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DE102006032663B3 - Recovery system for recovering gaseous substances operates with machine respiration or spontaneous respiration to separate gaseous substances - Google Patents

Recovery system for recovering gaseous substances operates with machine respiration or spontaneous respiration to separate gaseous substances Download PDF

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DE102006032663B3
DE102006032663B3 DE200610032663 DE102006032663A DE102006032663B3 DE 102006032663 B3 DE102006032663 B3 DE 102006032663B3 DE 200610032663 DE200610032663 DE 200610032663 DE 102006032663 A DE102006032663 A DE 102006032663A DE 102006032663 B3 DE102006032663 B3 DE 102006032663B3
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cavity system
recovery unit
gas
arrangement
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German (de)
Inventor
Axel Prof. Dr. Heller
Thomas Dr. Rössel
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Technische Universitaet Dresden
Original Assignee
Technische Universitaet Dresden
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Abstract

A recovery unit (6) separates gaseous substances and connects in an exhaling side (5) in front of or after a respiratory device (1). The recovery unit has a cooled cavity system (7) with a constant capacity. There is a passive through- flow through the cooled cavity system during exhalation.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Rückgewinnung gasförmiger Stoffe bei maschineller Beatmung oder bei Spontanatmung.The The invention relates to an arrangement for the recovery of gaseous substances with mechanical ventilation or with spontaneous breathing.

Zur Applikation von gasförmigen und flüssigen Stoffen bei maschineller Beatmung werden bisher Verdampfer, Vernebler und Verdunster eingesetzt.to Application of gaseous and liquid Materials used in mechanical ventilation are so far evaporators, nebulizers and evaporators used.

Verdampfer, wie sie bei Anästhesiebeatmungsgeräten für die Inhalationsnarkose eingesetzt werden, dienen dazu, dem reinen Sauerstoff oder einem Gasgemisch, das den für die Atmung erforderlichen Sauerstoff enthält, ein Anästhetikum beizumischen. In einer Kammer des Verdampfers bildet sich über dem in flüssiger Form eingefüllten Anästhetikum eine Gasphase, deren maximaler Partialdruck der Sättigung des Gasgemischs entspricht. Die Konzentration des Anästhetikums im Gasgemisch, das die Lungen des Patienten erreicht, wird durch eine verstellbare Aufteilung des Atemgasstroms gesteuert, so dass der applizierte Partialdruck deutlich unter dem der gesättigten Gasphase liegt.Evaporator, as in anesthesia ventilators for inhalation anesthesia used to serve the pure oxygen or a Gas mixture containing the for the respiratory oxygen required to add an anesthetic. In A chamber of the evaporator forms above the liquid form filled Anesthetic one Gas phase whose maximum partial pressure corresponds to the saturation of the gas mixture. The concentration of anesthetic in the gas mixture that reaches the lungs of the patient is through controlled an adjustable division of the breathing gas flow, so that the applied partial pressure clearly below that of the saturated Gas phase is.

Vernebler, wie sie in der Intensivmedizin zur Verabreichung flüssiger Medikamente eingesetzt werden, dienen der Erzeugung eines Aerosols im Atemgasgemisch, das dann inhaliert wird.nebulizer, as in intensive care medicine for the administration of liquid drugs are used to produce an aerosol in the breathing gas mixture, which is then inhaled.

Verdunster, wie sie in der Intensivmedizin zur Befeuchtung der Atemgase bei der maschinellen Beatmung eingesetzt werden, dienen der Anwärmung des inspiratorischen Gasgemischs und dessen Sättigung mit Wasserdampf. Zu diesem Zweck wird eine mit Wasser befüllte Kammer beheizt und das Atemgasgemisch bei der Inspiration über die Oberfläche des Wassers geleitet.Verdunster, as they are used in intensive care to humidify the respiratory gases The mechanical ventilation used to warm up the inspiratory gas mixture and its saturation with water vapor. To For this purpose, a chamber filled with water is heated and the Breathing gas mixture at the inspiration over the surface of the Passed water.

Bei der Applikation gasförmiger Stoffe ist deren Verbrauch vom Typ des Applikationssystems und dessen Einstellung abhängig:
Halboffene Systeme kommen fast nur noch bei Intensivbeatmungsgeräten und Tierbeatmungsgeräten zum Einsatz. Bei einem derartigen System wird das Gasgemisch, das während der Exspiration vom Patienten ausgeatmet wird, über einen Schlauch und das Exspirationsventil abgeleitet und nicht wieder verwendet.
When applying gaseous substances, their consumption depends on the type of application system and its setting:
Half-open systems are almost exclusively used in intensive care ventilators and animal respirators. In such a system, the gas mixture exhaled by the patient during expiration is drained via a tube and the expiratory valve and not reused.

Halbgeschlossene und geschlossene Systeme werden demgegenüber bei Anästhesiebeatmungsgeräten eingesetzt und stellen ein Kreissystem mit teilweiser bis vollständiger Wiederverwendung des ausgeatmeten Gasgemischs dar. Sie beruhen auf dem Prinzip, dass der Atemstrom während der Exspiration zusammen mit dem Frischgasstrom in einen Gummibeutel oder Gummibalg geleitet wird. Dieser flexible Hohlraum kann konstruktiv so angeordnet sein, dass er direkt bei der nachfolgenden Inspiration entleert wird oder die Funktion eines Pufferspeichers hat. Die bei der Wiederverwendung des Gasgemischs erforderliche Elimination des Kohlendioxids wird durch die chemische Reaktion zwischen Kohlendioxid und Kalk realisiert, die in einer mit "Atemkalk" gefüllten Kammer des Kreissystems beim Hindurchströmen des Gasgemischs abläuft. Zur Vermeidung der Kondensation von körperwarmen Atemgaskomponenten durch Kontakt mit kühleren Komponenten des Beatmungssystems müssen diese beheizt werden, andernfalls müssen aufwändige technische Vorkehrungen getroffen werden um z.B. Kondenswasser aus dem Atemkreisteil zu entfernen, das ansonsten die Funktion des Atemkreisteils beeinträchtigt.semi-closed and closed systems, on the other hand, are used in anesthesia ventilators and provide a circular system with partial to complete reuse of the exhaled gas mixture. They are based on the principle that the respiratory flow during the Expiration together with the fresh gas flow in a rubber bag or rubber bellows is passed. This flexible cavity can be constructive be arranged so that he is directly at the subsequent inspiration is emptied or has the function of a buffer memory. The at the reuse of the gas mixture required elimination of the Carbon dioxide is caused by the chemical reaction between carbon dioxide and lime realized in a filled with "soda lime" Chamber of the circuit system runs while flowing through the gas mixture. to Prevention of condensation of body-warm respiratory gas components through contact with cooler Components of the ventilation system need to be heated, otherwise, expensive technical Arrangements are made, e.g. Condensation from the breathing circuit part which otherwise interferes with the function of the breathing circuit part.

