SE437936B - Ventilanordning, serskilt vid ett narkosaggregat - Google Patents

Description

8304597-1 Överskottsventilen kan vara av två slag: 1. Tryckstyrd, dvs en fjäderbelastad ventíltallrilc som öppnar vid ett visst övertryck i narkossystemet. Denna typ är vanligast, men ger olika pres- tanda för narkossystemet om patienten spontanandas eller om narkosläkaren "kontrollerar" (sköter andningen åt patienten) andningen. Denna ventil kräver en manuell omställning, vilket försvårar dess användning samt ger risk för manöverfel. 2. Volymstyrd, därvid sluts ventiltallriken vid ett snabbt uppkommet över- tryck i narkossystemet. Denna lösning har fördelen att systemet har samma pres- tanda i "kontrollerad" som spontanandning. Nackdelen är att hastigt uppkomna övertryck av annan orsak, t.ex. hastiga färskgasiiiflöde, patienten hostar, "oregelbunden kontrollerad andning", kan låsa ventilen i stängt läge och ge upphov till höga övertryck med ty åtföljande risk för lungsprängning.

Föreliggande uppfinning har till ändamål att åstadkomma en ventilanord- ning, vilken lämpar sig för användning vid narkossystem av skilda typer och som därvid uppvisar stor säkerhet mot felfunktíon, såsom låsning i stängt eller öppet läge och som har en automatisk funktion, så att manuell omställning ej erfordras.

Uppfinningens ändamål uppnås genom att utföra anordningen med de i patentkrav 1 angivna kännetecknen.

På bifogade ritningar visas ventilanordningen enligt uppfinningen i två applikationsfall vid narkosaggregat. I det följande beskrives anordningen. Figu- rerna är 1 och' 2, som vardera visar något schematiskt ett narkosaggregats olika delar dock, för att uppnå största tydlighet, ej med sina rätta proportioner och rätta inbördes storlekar, varvid ventilanordningen visas i två varianter.

Enligt figur 1 uppvisar ett narkosaggregat ett slangsystem 1, med ett första anslutningsstycke 2 och ett andra anslutningsstycke 3 samt en trevägs- koppling 4. Trevägskopplingen är med två av sina grenar 5 och 6 anslutet till dels en första slang 7, vilken mynnar i anslutningsstycket 2, respektive en andra slang 8, vilken mynnar i anslutningsstycket 3. En tredje gren 9 till tre- vägskopplingen 4 är anordnad att utgöra anslutningsstos för den inhalations- anordning, medelst vilken narkosgasblandningen tillföras patientens andnings- vägar. En sådan anordning kan bestå av en mask eller en tub. Sådana anord- ningar är dock tidigare väl kända och skall därför ej närmare beskrivas.

Anslutníngsstyckena 2 och 3 är i sin tur anslutna till en del av narkos- aggregatet. som i det följande kallas reglerdonet 10. Anslutningsstycket 2 är därvid anslutet till en stos 11, som leder till en kanal 12, vilken i sin till an- slutiiixxgsstosc-n 11 motstående ände mynnar i en anslutningsstos 13. Kanalen 12 uppvisar en förträngning 14. Mellan förträngningen 14 och anslutningsstosen 11 8304597-1 mynnar i kanalen dels en anslutningsstos 15 och dels en sidokanal 16. Mellan förträngningen 14 och anslutningsstosen 13 mynnar en sidokanal 17.

Anslutningsstosen 15 är avsedd för en ej visad slang, som är avsedd för tillförsel av färskgas, en blandning av narkosgas och syre från tryckbehållare.

En anordning för tillförsel av narkosgasblandningen utgör vid sidan av slang- systemet 1, narkosmasken eller liknande och reglerdonet 10, aggregatets fjärde del. Sådana gasförsörjningssystem är emellertid tidigare väl kända och skall därför ej närmare beskrivas i detta sammanhang, vilken utgör ventilanordningen enligt uppfinningen.

Kanalerna 16 och 17 leder båda till en ventilanordning 20, varvid kanalen 16 leder till en första kammare 21 och kanalen 17 till en andra kammare 22. Kam- rarna 21 och 22 är gastätt skilda åt medelst ett membran 23, vilket uppbär en stång 24. Då stången 24 föres genom väggarna 25 och 26 till kamrarna 21 och 22 finns i dessa väggar tätande membran 27 och 28. Den ände av stången 24, som utträder ur kammaren 22 genom membranet 27 är försedd med ett manöver- organ 29.

