CN113134150A - 带有测量单元的麻醉剂计量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种麻醉剂计量装置（100），带有用于确定在麻醉剂计量装置（100）的出口（142）的区域内的麻醉剂浓度的测量单元（150）。测量单元在此构造用于，通过至少一个传感器元件（152）测量在麻醉剂计量装置的混合器单元（140）和出口（142）之间的与气体浓度相关的特征参量的第一特征值（154），以及测量在第二气体分支（120）中或者在麻醉剂计量装置的呼吸气体供给结构（112）的区域中的与气体浓度相关的特征参量的第二特征值（155），其中，测量单元（150）进一步构造用于，根据配属于第二特征值的校准信息和第一特征值确定在混合器单元和出口之间的麻醉剂浓度并且输出相应的浓度信号（160）。

Description

带有测量单元的麻醉剂计量装置

技术领域

本发明涉及一种麻醉剂计量装置，带有用于确定在麻醉剂计量装置的出口的区域中的麻醉剂浓度的测量单元。此外，本发明还涉及一种用于确定在麻醉剂计量装置的出口的区域中的麻醉剂浓度的方法。

背景技术

使用麻醉剂计量装置以用麻醉剂加浓所提供的呼吸气体并且将这样加浓（anreichern）后的气体混合物输出给与患者连接的麻醉呼吸回路是公知的。在此，典型地使用带有麻醉剂挥发器的第一气体分支，以便用麻醉剂加浓使所供给的呼吸气体。此外，也称为旁路分支的第二气体分支典型地导引经过麻醉剂挥发器，以便在两个气体分支供给混合器单元的范畴内提供经稀释的、用麻醉剂加浓后的气体混合物。

为了控制麻醉剂的计量，在US 5,967,141中建议，确定在麻醉剂计量装置的出口处的麻醉剂浓度并且通过控制流过气体分支的气流来改变计量，倘若所确定的麻醉剂浓度不与预先确定的额定浓度一致的话。

发明内容

本发明的任务是，特别简单地确定麻醉剂浓度、特别是特别稳健地确定在麻醉剂计量装置的出口的区域中的麻醉剂浓度。

按照本发明，为了解决该任务，建议一种麻醉剂计量装置，其带有用于确定在麻醉剂计量装置的出口区域中的麻醉剂浓度的测量单元，此外，该麻醉剂计量装置还具有第一气体分支、第二气体分支、麻醉剂挥发器和混合器单元。

第一气体分支能与呼吸气体供给结构连接并且构造用于，将呼吸气体通过麻醉剂挥发器导引给混合器单元。

第二气体分支能与呼吸气体供给结构连接并且构造用于，将呼吸气体同样导引给混合器单元。

麻醉剂挥发器布置和构造用于，用麻醉剂加浓在第一气体分支中的呼吸气体。

混合器单元布置和构造用于，将来自第一气体分支的用麻醉剂加浓后的呼吸气体与来自第二气体分支的呼吸气体混合并且将由此生成的气体混合物提供给麻醉剂计量装置的出口。

测量单元构造用于，通过至少一个传感器元件测量在混合器单元和出口之间的与气体浓度相关的特征参量的第一特征值并且测量在第二气体分支中或呼吸气体供给结构的区域中的与气体浓度相关的特征参量的第二特征值。在此，测量单元还构造用于，根据配属于第二特征值的校准信息、特别是预先确定的校准信息和至少第一特征值、特别是第一和第二特征值之间的差，确定、特别是计算出在混合器单元和出口之间的麻醉剂浓度，并且输出相应的浓度信号。浓度信号在此指明了所确定的麻醉剂浓度。

在本发明的范畴内可知，允许了在麻醉剂计量装置内的两个地点处测量与气体浓度相关的特征参量，即针对没有用麻醉剂加浓的呼吸气体和针对在出口的区域中的加浓后的呼吸气体，允许了设置简单地结构化的测量单元、特别是带有非选择性的传感器元件的测量单元。因此按本发明的测量单元优选不构造用于，由与气体浓度相关的特征参量的各个特征值确定麻醉剂浓度。优选通过考虑到了两个特征值才能在使用配属于特征值的校准信息的情况下确定在混合器单元和出口之间的麻醉剂浓度。

在测量单元内设置在这个意义上的非选择性的传感器元件允许了使用一种特别稳健的测量单元。此外，由此能特别利于成本地确定麻醉剂浓度。

直接在麻醉剂计量装置的出口的区域中确定麻醉剂浓度允许了精确地预测，在使用麻醉剂计量装置时向病人供给哪种麻醉剂浓度。

通过提供特别利于成本地确定麻醉剂浓度可以有利地利于成本地冗余地测量与气体浓度相关的特征参量和/或确定麻醉剂浓度。这种冗余的测量允许了自动地相互监控麻醉剂计量装置的部件。由此可以特别是减小测量单元的未识别到的或之后识别到的故障的风险。

可以有利地为按本发明的麻醉剂计量装置使用不同的已知的易挥发的麻醉剂，例如异氟烷、七氟烷和地氟烷。这仅要求按照本发明考虑到涉及相应的易挥发的麻醉剂的相应的校准信息。

在混合器单元和出口之间的测量按照本发明包括直接在出口处的或者直接在混合器单元处的测量。

气体浓度相关的特征参量可以例如包括在热导率测量范畴内的气体的温度、气体的密度和/或气体的光谱特性。测量单元的至少一个传感器元件的结构取决于，在呼吸气体中测量哪个与气体浓度相关的特征参量。

按照本发明，确定配属于第二特征值的校准信息，以便由此检测麻醉剂对于气体浓度相关的特征参量的影响。因此，校准信息的选择按照本发明并不取决于麻醉剂浓度，而是仅取决于第二特征值，即在没有麻醉剂的第二气体分支中测得的特征值。按照本发明，借助这个校准信息，根据第一特征值，即根据在加载有麻醉剂的气体中测得的特征值，确定了麻醉剂浓度。在此，校准信息也可以借助在第一和第二特征值之间的差或者借助由第一特征值或第一和第二特征值得出的另一个参量使用。