Gegenüber halboffenen Systemen haben halbgeschlossene und geschlossene Systeme den Vorteil, dass der Verbrauch an Anästhetika aufgrund der Rückführung bzw. Wiederverwendung des ausgeatmeten Gasgemischs erheblich reduziert werden kann. Als Nachteil erweist sich, dass ein konstanter Frischgasstrom direkt oder gepuffert – in der Beatmungstechnik wird diese Form als entkoppelt bezeichnet – eingespeist wird und für die Beatmung ein zweiter unabhängiger Antrieb erforderlich ist, sowie die Menge von im Kreissystem verbleibenden potenziell toxischen Substanzen höher ist sowie größere Mengen an Kondenswasser anfallen.Opposite half-open Systems have semi-closed and closed systems the advantage that the consumption of anesthetics due to the return or Reuse of the exhaled gas mixture significantly reduced can be. The disadvantage turns out to be that a constant flow of fresh gas direct or buffered - in the respiration technique is called this form decoupled - fed will and for the ventilation a second independent Drive is required, as well as the amount of remaining in the circuit system potentially toxic substances is higher as well as larger amounts to accumulate condensation.

Aus der Druckschrift DE 198 23 606 A1 ist die Anwendung von Perfluorhexan F3C(CF2)4CF3, einem linearen mit Fluoratomen gesättigten Molekül, als Bestandteil des Atemgasgemischs zur Therapie des Lungenversagens bekannt.From the publication DE 198 23 606 A1 For example, the use of perfluorohexane F 3 C (CF 2 ) 4 CF 3 , a linear molecule saturated with fluorine atoms, as a component of the breathing gas mixture for the treatment of pulmonary failure is known.

Über Perfluorcarbone ist bekannt, dass sie zu einer Stoffgruppe gehören, die mit den Kohlenwasserstoffen verwandt ist. Im Gegensatz zu diesen sind in den Molekülen, die Ketten-, Ring- oder komplexere Strukturen haben können, die Wasserstoffatome durch Fluoratome ersetzt. Die physikalischen Eigenschaften variieren mit der Struktur der Moleküle, aber vor allem mit der Anzahl der Kohlenstoffatome.About perfluorocarbons is known to belong to a group of substances containing hydrocarbons Is related. Unlike these are in the molecules that Chain, ring or more complex structures may have, the Hydrogen atoms replaced by fluorine atoms. The physical properties vary with the structure of the molecules, but especially with the Number of carbon atoms.

Über den maximalen Dampfdruck eines Stoffes über dessen flüssiger Phase bei einer Temperatur unterhalb seines Siedepunkts ist bekannt, dass er temperaturabhängig ist und in guter Näherung mit der Formel P = 10A-(B/(T+C)) [P = Dampfdruck (bar), T = Temperatur (K)] berechnet werden kann. Die stoffspezifischen Parameter A, B und C stehen in der Literatur zur Verfügung.About the maximum vapor pressure of a substance on its liquid phase at a temperature below its boiling point is known that it is temperature dependent and in a good approximation with the formula P = 10 A- (B / (T + C)) [P = vapor pressure (bar ), T = temperature (K)] can be calculated. The substance-specific parameters A, B and C are available in the literature.

Die Applikation von Perfluorhexan mit Hilfe von Verdampfern an einem Anästhesiebeatmungsgerät (Druckschrift DE 198 23 606 A1 ) hat den Nachteil, dass der maximale Partialdruck von Perfluorhexan durch die Raumtemperatur bestimmt wird, da die Verdampfer und das Kreissystem nicht auf Körpertemperatur geheizt sind. Für eine Anwendung von Perfluorhexan bei der Beatmung von Intensivpatienten wäre außerdem der Einsatz von Intensivbeatmungsgeräten vorteilhaft.The application of perfluorohexane with the aid of evaporators on an anesthesia ventilator (publication DE 198 23 606 A1 ) has the disadvantage that the maximum partial pressure of perfluorhe xan is determined by the room temperature, since the evaporator and the circuit system are not heated to body temperature. For the use of perfluorohexane in the ventilation of intensive care patients, the use of intensive care ventilators would also be advantageous.

Aus der Druckschrift DE 101 07 917 C2 ist ein Verfahren zur verbrauchsarmen Applikation gasförmiger Stoffe bekannt, dass die Elimination des applizierten Stoffes durch ein zwischen Patient und Beatmungsgerät befindliches Applikationssystem reduziert, indem das Gasgemisch bei der Ausatmung durch einen Hohlraum geleitet wird, worin der applizierte Stoff, zum Teil verbleibt und bei der nachfolgenden Einatmung aufgrund der umgekehrten Strömungsrichtung wieder in die Lungen des Patienten gelangt.From the publication DE 101 07 917 C2 a method for low-consumption application of gaseous substances is known that reduces the elimination of the applied substance by an existing between patient and ventilator application system by the gas mixture is passed during exhalation through a cavity in which the applied substance, in part and in the subsequent Inhalation returns to the patient's lungs due to the reverse flow direction.

Ein Problem dieser Lösung liegt darin, dass neben der beabsichtigten Anreicherung des wieder zu verwenden Nutzgases in dem Rückatemanteil die zeitgleiche Anreicherung von potenziell schädlichen Spurengasen erfolgt, die entweder vom Patientenorganismus produziert werden (z.B. Methan) oder die sich aus der chemischen Reaktion von den in dem entstehenden Atemgasgemisch enthaltenen Gase untereinander oder mit den Komponenten des Applikationssystems ergeben (z.B. Reaktion von Sevofluran mit Atemkalk führt zur Compound A-Bildung), insbesondere bei längeren Nutzungsintervallen wie sie in der Intensivmedizin üblich sind. Ein weiteres Problem stellt die Nutzbarkeit des in der Druckschrift ( DE 101 07 917 C2 ) beschriebenen Applikationssystems bei kleineren Atemzugvolumina dar, wie sie bei der Beatmung oder bei der Spontanatmung von Säuglingen, Kleinkindern und Kleintieren vorkommen. Hierbei liegt das Atemzugvolumen erheblich unter dem Hohlraumvolumen wodurch sich die Zeitkonstante des Systems erheblich verlängert und dadurch eine dynamische zeitnahe Steuerung der Gaskonzentrationen erschwert wird. Weiterhin ergibt sich bei der Verwendung des in der Druckschrift ( DE 101 07 917 C2 ) beschriebenen Applikationssystems das Problem der einfachen Steuerung der Einzelanteile des Gasgemisches. Dies kann nur durch eine Patientennahe Gasmessung und eine darauf basierende komplexe Nachführung der einzelnen Gasanteile realisiert werden. Erfolgt die Nachführung patientennah (zwischen Hohlraum und Patient) so wird die Effektivität des Applikationssystems in Hinsicht auf ihre Verbrauchsarmut deutlich beeinträchtigt, dies gilt insbesondere für die Steuerung von Gasen mit hohem Anteil am Atemgas (z.B. Sauerstoff, Stickstoff). Erfolgt die Nachführung patientenfern (zwischen Beatmungsgerät und Hohlraum) werden erhebliche Ansprüche an die (elektronische) Regelung der Nachführung aller Gasanteile gestellt.A problem of this solution is that in addition to the intended enrichment of the reusable gas to be reused in the Rückatemanteil the simultaneous accumulation of potentially harmful trace gases is either produced by the patient organism (eg methane) or resulting from the chemical reaction of those in the resulting gas mixture with each other or with the components of the application system arise (eg reaction of sevoflurane with soda lime leads to the compound A formation), especially at longer intervals of use as are common in intensive care. Another problem is the usability of the in the document ( DE 101 07 917 C2 ) described application system at smaller tidal volumes, as they occur during respiration or during spontaneous breathing of infants, toddlers and small animals. In this case, the tidal volume is considerably lower than the void volume, which considerably prolongs the time constant of the system and thus makes dynamic, timely control of the gas concentrations more difficult. Furthermore, when using the in the document ( DE 101 07 917 C2 ) described application system, the problem of simple control of the individual components of the gas mixture. This can only be realized by a near-patient gas measurement and a complex tracking of the individual gas components based thereon. If the tracking is close to the patient (between the cavity and the patient), the effectiveness of the application system is significantly impaired in terms of its low consumption, this is especially true for the control of gases with a high proportion of respiratory gas (eg oxygen, nitrogen). If the tracking is remote from the patient (between the respirator and the cavity) considerable demands are placed on the (electronic) control of the tracking of all gas components.