Den ände av stången 24, som utträder ur kammaren 21 genom membranet 28 befinner sig i en tredje kammare 30, som omslutes av en vägg 31. Denna ände av stången uppbär en ventiltallrik 32, som kan samverka med ett ventilsäte 33.

Ventiltallriken och därmed också stången 24 belastas i riktningen mot ventilsätet 33 av en svag fjäder 34.

Ventilsätet 33 mynnar via en kanal 35 i en anslutningsstos 36, vilken upp- bär anslutníngsstycket 3 och kanalen 35 är därmed ansluten till slangen 8. I den tredje kammaren 30 mynnar ytterligare två kanaler, en kanal 37, som slutar i en anslutningsstos 38 och en kanal 39, som mynnar i en anslutningsstos 40. Anslut- ningsstosen 38 är i sin tur avsedd att vara ansluten till en behållare för upp- samling av förbrukad gas, i vilken gas kan lagras under utandningsperioderna.

Stosen 40 är avsedd för anslutning till en slang för bortförande av förbrukad gas. Slangen är därvid på konventionellt sätt ansluten till ett ej visat ventila- tionssystem.

Den återstående anslutningen till kanalen 12, anslutningsstosen 13 är anordnad för anslutning av en sk andningsballong. En sådan ballong består av en blåsa 42, vanligen av gummi, vilken arbetar mellan ett mer eller mindre sam- manfallet tillstånd och ett fyllt tillstånd. Någon utspänning av materialet i blåsan 42 förekommer däremot ej vid arbete, emedan aggregatet ej är avsett att arbeta vid sådana tryck, som skulle kunna åstadkomma sådan utspänning. Genom ballongens rörelser indikeras patientens andning och inandningen kan under- stödjas genom tryck kring blåsan. Även denna anordning är emellertid väl känd från området. 8304597-1 Såsom framgår av den givna beskrivningen mynnar det rum, i det föl- jande kallat primärrummet, som representeras av patientens lungblåsor, patien- tens andningsvägar och nämnda anordning såsom en mask, en svalgtub eller lik- nande, i trevägskopplingen 4 och ansluter till två rum, ett första rum 44, som representeras av slangen 7, anslutningsstycket 2, kanalen 14 och andnings- blåsan 42, till vilket rum dessutom är anslutet de båda rummen 21 och 22 i ventilanordníngen 20. Detta rum 44 är i sin tur anslutet till gasförsörjnings- systemet genom anslutningsstosen 15.

Till primärrummet, som innefattar patientens andningssystem, är via trevägskopplingen 4 parallellt till rummet 44 anslutet ett andra rum 45, som representeras av slangen 8, anslutningsstycket 3 och kanalen 35. Rummet 45 är dessutom via ventilsätet 33 anslutningsbart till det tredje rummet 30 i ventil- anordningen 20 och från detta finns, som nämnts, fritt utlopp för gasen.

Om man förutsätter att en inandning skall påbörjas och att därvid rummet 44 är fyllt med en oförbrukad narkosgasblandning, så kommer inandningen att leda till att denna gasblandning via trevägskopplingen 4 rusar i det nämnda primärrummet. Därvid tas gasblandning från blåsan 42, vilken gasblandning måste rusa genom kanalen 12. Tillförsel av färskgas genom anslutningsstosen 15 är nämligen så reglerad, att den på detta sätt tillförda gasmängden ej räcker till för det flöde, som strömmar in i patienten vid inandningen. När gasen strömmar genom kanalen 12 kommer dess hastighet att ökas i förträngningen 14, vilket leder till ett undertryck i förträngningen och strax efter densamma i för- hållande till trycket på anströmningssidan, där gas strömmar från blåsan 42 och fram till förträngningen 14. Trycket i rummet 21 i ventilanordningen 20 blir_ således lägre än trycket i rummet 22. Detta gör att ventiltallriken 32 ansättes mot ventilsätet 33 och den genom differensen i gastrycken bildade kraften under- stödjes av kraften från fjädern 34. Ventiltallriken 32 tätar således mot ventil- sätet 33 och någon strömning av gas genom slangen 8 kan ej ske, utan gas- volymen i rummet 45 bibehålles i detta rum.

