用于设定麻醉剂浓度的麻醉剂计量设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于设定要提供给麻醉呼吸回路的气体混合物中的麻醉剂浓度的麻醉剂计量设备。本发明还涉及一种用于设定要提供给麻醉呼吸回路的气体混合物中的麻醉剂浓度的方法。

背景技术

已知使用麻醉剂计量设备来用麻醉剂丰富所提供的呼吸气体并将这种被丰富的气体混合物输出到与患者连接的麻醉呼吸回路。在此典型地使用具有麻醉剂蒸发器的第一气体分支，以便用所述麻醉剂来丰富所输送的呼吸气体。此外，典型地将第二气体分支（也称为旁路分支）从所述麻醉剂蒸发器旁经过，以在将两个气体分支都输送到混合器单元的范围中提供稀释的用所述麻醉剂丰富了的气体混合物。

典型地，计量在此通过特别精确地控制所述麻醉剂蒸发器来进行。

为了控制所述计量，US 5,967,141建议确定麻醉剂计量设备的出口处的麻醉剂浓度，并且如果所确定的麻醉剂浓度与预定的额定浓度不一致，则通过控制经过气体分支的气体流量来改变所述计量。

发明内容

本发明的任务是实现麻醉剂浓度的改善的设定，特别是麻醉剂浓度的特别简单且易于自动化的设定。

根据本发明，为了解决该任务建议了一种用于设定要向麻醉呼吸回路提供的气体混合物中的麻醉剂浓度的麻醉剂计量设备，所述麻醉剂计量设备具有第一气体分支、第二气体分支、麻醉剂蒸发器、混合器单元、第一气体流量测量单元、比例阀、压力测量单元和控制单元。

所述第一气体分支可以与呼吸气体输送口、特别是加压的呼吸气体输送口连接，并且被构造为将呼吸气体通过所述麻醉剂蒸发器引导至所述混合器单元。

所述第二气体分支可以与所述呼吸气体输送口、特别是加压的呼吸气体输送口连接，并且被构造为将所述呼吸气体直接引导至所述混合器单元。

所述麻醉剂蒸发器被布置和构造为用麻醉剂、特别是用挥发性麻醉剂来丰富所述第一气体分支中的呼吸气体。

所述混合器单元被布置和构造为将来自第一气体分支的用所述麻醉剂丰富了的呼吸气体与来自第二气体分支的呼吸气体混合，并将由此产生的气体混合物提供给所述麻醉剂计量设备的出口。

所述第一气体流量测量单元被构造为测量第一气体流量并输出对应的第一气体流量信号。

所述比例阀布置在所述第二气体分支中，并且被构造为接收阀控制信号并对应于所述阀控制信号来设定阀开度。

所述压力测量单元被布置和构造为测量所述第二气体分支内的气体压力并输出对应的阀压力信号。

所述控制单元被构造为接收所述阀压力信号、所述第一气体流量信号和第二气体流量信号，并根据第一和第二气体流量信号确定所述第一气体分支中的第一气体分支流量和所述第二气体分支中的第二气体分支流量。此外，所述控制单元被构造为接收额定浓度信号，所述额定浓度信号指示出口处麻醉剂的预定额定浓度，并基于所述预定额定浓度以及第一和第二气体分支流量确定所述麻醉剂蒸发器的蒸发室的额定室压力。最后，所述控制单元还构造为根据所述额定室压力和所述阀压力信号确定所述比例阀的额定阀开度，其中所述额定阀开度被确定为，使得通过所述第二气体分支中的比例阀的额定阀开度来实现所述第一气体分支中的麻醉剂计量设备内的额定室压力。此外，所述控制单元被构造为将指示所述额定阀开度的阀控制信号输出到所述比例阀。

在本发明的范围内已经认识到，可以经由所述第二气体分支、即旁路分支中的比例阀来设定所述麻醉剂蒸发器的蒸发室内的室压力，并由此可以控制所得到的麻醉剂浓度。还认识到，通过比例阀的这种控制可以避免第一和第二气体分支之间的复杂的、单独的流量控制。

通过影响第一和第二气体分支内的气体压力，根据本发明的麻醉剂计量设备有利地确保了所述麻醉剂的预定额定浓度。由此可以使用特别鲁棒且成本有利的部分（例如所述比例阀或所述压力测量单元）来设定麻醉剂浓度。

有利地，与已知的并且可在市场上获得的计量设备相比，根据本发明的麻醉剂计量设备中的仅少数部分需要改变或适配。

此外，对所述第二气体分支内的气体压力的定期测量允许快速识别已知的干扰源，例如泄漏。此外，对气体压力的监视还允许确保所述计量设备内的最小压力和/或最大压力，以便例如以受控的方式引导所输送的加压呼吸气体通过两个气体分支。