Die Aufgabe der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung besteht darin, die Applikation gasförmiger Stoffe so zu verbessern, dass für den zu applizierenden Stoff der Verbrauch minimiert wird, die Konzentration möglichst einfach mit niedriger Zeitkonstante steuerbar ist, es zu keiner Akkumulation potenzieller Spurengase kommt, Kondensate aus dem Atemgas eliminiert werden und die Verwendung von Intensiv- und Kinder- sowie (Klein-) Tierbeatmungsgeräten ermöglicht wird. Außerdem soll ein einfaches Applikationssystem zur Verfügung stehen, dass zur Sicherung des Lebens des Pa tienten keine zusätzlichen aktiven Komponenten erfordert, dass die Atemmechanik der Lunge möglichst wenig und sofern erforderlich ausschließlich kontrolliert beeinflusst.The The object of the invention specified in claim 1 is to the application gaseous To improve substances so that the substance to be applied minimizes the consumption, the concentration preferably simply controllable with low time constant, it is none at all Accumulation of potential trace gases comes, condensates from the respiratory gas be eliminated and the use of intensive care and children as well (Small) animal respirators allows becomes. Furthermore should be a simple application system available for backup In the life of the patient, there were no additional active components requires that the respiratory mechanism of the lungs as little as possible and if necessary exclusively controlled influences.

Die Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.The The object is achieved by an arrangement with the mentioned in claim 1 Characteristics solved.

Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Anordnung sind Gegenstand von Unteransprüchen.further developments and embodiments of the arrangement are the subject of dependent claims.

Erfindungsgemäß erfolgt eine Rückgewinnung des applizierten Stoffes durch seine Überführung in den flüssigen Aggregatzustand mit Hilfe einer in den Ausatemschenkel des Beatmungsgerätes eingebrachten Rückgewinnungseinheit, wobei die gewonnene Flüssigkeit für die erneute Verdampfung, Verdunstung, Verneblung, etc. wieder bereitgestellt werden kann.According to the invention a recovery the applied substance by its conversion into the liquid state of matter with the help of an inserted into the exhale limb of the ventilator Recovery unit the recovered liquid for the re-evaporation, evaporation, nebulization, etc. are provided again can.

Die im Patentanspruch 2 angegebene Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, dass Substanzen die bei Raumtemperatur in flüssiger Form existieren, zurückgewonnen werden können. Diese werden in den Einatemschenkel über die variable Gaszumischung am Beatmungsgerät eingebracht, da sich über der flüssigen Phase eine Gasphase als Bestandteil des Gasgemischs bildet, das appliziert werden soll, ohne dass es bei der nächsten oder folgenden Ausatmungsphasen verloren geht, sondern zurück gewonnen wird. Besonders vorteilhaft ist dies bei den im Patentanspruch 3 genannten Substanzen.The specified in claim 2 embodiment of the invention has the Advantage that substances that exist in liquid form at room temperature, recovered can be. These are in the Einatemschenkel over the variable Gaszumischung on the ventilator introduced, because over the liquid Phase forms a gas phase as part of the gas mixture, the should be applied without it during the next or subsequent exhalation phases is lost, but back is won. This is particularly advantageous in the case of the claim 3 substances mentioned.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird durch die im Patentanspruch 4 angegebene Eigenschaft des Hohlraumsystems erreicht, dass diese auf dem innerhalb des Atemzyklus variablen Druckniveau des Ausatemschenkels des Beatmungsgerätes arbeitet, da die treibende Kraft für den Gasfluss durch die Apparatur nicht durch zusätzliche aktive Komponenten aufgebracht werden muss, sondern durch die stets vorhandenen elastischen Rückstellkräfte des Brustkorbes des Patienten und/oder die der Lunge existiert.A advantageous embodiment of the invention is characterized by the in the claim 4 specified property of the cavity system achieved that this on the within the breathing cycle variable pressure level of the exhale limb of the ventilator works as the driving force for the gas flow through the apparatus not through additional active Components must be applied, but by the ever-present elastic restoring forces of the Thorax of the patient and / or the lung exists.

Die angegebene Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, dass das im Patentanspruch 5 angegebene Verhältnis von VH > VT zwischen dem Hohlraumvolumen des Kondensators VH und dem Atemzugvolumen VT insbesondere bei Kleinkindern und Kleintieren auftritt, da sich der Dampfdruck eines Stoffes über dessen flüssiger Phase bei einer Temperatur unterhalb seines Siedepunkts proportional zu seiner Temperatur verhält und eine aus einem Dampfdruckabfall resultierende Kondensation um so effektiver ist je stärker der erzeugte Temperaturabfall des Gases ist, der durch eine verlängerte Kontaktzeit des Gases mit dem Kondensator im Hinblick auf die Effektivität der Rückgewinnung der applizierten Substanz maximiert werden kann.The specified embodiment of the invention has the advantage that the specified in claim 5 ratio of V H > V T between the void volume of the capacitor V H and the Tidal volume V T especially in infants and small animals occurs because the vapor pressure of a substance at its temperature below its boiling point is proportional to its temperature and a condensation resulting from a drop in vapor pressure is more effective the stronger the temperature drop of the gas produced which can be maximized by prolonging the contact time of the gas with the condenser in view of the effectiveness of the recovery of the applied substance.

Die im Patentanspruch 6 angegebene Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, dass das Hohlraumsystem der Kondensatoreinheit gleichzeitig die Fortleitung des Ausatemgases und die Abtrennung und Ableitung des Kondensates im selben Kompartiment gewährleistet, da die Rückgewinnung der applizierten Substanz unter dieser Bedingung maximiert werden kann.The specified in claim 6 embodiment of the invention has the Advantage that the cavity system of the capacitor unit at the same time Advancement of the exhaled gas and the separation and derivation of the Condensates in the same compartment ensured, as the recovery of the applied substance can be maximized under this condition.

Die im Patentanspruch 7 angegebene Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, dass die Gesamtquerschnittsfläche der Rückgewinnungseinheit den gleichen innerhalb des Atemzyklus variablen Gasfluss des Ausatemschenkels des Beatmungskreises führt, da die Beeinflussung der Atemmechanik des Patienten auf diese Weise auf ein Minimum reduziert werden kann.The specified in claim 7 embodiment of the invention has the Advantage that the total cross-sectional area of the recovery unit the same within the breathing cycle variable gas flow of the exhale limb of the breathing circuit leads, since influencing the respiratory mechanics of the patient in this way can be reduced to a minimum.

