvolumen 500 ml, die Anzahl Inspirationen
ist 12 und das minütliche Belüftungsvolumen beträgt 6000 ml/min),
die Temperatur beträgt 30°C und die
Luftfeuchtigkeit ist 100%.
Ablass: Enthält Sauerstoff, CO2
Ablass: Enthält Sauerstoff, CO2
und ein Anästhesiegas.
Bei Niedrigfluss-Anästhesie (Frischgasfluss: 1 l/min)
beträgt das Ablassvolumen ungefähr 1 l/min.
Kanister: Das Restgas von ungefähr 5 l/min strömt bei einer Temperatur von 30°C und einer Feuchtigkeit von 100% in den Kanister. CO2
Kanister: Das Restgas von ungefähr 5 l/min strömt bei einer Temperatur von 30°C und einer Feuchtigkeit von 100% in den Kanister. CO2
reagiert mit dem CO2
-Absorbens, um
Wärme zu erzeugen und hierdurch die Temperatur des CO2
-
Absorbens lokal auf 40 bis 50°C oder mehr zu erhöhen. Es
wird eine große Menge an toxischen, zersetzten Verbindungen
erzeugt, und eine große Wassermenge verdampft aus dem CO2
-
Absorbens.
Einströmung und Inspiration von Frischluft: Frischgas (Durchfluss 1 l/min) und 5 l/min rückgeführtes Gas verbinden sich miteinander, und das verbundene Gas wird geringfügig gekühlt, bevor ungefähr 6 l/min Gas bei einer Temperatur von ungefähr 30°C und einer Feuchtigkeit von 70 bis 90% unter Verwendung eines Ventilators von dem Patienten eingenommen wird. Die Inspiration enthält eine große Menge an toxischen, zersetzten Verbindungen. Eine große Wassermenge wird aus dem CO2
Einströmung und Inspiration von Frischluft: Frischgas (Durchfluss 1 l/min) und 5 l/min rückgeführtes Gas verbinden sich miteinander, und das verbundene Gas wird geringfügig gekühlt, bevor ungefähr 6 l/min Gas bei einer Temperatur von ungefähr 30°C und einer Feuchtigkeit von 70 bis 90% unter Verwendung eines Ventilators von dem Patienten eingenommen wird. Die Inspiration enthält eine große Menge an toxischen, zersetzten Verbindungen. Eine große Wassermenge wird aus dem CO2
-Absorbens verdampft,
welches heiß wurde, und die Temperatur in dem
Inspirationskreislauf fällt rapide ab, so dass in dem
Inspirationskreislauf Kondensat gebildet wird.
Fig. 4 und 5 zeigen ein Beispiel eines erfindungsgemäßen,
mit einem CO2-Absorbens enthaltenden Kühler verbundenen
Kanister, auf den das Peltier-Kühlverfahren angewendet
wurde. In den Fig. 4 und 5 weist ein Kanister 50 ein aus
Aluminium hergestelltes Kanistergehäuse 51 auf, das eine
große Wärmeleitfähigkeit aufweist und in diesem Beispiel
mit Chrom beschichtet ist, sowie eine Vielzahl von
Kühlerpaneelen 25, die in gleichmäßigen Abständen
angeordnet und ebenfalls aus chrombeschichtetem Aluminium
hergestellt sind. Um Temperaturschwankungen in dem Kanister
zu verringern, kann die Fläche der Kühlerpaneele relativ
zur CO2-Absorbensmenge in dem Gehäuse erhöht werden.
Überdies ist die Vorrichtung mit zumindest einem
Temperaturfühler 53 zum Erfassen der Temperatur innerhalb
des Kanisters versehen, einem Temperaturregler 54 zum
Halten der CO2-Absorbens-Temperatur auf einem frei
gewählten Wert, und einem Kühler 55, einem Peltier-Element
56 und einem Gebläse als Temperatursteuerungseinrichtung.
Bezugszeichen 58 bezeichnet einen Kanistereinsatz, 59 ist
ein unteres Isolierungspaneel, das eine Kondensatbildung in
dem Behälter verhindert, und 60 ist ein Verbindungskabel.
Exspiration strömt durch einen Einströmanschluss 61 und
einen Ausströmanschluss 62 an dem Kanister 50 entsprechend
ein und aus. Bezugszeichen 63 bezeichnet eine
Wärmeisolierungssektion.
Der Kanister 50 weist das zusammen mit dem Kanistereinsatz
58 und dem unteren Isolierungspaneel 59 in ihn eingesetzte
CO2-Absorbens auf, und wird auf den künstlichen
Beatmungskreislauf in Fig. 2 angewendet. Fig. 6 ist ein
Diagramm, das numerische Werte zeigt, und ein über
Durchführen von Strahlungstests ohne Belastung bei den
obigen Bedingungen erhaltenes Diagramm. Die in dieser Figur
bezeichnete Wärmestrahlungseigenschaft zeigt klar, dass das
CO2-Absorbens in der beabsichtigten Temperatur gehalten
werden konnte.