根据本发明的麻醉剂计量设备的另一优点在于，可以经由所述比例阀来设定特别大范围的麻醉剂的不同预定额定浓度。特别地，尽管麻醉剂蒸发器很轻也可以提供高的麻醉剂释放浓度，因为可以改变浓度而不影响蒸发室的温度。因此，不必复杂地通过大质量的蒸发室来保持温度的恒定。优选地，所述蒸发室中存在的温度是预定温度。此外，所述蒸发室可以具有温度传感器，该温度传感器被构造为向所述控制单元输出指示温度的温度信号。根据本发明，所述控制单元使用所述蒸发室的温度来确定蒸发室中的额定室压力和/或确定所述额定阀开度。

根据本发明的经由所述第一气体分支内的气体压力来设定麻醉剂浓度的方案基于以下事实，即所述第一气体分支内的气体压力有针对性地影响所述蒸发室内的物质含量份额，并因此有针对性地影响麻醉剂的释放浓度。由于挥发性液体的分压基本上仅取决于温度，因此所述分压随着预定的和/或已知的蒸发室温度而固定。然而，根据本发明，所述蒸发室内的绝对压力对应于所述额定室压力而改变。例如，在恒定温度下随着该绝对压力增加到两倍，所述蒸发室内的麻醉剂蒸汽的份额就减少到1/2，从而可以通过控制所述蒸发室内的绝对压力来设定麻醉剂浓度。

有利地，各种已知的挥发性麻醉剂（例如异氟烷、七氟醚和地氟醚）可以用于根据本发明的麻醉剂计量设备。

所述预定额定浓度例如通过手动输入或通过连接到所述麻醉呼吸回路的麻醉设备来预给定。

所述压力测量单元例如可以是压差测量设备。此外，所述压力测量单元可以是根据本发明的麻醉剂计量设备的压力测量系统的一部分。

所述控制单元可以在空间上与所述麻醉剂计量设备的其他部分分开。特别地，所述控制单元可以包括医疗设备的处理器。所述控制单元还可以由不同的控制模块、特别是由空间上分开的控制模块组成。根据本发明的麻醉剂计量设备的所有部分可以布置在共同的壳体中或者至少部分地也彼此有间隔地布置。特别地，根据本发明的麻醉剂计量设备可以与用于运行麻醉呼吸回路的麻醉设备分开使用和布置。

优选地，向所述麻醉剂计量设备添加附加的传感器系统，所述附加的传感器系统检查在出口处是否存在具有所述预定额定浓度的气体混合物。

根据本发明，所述比例阀的额定阀开度是所述比例阀的以下位置，该位置说明有多少气体可以通过所述比例阀。所述阀控制信号例如可以指示具体的额定阀开度或当前存在的阀开度的变化，特别是增量变化。从而根据本发明可能需要多个阀控制信号的序列，以实现所述比例阀的特定的额定阀开度，特别是逐渐地实现所述比例阀的特定的额定阀开度。根据本发明，可以例如通过显示要设定的额定阀效果（例如额定压降和/或额定体积流量和/或额定质量流量）来显示所述额定阀开度。在根据本发明的一些实施方式中，所述比例阀的开度，即所述比例阀的可移动部分的位置不是直接确定和预给定的，而是通过设定所述额定压降、所述额定体积流量和/或所述额定质量流量来设定由所述可移动部分产生的气体的流量开度，并由此间接显示或预给定额定阀门开度。

在本发明的范围中，阀通常是流量调节元件，其通过所述阀的可移动部分的位置和对流量开度的对应调节来调节流体的流量。

麻醉剂蒸发器、混合器单元和比例阀的结构对于本领域技术人员原则上是已知的，从而下面将不对其进行详细解释。此外，气体流量测量单元和压力测量单元的各种实现方式对于本领域技术人员同样是已知的，从而下面也不再详细解释用于这种测量单元的可能的已知结构。

基于预定信息来确定值在本发明的范围内是通过直接使用所述预定信息和/或通过使用由于所述预定信息而可用的信息来确定值。基于和/或根据预定信息的确定也可以在该确定中使用其他信息来进行。

下面描述根据本发明的系统的优选实施方式。

在一种特别优选的实施方式中，根据本发明的麻醉剂计量设备还具有第二气体流量测量单元，所述第二气体流量测量单元被构造为确定第二气体流量并基于所述第二气体流量输出第二气体流量信号。在该实施方式中，可以通过两个气体流量测量单元直接推断出所述第一气体分支中的气体流量和所述第二气体分支中的气体流量之间的比例。此外，在该实施方式中，优选地至少以规则的间隔测量所述第二气体流量信号，特别是连续地测量。在替代实施方式中，所述麻醉剂计量设备被构造为从外部设备接收所述第二气体流量信号和/或使用预定的第二气体流量信号来用于控制单元的处理。