Die im Patentanspruch 8 angegebene Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, dass der Gasfluss innerhalb des Hohlraumsystems der Kondensatoreinheit während der innerhalb eines Atemzyklus zeitlich variablen Einatmungsphase null ist, da sich der Dampfdruck eines Stoffes über dessen flüssiger Phase bei einer Temperatur unterhalb seines Siedepunkts proportional zu seiner Temperatur verhält und eine aus einem Dampfdruckabfall resultierende Kondensation um so effektiver ist je stärker der erzeugte Temperaturabfall des Gases ist, der durch eine verlängerte Kontaktzeit des Gases mit dem Kondensator im Hinblick auf die Effektivität der Rückgewinnung der applizierten Substanz maximiert werden kann.The specified in claim 8 embodiment of the invention has the Advantage that the gas flow within the cavity system of the condenser unit while the inspiratory phase, which is variable in time within a respiratory cycle Zero is because the vapor pressure of a substance is above its liquid phase at a temperature below its boiling point proportional to its temperature behaves and a condensation resulting from a vapor pressure drop the more effective the stronger the generated temperature drop of the gas is due to a prolonged contact time of the gas with the condenser in view of the effectiveness of the recovery the applied substance can be maximized.

Die im Patentanspruch 9 angegebene Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, dass die 2 oder 3-dimensionale Anordnung der Teilhohlräume des Hohlraumsystems einen minimalen Gasflusswiderstand bietet, da die Beeinflussung der Atemmechanik des Patienten auf diese Weise auf ein Minimum reduziert werden kann.The specified in claim 9 embodiment of the invention has the Advantage that the 2 or 3-dimensional arrangement of the partial cavities of the Cavity system provides a minimal gas flow resistance, as the Influencing the respiratory mechanics of the patient in this way a minimum can be reduced.

Gemäß Anspruch 10 lässt sich die Querschnittsvergrößerung kontinuierlich oder abrupt ausführen.According to claim 10 leaves the cross-sectional enlargement is continuous or abruptly.

Die im Patentanspruch 11 angegebene Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, dass die 2 oder 3-dimensionale Anordnung des Hohlraumsystems eine homogene Verteilung der Gasflüsse hierin gewährleistet, da die Rückgewinnung der applizierten Substanz unter dieser Bedingung maximiert, sowie die Beeinflussung der Atemmechanik des Patienten unter dieser Bedingung auf ein Minimum reduziert werden kann.The has specified in claim 11 embodiment of the invention the advantage that the 2 or 3-dimensional arrangement of the cavity system ensures a homogeneous distribution of the gas flows herein, because the recovery the applied substance under this condition maximizes, as well as the influence of the respiratory mechanics of the patient under this condition can be reduced to a minimum.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 12 angegeben. Sie ermöglicht durch die Ver wendung von Werkstoffen mit hoher Wärmeleitfähigkeit für die Kondensatoreinheit einen guten Temperaturübergang vom Kühlmittel auf das Atemgas, da die Rückgewinnung der applizierten Substanz unter dieser Bedingung maximiert werden kann.A further advantageous embodiment of the invention is in the claim 12 indicated. It allows through the use of materials with high thermal conductivity for the condenser unit a good temperature transition from the coolant the respiratory gas, because the recovery the administered substance can be maximized under this condition can.

Die im Patentanspruch 13 angegebene Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, dass die 2 oder 3-dimensionale Anordnung der Teilräume oder der Ablaufvorrichtungen des Hohlraumsystems weitgehend ein hydrostatisches Gefälle aufweist, da auf diese Weise eine zügige Drainage der Kondensate aus allen Bereiche des Hohlraumsystems erreicht wird, da die Kondensate aufgrund ihrer Dampfdruckeigenschaften einerseits mit der Gasphase im Gleichgewicht stehen und somit wieder in diese übergehen können und andererseits durch das Auftreten der Kondensate aufgebaute Strömungswiderstände innerhalb des Hohlraumsystems minimiert werden können und somit gleichzeitig die Rückgewinnung der applizierten Substanz unter dieser Bedingung maximiert werden kann, sowie die Beeinflussung der Atemmechanik des Patienten unter dieser Bedingung auf ein Minimum reduziert werden können.The has specified in claim 13 embodiment of the invention the advantage that the 2 or 3-dimensional arrangement of the subspaces or the Drainage devices of the cavity system largely a hydrostatic gradient has, since in this way a rapid drainage of the condensates all areas of the cavity system is reached, since the condensates due to their vapor pressure properties on the one hand with the gas phase to be in equilibrium and thus to return to it can and on the other hand built by the occurrence of condensates flow resistance within of the cavity system can be minimized and thus simultaneously the recovery of the applied substance can be maximized under this condition, as well as influencing the respiratory mechanics of the patient under this Condition can be reduced to a minimum.

Die im Patentanspruch 14 angegebene Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, dass die 2 oder 3-dimensionale Anordnung des Hohlraumsystems über Teilhohlräume oder Ablaufvorrichtungen verfügt, deren Einzel-Gasdurchtrittsflächen im Verhältnis zum Gefälle des jeweiligen Teilhohlraumes oder der Ablaufvorrichtung und unter Berücksichtigung der jeweiligen Querschnittsprofile ausreichend groß sind, gleichzeitig eine effektive Drainage des Kondensates bei minimaler Gasflussbehinderung zu erreichen, da die Beeinflussung der Atemgasströmung aufgrund der Anwesenheit des das Kondensats im gleichen Hohlraum sowie die daraus resultierende Beein flussung der Atemmechanik des Patienten unter dieser Bedingung auf ein Minimum reduziert werden kann.The has specified in claim 14 embodiment of the invention the advantage that the 2 or 3-dimensional arrangement of the cavity system via partial cavities or Has drainage devices, their individual gas passage surfaces in relation to to the slope the respective partial cavity or the drainage device and under consideration the respective cross-sectional profiles are sufficiently large, at the same time an effective drainage of the condensate at minimum Gas flow obstruction to achieve, since the influence of the respiratory gas flow due the presence of the condensate in the same cavity and the Resulting influencing the respiratory mechanics of the patient under this condition can be reduced to a minimum.

Die im Patentanspruch 15 angegebene Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, dass die 2 oder 3-dimensionale Anordnung der Teilhohlräume oder der Ablaufeinrichtungen des Hohlraumsystems an ihrem tiefsten Punkt einen Ablauf besitzt, da das Kondensat hier zur späteren Wiederverwendung gesammelt werden kann und die Rückgewinnung der applizierten Substanz unter dieser Bedingung maximiert werden kann.The specified in claim 15 embodiment of the invention has the advantage that the 2 or 3-dimensional arrangement of the partial cavities or drainage devices of the cavity system at its lowest point has a drain, since the condensate can be collected here for later reuse and the recovery of applied substance can be maximized under this condition.