När den följande utandningen påbörjas är ventilen 32, 33 fortfarande stängd; fjädern 34 ger alltid ett initialtryck även om stången 24 ej skulle på- verkas av någon tryckdifferens på båda sidor om membranet 23. Detta leder till att den in genom trevägskopplíngen 4 strömmande gasblandniiigen ej kommer att tryckas in i slangen 8, emedan mottrycket i denna gren, rummet 45, genom den stängda ventilen är högre än i det till slangen 7 anslutna rummet 44. Under ínzunlxxirxgçtrxx hšinxlns som nämnts gasblandning från blåsan 42, så att denna är sainmanfallen när utandningen påbörjas och den utandade gasblandningen kan således rusa in i rummet 44 till dess blåsan fyllts. Emellertid leder denna gas- strömningsriktning till ett tryckförhållande i kanalerna 16 och 17, som är om- 8304597-1 vänt mot vad som var fallet vid inandningen. Således kommer trycket i det första rummet 2] att bli högre än trycket i det andra rummet 22, vilket leder till att stången 24 och därmed ventiltallriken 32 påverkas av en kraft i riktning från sätet 33. Detta leder till att när utandningen pågått en viss tídsrymd kommer ventiltallriken 32 att öppnas från sätet 33, varvid mottrycket i rummet 45 blir mycket lågt och lägre än i rummet 44. Den återstående, från primärrunimet utandade gasblandningen kommer därvid att avlänkas till slangen 8 och ut genom ventilen samt vidare för bortventilation genom kanalen 39 och stosen 38. Gas som under utandningsperioden ej hinner omhändertas av ventilationssystemet strömmar via stosen 38 till den nämnda lagringsvolymen. l första hand tryckes därvid den i rummet 45 instängda gasmängden ut av den inströmmande gasen.

När utandningen upphör, så att tryckdifferensen mellan rummet 21 och 22 ej längre förmår övervinna kraften från fjädern 34 stänger återventiltallriken 32 och den senast utandade gasvolymen instänges i rummet 45.

Förutom att ventilen öppnar och släpper ut överskottgas enligt ovan- stående beskrivning vid en normal utandning, kommer varje gasströmsriktning motsvarande det vid utandning förbi förträngningen 14 att öppna ventilen, dvs om en flush av färskgas tillföres systemet eller om patienten hostar, och detta utan någon risk för låsning av ventilen.

Vid nästa inandning bildar återigen den stängda ventilen 32, 33 ett hin- der för gasen i rummet 45 att sugas tillbaka till primärrummet såsom förut be- skrivits. Däremot finns den först utströmmande delen av den utandade luften magasinerad i rummet 44 och kommer att utgöra en del av den gasblandning, som inhaleras.

Den beskrivna funktionen innebär alltså att en första volym av den utan- dade luften uppsamlas i reglerdonet 10, främst i blåsan 42, medan en sista volym av den utandade luften bortföres. Vid inandning inandas en gasblandning sam- mansatt av dels den första delen av den vid föregående utandning utandade gas- blandningen, som magasinerats i reglerdonet, och dels av sedan föregående inandning tillförd färskgas. Genom lämplig anpassning av aggregatet kan därvid uppnås, att den först utandade gasvolymen, vilken magasinerats i reglerdonet, i huvudsak motsvarar dead-space-volymen, som aldrig nått alveolerna och som således är oförbrukad. Den sist utandade delen, som efter hand bortventileras medelst reglerdonet, kommer å andra sidan att i huvudsak motsvara den gas- volym, som nått alveolerna och som således räknas som förbrukad och därför ej åter bör tillföras patienten.

En så fullständig anpassning av aggregatet, att de båda delarna av den utandade volymen fullständigt skiljes från varandra för återinandning respektive bortventilation, är naturligtvis omöjlig att uppnå. Förhållandet mellan dead-space- 8304597-1 volymen och den totala andningsvolymen skiljer således från patient till patient och är för övrigt omöjlig att praktiskt uppmäta med någon större noggrannhet.

Dessutom kan andningen vara djupare eller grundare och en viss blandning inom gasmassan sker vid strömningen. Emellertid bör en sådan anpassning föredras, som ger en viss bortventilation av icke förbrukad gas, som således måste ersättas med färskgas, medan återinandning av förbrukad gas innehållande kol- dioxid undvikes.

Anpassningen till det eftersträvade resultatet sker genom anpassning av de olika volymerna till varandra och även genom anpassning av strömningsareorna.

