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Beatmungsgerät
Die Erfindung betrifft ein Beatmungsgerät für wahlweisen Hand- oder Mund-zu-Mund-Betrieb mit einem selbsttätig in seine Ruheform zurückkehrenden Luftbalg, an den ein Lufteinlassventil sowie ein als Zweiwegventil ausgebildetes Ein- und Ausatmungsventil für den Patienten angeordnet ist.
Die Durchführung einer künstlichen Atmung ist für den Helfer anstrengend und überaus ermüdend.
Hiebei bringt auch die Benützung bekannter Gummi-Haftschalen nur eine unwesentliche Erleichterung.
Mechanische Wiederbelebungsapparate (Biomotoren) sind in der Anschaffung teuer und stehen deshalb nur bestimmten Zentralstellen zur Verfügung. In letzter Zeit hat es sich erwiesen, dass eine Mundzu-Mund-Beatmung äusserst günstige Einflüsse auf den Patienten ausübt. Für den Helfer ist diese Methode sehr anstrengend, und ausserdem besteht für ihn die Gefahr einer durch das dauernde tiefe Einatmen und angestrengte Ausatmen verursachten Verarmung an Kohlensäure, die zur Benommenheit und zu einem Zustand führt, der als Hyperventilation bekannt ist. Mit mechanischen Geräten liess sich diese Mund-zu-Mund-Atmung bisher nicht durchführen. Es sind daher bisher auch nur Hand-zu-MundBeatmungsgeräte bekannt geworden. Diese Geräte sind für die Mund-zu-Mund-Atmung nicht verwendbar, da hier die Hilfsperson die ausgeatmete Luft wieder selbst einatmen kann.
Ein Wiederbelebungsapparat ist grundsätzlich aus zwei getrennten Funktionsteilen zusammengesetzt : einem Luftspender, der an sich ein von Hand oder mechanisch zusammendrückbarer Balg oder auch die Lunge der helfenden Person selbst sein kann, und einem Verteilerventil, das im einfachsten Falle ein von Hand zu betätigendes Doppelventil ist, durch das einmal Luft vom Luftspender in die Lunge des Patienten gedrückt wird, und das nach Umschalten dessen ausgeatmete Luft ins Freie gelangen lässt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein derartiges Gerät zu schaffen, bei dem die Wegumstellung entweder durch einen von Hand zu bedienenden Luftspender oder die Lunge des Helfers geschieht, also vollautomatisch und in richtigem Rhythmus, wobei der Luftbalg bei Anwendung der Mund-zu-MundTechnik zusammen mit der Ventilanordnung eine Hyperventilation für Helfer und Patient verhindert.
Das Gerät soll einfach und in der Herstellung billig sein. Es muss zuverlässig arbeiten und in der Handhabung so einfach sein, dass es besonders bei Fällen erster Hilfe auch von Laien bedient werden kann.
Erfindungsgemäss wird nun vorgeschlagen, dass am oberen Ende des Luftbalges eine bei Handbetrieb verschliessbare Beatmungsöffnung angeordnet ist, die über einen Stutzen im unteren Teil des Luftbalges in unmittelbarer Nähe sowohl des in die Balgwandung eingesetzten Lufteinlassventils als auch des in einem gesonderten Gehäuse eingesetzten Ein- und Ausatmungsventils mündet.
Das Gehäuse des Ein- und Ausatmungsventils besteht aus einer zweiteiligen, flachen und dichtschliessenden Dose mit einer zentralen Öffnung im Oberteil und einer zweiten zentralen Öffnung im Unterteil sowie einer seitlich von dieser liegenden dritten Öffnung. Nur eine einzige scheibenförmige Gummihaut ist mit hochgezogenem Rand nur in ihrem Mittelpunkt im Gehäuse gelagert und schliesst in Ruhestellung mit ihrem äusseren Rand die erste in das Balginnere führende Öffnung und mit ihrem Boden die zweite in die Aussenluft führende Öffnung ab, gibt bei Überdruck in der ersten Öffnung jedoch durch Abbiegen des Randes und Andrücken des Bodens den Durchgang vom Balg durch die dritte Öffnung zum Maskenstutzen frei ;
dagegen gibt sie bei Überdruck in diesem Stutzen durch Andrücken des Randes an die den Hohlraum begrenzende Innenfläche und Lüften des Bodens den Durchgang nur vom Maskenstutzen durch die zweite ins Freie führende Öffnung frei.