Die im Patentanspruch 16 angegebene Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, dass die Ableitung des Hohlraumsystems von ihrem tiefsten Punkt aus gekühlt in einen Auffangbehälter erfolgt in dem das Kondensat gesammelt werden kann, da die Rückgewinnung der applizierten Substanz unter dieser Bedingung maximiert werden kann.The has specified in claim 16 embodiment of the invention the advantage that the discharge of the cavity system from its lowest point from cooled in a collection container takes place in which the condensate can be collected, as the recovery the administered substance can be maximized under this condition can.

Die im Patentanspruch 17 angegebene Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, dass ein Auffangbehälter für das Kondensat auf dem Druckniveau des Ausatemgases liegt, da auf diese Weise die Beeinflussung der Atemmechanik des Patienten minimiert wird.The has specified in claim 17 embodiment of the invention the advantage of having a collection container for the Condensate is at the pressure level of the exhaled gas, since on this Way the impact on the respiratory mechanics of the patient is minimized becomes.

Die im Patentanspruch 18 angegebene Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, dass ein Auffangbehälter für das Kondensat eine Druckschleuse aufweist, aus der die zurück gewonnene Substanz in einen weiteren vom Atemwegsdruck unabhängigen Behälter geführt wird, da auf diese Weise die Beeinflussung der Atemmechanik des Patienten während der Kondensatentnahme auf ein Minimum reduziert werden kann.The has specified in claim 18 embodiment of the invention the advantage of having a collection container for the Condensate has a pressure lock, from which the recovered substance in another container independent of the airway pressure is performed because in this way the influence of the respiratory mechanics of the patient during the Condensate removal can be reduced to a minimum.

Die im Patentanspruch 19 angegebene Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, dass sie einen Abscheider für die Kondensate unterschiedlicher Dichte aufweist, da die sortenreine Rückgewinnung der applizierten Substanz unter dieser Bedingung maximiert werden kann.The has specified in claim 19 embodiment of the invention the advantage that they have a separator for the condensates of different densities has, because the sorted recovery of the applied substance can be maximized under this condition.

Die im Patentanspruch 20 angegebene Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, dass eine außerhalb der Kühlung befindliche Umgehung der Kondensatoreinheit existiert, die die Elimination des applizierten Stoffes im Bedarfsfall auf null reduziert.The has specified in claim 20 embodiment of the invention the advantage of being an outside the cooling bypassing the condenser unit exists which eliminates the If necessary, the applied substance is reduced to zero.

Die im Patentanspruch 21 angegebene Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, dass eine außerhalb der Kühlung befindliche Umgehung der Kondensatoreinheit als „fail safe" Einrichtung dient, da auf diese Weise die Beeinflussung der Atemmechanik des Patienten im Augenblick einer Gasflusswiderstands- Erhöhung im Hohlraumsystem auf ein Minimum reduziert wird.The has specified in claim 21 embodiment of the invention the advantage of being an outside the cooling bypassing the condenser unit serves as a "fail safe" device since this way influencing the respiratory mechanics of the patient at the moment one Gas flow resistance increase is reduced to a minimum in the cavity system.

Die im Patentanspruch 22 angegebene Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, dass der Gasflusswiderstand der als „fail safe" Einrichtung dienenden Umgehung der Kondensatoreinheit die außerhalb der Kühlung angeordnet ist unter normalen Betriebsbedingungen höher ist als der Widerstand der Kondensatoreinheit selbst aber niedriger als ein die Patientensicherheit beeinträchtigender Widerstand, da auf diese Weise die Beeinflussung der Atemmechanik des Patienten im Augenblick einer Gasflusswiderstands- Erhöhung in der Kondensatoreinheit und der Verbrauch der applizierten Substanz auf ein Minimum reduziert werden können.The has specified in claim 22 embodiment of the invention the advantage that the gas flow resistance of serving as a "fail safe" device Bypassing of the condenser unit which is located outside the cooling under normal operating conditions is higher than the resistance of the Condenser unit itself but lower than the patient safety debilitating Resistance, in this way influencing the respiratory mechanics of the patient at the moment of a gas flow resistance increase in the condenser unit and the consumption of the applied substance a minimum can be reduced.

Die im Patentanspruch 23 angegebene Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, dass jegliche Form der Kühlung in Frage kommt, die einen hinreichenden Abfall der Atemgastemperatur in der Rückgewinnungseinheit zu erzeugen vermag, da sich der Dampfdruck eines Stoffes über dessen flüssiger Phase bei einer Temperatur unterhalb seines Siedepunkts proportional zu seiner Temperatur verhält und eine aus einem Dampfdruckabfall resultierende Kondensation um so effektiver ist je stärker der erzeugte Temperaturabfall und folglich die Rückgewinnung der applizierten Substanz maximiert werden kann.The has specified in claim 23 embodiment of the invention the advantage that any form of cooling comes into question, the one sufficient drop in the breathing gas temperature in the recovery unit can generate, as the vapor pressure of a substance on the liquid Phase at a temperature below its boiling point proportional behaves to its temperature and a condensation resulting from a vapor pressure drop the more effective the stronger the generated temperature drop and consequently the recovery of the applied Substance can be maximized.

Die im Patentanspruch 24 angegebene Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, dass die Rückgewinnungseinheit als zerlegbare Mehrweg-Komponente von Beatmungsgeräten ausgeführt werden kann.The has specified in claim 24 embodiment of the invention the advantage that the recovery unit be designed as a collapsible reusable component of ventilators can.

Die im Patentanspruch 25 angegebene Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Rückgewinnungseinheit auch als Einweg- Gegenstand ausgeführt werden kann, um medizinisch-hygienische Ansprüche unter diesen Bedingungen zu erfüllen.The specified in claim 25 embodiment has the advantage that the recovery unit Also can be designed as a disposable item to medical-hygienic claims under these conditions.

Die im Patentanspruch 26 angegebene Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, dass Teile der Rückgewinnungseinheit als Einweg- Komponenten ausgeführt werden können, die zusammen mit wieder verwendbaren Komponenten zu einer kompletten Rückgewinnungseinheit zusammengesetzt werden können, da medizinisch-hygienische sowie ökonomische und ökologische Ansprüche unter diesen Bedingungen am besten erfüllt werden können.The has specified in claim 26 embodiment of the invention the advantage of having parts of the recovery unit designed as disposable components can be which together with reusable components to a complete Recovery unit can be assembled there medical-hygienic as well as economic and ecological claims under these conditions can best be met.

Die im Patentanspruch 27 angegebene Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, dass die Rückgewinnungseinheit im Hinblick auf ökologische Aspekte als verfahrenstechnische Kom ponente innerhalb eines gebäude- fahrzeug- oder anlagenzentralen Abgassystems ausgeführt werden kann.The has specified in claim 27 embodiment of the invention the advantage that the recovery unit with regard to ecological aspects as a procedural component within a building vehicle or plant exhaust system can be executed.