在前述实施方式的优选变型中，所述第一气体流量测量单元布置在所述第一气体分支中，并且所述第二气体流量测量单元布置在所述第二气体分支中。在该变型中，优选地可以直接测量所述第一气体分支中的流量和所述第二气体分支中的流量，以便从这两个流量彼此之间的所得比例和所述预定额定浓度中推断出所述蒸发室内的额定室压力。此外，根据该变型，这两个流量的直接测量降低了测量误差的风险，所述测量误差例如可能在间接测量这两个流量中的至少一个时存在。从而在该实施方式的替代变型中，两个气体流量测量单元之一布置在所述呼吸气体输送口的区域中，从而也可以通过一个气体分支内的已知流量和所述呼吸气体输送口的区域中的总流量来确定对应的另一个气体分支中的流量。

在另一种实施方式中，所述第一气体流量测量单元和/或所述第二气体流量测量单元包括压差传感器。压差传感器是已知且大量生产的传感器类型，从而可以成本有利地使用压差传感器。这种压差传感器的结构是众所周知的，从而下面不再详细解释该结构。与仅在一个位置处测量唯一压力的传感器相比，压差传感器的使用特别准确。在该实施方式的变型中，所述第二气体分支内的压力测量单元是所述第二气体流量测量单元的一部分，该压力测量单元由所述第二气体分支内的压差传感器形成。

在另一种优选的实施方式中，所述压力测量单元相对于流动方向至少部分地布置在所述比例阀的上游。所述压力测量单元的这种布置使得能够特别精确地确定由所述比例阀引起的所述第二气体分支内的压力。

在前述实施方式的有利变型中，所述压力测量单元还被构造为相对于流动方向在所述比例阀的下游测量所述第二气体分支内的气体压力。在该实施方式中，可以特别精确地检查所述比例阀对所述第二气体分支内的气体压力的作用。可以特别精确地确定通过所述比例阀引起的压降并且在确定所述额定室压力和/或所述额定阀开度时用于进一步计算。通过所述比例阀引起的压降优选在200mbar（毫巴）和2000mbar之间的范围内。

在一种特别优选的实施方式中，根据本发明的麻醉剂计量设备具有其他阀，所述其他阀在所述第一气体分支中相对于流动方向布置在所述麻醉剂蒸发器的下游，并且被构造为接收其他阀控制信号并对应于所述其他阀控制信号设定其他阀开度。通过控制所述第二气体分支中的比例阀和所述第一气体分支中的其他阀，可以通过控制两个气体分支内的气体压力来特别有效地实现所述蒸发室内的额定室压力。通过所述其他阀可以分开地设定两个气体分支中的流量，从而可以设定两个流量之间的任何比例。由此得到就蒸发室中绝对压力而言的自由度，因此可以几乎任意地设定所述绝对压力。

在根据本发明的变型中，所述其他阀是切换阀，其以脉冲暂停模式加以操控，而在另一变型中，所述其他阀是通过可借助于施加压力而弯曲的塑料实现的阀。在前述实施方式的特别优选的变型中，所述其他阀是比例阀。比例阀可以特别简单且成本有利地用于控制所述第一气体分支内的气体压力。

在另一种特别优选的实施方式中，提供所述阀控制信号，使得不低于所述麻醉剂计量设备的蒸发室内的预定最小压力。通过提供最小压力，可以确保典型地在下游呼吸回路中存在的压力波动对所述麻醉剂计量设备的出口处的设定麻醉剂浓度的精度没有影响或只有很小的影响。从而两个气体分支内的过低压力会导致所述呼吸回路中的压力波动干扰所述麻醉剂蒸发器中的流量恒定性。在该实施方式的优选变型中，提供所述阀控制信号，使得所述预定最小压力为至少200mbar，特别是至少300mbar。

在一种优选的实施方式中，所述麻醉剂计量设备还具有布置在混合器单元和出口之间的浓度测量单元，所述浓度测量单元被构造为确定麻醉剂的当前浓度并输出对应的浓度信号，其中所述控制单元还被构造为接收所述浓度信号并且根据通过所述浓度信号指示的当前浓度来确定所述额定阀开度。在该实施方式中，以特别可靠的方式确保在所述麻醉剂计量设备的出口处的麻醉剂浓度对应于麻醉剂的预定额定浓度。从而在控制所述比例阀的额定阀开度时，除了基于气体分支中的流量导出的蒸发室内的绝对压力之外，还可以考虑所述出口处实际存在的麻醉剂浓度。在该实施方式的特别优选的变型中，所述麻醉剂计量设备在所述第一气体分支中还具有所述其他阀。由此，除了在所述出口处的传感器系统之外还可以提供特别可靠的致动器系统，通过所述致动器系统可以校正在麻醉剂浓度中确定的偏差。

在另一种优选实施方式中，所述麻醉剂计量设备还具有其他压力测量单元，所述其他压力测量单元被构造为相对于流动方向在所述麻醉剂蒸发器的下游测量所述第一气体分支内的气体压力。由此可以确定用麻醉剂丰富了的呼吸气体的绝对压力，由此可以通过已经公开的方法特别准确地确定呼吸气体中麻醉剂的当前浓度。