In der Zeichnung ist ein Gerät nach der Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch das Gerät, Fig. 2 einen Querschnitt in der Ebene 2-2 nach Fig. l, Fig. 3 und 4 zeigen das Einlassventil im Luftbalg im Schnitt und in Ansicht und Fig. 5 und 6 zwei weitere Ausführungsformen des Zweiwegeventils.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Beatmungsbalg 15 ein oben und unten offener, ei- oder birnenförmiger Hohlkörper aus einem elastischen Werkstoff, wie z. B. Gummi oder Kunststoff, dessen untere grössere Öffnung einen verdickten Rand 16 mit einer innen ringsumlaufenden Nut zur Aufnahme des Zweiwegeventilgehäuses 1, 2 besitzt. Die obere Öffnung 17 wird durch ein offenes Rohr 20 gebildet,
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das in Richtung der Balgachse nach innen bis in die Nähe der unteren Öffnung hineinragt, nach aussen wie ein gedrungener Flaschenhals herausragt und mit dem Balg 15 fest, vorzugsweise einteilig, verbunden ist. Der Balghals 18 ist mit einem Stopfen 21, der mittels Nut 19 und Feder 22 abdichtet, dicht verschliessbar. Dsr Stopfen 21 ist ausserdem durch ein Kettchen 23 ? am Balghals.
M gegen Verlust gesichert.
Der Balg 15 ist so ausgebildet, dass er nach dem Aufblasen bzw. Zusammendrücken immer wieder seine ursprüngliche Form annimmt. Neben der Verwendung eines gutelastischen Werkstoffes erfolgt dies dadurch, dass die Wandstärke in radialer Richtung von zwei sich diametral gegenüberliegenden Stellen minimaler Dicke 15 a ausgehend allmählich auf die doppelte Dicke zunimmt, so dass sich die resultierenden Stellen maximaler Wandstärke 15 b ebenfalls diametral gegenüberliegen, aber gegenüber den Minimalstellen 15 a um 900 versetzt sind.
Wird nun der Balg 15 an der dünnwandigen Stelle 15 a zusammengepresst, so bilden die dickwandigen Stellen 15 b eine speichernde Kraftquelle, die bei aufhörendem
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düberliegende Daumeneinbuchtung 24 e sind in die dünnsten Wandteile 15 a des Balges 15 eingelassen, und zeigen nach aussen hin diese dünnsten Stellen an und helfen dem Benützer, die Druckkraft an den richtigen Punkten anzusetzen.
Am unteren Ende, u. zw. in einem der beiden verdickten Balghälften 15 b ist das Einlassventil 25 angeordnet. Wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, besteht dieses im wesentlichen aus einer kreisrunden Einbuchtung 28 im Balg 15, die zum Inneren des Balges 15 hin durch einen planen Wandteil 2J abgeschlossen ist. Dieser Wandteil 25 ist mit zwei halbringförmigen Öffnungen 30 a, 30 b versehen, zwischen denen ein Steg mit einer Bohrung 32 verläuft. Die innere plane Fläche dieses Wandteils 25 dient als Gegenlager für den Ventilteller 29, der als flache Scheibe mit hochgezogenem Rand aus einem gut elastischen und nichtkorrodierenden Werkstoff hergestellt ist.
Auf der Innenfläche trägt der Ventilteller 29 einen Dorn 27 mit verdicktem Ende, der zur Befestigung des Ventiltellers 29 vom Balginneren aus in die Bohrung 32 gedrückt wird, und hier nach Art eines Schnappverschlusses festsitzt.
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die im Bedarfsfalle die einströmende Luft filtern und eventuell mit belebenden Stoffen anreichern.