Die insgesamt mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass eine verbrauchsarme Applikation gasförmiger Stoffe mit Beatmungsgeräten in der Erwachsenen- und Kinder- Intensivmedizin sowie der Veterinärmedizin und bei tierexperimentellen Anwendungen möglich ist. Gegenüber den bisher bekannten Applikationsformen ergeben sich aus der Reduktion des Verbrauchs ökonomische und ökologische Vorteile, deren Bedeutung vor allem von der applizierten Substanz abhängt.The Overall achieved with the invention advantages are in particular in that a low-consumption application of gaseous substances with respirators in the Adult and Intensive care medicine, veterinary medicine and animal experiments Applications possible is. Across from The application forms known hitherto result from the reduction of consumption economic and ecological Advantages, the significance of which mainly depends on the applied substance depends.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:Embodiments of the invention are in illustrated the drawings. Show it:

1 eine Anordnung der Rückgewinnungseinheit zum Beatmungsgerät 1 an arrangement of the recovery unit to the ventilator

2 eine schematische Darstellung einer Rückgewinnungseinheit mit fächerförmigem Hohlraumsystem 2 a schematic representation of a recovery unit with fan-shaped cavity system

3 eine schematische Darstellung einer Rückgewinnungseinheit mit Ablaufeinrichtungen in Seitenansicht 3 a schematic representation of a recovery unit with drainage devices in side view

4 eine schematische Darstellung einer Rückgewinnungseinheit mit Ablaufeinrichtungen im Querschnitt 4 a schematic representation of a recovery unit with drainage devices in cross section

In der 1 ist eine Anordnung der Rückgewinnungseinheit zum Beatmungsgerät schematisch dargestellt.In the 1 an arrangement of the recovery unit to the ventilator is shown schematically.

Das Beatmungsgerät 1 ist durch ein zuleitendes und ein ableitendes Rohr mit dem Narkosemittelverdunster verbunden.The ventilator 1 is connected to the anesthetic vaporizer through an incoming and outgoing tube.

Über zwei Schläuche ist das Beatmungsgerät 1 mit der Lunge 4 des Patienten verbunden. Der rechte Schlauch in der 1 bildet die Atemgas-Zuführung 3. Der linke Schlauch bildet den Ausatemschenkel 5 mit der Rückgewinnungseinheit 6 vor dem Beatmungsgerät 1, die vom Atemgasgemisch bei der Ausatmung beströmt wird.About two hoses is the ventilator 1 with the lungs 4 connected to the patient. The right hose in the 1 forms the breathing gas supply 3 , The left tube forms the exhale limb 5 with the recovery unit 6 in front of the ventilator 1 which is breathed by the breathing gas mixture during exhalation.

Eine Variation ergibt sich bei der Verwendung von halbgeschlossenen oder geschlossenen Narkosesystemen die über die Verbindung 1a zwischen Ein- und Ausatemschenkel verfügen. Bei diesen Geräten ist ein Einbau der Rückgewinnungseinheit in der Position 6a sinnvoll.Variation arises with the use of semi-closed or closed anesthesia systems via the connection 1a between inhalation and exhalation legs. With these devices, installation of the recovery unit is in position 6a meaningful.

Eine Ausführung für eine Rückgewinnungseinheit ist in der 2 dargestellt. In einer Kühlmittelumgebung 8 ist ein Hohlraumsystem 7 gelagert. Zur Bildung des Hohlraumsystems erfolgt eine schachbrettartige Verzweigung von der Gaszuleitung 18 aus gesehen in einzelne Teilhohlräume. Am tiefsten Punkt der Verzweigung weist das Hohlraumsystem 7 einen Ablauf 20 auf. Zu diesem Ablauf führen die Teilhohlräume zu einem Strang zusammen. Ebenso erfolgt die Zusammenführung der Teilhohlräume zu der Gasableitung 19 zu ebenfalls einem Strang.An embodiment for a recovery unit is in the 2 shown. In a coolant environment 8th is a cavity system 7 stored. To form the cavity system is a checkerboard branching of the gas supply line 18 seen in individual partial cavities. At the lowest point of the branching points the cavity system 7 a process 20 on. To this process, the partial cavities lead to a strand together. Likewise, the merging of the partial cavities takes place to the gas discharge 19 also to a strand.

Eine Zusammenführung auf einen Strang zur Gasableitung 19 und zum Ablauf 20 ist nicht unbedingt erforderlich, sondern stellt nur eine vorteilhafte Ausführung dar. Ebenso kann die Zuführung der Teilhohlräume auf eine Sammelleitung erfolgen, die dann in eine Gasableitung 19 bzw. in einen Ablauf 20 mündet.A merge on a strand for gas discharge 19 and to the process 20 is not essential, but only represents an advantageous embodiment. Likewise, the supply of the partial cavities can be carried out on a manifold, which then into a gas discharge 19 or in a sequence 20 empties.

Das während der Abkühlung des Ausatemgases entstehende Kondensat fließt innerhalb des in 1 dargestellten Hohl raumsystems 7 aufgrund dessen Konstruktion der Schwerkraft folgend zum Ablauf 20 am tiefsten Punkt des Hohlraumsystems 7.The condensate formed during the cooling of the exhaled gas flows within the in 1 illustrated hollow space system 7 due to the construction of gravity following the procedure 20 at the lowest point of the cavity system 7 ,

In der Rückgewinnungseinheit sind zwei Druckventile 9.1 und 9.2 mit variablem Widerstand vorgesehen. Das Druckventil 9.1 regelt den Gasfluss im Hohlraumsystem 7. Das Druckventil 9.2 regelt den Gasfluss über einen ungekühlten Umgehungskreislauf 10.There are two pressure valves in the recovery unit 9.1 and 9.2 provided with variable resistance. The pressure valve 9.1 regulates the gas flow in the cavity system 7 , The pressure valve 9.2 regulates the gas flow through an uncooled bypass circuit 10 ,

Am Ablauf 20 ist ein Auffangbehälter 11 am tiefsten Punkt des Hohlraumsystems 7 vorgesehen. Im Auffangbehälter 11 wird das anfallende Kondensat gesammelt. Der Auffangbehälter 11 wird mit dem im Ausatemschenkel 5 herrschenden variablen Druck beaufschlagt. Über eine Druckschleuse 12 kann das Kondensat ohne Beeinflussung des Drucks innerhalb des Ausatemschenkels 5 einem Auffangbehälter 13 und einem Abscheider 14 zugeführt werden.At the expiration 20 is a collection container 11 at the lowest point of the cavity system 7 intended. In the collection container 11 the accumulating condensate is collected. The collection container 11 gets in with the exhale thigh 5 prevailing variable pressure applied. Via a pressure lock 12 The condensate can affect the pressure inside the exhale limb without affecting the pressure 5 a collection container 13 and a separator 14 be supplied.

Die Kühlmittelumgebung 8 weist eine Wärmedämmung 15 auf, in der eine verschließbare Öffnung 16 zur Befüllung mit einem Kühlmittel und zur Entleerung erfolgen kann.The coolant environment 8th has a thermal insulation 15 on, in which a closable opening 16 can be done for filling with a coolant and for emptying.

Neben der schon beschriebenen Variation der Teilhohlräume lässt sich das Hohlraumsystem alternativ durch Ablaufeinrichtungen realisieren. Eine solche Anordnung ist in der 3 und 4 dargestellt.In addition to the already described variation of the partial cavities, the cavity system can alternatively be realized by drainage devices. Such an arrangement is in the 3 and 4 shown.