在前述实施方式的另一优选变型中，所述浓度测量单元具有至少一个浓度测量模块，所述浓度测量模块被构造为基于热导率测量和/或电化学测量来确定所述气体混合物中麻醉剂的浓度。在此，所述浓度测量单元优选地被构造为在热导率测量和/或电化学测量的范围内既确定所述出口的区域中的测量值，特别是温度，又确定所述第二气体分支的区域中的测量值，特别是温度。基于这种比较测量，例如可以利用通常用作呼吸气体的气体混合物（例如氧气-氮气混合物和/或氧气-一氧化二氮混合物）的已知热导率来推断出麻醉剂浓度。在该变型中，可以有利地使用特别成本有利且易于提供的热导率传感器。

在前述实施方式的另一优选变型中，所述控制单元被构造为根据当前浓度和预定额定浓度之间的差来确定所述额定阀开度。在该变型中，有利地将通过所述浓度测量单元附加地获得的与所述出口处当前存在的麻醉剂浓度有关的信息用于特别精确地设定所述比例阀。

在另一种实施方式中，所述控制单元被构造为接收新鲜气体信号，所述新鲜气体信号指示所述气体混合物的要在所述出口处提供的预定新鲜气体流量，并且其中所述控制单元还被构造为根据所述预定新鲜气体流量来确定所述额定阀开度和/或所述额定室压力。在此，新鲜气体是通过所述麻醉剂计量设备添加到所述麻醉呼吸回路中的气体混合物的名称。在该实施方式的特别优选的变型中，所述麻醉剂计量设备还在所述第一气体分支中具有所述其他阀，特别是所述其他比例阀。在该变型中，可以特别直接地对应于要提供的新鲜气体流量来设定通过第一和第二气体分支中的两个阀的呼吸气体流量。例如，通过减少来自所述第二气体分支的新鲜气体份额，可以增加出口处的新鲜气体流量而同时麻醉剂浓度保持不变，从而所述第一气体分支中由于流量提高而减少的麻醉剂吸收也导致在通过所述混合器单元后所产生的气体混合物的麻醉剂浓度保持相同。在这种场景下，所述第二气体分支中的比例阀以及所述第一气体分支中的其他阀均用于提供所述预定新鲜气体流量。提供新鲜气体流量的不同值可以优选设定在0.5l/min和20l/min之间的范围内。可设定浓度范围取决于所使用的麻醉剂。

在另一种实施方式中，所述比例阀中的至少一个比例阀被构造为输出阀开度信号，所述阀开度信号指示所涉及的比例阀的当前存在的阀开度。在该实施例的变型中，所述控制单元优选地被构造为接收所述阀开度信号并在产生所述阀控制信号时使用所述阀开度信号。

在另一种特别优选的实施方式中，所述麻醉剂蒸发器还具有温度测量单元，所述温度测量单元被构造为确定所述麻醉剂蒸发器的蒸发室内的温度并输出指示所述蒸发室内存在的温度的温度信号。在该实施方式的变型中，所述控制单元优选地被构造为接收所述温度信号并且还根据所述温度信号确定所述额定室压力和/或所述额定阀开度。由此可以有利地对所述蒸发室内的温度变化以及由此产生的蒸发室内麻醉剂分压与绝对压力之比的变化作出反应。这使得能够特别精确地提供麻醉剂的预定额定浓度。在替代的实施方式中，所述麻醉剂蒸发器被构造为在所述蒸发室内提供恒定的预定温度。

根据本发明的另一方面，为解决上述任务建议了一种用于设定要提供给麻醉呼吸回路的气体混合物中的麻醉剂浓度的方法。该方法具有以下步骤：

-提供第一气体分支和第二气体分支，其中所述第一气体分支可以与呼吸气体输送口连接并且被构造为将呼吸气体通过麻醉剂蒸发器引导至混合器单元，并且其中所述第二气体分支可以与所述呼吸气体输送口连接并且被构造为将所述呼吸气体直接引导至所述混合器单元，并且其中所述混合器单元被布置和构造为将来自所述第一气体分支的用麻醉剂丰富了的呼吸气体与来自所述第二气体分支的呼吸气体混合，并将由此产生的气体混合物提供给所述麻醉剂计量设备的出口；

-接收阀控制信号，并对应于所述阀控制信号设定比例阀的阀开度；

-测量第一气体流量并输出对应的第一气体流量信号；

-测量所述第二气体分支内的气体压力并输出对应的阀压力信号；

-接收所述第一气体流量信号和第二气体流量信号，并根据第一和第二气体流量信号确定所述第一气体分支中的第一气体分支流量和所述第二气体分支中的第二气体分支流量；

-接收指示所述出口处的麻醉剂的预定额定浓度的额定浓度信号，并且至少基于所述预定额定浓度以及第一和第二气体分支流量确定所述麻醉剂蒸发器的蒸发室的额定室压力；

-根据所述额定室压力和所述阀压力信号确定所述比例阀的额定阀开度，其中所述额定阀开度被确定为，使得通过所述第二气体分支中的比例阀的额定阀开度来实现所述第一气体分支中的所述麻醉剂蒸发器内的额定室压力；