校准信息也可以包括多个校准信息，校准信息尤其允许了优选借助第一特征值或所求出的在第一和第二特征值之间的差来确定在麻醉剂挥发器中使用的麻醉剂。第二特征值的测量优选允许了确定作为呼吸气体供给的新鲜气体的组分，如所供给的呼吸气体中氧气和笑气的比例或者氧气和氮气的比例，特别是针对这样的优选情形，即，所供给的呼吸气体的组成部分是公知的，例如通过用户输入公知。基于这种公知的比例，可以通过测量第一特征值或两个特征值的差求出麻醉剂浓度。为此，优选存在针对能使用在麻醉剂挥发器中的麻醉剂的校准信息。按照本发明，至少针对麻醉剂存在校准信息。多个校准信息优选允许了使用按本发明的麻醉剂计量装置用于不同的常见的有待供给的呼吸气体，如氧气-氮气混合物和氧气-笑气混合物。

校准信息优选是预先确定的校准信息。由此预先确定校准信息，即，校准信息在运行之前被储存或者至少在按本发明的麻醉剂计量装置的当前的运行之前产生，例如在更早的运行期间产生。

按照本发明，校准信息可以例如以特征线组、函数的相互关系和/或数值表的形式存在。按照本发明，针对不同的第二特征值存在不同的校准信息，因而在测量第二特征值之后，有待使用的校准信息是公知的并且将这个校准信息结合至少第一测量值、特别是第一和第二测量值的差使用，以便确定麻醉剂浓度。

校准信息到第二特征值的配属例如通过特征线、函数或其它配属规则完成。校准信息在本发明的范畴内指的是所有所使用的信息、特别是所有预先确定的信息的总和，通过校准信息来评估两个所测得的特征值。因此除了配属于第二特征值的校准信息外，也使用校准信息，以便提供在第二特征值和所配属的校准信息之间的配属。针对相应的评估的细节在附图说明的范畴内阐释。

浓度信号可以例如输出给麻醉剂计量装置的用户和/或用于控制用麻醉剂对呼吸气体的加浓的控制单元。

按本发明的测量单元的至少一个传感器单元必须典型地布置成与有待检查的呼吸气体接触，以便测量与气体浓度相关的特征参量。

按本发明的测量单元可以由多个模块、例如由多个包括相应的传感器元件的模块构成。测量单元可以相应地一体式构造或由多部分构造。

测量单元优选具有处理器，处理器实施按本发明的对麻醉剂浓度的确定。处理器可以在至少一个传感器元件附近不远处或者备选与传感器元件间隔开地例如布置在单独的模块中。

本领域技术人员原则上已知麻醉剂挥发器的和混合器单元的结构，因而这种结构在下文中没有详细阐释。麻醉剂挥发器在本发明披露的范畴内指的是每一个将麻醉剂气态地与所供给的气流混合的装置。因此麻醉剂挥发器按照这个申请也是这样一种装置，该装置通过加热元件造成了麻醉剂的混合，如大致在典型地称为麻醉剂蒸发器的装置中的情形那样。

基于预先确定的信息确定一值在本发明的范畴内是通过直接使用预先确定的信息和/或通过使用基于预先确定的信息、例如校准信息提供的信息来确定所述值。基于和/或根据预先确定的信息的确定也可以在这种确定中在使用另外的信息的情况下完成。

接下来描述按本发明的麻醉剂装置的优选的实施方式。

在一种特别优选的实施方式中，测量单元构造用于，根据配属于第二特征值的校准信息和在第一和第二测量值之间的差来确定麻醉剂浓度。由此可以特别有利地减少在评估两个特征值时的误差。

在一种特别优选的实施方式中，测量单元还包括至少一个开关，该开关构造用于，能在通过至少一个传感器元件测量第一特征值和测量第二特征值之间转换。在这种实施方式中，可以有利地利用唯一一个传感器元件，以便彼此时间错开地测量第一和第二特征值。在这种实施方式的一种变型方案中，开关在此是这样一种开关，该开关通过它的开关位置确定了呼吸气体的气流并且由此来控制，至少一个传感器元件在当前是测量第一特征值还是第二特征值。在另一种补充性的或备选的变型方案中，通过开关的开关位置确定了相应的传感器元件的定位。

在按本发明的麻醉剂计量装置的一种特别优选的实施方式中，至少一个传感器元件基于热导率测量来测量与气体浓度相关的特征参量的特征值。热导率测量在此典型地基于用于确定加热到参考温度的测量气体的传导性的温度测量。由此能特别简单和不那么易于出错地求出相应的与气体浓度相关的特征参量。在一种备选的或补充性的实施方式中，至少一个传感器元件基于超声波测量、基于密度测量和/或光学地测量呼吸气体的光谱特性来测量特征值。

在另一种优选的实施方式中，测量单元具有至少两个传感器元件，其中，至少两个传感器元件中的第一传感器元件布置和构造用于，测量在混合器单元和出口之间的与气体浓度相关的特征参量的第一特征值，并且其中，至少两个传感器元件中的第二传感器元件布置和构造用于，测量在第二气体分支中或在呼吸气体供给结构的区域中的与气体浓度相关的特征参量的至少一个第二特征值。在这种实施方式中，至少两个传感器元件同时测量与气体浓度相关的特征参量的第一和第二特征值并且由此能特别精确和快速地确定当前在出口的区域中存在的麻醉剂浓度。在同时或几乎同时测量时，尤其有利地均匀考虑到了在测量两个特征值期间的压力波动和/或浓度波动。至少两个传感器元件可以布置在按本发明的测量单元的共同的壳体中或空间上分开的模块中。

在之前的实施方式的一种特别有利的变型方案中，测量单元包括至少两个开关，其中，至少两个传感器元件的第一传感器元件与至少两个开关的第一开关连接，并且其中，至少两个传感器元件的第二传感器元件与至少两个开关的第二开关连接。在此，第一和第二开关构造用于，能在通过分别连接的传感器元件对第一特征值的测量和对第二特征值的测量之间进行转换。在这种变型方案中，可以通过对两个特征值的所实现的冗余的测量特别快速地识别传感器元件的故障。尤其可以通过比较经由第一传感器元件并且经由第二传感器元件确定的相应的特征值来快速识别微小的测量误差。为了实现对两个特征值的冗余的测量，在这种变型方案中优选重复改变两个开关的开关位置。可以手动地或自动地触发开关的转换。手动触发所述转换可以例如通过麻醉剂计量装置的用户接口完成。自动转换例如通过测量单元的处理器或者通过麻醉剂计量装置的单独的控制单元完成。优选以规律的时间间隔自动地改变两个开关的开关位置，以便没有手动支持地快速识别传感器元件的故障。