Von der Gaszuleitung 18 verlaufen mit einer gewissen Neigung zum Ablauf 20 hin mehrere Ablaufeinrichtungen 17. Die Ablaufeinrichtungen 17 bilden jeweils ein Paar in einer kammartigen Anordnung, wobei die beiden Kämme in einem Paar überlappend angeordnet sind.From the gas supply 18 run with a certain tendency to expiration 20 towards several drainage facilities 17 , The drainage devices 17 each form a pair in a comb-like arrangement, wherein the two combs are arranged in a pair overlapping.

Die Kondensation erfolgt auf Grund deren Kühlung an den Ablaufeinrichtungen 17. Das Kondensat gelangt durch die Neigung der Ablaufeinrichtungen 17 zum Ablauf 20. Zur Kühlung befindet sich die kammartige Anordnung der Ablaufeinrichtungen 17 in einer Kühlmittelumgebung 8.The condensation takes place due to the cooling of the drainage devices 17 , The condensate passes through the inclination of the drainage devices 17 the end 20 , For cooling, there is the comb-like arrangement of the drainage devices 17 in a coolant environment 8th ,

Bei einer Anordnung wie in 3 und 4 gezeigt, lässt sich die Kühlmittelumgebung 8 anstelle eines gasförmigen oder flüssigen Kühlmittels vorteilhaft auch durch Peltierelemente erzeugen.In an arrangement such as in 3 and 4 shown, the coolant environment can be 8th advantageously also produce by Peltier elements instead of a gaseous or liquid coolant.

11
Beatmungsgerätventilator
1a1a
Zusatzverbindung bei Narkosebeatmungsgeräten (halbgeschlossen, geschlossen)additional connection in anesthesia ventilators (half closed, closed)
22
Verdunster oder InjektorVerdunster or injector
33
Atemgas-ZuführungBreathing gas supply
44
Patient/LungePatient / lung
55
AusatemschenkelAusatemschenkel
66
RückgewinnungseinheitRecovery unit
6a6a
alternativer Einbau bei Narkosebeatmungsgeräten (halbgeschlossen, geschlossen)alternative Installation in anesthesia ventilators (half closed, closed)
77
Hohlraumsystem/KondensatorCavity system / condenser
88th
Kühlung/KühlmittelumgebungCooling / coolant environment
99
variabler Widerstand/Druckventilvariable Resistance / pressure relief valve
1010
UmgehungskreislaufCollateral circulation
1111
Auffangbehälter (druckabhängig)Collecting container (pressure-dependent)
1212
Druckschleusepressure lock
1313
Auffangbehälter (druckunabhängig)Collecting container (pressure independent)
1414
Abscheiderseparators
1515
Kühlmittelbehälter mit WärmedämmungCoolant tank with thermal insulation
1616
Öffnung Kühlmittelbehälter verschließbarOpening of coolant tank can be closed
1717
Ablaufeinrichtungoff device
1818
Gaszuleitunggas supply
1919
Gasableitunggas discharge
2020
Ablaufprocedure

Claims (27)