-将指示所述额定阀开度的阀控制信号输出到所述比例阀。

根据本发明的所述另一方面的方法有利地使得能够特别简单地控制提供给所述麻醉呼吸回路的麻醉剂浓度。此外，根据本发明的方法可以特别简单地自动化。从而可以根据所述预定额定浓度，通过经由所述蒸发室内的额定室压力并且因此经由所述蒸发室内的绝对压力来调节所述比例阀，可靠地设定所述第一气体分支内的麻醉剂浓度。

根据本发明的方法是迭代方法。虽然提供零件的第一步骤典型地是在制造所述麻醉剂计量设备时进行的，但所述比例阀的阀开度是以规则的间隔迭代设定的。从而在设定了所述阀开度之后，还测量所述第二气体分支内的气体压力，由此还根据所述麻醉剂计量设备内的当前测量值确定所述额定室压力，并根据所述额定室压力确定所述额定阀开度并作为新的阀控制信号输出。

在根据本发明的方法的特别有利的实施方式中，所述方法还包括以下步骤：

-提供其他阀，所述其他阀在所述第一气体分支中相对于流动方向布置在所述麻醉剂蒸发器的下游；

-接收其他阀控制信号并对应于所述其他阀控制信号设定所述其他阀的其他阀开度。

通过设定所述第二气体分支中的比例阀和所述第一气体分支中的其他阀，可以特别可靠地设定所述麻醉剂蒸发器的蒸发室内的额定室压力。

在根据本发明的方法的另一特别优选的实施方式中，所述麻醉剂蒸发器还具有温度测量单元，所述温度测量单元被构造为确定所述麻醉剂蒸发器的蒸发室内的温度并且输出指示所述蒸发室内存在的温度的温度信号。在此，所述方法优选地还包括以下步骤：

-接收温度信号；

-还根据所述温度信号来确定所述额定室压力。

附图说明

现在将基于附图中示意性示出的有利实施例更详细地解释本发明。其中具体地：

图1示出了根据本发明的麻醉剂计量设备的第一实施例的示意图；

图2示出了根据本发明的麻醉剂计量设备的第二实施例的示意图；

图3示出了根据本发明的麻醉剂计量设备的第三实施例的示意图；

图4示出了根据本发明的麻醉剂计量设备的第四实施例的示意图；

图5示出了根据本发明的麻醉剂计量设备的第五实施例的示意图；

图6示出了根据本发明另一方面的方法的实施例的流程图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的麻醉剂计量设备100的第一实施例的示意图。

麻醉剂计量设备100被构造为设定要提供给麻醉呼吸回路105的气体混合物108中的麻醉剂浓度，麻醉剂计量设备100具有第一气体分支110、第二气体分支120、麻醉剂蒸发器130、混合器单元140、第一气体流量测量单元150、比例阀160、第一压力测量单元170和控制单元180。

第一气体分支110可以与呼吸气体输送口112连接，并且被构造为将呼吸气体104通过麻醉剂蒸发器130引导至混合器单元140。

第二气体分支120可以与所述呼吸气体输送口连接，并且被构造为将呼吸气体104直接引导至混合器单元140。两个气体分支110、120分别具有空腔，分别通过所述空腔引导呼吸气体104并且所述空腔由管状壁限定。

麻醉剂蒸发器130被布置和构造为用麻醉剂132来丰富第一气体分支110中的呼吸气体104。为此，麻醉剂132优选位于蒸发室134中。典型地，麻醉剂132在蒸发室134中既呈液态又呈气态形式。这种蒸发室的结构是众所周知的，因此下面不再详细解释。

混合器单元140被布置和构造为将来自第一气体分支110的用麻醉剂132丰富了的呼吸气体104与来自第二气体分支120的呼吸气体104混合，并将由此产生的气体混合物108提供给麻醉剂计量设备100的出口142。在所示的实施例中，混合器单元140布置为与出口142有间隔。在未示出的实施例中，所述混合器单元包括所述麻醉剂计量设备的出口。

第一气体流量测量单元150被设计为测量第一气体流量并输出对应的第一气体流量信号152。在当前情况下，第一气体流量测量单元150布置在第二气体分支120中，并且直接测量通过第二气体分支120的气体流量。因此，第一气体流量信号152直接指示通过第二气体分支120的气体流量。在所示的实施例中，气体流量测量单元150是带节气门单元的差压传感器。在未示出的实施例中，所述第一气体流量测量单元通过超声流量传感器、磁感应流量传感器和/或其他已知结构类型的流量传感器形成。

比例阀160布置在所述第二气体分支中，并被构造为接收阀控制信号162并对应于阀控制信号162设定阀开度。这种比例阀的结构是本领域技术人员已知的，因此下面不再详细解释。

压力测量单元170被布置和构造为测量第二气体分支120内的气体压力并输出对应的阀压力信号172。在当前情况下，压力测量单元170特别是被构造为测量相对于流动方向在比例阀160上游的气体压力。在当前情况下，压力测量单元170是绝对压力传感器，其测量第二气体分支120内存在的绝对压力。