在之前的变型方案的特别有利的例子中，第一开关和第二开关彼此这样耦联、特别是机械地耦联，使得第一开关的第一开关位置的切换也促成了第二开关的第二开关位置的切换。在这个例子中避免了两个传感器元件同时测量相同的特征值。

因此在这个例子中确保了，与气体浓度相关的特征参量的两个特征值总是被同时或基本上同时确定。

在一种特别有利的实施方式中，第一特征值的测量和第二特征值的测量通过测量单元基本上同时进行。由此可以总是求出当前的第一特征值和当前的第二特征值并且因此通过校准信息特别精确地确定在混合器单元和出口之间的麻醉剂浓度。尤其可以避免在这种确定中基于压力波动和/或浓度波动引起的误差。

在另一种有利的实施方式中，校准信息包括多条与呼吸气体组分相关的校准曲线、特别是针对氧气-氮气混合物和针对氧气-笑气混合物的至少一条相应的与呼吸气体组分相关的校准曲线。在这种实施方式中，可以有利地在用于麻醉剂计量装置的多种不同的有待供给的呼吸气体之间进行选择，而这并不要求所述装置的单独的校准或匹配。麻醉剂计量装置、特别是麻醉剂计量装置的测量单元，优选构造用于，自动借助两个所测得的特征值和校准信息来求出所使用的呼吸气体。用于所使用的呼吸气体的这种评估的实施例在附图说明的范畴内加以阐释。校准信息备选或补充性地包括用于氧气-氩气-笑气混合物和/或用于氧气-氙气混合物的相应的与呼吸气体组分有关的校准曲线。

在另一种实施方式中，测量单元具有一定数量的测量气体导引通道，在测量气体导引通道中测量第一和第二特征值。所述一定数量的测量气体导引通道优选这样气动地接入到麻醉剂计量装置的呼吸气体导引中，使得在第一和/或第二气体分支内的暂时的压力波动也相应地在所述一定数量的测量气体导引通道中至少部分存在。由此可以确保，暂时的压力波动不会影响到两个特征值的测量的精度。测量气体导引通道优选具有比两个气体分支更小的横截面，因为为了测量两个特征值仅需要很小的测量气体体积。通过较小的横截面使呼吸气体到出口的导引很少或基本上不受两个特征值的测量的影响。测量对所述呼吸气体体积的影响优选通过相应的测量气体导引通道的小的横截面这样小，使其不会以让麻醉剂计量装置的用户感知到的方式妨碍在出口处提供的呼吸气体体积。特别有利的是在这种实施方式的一种变型方案中提供第一和第二传感器元件，因为在同时测量两个特征值的范畴内，相同的呼吸气体体积经由第二测量气体导引通道被再次供给以用于测量另外的特征值，所述相同的呼吸气体体积经由在混合器单元和出口之间的第一测量气体导引通道从呼吸气体中提取以用于测量特征值。由此可以将测量对在出口处提供的呼吸气体体积的影响保持在极小。

在另一种实施方式中，按本发明的麻醉剂计量装置还具有控制单元，控制单元构造用于，接收所输出的浓度信号并且基于在预先确定的额定麻醉剂浓度和所确定的麻醉剂浓度之间的比较来控制第一气体分支中用麻醉剂对呼吸气体的加浓。预先确定的额定麻醉剂浓度的输入可以例如通过麻醉剂计量装置的用户接口完成。控制呼吸气体的加浓可以例如通过控制第一气体分支内的呼吸气体体积、通过控制麻醉剂挥发器内的麻醉剂体积、通过控制麻醉剂挥发器内的温度或者通过控制麻醉剂挥发器内的压力等完成。这种用于控制麻醉剂浓度的方法是公知的并且因此在下文中没有详细说明。

在之前的实施方式的一种变型方案中，控制单元还构造用于，基于控制第一气体分支内的呼吸气体体积来确定运行时间修正信号并且将其输出给测量单元。在此，测量单元还构造用于，接收运行时间修正信号并且基于该运行时间修正信号确定麻醉剂浓度。运行时间修正信号优选表明了在针对第一和第二气体分支中的气体的当前的运行时间中的差别。在这种实施方式中可以有利地考虑到了在同时测量两个特征值期间在所供给的呼吸气体的组分中的差别。特征值例如由测量单元在预先确定的时间段内存储并且在组分改变的情况下在预先确定的时间段之后加以修正，其中，在预先确定的时间段之后，优选在至少2秒之后、尤其在至少5秒之后、特别优选在约10秒之后，确定麻醉剂浓度并且将其输出给控制单元。在一种备选的未示出的实施方式中，控制单元构造用于，用测量单元的所接收到的浓度信号来计算所说明的运行时间修正，其中，浓度信号优选指明了所测得的一定数量的第一和第二特征值，它们使得能用运行时间修正来计算特征值以确定麻醉剂浓度。

在之前的实施方式的之前的变型方案的例子中，为了更好地考虑到运行时间修正，规定沿呼吸气体的流动方向在麻醉剂挥发器之后测量在第一气体分支中的特征参量的第三特征值。第三特征值比第一特征值更为快速地表明了出口区域中麻醉剂浓度基于所供给的呼吸气体的运行时间的变化。因此可以例如通过第一和第三特征值推断出第一气体分支内的流动速度。此外，可以通过进一步的测量、特别是在使用另外的传感器的情况下特别快速地识别测量单元的或测量单元的各个部件的故障。