Dessutom måste kanalen 12 med sin förträngning 14 och utförande och placering av de avgrenade kanalerna 16 och 17 utföras med stor omsorg, så att ventilen 32, 33 öppnas när rummet 44 fylls, varvid detta rum är anpassat att mottaga nämnda första del av den utandade gasen. Ventilen måste tillåta en tillräckligt snabb bortventilering av gasen i rummet 45, så att ett sådant mottryck, som stör funktionen ej bildas. Det är också viktigt att ventilen 32, 33 snabbt stänger, när inandningen påbörjas, då annars en återströmning av den för- brukade gasen i rummet 45 kan ske. Vid vilka tryck och med vilka tidsrymder ventilen 32, 33 arbetar, bestämmas av flera faktorer såsom rummens 21 och 22 volym, membranets 23 area och fjäderns 34 kraft samt även arbetstrycket i rum- met 45 mot ventiltallriken 33. Ytterligare påverkar de rörliga massorna hos ven- tilen förloppet och dessa bör hållas så små som möjligt.

Manöverorganet 29 på stången 24 möjliggör manuell öppning av ventiltall- riken 32, så att genomventilationen av rummet 45 kan påverkas exempelvis vid inledning och avslutning av en narkos.

Som framgått av den föregående beskrivningen är uppfinningens grund- idéer vid systemet enligt exemplet, att den utandade gasmängden styres i ett tidsförlopp in i två rum, den först utandade delen in i ett första rum för åter- inandning och den sist utandade delen in i ett andra rum för bortventilation.

Denna styrning av gasportionerna sker med ventilen enligt uppfinningen som alltid öppnar sig vid utandning och/eller tillfälliga höga flöden av färskgas in i sys- temet. Denna ventil kan inte låsa sig så att stora statiska tryckbelastningar uppstår i patientens bröstkorg och den erfordrar ej någon manuell omställning.

Styrningen åstadkommes genom att ventilanordningen, avkänner ström- ningsriktningen i kanaler tillhörande det första rummet, så att inströmning vid utandningen initierar att gasströmmen omkastas till det andra rummet efter en viss tidsrymd medan utströmning från det första rummet vid en inandning ini- tierar att det andra rummet slutes på sådant sätt att strömming från detta ej kan ske. _ i _ För nämnda avlïänning av strömningsriktningen är som nämnts anordnat den särskilda ventilen enligt uppfinningen. Denna styr flödet i förhållande till 8304597-1 det andra rummet, på sådant sätt att under den första utandníngsperíoden in- strömming ej kan ske, varigenom gasströmmen länkas över till det första rummet, och så att utströmning från det andra rummet till patienten förhindras över huvudtaget medan utströmning för bortventilation tillåtas. Denna styrning av strömningen i förhållande til] det andra rummet sker enligt den föregående beskrivningen medelst en ventil i det andra rummets inre del, vilken när den är stängd förhindrar såväl inströmning i det gasfyllda rummet som utströmning från detsamma, medan den i öppet läge tílllåter bortventilatíon av gas från rum- met, varigenom gas samtidigt kan strömma in.

Ventilanordningen 20 i fig. l kan modifieras enligt fig. 2, så att den kan användas i andra narkossystem som cirkelsystem eller Mapleson D system. Vid utföringsfonnen enligt fig. 2 är en stos 50 ansluten till ett narkossystem (cirkel- system eller, Mapleson D exempelvis).

Stosen 50 är medelst en kanal 53 förbunden med en andra stos 54, vilken uppbär en andningsblåsa 55. Kanalen 53 uppvisar en förträngning 56, från vars mot stosen 50 vända ände utgår en sídokanal 57 och från vars mot stosen 54 vända ände utgår en sidokanal 58. Sidokanalerna 57 och 58 mynnar vardera i en kammare 59 och 60 respektive till en ventilanordning 61.

Ventilanordningen 61 är i princip av samma typ som den förut beskrivna ventilanordningen 20 och uppvisar således ett hus 62, ivilket kamrarna 59 och 60 är belägna, ett membran 63, vilket bildar en skíljevägg i huset 62 mellan kam- rarna 59, 60, ett ventilsäte 64, vilket kan tätas med en ventilkropp 65, som medelst en stång 66 är förbunden med membranet 63. Ventilsätet 65 utgör en förbindelse mellan kammaren 60 och en evakueringskanal 67 för förbrukad gas, och som kan jämföras med evakueringskanalerna 38, 39 vid den första utförings- formen. En svag fjäder 68 strävar att hålla ventilkroppen 65 stängd, således i anliggning mot sätet 64.

Vid denna utföringsform tillföres såsomtidigare färsk gas exempelvis ge- nom en stos 69 i en avpassad ström i ett narkossystem av någon lämplig typ.

Vid en tillräckligt kraftig eller snabbt ökande gasström i riktning mot andnings- blåsan 55 förbi förträngningen 56 kommer ventilen att öppnas, oberoende av om gasströmmen förorsakas av utandning, hoststöt eller ett stort färskgasflöde.