Die vorliegende Erfindung ist wie zuvor beschrieben
aufgebaut und wird so betrieben, dass selbst bei dem
Niedrigfluss-Anästhesieverfahren Temperaturanstiege des CO2
Absorbens minimiert werden können, um die in dem
Inspirationskreislauf gebildete Kondensatmenge zu
verringern, und folglich auch die Konzentration von
toxischen, zersetzten Verbindungen in dem künstlichen
Beatmungskreislauf verringert wird. Folglich weist die
vorliegende Erfindung die Wirkung auf, die oben
beschriebenen Probleme bei Niedrigfluss-Anästhesie zu
mindern, und ebenfalls ihre Beeinträchtigung der Umwelt und
die medizinischen Kosten zu verringern, indem
beispielsweise der Verbrauch an Stickoxid, Sauerstoff und
flüchtigen Anästhetika gesenkt wird.
Claims (5)
1. Künstliches, auf Wärmestrahlung beruhendes
Beatmungssystem mit einem CO2-Absorbens, umfassend ein
künstliches Beatmungssystem mit geschlossenem
Kreislauf, das ein Verfahren des Verwendens eines CO2-
Absorbens wiederholt, um zum Entfernen des in
Ausatmung von einem Patienten enthaltenen CO2 dieses
CO2 zu absorbieren, dann Sauerstoff und ein
Anästhetikum in den Kreislauf einführt, um diese Gase
mit Frischgas zu mischen, und es anschließend dem
Patienten ermöglicht, das Mischgas als Inspiration zu
absorbieren, wobei es dann, wenn ein Niedrigfluss-
Anästhesieverfahren auszuführen ist, bei dem die
Gesamtmenge des den Sauerstoff und das flüchtige
Anästhetikum enthaltenden Frischgases 2 l/min oder
weniger beträgt, dem beim Absorbieren von CO2 Wärme
erzeugenden CO2-Absorbens ermöglicht wird, wirksam
Wärme abzustrahlen, um Temperaturanstiege des CO2-
Absorbens zu minimieren, folglich die Menge an in dem
Anästhesiekreislauf gebildeten Kondensat zu
verringern, aber ohne die Menge an durch die Reaktion
zwischen dem flüchtigen Anästhetikum und dem CO2-
Absorbens erzeugten, zersetzten Verbindungen zu
erhöhen.
2. Künstliches, auf Wärmestrahlung beruhendes
Beatmungssystem mit einem CO2-Absorbens nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftkühlverfahren
oder ein Peltier-Kühlverfahren hinzugefügt wird, um
von dem CO2-Absorbens Wärme abzustrahlen.
3. Künstliches, auf Wärmestrahlung beruhendes
Beatmungssystem mit einem CO2-Absorbens, umfassend ein
künstliches Beatmungssystem mit geschlossenem
Kreislauf, das ein Verfahren des Verwendens eines CO2-
Absorbens wiederholt, um zum Entfernen des in
Ausatmung von einem Patienten enthaltenen CO2 dieses
CO2 zu absorbieren, dann ein Sauerstoff und ein
Anästhetikum enthaltendes Frischgas in den Kreislauf
einführt, um seine Kombination mit rückgeführtem Gas
zu ermöglichen, und es anschließend dem Patienten
ermöglicht, das frische (Misch-)gas als Inspiration zu
absorbieren, wobei dann, wenn ein Niedrigfluss-
Anästhesieverfahren auszuführen ist, bei dem die
Gesamtmenge des den Sauerstoff und das flüchtige
Anästhetikum enthaltenden Frischgases 2 l/min oder
weniger beträgt, die Temperatur des das CO2
absorbierenden CO2-Absorbens zwischen 20 und 40°
gehalten wird, um die Reaktion zwischen dem flüchtigen
Anästhetikum und dem CO2-Absorbens zu unterdrücken.
4. Künstliches, auf Wärmestrahlung beruhendes
Beatmungssystem mit einem CO2-Absorbens nach Anspruch
3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des CO2-
Absorbens zwischen 30 und 35°C gehalten wird.
5. Für ein künstliches, auf Wärmestrahlung beruhendes
Beatmungssystem mit einem CO2-Absorbens verwendeter
Kanister, wobei das System ein künstliches
Beatmungssystem mit geschlossenem Kreislauf umfasst,
das ein Verfahren des Verwendens eines CO2-Absorbens
wiederholt, um zum Entfernen des in Ausatmung von
einem Patienten enthaltenen CO2 dieses CO2 zu
absorbieren, dann ein Sauerstoff und ein Anästhetikum
enthaltendes Frischgas in den Kreislauf einführt, um
seine Kombination mit rückgeführtem Gas zu
ermöglichen, und es anschließend dem Patienten
ermöglicht, das frische (Misch-)gas als Inspiration zu
absorbieren, wobei dann, wenn ein Niedrigfluss-
Anästhesieverfahren auszuführen ist, bei dem die
Gesamtmenge des den Sauerstoff und das flüchtige
Anästhetikum enthaltenden Frischgases 2 l/min oder
weniger beträgt, ein Gehäuse des Kanisters aus
Aluminium oder Kupfer, oder einem Werkstoff mit einer
Wärmeleitfähigkeit äquivalent zu der von Aluminium
oder Kupfer, gebildet ist, um von dem CO2-Absorbens
Wärme abzustrahlen, und in diesem Gehäuse installierte
Kühlerpaneele aus derselben Werkstoffart hergestellt
sind.
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