在之前的实施方式的一种特别优选的变型方案中，控制单元还构造用于，触发麻醉剂计量装置的关断，倘若在所确定的麻醉剂浓度和预先确定的额定麻醉剂浓度之间的差超过了预先确定的报警阈值时。这种关断可以例如通过关闭附加的报警阀完成，该报警阀例如布置在混合器和出口之间或者在第一气体分支中布置在沿气体流动方向在麻醉剂挥发器的后方。在这种变型方案中，可以通过所述关断确保，没有明显过高的麻醉剂浓度供给至麻醉呼吸回路。也可以通过这种报警模式和由此所建立的针对故障运行的注意来避免施用持久过小的麻醉剂浓度。

在还没有用麻醉剂加载的气体处测量第二特征值并且在用麻醉剂加载的气体处测量第一特征值并且由此通过校准信息确定麻醉剂浓度的测量单元的按本发明的设计方案，原则上当然也能在唯一一个气体分支中完成。

这个设计方案尤其也能用于这样一种麻醉剂计量装置，其具有带麻醉剂输出单元的仅一个气体分支。这例如在使用麻醉剂注射时是可能的，此时不是通过控制气流，而是通过控制麻醉剂的注射体积来调节麻醉剂浓度。按本发明的测量单元的设计方案当然同样能用于这种装置结构。本发明与这种装置的可能的调整匹配也处在本领域技术人员的专业范围内。

按照本发明的另一个方面，为了解决上述任务，还建议了一种在麻醉剂计量装置的出口区域中用于确定麻醉剂浓度的方法。按本发明的方法在此具有下列步骤

- 提供第一和第二气体分支，其中，第一气体分支能与呼吸气体供给结构连接并且构造用于，将呼吸气体通过麻醉剂挥发器导引给混合器单元，并且其中，第二气体分支能与呼吸气体供给结构连接并且构造用于，将呼吸气体同样导引给混合器单元，并且其中，混合器单元布置和构造用于，将来自第一气体分支的用麻醉剂加浓的呼吸气体与来自第二气体分支的呼吸气体混合并且将由此产生的气体混合物提供给麻醉剂计量装置的出口；

- 测量在混合器单元和出口之间的与气体浓度相关的特征参量的第一特征值；

- 测量在第二气体分支中或呼吸气体供给结构的区域中的与气体浓度相关的特征参量的第二特征值；

- 基于配属于第二特征值的校准信息、尤其是预先确定的校准信息和至少第一特征值确定在混合器单元和出口之间的麻醉剂浓度；

- 输出浓度信号，该浓度信号表明了所确定的麻醉剂浓度。

按本发明的方法有利地允许了尤其稳健地确定麻醉剂浓度，因为不是通过唯一一个复杂的测量过程来求出麻醉剂浓度，而是可以通过对非选择性的特征值的两个稳健的测量来检测麻醉剂浓度。因此能使用较为简单的传感器，例如温度传感器、密度传感器、超声波传感器和/或光学的传感器来实践按本发明的方法。

在一种特别优选的实施方式中，按本发明的方法还具有下列步骤：

- 接收所输出的浓度信号；

- 基于在预先确定的额定麻醉剂浓度和所确定的麻醉剂浓度之间的比较来调节第一气体分支中用麻醉剂对呼吸气体的加浓；

预先确定的额定麻醉剂浓度例如经由麻醉剂计量装置的用户接口通过用户输入被接收。备选地自动预定，例如自动地根据其它医学设备、例如与麻醉剂计量装置连接的麻醉设备的测量值来预定预先确定的额定麻醉剂浓度。

附图说明

现在应当借助附图中示意性示出的有利的实施例更为详细地阐释本发明。这些附图中详细地表明：

图1是按本发明的麻醉剂计量装置的第一种实施例的示意图；

图2是按本发明的麻醉剂计量装置的第二种实施例的示意图；

图3是按本发明的麻醉剂计量装置的第三种实施例的示意图；

图4是按本发明的麻醉剂计量装置的第四种实施例的示意图；

图5是按照本发明的另一个方面的方法的第一种实施例的流程图。

具体实施方式

图1示出了按本发明的麻醉剂计量装置100的第一种实施例的示意图。

麻醉剂计量装置100包括第一气体分支110、第二气体分支120、麻醉剂挥发器130、混合器单元140和测量单元150。

麻醉剂计量装置100构造用于调整在有待提供给麻醉呼吸回路105的气体混合物108中的麻醉剂浓度。

第一气体分支110能与呼吸气体供给结构112连接并且构造用于，将呼吸气体104通过麻醉剂挥发器130导引给混合器单元140。

第二气体分支120能与呼吸气体供给结构112连接并且构造用于，将呼吸气体104同样导引给混合器单元140。两个气体分支110、120分别具有空腔，呼吸气体104分别导引通过所述空腔并且所述空腔由管形的壁限界。

麻醉剂挥发器130布置和构造用于，使呼吸气体104在第一气体分支110中用麻醉剂132加浓。麻醉剂132为此优选处在挥发器腔室134中。麻醉剂132在挥发器腔室134内典型地既液态地存在也气态地存在。这种挥发器腔室的结构通常是公知的并且因此在下文中没有详细阐释。

混合器单元140布置和构造用于，将来自第一气体分支110的用麻醉剂132加浓的呼吸气体104与来自第二气体分支120的呼吸气体104混合并且将由此产生的气体混合物108提供给麻醉剂计量装置100的出口142。在所示实施例中，混合器单元140与出口142间隔开布置。在未示出的实施例中，混合器单元包括麻醉剂计量装置的出口。

测量单元150构造用于确定在麻醉剂计量装置100的出口142的区域中的麻醉剂浓度。测量单元在此构造用于，通过至少一个传感器元件152测量在混合器单元140和出口142之间的气体浓度相关的特征参量的第一特征值154，并且测量在第二气体分支120中或呼吸气体供给结构112区域中的与气体浓度相关的特征参量的第二特征值155。在所示实施例中，沿流动方向直接在出口142之前测量第一特征值154并且在第二气体分支120中在混合器单元140之前的区域中测量第二特征值155。与气体浓度相关的特征参量涉及所检查的气体混合物的热导率。在未示出的实施例中，气体浓度相关的特征参量涉及所检查的气体混合物的密度或所检查的气体混合物的光谱等。测量单元150在所示实施例中包括正好一个传感器元件152。在随后的图3和4的范畴内示出了测量单元，所述测量单元包括正好两个传感器元件。在未示出的实施例中，按本发明的测量单元包括三个或三个以上的传感器单元以测量与气体浓度相关的特征参量的特征值。