控制单元180被构造为接收阀压力信号172、第一气体流量信号152和第二气体流量信号158，并且根据第一和第二气体流量信号152、158确定第一气体分支110中的第一气体分支流量159和第二气体分支120中的第二气体分支流量153。由于第一气体流量测量单元150布置在第二气体分支120中，因此第一气体流量信号152已经指示了第二气体分支120中的第二气体分支流量153。在未示出的实施例中，所述第一气体流量测量单元布置在所述第一气体分支中或所述呼吸气体输送口的区域中，从而只能间接推断出所述第二气体分支中的第二气体分支流量，例如通过与其他测量的气体流量的比例来间接推断。第二气体流量信号158由图1中未示出的其他测量单元提供和/或作为表征呼吸气体输送口的预定第二气体流量信号提供。此外，控制单元180被构造为接收额定浓度信号182，该额定浓度信号182指示出口处的麻醉剂的预定额定浓度，并且基于所述预定额定浓度以及第一和第二气体分支流量153、159确定麻醉剂蒸发器130的蒸发室134的额定室压力184。在所示的根据本发明的实施例中，通过设定蒸发室134内的压力，对应于所述预定额定浓度地设定出口142处的麻醉剂浓度。在此，控制单元180还被构造为根据额定室压力184和阀压力信号172来确定比例阀160的额定阀开度186，其中额定阀开度186被确定为，使得通过比例阀160的额定阀开度186实现第一气体分支110中的麻醉剂蒸发器130内的额定室压力184。因此通过比例阀160积聚了太多或太少的呼吸气体104，以致于蒸发室134内的绝对压力对应于所确定的额定室压力184。由此根据通过蒸发室134的气体流量和蒸发室134内的温度—所述温度在所示的实施例中优选恒定地保持在预定温度，可以设定离开蒸发室134的气体的麻醉浓度。由于麻醉剂的浓度不是通过蒸发室134的温度来设定，而是通过所输送的呼吸气体104的气体压力来设定，可以特别快速地改变麻醉剂浓度。典型地，所述气体压力可以比蒸发室134内的温度更快速和更简单地改变和保持恒定。

最后，控制单元180还被构造为将指示额定阀开度186的阀控制信号162输出到比例阀160。通过该阀控制信号162将比例阀160的阀开度至少逐渐地、优选直接地设置到额定阀开度186。根据本发明，对于由此产生的阀开度还可以通过第一气体流量测量单元150和压力测量单元170实现控制单元180对比例阀160的控制。如果蒸发室134内已经存在额定室压力184，则不输出阀控制信号162或输出指示当前阀开度作为额定阀开度186的阀控制信号162。

在所示的实施例中，控制单元180优选地被构造为提供阀控制信号162，使得不低于麻醉剂蒸发器130的蒸发室134内的预定最小压力。所述预定最小压力例如是至少200mbar，特别是至少300mbar。在另一实施方式中，所述蒸发室内的最小压力取决于呼吸气体104的质量流量。

在未示出的实施例中，其他压力测量单元布置在所述第一气体分支中。在此，所述其他压力测量单元优选相对于流动方向布置在所述麻醉剂蒸发器的下游。

在所示的实施例中，根据本发明的麻醉剂计量设备100的不同部分布置在可以连接至麻醉呼吸回路105的公共壳体（未示出）中。在另一实施例中，根据本发明的麻醉剂计量设备集成到具有对应麻醉呼吸回路的麻醉设备中。在又一实施例中，根据本发明的麻醉剂计量设备的不同部分至少部分地布置在不同的壳体中。

图2示出了根据本发明的麻醉剂计量设备200的第二实施例的示意图。

麻醉剂计量设备200与图1所示的麻醉剂计量设备100的不同之处在于，麻醉剂计量设备200还具有第二气体流量测量单元255，该第二气体流量测量单元255被构造为确定第一气体分支110内的气体流量并基于该气体流量输出第二气体流量信号158。第二气体流量测量单元255在此被构造为压差传感器。在未示出的实施例中，所述第二气体流量测量单元是超声流量传感器或磁感应流量传感器。通过两个气体流量测量单元150、255的布置，呼吸气体104在两个气体分支110、120内的流量直接输出到控制单元180。因此，第一和第二气体分支流量153、159的确定仅包括从第一和第二气体流量信号152、158中读出对应的流量。

此外，麻醉剂计量设备200与图1所示的麻醉剂计量设备100的不同之处在于，在第一气体分支110中布置有其他阀265。其他阀265相对于流动方向位于麻醉剂蒸发器130的下游，并且被构造为从控制单元180接收其他阀控制信号267，并对应于其他阀控制信号267设定其他阀开度。在所示的实施例中，其他阀265是比例阀。在未示出的实施例中，其他阀是切换阀，其在脉冲暂停模式中加以操控。所述其他阀开度描述了其他阀265的具体位置，即，流过其他阀265的呼吸气体104的流动横截面。