Anordnung zur Rückgewinnung gasförmiger Stoffe bei maschineller Beatmung oder bei Spontanatmung, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abscheidung des gasförmigen Stoffes eine Rückgewinnungseinheit (6) vorgesehen ist, welche im Ausatemschenkel (5) vor oder nach einem Beatmungsgerät (1) anschließbar ist, die Rückgewinnungseinheit (6) ein gekühltes Hohlraumsystem (7) mit konstantem Volumen aufweist, das Hohlraumsystem (7) passiv bei der Ausatmung durchströmt wird und worin der gasförmige Stoff in einer Menge kondensiert, die von der durch Temperaturreduktion des Ausatemgases bewirkten Dampfdruckabsenkung abhängt, und aus dem Hohlraumsystem (7) ableitbar ist.Arrangement for the recovery of gaseous substances in mechanical respiration or in spontaneous breathing, characterized in that for the separation of the gaseous substance, a recovery unit ( 6 ) is provided, which in the exhale ( 5 ) before or after a ventilator ( 1 ), the recovery unit ( 6 ) a cooled cavity system ( 7 ) with constant volume, the cavity system ( 7 ) passively exhaled, and wherein the gaseous substance condenses in an amount dependent on the vapor pressure reduction caused by temperature reduction of the exhalation gas, and from the void system ( 7 ) is derivable. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturreduktion im Hohlraumsystem (7) der Rückgewinnungseinheit (6) so bemessen ist, dass eine Rückgewinnung eines Gasgemischs erfolgt, das mindestens einen Stoff mit einem Siedepunkt über 21°C enthält.Arrangement according to claim 1, characterized in that the temperature reduction in the cavity system ( 7 ) of the recovery unit ( 6 ) is so dimensioned that a recovery of a gas mixture containing at least one substance with a boiling point above 21 ° C is carried out. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturreduktion im Hohlraumsystem (7) der Rückgewinnungseinheit (6) zur Rückgewinnung von Perfluorpentan, Perfluorhexan, Perfluorheptan, Perfluoroktan, Perfluornonane, Perfluordekan, Isofluran, Desfluran oder Servofluran einzeln oder als Kombination bemessen ist.Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the temperature reduction in the cavity system ( 7 ) of the recovery unit ( 6 ) for the recovery of perfluoropentane, perfluorohexane, perfluoroheptane, perfluorooctane, perfluoromonanes, perfluorodecane, isoflurane, desflurane or servoflurane individually or in combination. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlraumsystem (7) zur Aufnahme des variablen Druckniveaus im Ausatemschenkel ausgebildet ist.Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cavity system ( 7 ) is designed to receive the variable pressure level in the exhale limb. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anwendung bei Kleinkindern und Kleintieren das Hohlraumvolumen des Hohlraumsystems (7) Vh zum Atemzugvolumen Vt im Verhältnis Vh > Vt steht.Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that for use in infants and small animals, the void volume of the cavity system ( 7 ) V h to the tidal volume V t in the ratio V h > V t . Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlraumsystem (7) der Rückgewinnungseinheit (6) zur Fortleitung des Ausatemgases eine Gaszuleitung (18) und eine Gasableitung (19) aufweist und zur Ableitung des Kondensates ein Ablauf (20) vorgesehen ist.Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cavity system ( 7 ) of the recovery unit ( 6 ) for the passage of the exhaled gas, a gas supply line ( 18 ) and a gas discharge ( 19 ) and for discharging the condensate has a sequence ( 20 ) is provided. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtquerschnittsfläche des Hohlraumsystems (7) zur Aufnahme des innerhalb des Atemzyklus variablen Gasflusses des Ausatemschenkels des Beatmungskreises ausgebildet ist.Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the total cross-sectional area of the cavity system ( 7 ) is designed to accommodate the variable within the breathing cycle gas flow of the exhale limb of the breathing circuit. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasfluss innerhalb des Hohlraumsystems (7) der Rückgewinnungseinheit (6) während der innerhalb eines Atemzyklus zeitlich variablen Einatmungsphase null ist.Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the gas flow within the cavity system ( 7 ) of the recovery unit ( 6 ) while the inspiratory phase variable in time within a respiratory cycle is zero. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die 2 oder 3-dimensionale Anordnung des Hohlraumsystems einen minimalen Gasflusswiderstand durch eine Querschnittsvergrößerung in Strömungsrichtung aufweist.Arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that the 2 or 3-dimensional arrangement of the cavity system a minimum Gas flow resistance by a cross-sectional enlargement in the flow direction having. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsvergrößerung kontinuierlich oder abrupt ausgeführt ist.Arrangement according to claim 9, characterized that the cross-sectional enlargement is continuous or abruptly is. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur homogenen Verteilung des Gasflusses die 2 oder 3-dimensionale Anordnung des Hohlraumsystems (7) von der Gaszuleitung (18) eine gleichmäßige Verzweigung in Teilhohlräume aufweist.Arrangement according to one of claims 1 to 10, characterized in that for the homogeneous distribution of the gas flow, the 2 or 3-dimensional arrangement of the cavity system ( 7 ) from the gas supply line ( 18 ) has a uniform branching in partial cavities. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass für das Hohlraumsystem (7) Werkstoffe mit einer geeigneten Wärmeleitfähigkeit vorgesehen sind.Arrangement according to one of claims 1 to 11, characterized in that for the cavity system ( 7 ) Materials are provided with a suitable thermal conductivity. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die 2 oder 3-dimensionale Anordnung der Teilhohlräume oder der Ablaufeinrichtung des Hohlraumsystems (7) weitgehend ein hydrostatisches Gefälle aufweist.Arrangement according to one of claims 1 to 12, characterized in that the 2 or 3-dimensional arrangement of the partial cavities or the drainage device of the cavity system ( 7 ) has largely a hydrostatic gradient. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die 2 oder 3-dimensionale Anordnung des Hohlraumsystems (7) über Teilhohlräume oder Ablaufeinrichtungen (17) verfügt, deren Einzel-Gasdurchtrittsflächen im Verhältnis zum Gefälle des jeweiligen Teilhohlraumes oder der Ablauf vorrichtung und unter Berücksichtigung der jeweiligen Querschnittsprofile so bemessen ist, dass gleichzeitig eine effektive Drainage des Kondensates bei minimaler Gasflussbehinderung erzeugt wird.Arrangement according to one of claims 1 to 13, characterized in that the 2 or 3 di Metric arrangement of the cavity system ( 7 ) via partial cavities or drainage devices ( 17 ), whose individual gas passage surfaces in relation to the slope of the respective partial cavity or the drainage device and taking into account the respective cross-sectional profiles is dimensioned so that at the same time an effective drainage of the condensate is generated with minimal gas flow obstruction. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die 2 oder 3-dimensionale Anordnung der Teilhohlräume oder der Ablaufeinrichtungen (17) des Hohlraumsystems (7) an ihrem tiefsten Punkt einen Ablauf (20) aufweisen.Arrangement according to one of claims 1 to 14, characterized in that the 2 or 3-dimensional arrangement of the partial cavities or the drainage devices ( 17 ) of the cavity system ( 7 ) at its lowest point a process ( 20 ) exhibit. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitung des Hohlraumsystems von ihrem tiefsten Punkt aus mit einem Auffangbehälter (11) verbunden ist und Ableitung und Auffangbehälter gekühlt sind.Arrangement according to one of claims 1 to 15, characterized in that the discharge of the cavity system from its lowest point with a collecting container ( 11 ) is connected and discharge and collecting container are cooled. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Auffangbehälter (11) für das Kondensat mit dem Druckniveau des Ausatemgases beaufschlagbar ist.Arrangement according to one of claims 1 to 16, characterized in that a collecting container ( 11 ) is acted upon for the condensate with the pressure level of the exhalation gas. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Auffangbehälter (11) für das Kondensat eine steuerbare Druckschleuse (12) angeschlossen ist, die mit einem weiteren vom Atemwegsdruck unabhängigen Behälter verbunden ist.Arrangement according to one of claims 1 to 17, characterized in that on the collecting container ( 11 ) for the condensate a controllable pressure lock ( 12 ) connected to another container independent of the airway pressure. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass an den druckunabhängigen Auffangbehälter (13) ein Abscheider (14) für die Kondensate unterschiedlicher Dichte angeschlossen ist.Arrangement according to one of claims 1 to 18, characterized in that the pressure-independent collecting container ( 13 ) a separator ( 14 ) is connected for the condensates of different densities. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine außerhalb der Kühlung befindliche Umgehung des Hohlraumsystems (7) vorgesehen ist, so dass die Elimination des applizierten Stoffes im Bedarfsfall auf null reduzierbar ist.Arrangement according to one of claims 1 to 19, characterized in that a bypass of the cavity system located outside the cooling ( 7 ), so that the elimination of the applied substance can be reduced to zero if necessary. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine außerhalb der Kühlung befindliche Umgehung des Hohlraumsystems (7) als Sicherheitseinrichtung ausgebildet ist.Arrangement according to one of claims 1 to 20, characterized in that a bypass outside the cooling system of the cavity system ( 7 ) is designed as a safety device. Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasflusswiderstand der als Sicherheitseinrichtung dienenden Umgehung des Hohlraumsystems (7) außerhalb der Kühlung angeordnet ist, und unter normalen Betriebsbedingungen höher ist als der Widerstand des Hohlraumsystems (7) selbst aber niedriger als ein die Patientensicherheit beeinträchtigender Widerstand ist.Arrangement according to claim 21, characterized in that the gas flow resistance of serving as a safety device bypassing the cavity system ( 7 ) is located outside the cooling, and is higher than the resistance of the cavity system under normal operating conditions ( 7 ) itself, but lower than a patient safety compromising resistance. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kühlung des Hohlraumsystems (7) solche Mittel vorgesehen sind, die zur Erzeugung eines hinreichenden Abfalls der Atemgastemperatur in der Rückgewinnungseinheit (6) geeignet sind.Arrangement according to one of claims 1 to 22, characterized in that for cooling the cavity system ( 7 ) means are provided for generating a sufficient drop in the respiratory gas temperature in the recovery unit ( 6 ) are suitable. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückgewinnungseinheit (6) als zerlegbare Mehrweg-Komponente von Beatmungsgeräten ausgeführt ist.Arrangement according to one of claims 1 to 23, characterized in that the recovery unit ( 6 ) is designed as a dismountable reusable component of ventilators. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückgewinnungseinheit (6) als Einweg- Gegenstand ausgeführt ist.Arrangement according to one of claims 1 to 23, characterized in that the recovery unit ( 6 ) is designed as a disposable item. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass Teile der Rückgewinnungseinheit (6) als Einweg- Komponenten ausgeführt sind, die zusammen mit wieder verwendbaren Komponenten zu einer kompletten Rückgewinnungseinheit (6) zusammensetzbar sind.Arrangement according to one of claims 1 to 25, characterized in that parts of the recovery unit ( 6 ) are designed as disposable components which, together with reusable components, form a complete recovery unit ( 6 ) are composable. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückgewinnungseinheit (6) als Komponente innerhalb eines gebäude-, fahrzeug-, oder anlagenzentralen Abgassystems ausgeführt ist.Arrangement according to one of claims 1 to 26, characterized in that the recovery unit ( 6 ) is executed as a component within a building, vehicle, or plant exhaust system.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19823606A1 (en) * 1998-05-27 1999-12-02 Draeger Medizintech Gmbh New breathing gas mixtures and equipment used to administer them
DE10107917C2 (en) * 2001-02-14 2003-12-11 Univ Dresden Tech Arrangement for low-consumption application of gaseous substances

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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