按照本发明，测量单元150进一步构造用于，根据配属于第二特征值155的校准信息、特别是预先确定的校准信息和至少第一特征值154，确定在混合器单元140和出口142之间的麻醉剂浓度并且输出相应的浓度信号160。

在所示的实施例中，在第一特征值154的范畴内为气体混合物确定与气体浓度相关的特征参量，气体混合物既包括通过呼吸气体供给结构112供给的呼吸气体，也包括通过麻醉剂挥发器130供给的麻醉剂。在第二特征值155的范畴内，为气体混合物确定与气体浓度相关的特征参量，气体混合物仅包括在第二气体分支120中的通过呼吸气体供给结构112对其进行供给的呼吸气体。通过确定两个特征值154、155可以确定麻醉剂对所测得的热导率的影响。为了测量热导率，在当前，如在热导率测量的领域中常见的那样，将气体加热到测量温度，测量温度超过了环境温度，例如大于45℃、特别是加热到约50℃。由此避免了基于温度波动的不准确性。借助第二特征值155通过校准信息推断出了所供给的呼吸气体，特别是推断出，是使用了氧气-氮气混合物还是使用了氧气-笑气混合物。校准信息在所示实施例中包括多条与气体组分相关的校准曲线，即用于氧气-氮气混合物和用于氧气-笑气混合物的相应的呼吸气体组分相关的校准曲线。借助所确定的第一特征值因此确定了麻醉剂浓度。在未示出的实施例中，通过所供给的呼吸气体的由第二特征值公知的组分由第一特征值得出了所使用的麻醉剂。为此，优选同样动用校准信息。

校准信息在此例如指明了在第二气体分支中的或呼吸气体供给结构中的热导率和所供给的呼吸气体的公知的、例如预先确定的成分的组分比例之间的相互关系。因此可以通过用测量单元测量第二特征值求出这个比例。此外，校准信息还优选针对所供给的呼吸气体的组分的所求出的比例指明混合器单元和出口之间的区域中的热导率和针对公知的、例如预先确定的麻醉剂的麻醉剂浓度之间的相互关系。因此可以通过第一特征值借助配属于第二特征值的校准信息确定麻醉剂浓度。

例如以如下方式求出所使用的校准信息，即，将在热传导中的线性或非线性的增长根据另一种气体的混杂作为校准曲线加以储存。

校准信息优选由第一特征线曲线构成，通过该第一特征线曲线根据第二特征值确定了所供给的气体的组分。可以为这个信息配属第二校准曲线，该第二校准曲线描述了在第一特征值或第一和第二特征值的差与麻醉剂浓度之间的相互关系。第二校准曲线在此优选根据第二特征值从第二校准曲线组中选取。

校准信息可以以一个或多个数据表的形式和/或一个或多个图表或特征线或函数的形式存在。特征线按照本发明也指的是曲线。在所示实施例中，测量单元150包括存储模块（未示出），在存储模块中储存有形式为特征线的校准信息。此外，测量单元150在所示实施例中包括处理器156，该处理器根据校准信息和两个特征值以按本发明的方式确定了麻醉剂浓度并且输出相应的浓度信号160。

在未示出的实施例中，基于导引经过相应的传感器的气体的密度的密度测量确定了麻醉剂浓度。校准信息和用于由密度测量确定麻醉剂浓度的方法可以例如与在之前的段落中为了测量热导率所描述的做法类似地设置和执行。按照本发明，第二特征值优选也通过密度测量经由相应的特征线确定并且基于第二特征值使用所配属的校准信息，以便由此至少基于第一特征值确定麻醉剂浓度。

所输出的浓度信号向麻醉剂计量装置100的用户表明，是否向麻醉呼吸回路105提供了期望的麻醉剂浓度。浓度信号160由此指明了麻醉剂浓度经由麻醉剂挥发器130的例如有待手动实施的改变，倘若还没有通过麻醉剂计量装置100达到期望的麻醉剂浓度的话。

在未示出的实施例中，测量单元的处理器在空间上与至少一个传感器元件分开布置。此外，按本发明的测量单元由多个在空间上分开的模块构成或者例如被麻醉装置的唯一一个壳体或唯一一个边框包围。

在所示实施例中，在相应的气体分支和测量单元150之间的连接通过相应的测量气体导引通道172、174达到。在相应的测量气体导引通道172、174中测量两个特征值154、155。在此，通过第一测量气体导引通道172测量第二特征值155并且通过第二测量气体导引通道174测量第一特征值154。在此，测量气体导引通道172、174这样气动地接入到麻醉剂计量装置100的呼吸气体导引结构中，因而在第一和/或第二气体分支内的暂时的压力波动也以相应的方式至少部分在两个测量气体导引通道172、174内存在。这种暂时的压力波动因此也在两个测量气体导引通道172、174内存在，但基于气动的结构以可能减小的方式存在。相应的测量气体导引通道172、174具有比相应的气体分支更小的横截面，优选最大是气体分支横截面的四分之一，特别是最大是气体分支横截面的十分之一、特别优选最大是气体分支横截面的二十分之一。在此，在混合器单元140和出口142之间的区域也称为麻醉剂计量装置100的气体分支。

在未示出的实施例中，在呼吸气体供给结构的区域中测量第二特征值。在呼吸气体供给结构的区域中，呼吸气体如在第二气体分支的区域中类似地没有用麻醉剂加浓，因而在这个未示出的实施例中，可以采取与在确定麻醉剂浓度时所说明的做法类似的做法。

在第二气体分支120的区域中测量第二特征值时特别有利的是两个测量气体导引通道172、174的由此实现的很小的长度和测量气体导引通道172、174内从相应的气体分支导出的测量气体的与之关联的很小的缓冲体积。由此可以例如特别快速地通过测量单元150检测压力波动或麻醉剂浓度中的波动。