Således kommer vid utandning utandningsgasen att strömma in i stosen 50 och vidare till kanalen 53. Genom det högre trycket före förträngningen 56 kommer trycket i kammaren 59 att bli högre än i kammaren 60, vilket leder till att mmnbranct 63 öppnar ventilkroppen 65. Den förbi förträngningen 56 ström- mande gasen får således fritt utlopp genom evakueringskanalen 67 via sidokanalen 58 och kammaren 60. Först när utandningen slutat kommer ventilen att stänga, varvid färskgasen kommer att fylla andníngsblåsan 55 och slangen 52. Vid and- 8304597-1 ningshjälp genom hoptryckning av andningsblåsan 55 kommer det att leda till högre tryck i kammaren 60 än i kammaren 59, vilket leder till att ventilen hållas stängd, så att ingen färskgas förloras.

Den beskrivna ventilanordningen har* visat sig fungera väl och är relativt enkel till sitt utförande samt är hämtad från det tekníkområde, som tidigare förekommit i sammanhanget, varigenom förståelsen av apparaturen och densammas skötsel underlättas för den, som skall handha den. Den är därför utomordentligt väl anpassad som komponent i narkossystem, vilka, som nämnts, kan vara av olika typer.

Claims (3)

8304597-1 PATagjKRAv

1. Ventilanordning särskilt vid ett narkosaggregat, som innefattar en ínhala- tionsanordning, såsom en narkosmask, ett gasförsörjningssystem för tillförsel av en gasblandning bestående av syre och narkosgas, åtminstone en ventil (32, 33; 64, 65) för styrning av gasflödet i aggregatet samt företrädesvis ett utlopp (37; 67) för reglerat utsläpp av förbrukad gas, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att för ventílens (32, 33; 64, 65) öppnande och stängande är anordnat en styr- anordning (12, 14, 20; 53, 56, 61), som innefattar en känselanordning (12, 14; 53, 56), inrättad att avkänna gashastigheten och gasströmningsriktningen i en gasväg i aggregatet, och en kraftanordning (20; 61) anordnad att öppna ventilen (32, 33; 64, 65) i aggregatet när gashastigheten i en förutbestämd riktning exempelvis genom en häftig utandning eller en hoststöt hos den till inhalations- anordningen anslutna patienten eller genom kontrollerat alstrande av en gasström, överstiger ett visst, förutbestämt värde genom känselanordningen och att tillåta ventilen att vara stängd när sagda, förutbestämda gashastighet underskrides, varvid känselanordningen innefattar en kanal (12 ; 53) med en förträngnirig (14; 56) och på båda sidor av förträngningen placerade inlopp till två sidokanaler (16, 17; 57, 58), samt att kraftanordningen (20; 61) är inrättad att styra ven- tilen (32, 33; 64, 65) till dess olika lägen genom utnyttjande av det högre tryck som i beroende av gasens strömningsriktning och dess strömningshastighet upp- står på anströmningssidan av förträngningen i förhållande till det lägre trycket nedströms förträngningen, och bildas av två kammare (21, 22; 59, 60), som är anslutna till vardera en av sagda sidokanaler (16, 17; 57, 58) och vilka skiljas av ett mot och från respektive kammare rörligt organ, såsom ett membran (23; 63) till vilket ventilen (32, 33; 64, 65) är ansluten, så att sagda tryckskillnad, som uppstår i känselanordningen, åstadkommer en förflyttning av organet och därmed en styrning av ventilen.

2. Ventilanordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att membranet (23) är anordnat att påverka ventilen tillsammans med en initial- kraft, exempelvis en fjäderkraft, på sådant sätt att strömning i en riktning strävar att öppna ventilen mot verkan av sagda initialkraft medan en strömming i den andra riktningen strävar att stänga ventilen under stöd av sagda initial- kraft genom den av strömningen förbi förträngningen uppkomna differensen mellan trycken i de båda rummen (21, 22).

3. Veritilzinrxrtlnírig enligt patentkrav l eller 2, k ä n n e t e c k n a d d ä r :i v. att kšinsvlanortlningen (12, 14; 53, 56) är ansluten med det parti av (less kanal (12, 53), som befinner sig' på enn sidan av förtršingningfzn (l-l; 56) 8304597-1 10 till en utvídgníngsbar och sammantryckbar blåsa (42) och att kraftanordníngen (20; 61) är anordnad att påverka ventilen (32, 33; 64, 65), som är placerad i sagda utlopp (37; 67), så att den stänges när en kontrollerad gasström alstras genom sammantryckníng av blåsan.