在所示的实施例中，通过其他阀265特别有利地使得能够非常准确地设定第一和第二气体分支110、120内的压力比例。因此，由于通过蒸发室134内的压力比例来控制所述出口处的麻醉剂浓度，也可以特别精确地设定出口142处的麻醉剂浓度。根据本发明，蒸发室134内的压力比的设定包括相对于经由蒸发室134内的温度给出的麻醉剂132的分压来设定所输送的呼吸气体104的绝对压力。

图3示出了根据本发明的麻醉剂计量设备300的第三实施例的示意图。

麻醉剂计量设备300与图2所示的麻醉剂计量设备200的不同之处在于，压力测量单元370还被构造为相对于流动方向在比例阀160的下游测量第二气体分支120内的气体压力。由此可以特别精确地测量和/或监视在第二气体分支120内经由比例阀160提供的压力差。

在未示出的有利的实施例中，在第一气体分支中的其他阀的区域中布置有其他压力测量单元。在该有利的实施例的变型中，所述其他压力测量单元相对于流动方向布置在所述其他阀的上游以及下游，从而可以经由所述压力测量单元特别精确地测量和/或监视通过所述其他阀提供的压力差。

最后，在图3所示的实施例的范围内示出了分别构造为压差传感器的第一和第二气体流量测量单元150、255的结构。在此，在隔膜的上游和下游测量压力，所述隔膜使相应的气体分支110、120变窄，并且由此通过已知的方式推断出相应的气体分支110、120内的气体流量。压差传感器的准确作用方式是已知的，因此在下面不再详细解释。

图4示出了根据本发明的麻醉剂计量设备400的第四实施例的示意图。

麻醉剂计量设备400与图3所示的麻醉剂计量设备300的不同之处在于，在麻醉剂蒸发器130上设置有温度测量单元490，该温度测量单元490被构造为确定蒸发室134内当前存在的温度并且向控制单元180输出指示所述当前存在的温度的温度信号492。在该实施例中，控制单元180还被构造为还基于蒸发室134内当前存在的温度来确定额定室压力184。

根据本实施例的温度测量单元490的使用是根据本发明的麻醉剂计量设备的特别优选的实现方式，因为在控制单元180确定额定室压力184时，可以特别准确地考虑蒸发室134内的热力学条件。虽然在替代实施例中假设所述蒸发室内的温度恒定和/或通过所述麻醉设备的外部组成部分确保所述蒸发室内的温度恒定，但是在麻醉剂计量设备400中蒸发室134内的温度也可以变化。蒸发室134内温度的变化仅导致控制单元180内用于计算额定室压力184的计算基础变化。蒸发室134内合适的压力比例的具体计算是基于已知的热力学原理，因此是本领域技术人员已知的。

此外，麻醉剂计量设备400与所示的其他麻醉剂计量设备的不同之处在于，在混合器单元140和出口142之间布置了浓度测量单元495，该浓度测量单元被构造为确定出口142的区域中麻醉剂的当前浓度并输出对应的浓度信号496。控制单元180在此还被构造为接收浓度信号496并根据通过浓度信号496所指示的出口142的区域中麻醉剂的当前浓度来确定额定阀开度186。浓度测量单元495的设置使得可以检查出口142处麻醉剂的浓度是否实际上对应于与额定浓度信号182相对应的预定额定浓度。在所示的实施例中，控制单元180还被构造为根据根据浓度测量单元495当前存在的浓度与所述预定额定浓度之间的差来确定额定阀开度186。

根据本发明，所建议的麻醉剂计量设备被构造用于特别简单和可靠地设定要提供给麻醉呼吸回路的气体混合物的麻醉剂浓度。在该实施例中，浓度测量单元495附加地使得能够调节和/或监视所述麻醉剂浓度，因为比例阀160和其他阀265的阀开度的变化的影响直接导致出口142处麻醉剂浓度的变化，该麻醉剂浓度在所述出口处通过浓度测量单元495测量。从而可以特别快速地识别出麻醉剂计量设备400内的故障，例如泄漏，和/或可以通过控制单元180特别快速地校正含有错误的控制。

图5示出了根据本发明的麻醉剂计量设备500的第五实施例的示意图。

麻醉剂计量设备500与图4中所示的麻醉剂计量设备400的不同之处在于，浓度测量单元495具有至少一个浓度测量模块597，该浓度测量模块被构造为基于热导率测量和/或电化学测量确定出口142的区域中气体混合物104中麻醉剂的浓度。