在图2的范畴内示出了测量单元的一种可能的结构，该结构阐明了，如何能通过唯一一个传感器元件152测量两个特征值154、155。

按本发明的麻醉剂计量装置100的不同的部分在所示实施例中布置在一个共同的壳体（未示出）中，该壳体可以连接到麻醉呼吸回路105上。在另一种实施例中，按本发明的麻醉剂计量装置集成到了带有相应的麻醉呼吸回路的麻醉设备中。在另一种实施例中，按本发明的麻醉剂计量装置的不同的部分至少部分布置在不同的壳体中。

典型的麻醉剂计量装置的另外的组成部分，例如阀、密封结构、气流测量设备或类似物，同样可以是按本发明的麻醉剂计量装置的组成部分，对本领域技术人员而言这直接由对按本发明的教导的当前的说明得出。

图2示出了按本发明的麻醉剂计量装置200的第二种实施例的示意图。

所示出的麻醉剂计量装置200与图1所示的麻醉剂计量装置100的区别主要在于，测量单元250具有开关258，用所述开关能在通过传感器元件152的对第一特征值的测量和对第二特征值的测量之间进行转换。

优选以规律的时间间隔进行开关258的转换，其中，规律的时间间隔优选小于60秒、特别是小于40秒、特别优选小于20秒。由此可以用仅很小的时间偏差测量两个特征值。在两个测量之间的很小的时间偏差使得能特别精确地通过测量单元250确定麻醉剂浓度，因为可以均匀地考虑到两个测量中的压力波动和/或浓度波动。

所释出的测量气体导引通道272、274、276导致，传感器元件152为了两个测量而沿不同的方向被分别有待测量的气体混合物穿流或迎流。因此在测量第二气体分支120中的第二特征值时，有待测量的气流通过第一测量气体导引通道272导引给传感器元件152并且接着经由第二测量气体导引通道274导引给出口142。反之，在测量第一特征值时，有待测量的气流在混合器单元140和出口142之间通过第二测量气体导引通道274提取，导引通过传感器元件152并且接着经由开关258和第三测量气体导引通道276导引回到出口142。

在所示实施例中没有示出对两个特征值的处理。这种处理导致了所输出的浓度信号160。

开关258在所示实施例中是电气运行的翻转开关。这个翻转开关通过测量单元250加以控制。测量单元250由此可以直接通过开关258的开关位置推断出当前所测得的特征值或当前有待测量的特征值并且相应地处理测量结果。在未示出的实施例中，开关涉及有待手动地操纵的开关。除了翻转开关外，本领域技术人员已知用于这种气动应用的多种另外的开关并且因此在下文中没有详细阐释。在另一个未示出的实施例中，通过改变至少一个传感器元件的空间位置在测量第一特征值和测量第二特征值之间进行转换。由此实现了在两个测量之间的转换，而不必在导引有待测量的气体时例如进行一些改变。

优选这样来构造开关258，使得在转换过程期间，这样来密封不再用于测量特征值的这些测量气体导引通道，即，在开关258的区域中没有气体能出来。由此确保了，在麻醉剂计量装置200的相应的气体分支中没有提取另外的气体来测量当前没有测量的特征值。

图3示出了按本发明的麻醉剂计量装置300的第三种实施例的示意图。

麻醉剂计量装置300与图2所示的麻醉剂计量装置200的区别在于，测量单元350具有两个传感器元件352、353。

为两个传感器元件352、353中的每个传感器元件配属相应的开关358、359，通过所述开关来设定，通过配属于相应的开关358、359的传感器元件352、353测量两个有待测量的特征值中的哪个特征值。两个传感器元件352、353可以通过所示的接线根据相应的开关358、359的当前的开关位置测量两个特征值。

第一传感器元件352配属于第一开关358并且第二传感器元件353配属于第二开关359。这样来布置相应的测量气体导引通道，使得两个传感器元件352、353能同时确定相同的特征值。这种冗余的测量可以例如有利于检查两个传感器元件的功能性。

在两个开关358、359的所示的开关位置中，能同时测量第一和第二特征值。因此通过第一测量气体导引通道372将测量所需的气体从第二气体分支120导引给第一开关358并且由此导引给第一传感器元件352。由第一传感器元件将气体通过第二测量气体导引通道374导入到麻醉剂计量装置300的出口142的区域中。为了测量第一特征值，将有待测量的气体从出口142的区域经由第三测量气体导引通道376导引给第二传感器元件353并且通过第二开关359和第四测量气体导引通道378导引给出口142。

两个开关358、359由测量单元350控制并且在此可以独立于彼此地改变它们的相应的开关位置。

为清楚起见，图3中没有示出相应的浓度信号的输出。

图4示出了按本发明的麻醉剂计量装置400的第四种实施例的示意图。

麻醉剂计量装置400与图3所示的麻醉剂计量装置300的区别在于，两个开关358、359彼此通过耦联元件480、特别是机械的耦联元件480耦联。通过这个耦联元件480确保了，第一开关358的第一开关位置的切换也促成了第二开关359的第二开关位置的切换。两个传感器元件352、353由此不是同时测量同一个特征值，而是始终在第一传感器元件352测量第一特征值和第二传感器元件353测量第二特征值的一种状态与第一传感器元件352测量第二特征值和第二传感器元件353测量第一特征值的一种状态之间切换。

同时测量两个特征值使得能特别精确地确定在麻醉剂计量装置400的出口142的区域内的麻醉剂浓度。此外，测量各一个特征值的传感器元件的切换还导致了对两个特征值的冗余的测量并且由此导致了能可靠地检查的设备运行，因为能特别快速地识别传感器元件的故障。

此外，麻醉剂计量装置400与之前所述的实施例的区别在于，它还具有控制单元490，该控制单元接收由测量单元450的处理器456确定的和输出的浓度信号160。此外，控制单元490还构造用于，接收输入信号495，该输入信号指明了预先确定的额定麻醉剂浓度。输入信号495可以例如通过在用户接口处的用户输入或者通过与麻醉剂计量装置400连接的麻醉设备的中央处理单元提供。此外，控制单元490构造用于，基于在预先确定的额定麻醉剂浓度和通过浓度信号160表明的所确定的麻醉剂浓度之间的比较将控制信号497发出给流动控制单元498。流动控制单元498构造用于，将来自呼吸气体供给结构112的气流分配至第一和第二气体分支110、120。控制单元490通过控制信号497构造用于，这样来驱控流动控制单元498，使得基于预先确定的额定麻醉剂浓度和所确定的麻醉剂浓度的比较控制第一气体分支110中用麻醉剂对呼吸气体的加浓。在所确定的麻醉剂浓度低于额定麻醉剂浓度时，例如可以扩大通过第一气体分支110的气流并且由此提高出口142处在气体混合物108中的用麻醉剂加浓的呼吸气体的份额。

在未示出的实施例中，控制单元还构造用于，基于通过第一和第二气体分支对气流的有控制的划分将运行时间修正信号输出给测量单元，该运行时间修正信号表明了在第一和第二气体分支中在针对气体的当前的运行时间中的区别。此外，测量单元构造用于，基于运行时间修正信号确定麻醉剂浓度。因此可以有利地考虑到在同时测量两个特征值期间在所供给的呼吸气体的组分中的差别。特征值例如可以由测量单元在预先确定的时间段内储存并且在组分改变的情况下在预先确定的时间段后进行修正，其中，在预先确定的时间段之后，优选在至少2秒之后、特别是在至少5秒之后、特别优选约10秒之后，才确定了麻醉剂浓度并且将其输出给控制单元。在未示出的备选的实施例中，控制单元构造用于，用测量单元的所接收到的浓度信号来计算所说明的运行时间修正，其中，浓度信号优选指明了一些所测得的第一和第二特征值，它们能用运行时间修正来计算特征值以确定麻醉剂浓度。

最后，麻醉剂计量装置400与麻醉剂计量装置300的区别在于，第二和第三测量气体导引通道474、476具有到出口142的区域中的气体导引结构上的共同的接头475。这由此实现，即，由此求出第一特征值，使得相应的测量气体经由第四测量气体导引通道478导引给第二传感器元件353，因而与在麻醉剂计量装置300中不同的是，使第二和第三测量气体导引通道474、476朝着相同的方向被测量气体穿流。

图5示出了按照本发明的另一个方面的方法500的第一种实施例的流程图。

所述方法500构造用于确定在麻醉剂计量装置的出口的区域中的麻醉剂浓度。在此，所述方法具有下文中说明的步骤510至550。

第一步骤510包括提供第一和第二气体分支，其中，第一气体分支能与呼吸气体供给结构连接并且构造用于，将呼吸气体通过麻醉剂挥发器导引给混合器单元，并且其中，第二气体分支能与呼吸气体供给结构连接并且构造用于，将呼吸气体同样导引给混合器单元。在此，混合器单元布置和构造用于，将来自第一气体分支的用麻醉剂加浓的呼吸气体与来自第二气体分支的呼吸气体混合并且将由此产生的气体混合物提供给麻醉剂计量装置的出口。

接下来的步骤520包括测量在混合器单元和出口之间的与气体浓度相关的特征参量的第一特征值。

随后的步骤530包括测量在第二气体分支内或呼吸气体供给结构的区域中的与气体浓度相关的特征参量的第二特征值。

另一个步骤540包括基于配属于第二特征值的校准信息和至少第一特征值确定在混合器单元和出口之间的麻醉剂浓度。

最后的步骤550包括输出浓度信号，该浓度信号表明了所确定的麻醉剂浓度。

步骤510优选在制造按本发明的麻醉剂计量装置时实施并且接着没有重复。步骤520和530可以以不同的顺序实施并且原则上独立于彼此。但在此，为了尽可能精确地确定麻醉剂浓度，在实施步骤520和530之间存在很小的时间间隔。在步骤520和530的范畴内测得两个特征值之后，按这个顺序实施步骤540和550。

优选以规律的时间间隔进行在步骤520和530的范畴内的测量。规律的时间间隔优选包括小于60秒、特别是小于40秒、特别优选小于20秒的时间间隔。在输出浓度信号之后，在步骤550的范畴内备选或补充性地又可以测量两个特征值并且因此实施步骤520和530。

在这种实施方式的一种特别优选的变型方案中，所述方法还包括优选在步骤550之后实施的下列步骤：

- 接收所输出的浓度信号；

- 基于在预先确定的额定麻醉剂浓度和所确定的麻醉剂浓度之间的比较来调节第一气体分支中用麻醉剂对呼吸气体的加浓；

在这种变型方案中，直接使用所确定的麻醉剂浓度，以便确保，这样来进行用麻醉剂对呼吸气体的加浓，使得达到预先确定的额定麻醉剂浓度。

可以例如通过在麻醉剂计量装置的相应的用户接口处的用户输入来预定预先确定的额定麻醉剂浓度。

附图标记

100、200、300、400 麻醉剂计量装置

104 呼吸气体

105 麻醉呼吸回路

108 气体混合物

110 第一气体分支

112 呼吸气体供给结构

120 第二气体分支

130 麻醉剂挥发器

132 麻醉剂

134 挥发器腔室

140 混合器单元

142 出口

150、250、350、450 测量单元

152 传感器元件

154 第一特征值

155 第二特征值

156、456 处理器

160 浓度信号

172、272、372 第一测量气体导引通道

174、274、374、474 第二测量气体导引通道

258、358 第一开关

276、376、476 第三测量气体导引通道

352 第一传感器元件

353 第二传感器元件

359 第二开关

378、478 第四测量气体导引通道

475 共同的接头

480 耦联元件

490 控制单元

495 输入信号

497 控制信号

498 流动控制单元

500 方法

510、520、530、540、550 方法的步骤。

Claims (13)

1.麻醉剂计量装置（100），带有用于确定在麻醉剂计量装置（100）的出口（142）的区域中的麻醉剂浓度的测量单元（150），该麻醉剂计量装置具有：

- 第一气体分支（110），该第一气体分支能与呼吸气体供给结构（112）连接并且构造用于，将呼吸气体（104）通过麻醉剂挥发器（130）导引给混合器单元（140），