适用于浓度的电化学测量的传感器典型地是可以具体确定混合气体内所涉及气体的浓度的传感器。

热导率测量所需的热导率传感器典型地是结构特别简单的传感器，该传感器无法直接确定气体混合物内气体的浓度，因为该传感器仅输出指示存在的气体的热导率的温度值。在所示的实施例中，通过以下方式使得经由热导率测量来确定浓度成为可能，即，浓度测量单元495气动地既与出口142连接又与第二气体分支120连接。由此浓度测量模块597布置在麻醉剂计量设备500内，使得该浓度测量模块可以同时或以连续的时间间隔在出口142的区域中并且在第二气体分支120中进行热导率测量。通过比较两个测量值，例如热导率或温度，可以通过浓度测量模块597的对应校准来确定在出口142的区域中的麻醉剂浓度。根据本发明，在第二气体分支120中没有麻醉剂，从而在第二气体分支120内记录的测量值与在出口142的区域中加载有麻醉剂的气体混合物之间的差指示该麻醉剂浓度。

在未示出的实施例中，所述控制单元还被构造为接收新鲜气体信号，该新鲜气体信号指示所述气体混合物的要在所述出口处提供的预定新鲜气体流量。在该未示出的实施例中，所述控制单元还被构造为根据所述预定新鲜气体流量来确定所述额定阀开度。典型地，通过经由用户界面的对应用户输入来输入所述预定新鲜气体流量，并且提供所述用户界面提供对应的新鲜气体信号。

在未示出的另一实施例中，所述麻醉剂计量单元具有用户界面，其中所述用户界面被构造为接收涉及所述额定浓度的用户输入并将对应的额定浓度信号输出至所述控制单元。

图6示出了根据本发明的另一方面的方法600的实施例的流程图。

根据本发明的用于设定要提供给麻醉呼吸回路的气体混合物中的麻醉剂浓度的方法600具有下面描述的步骤。

第一步骤610包括提供第一气体分支和第二气体分支，其中所述第一气体分支可与呼吸气体输送口连接，并且被构造为将呼吸气体通过麻醉剂蒸发器引导至混合器单元，并且其中所述第二气体分支可与所述呼吸气体输送口连接并且被构造为将所述呼吸气体直接引导至所述混合器单元，以及其中所述混合器单元被布置和构造为将来自所述第一气体分支的用麻醉剂丰富了的呼吸气体与来自所述第二气体分支的呼吸气体混合，并将由此产生的气体混合物提供给所述麻醉剂计量设备的出口。

后续步骤620包括接收阀控制信号并对应于所述阀控制信号设定比例阀的阀开度。

下一步骤630包括测量第一气体流量并输出对应的第一气体流量信号。

另一步骤640包括相对于流动方向在所述比例阀的上游测量第二气体分支内的气体压力并且输出对应的阀压力信号。

后续步骤650包括：接收所述第一气体流量信号和第二气体流量信号，并且根据第一和第二气体流量信号确定所述第一气体分支中的第一气体分支流量和所述第二气体分支中的第二气体分支流量。

其他步骤660包括：接收指示出口处的麻醉剂的预定额定浓度的额定浓度信号，以及基于所述预定额定浓度和第一和第二分支气体流量，确定所述麻醉剂蒸发器的蒸发室的额定室压力。

下一步骤670包括根据所述额定室压力和所述阀压力信号确定所述比例阀的额定阀开度，其中确定所述额定阀开度，使得通过所述第二气体分支中比例阀的额定阀开度实现在第一气体分支中的麻醉剂蒸发器内的额定室压力。

后续步骤680包括将指示所述额定阀开度的阀控制信号输出到所述比例阀。

步骤610优选地在制造根据本发明的麻醉剂计量设备时执行，然后不重复。步骤630和640可以以不同的顺序执行并且基本上彼此独立。步骤650、660、670和680优选以该顺序执行。在步骤680之后，在步骤620中利用分别新输出的阀控制信号重新开始该方法。方法步骤620-680优选地在短于1分钟，特别是短于30秒，优选短于10秒的时间间隔内执行。

在该实施例的优选变型中，所建议的方法600的步骤630还包括测量第二气体流量并输出对应的第二气体流量信号。在该变型中，有利地在本发明的方法600的范围内动态地提供所述第二气体流量信号，而不是例如通过外部设备或通过特别恒定的预设来提供所述第二气体流量信号。

在另一优选实施例中，所述方法还包括以下步骤：测量所述麻醉剂蒸发器的蒸发室内的温度并输出对应的温度信号。在该优选的实施例中，向步骤660添加：所述额定室压力的确定还基于所测量的所述蒸发室内的当前温度。

附图标记列表

100、200、300、400、500 麻醉剂计量设备

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 呼吸气体输送口

120 第二气体分支

130 麻醉剂蒸发器

132 麻醉剂

134 蒸发室

140 混合器单元

142 出口

150 第一气体流量测量单元

152 第一气体流量信号

153 第二气体分支流量

158 第二气体流量信号

159 第一气体分支流量

160 比例阀

162 阀控制信号

170、370 压力测量单元

172 阀压力信号

180 控制单元

182 额定浓度信号

184 额定室压力

186 额定阀开度

255 第二气体流量测量单元

265 其他阀

267 其他阀控制信号

490 温度传感器

492 温度信号

495 浓度测量单元

496 浓度信号

597 浓度测量模块

600 方法

610、620、630、640、650、660、670、680 方法步骤。