- 第二气体分支（120），该第二气体分支能与呼吸气体供给结构（112）连接并且构造用于，将呼吸气体（104）同样导引给混合器单元（140），

- 麻醉剂挥发器（130），该麻醉剂挥发器布置和构造用于，用麻醉剂（132）加浓第一气体分支（110）中的呼吸气体（104），

- 混合器单元（140），该混合器单元布置和构造用于，将来自第一气体分支（110）的用麻醉剂（132）加浓的呼吸气体（104）与来自第二气体分支（120）的呼吸气体（104）混合并且将由此产生的气体混合物（108）提供给麻醉剂计量装置（100）的出口（142），

- 测量单元（150），该测量单元构造用于，通过至少一个传感器元件（152）测量在混合器单元（140）和出口（142）之间的与气体浓度相关的特征参量的第一特征值（154），以及测量在第二气体分支（120）中或者在呼吸气体供给结构（112）的区域中的与气体浓度相关的特征参量的第二特征值（155），其中，测量单元（150）进一步构造用于，根据配属于第二特征值（155）的校准信息和至少第一特征值（154）确定在混合器单元（140）和出口（142）之间的麻醉剂浓度并且输出相应的浓度信号（160）。

2.按照权利要求1所述的麻醉剂计量装置（100），其中，所述测量单元（150）构造用于，根据配属于所述第二特征值（155）的校准信息和在所述第一和第二测量值（154、155）之间的差确定麻醉剂浓度。

3.按照权利要求1或2所述的麻醉剂计量装置（200），其中，所述测量单元（250）还包括至少一个开关（258），该开关构造用于，能在通过所述至少一个传感器元件（152）对所述第一特征值（154）的测量和所述第二特征值（155）的测量之间转换。

4.按照前述权利要求中至少任一项所述的麻醉剂计量装置（100），其中，所述至少一个传感器元件（152）基于热导率测量或密度测量来测量与气体浓度相关的特征参量的特征值（154、155）。

5.按照前述权利要求中至少任一项所述的麻醉剂计量装置（300），其中，所述测量单元（350）具有至少两个传感器元件（352、353），并且其中，至少两个传感器元件（352、353）的第一传感器元件（352）布置和构造用于，至少测量在所述混合器单元（140）和所述出口（142）之间的与气体浓度相关的特征参量的第一特征值（154），并且其中，至少两个传感器元件（352、353）的第二传感器元件（353）布置和构造用于，至少测量在所述第二气体分支（120）中或所述呼吸气体供给结构（112）的区域中的与气体浓度相关的特征参量的第二特征值。

6.按照权利要求3和5所述的麻醉剂计量装置（300），其中，所述测量单元（350）包括至少两个开关（358、359），其中，所述至少两个传感器元件（352、353）的第一传感器元件（352）与至少两个开关（358、359）的第一开关（358）连接，并且其中，所述至少两个传感器元件（352、353）的第二传感器元件（353）与至少两个开关（358、359）的第二开关（359）连接，并且其中，第一和第二开关（358、359）构造用于，能在通过分别连接的所述传感器元件（352、353）对所述第一特征值（154）的测量和所述第二特征值（155）的测量之间转换。

7.按照权利要求6所述的麻醉剂计量装置（400），其中，所述第一开关（358）和所述第二开关（359）彼此这样耦联，使得所述第一开关（358）的第一开关位置的切换也促成了所述第二开关（359）的第二开关位置的切换。

8.按照前述权利要求中至少任一项所述的麻醉剂计量装置（300），其中，基本上同时通过所述测量单元（350）进行对所述第一特征值（154）的测量和对所述第二特征值（155）的测量。

9.按照前述权利要求中至少任一项所述的麻醉剂计量装置（100），其中，所述校准信息包括多条与呼吸气体组分相关的校准曲线、特别是用于氧气-氮气混合物和用于氧气-笑气混合物的至少一条相应的与呼吸气体组分相关的校准曲线。

10.按照前述权利要求中至少任一项所述的麻醉剂计量装置（100），其中，所述测量单元（150）具有一定数量的测量气体导引通道（172、174），在测量气体导引通道中测量第一和第二特征值（154、155），并且测量气体导引通道这样气动地接入到所述麻醉剂计量装置（100）的呼吸气体导引中，使得在第一和/或第二气体分支（110、120）内的暂时的压力波动也以相应的方式至少部分在一定数量的测量气体导引通道（172、174）内存在。

11.按照前述权利要求中至少任一项所述的麻醉剂计量装置（400），其中，所述麻醉剂计量装置（400）还具有控制单元（490），该控制单元构造用于，接收所输出的浓度信号（160）并且基于在预先确定的额定麻醉剂浓度和所确定的麻醉剂浓度之间的比较来控制在第一气体分支（110）中用麻醉剂（132）对所述呼吸气体（104）的加浓。

12.用于确定在麻醉剂计量装置（100）的出口（142）的区域中的麻醉剂浓度的方法（500），具有下列步骤：

- 提供第一和第二气体分支（110、120），其中，第一气体分支（110）能与呼吸气体供给结构（112）连接并且构造用于，将呼吸气体（104）通过麻醉剂挥发器（130）导引给混合器单元（140），并且其中，第二气体分支（120）能与呼吸气体供给结构（112）连接并且构造用于，将呼吸气体（104）同样导引给混合器单元（140），并且其中，混合器单元（140）布置和构造用于，将来自第一气体分支（110）的用麻醉剂（132）加浓的呼吸气体（104）与来自第二气体分支（120）的呼吸气体（104）混合并且将由此产生的气体混合物（108）提供给麻醉剂计量装置（100）的出口（142）；

- 测量在混合器单元（140）和出口（142）之间的与气体浓度相关的特征参量的第一特征值（154）；

- 测量在第二气体分支（120）中或呼吸气体供给结构（112）的区域中的与气体浓度相关的特征参量的第二特征值（155）；

- 基于配属于第二特征值（155）的校准信息和至少第一特征值（154）确定在混合器单元（140）和出口（142）之间的麻醉剂浓度；

- 输出浓度信号（160），该浓度信号表明了所确定的麻醉剂浓度。

13.按照权利要求12所述的方法（500），还具有下列步骤：

- 接收所输出的浓度信号（160）；

- 基于在预先确定的额定麻醉剂浓度和所确定的麻醉剂浓度之间的比较来调节第一气体分支（110）中用麻醉剂（132）对呼吸气体（104）的加浓。

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