In der unteren Öffnung des Balges 15 ist ein Zweiwegeventil-Gehäuse eingebaut. Dieses besteht aus zwei scheibenförmigen Teilen 1 und 2, die zwischen sich einen flachen Hohlraum 3 bilden. An ihrem Umfang bilden sie einen Falz 14, der in die Nut im Balgende 16 einschnappt und den Balg 15 dicht abschliesst. Jeder Gehäuseteil l und 2 hat eine zentrale Öffnung 5 bzw. 9, und der untere Teil 2 zusätzlich neben der zentralen Öffnung 9 eine zweite Öffnung 7, die nach aussen in einen Rohrstutzen 8 mündet, der zum Ansetzen einer üblichen Atmungsmaske dient.
Im Inneren des Hohlraumes 3 ist der Ventilteller 11 angeordnet, der aus einer flachen elastischen Scheibe 11 mit hochgezogenem Rand 12 besteht und so dimensioniert ist, dass der flache Teil 11 die Öffnung 9, und der Rand 12 die Öffnung 5 abschliesst.
Die den Hohlraum 3 begrenzende Innenfläche 13 des Gehäuseteils 1 ist als Ventilgegenlager glatt ausgeführt. Die Öffnung 9 im unteren Gehäuseteil 2 ist zweckmässig von einem ringförmigen Wulst 10 umgeben, der als Gegenlager für den ebenen Teil 11 des Ventiltellers ausgebildet ist. Die obere Öffnung 5 ist ähnlich wie die Öffnung 30 des Einlassventils mit zwei oder mehreren zentral angeordneten Löchern geeigneter Form ausgebildet. Wie beim Einlassventil ist auch hier der Ventilteller 11 mittels eines Dornes 6 befestigt, der in eine entsprechende Bohrung einschnappt. Um den richtigen Abstand des Ventiltellers 11 einzuhalten, liegt unterhalb der Bohrung ein Abstandsstück. Der Ventilteller 11 mit seinem Rand 12
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läuft in einen rohrförmigen Ansatz 4 aus, der für verschiedene, noch zu beschreibende Anwendungsmöglichkeiten dient.
Da das Öffnen bzw. Schliessen des Ventils durch eine Deformierung des Ventiltellers erfolgt, muss dieser sehr elastisch sein. Gleichzeitig soll aber auch der innere Hohlraum genügend hoch sein, damit die Öffnungen für den Durchgang der ausgeatmeten Luft nicht zu eng werden. Diese beiden Bedingungen lassen sich auf verschiedene Art erfüllen.
Zwei Möglichkeiten zeigen die Fig. 5 und 6. Gemäss Fig. 5 ist auch die obere Öffnung 5 innen von einem ringförmigen konzentrischen Wulst 34 umgeben, der einen guten, aber leichten Verschluss der Öffnung 5 gewährleistet. Die Streckbarkeit des Ventiltellers 10 wird in diesem Falle duich eine in Nähe des Dornansatzes 6 umlaufende Welle 33 vergrössert, so dass der bei gestrecktem Ventilteller von diesem und dem Gegenlager 10 gebildete Austrittsschlitz beim Ausatmen beträchtlich erweitert ist.
Gemäss Fig. 6 ist die Mitte des Ventiltellers 10 als Faltenbalg 35 ausgebildet, der oben in den Dorn 6 ausläuft. Durch diese Konstruktion wird eine noch grössere Schlitzweite erreicht.
Die Funktion des Gerätes ist bei Handbetrieb folgende :
Zunächst wird der Balghals 17 mit dem Stopfen 21 dicht verschlossen, und dann eine Atmungsmaske auf den konischen Stutzen 8 aufgesetzt. Das Ein- und Ausatmen wird beim Patienten nun zwangsweise dadurch hervorgerufen, dass der Helfer, dessen Finger der einen Hand in den vorgesehenen Fingereinbuchtungen 24 a-24 e ruhen, mit der Hand den Balg zusammendrückt. Im Balg 15 wird die Luft komprimiert und damit das Einlassventil 25 und im Zweiwegeventil die Öffnung 9 geschlossen. Gleichzeitig wird aber der Rand 12 des Ventiltellers im Zweiwegeventil gestreckt und so ein Durchgang von der Balgöffuung 5 über die Öffnung 7 in die Atmungsmaske freigegeben. Die kompromierte Luft strömt in die Lunge des Patienten.
Damit steigt der Lungendruck des Patienten über den Druck der Aussen-
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atmosphäre an. Beim Entspannen der Finger nimmt der Balg 15 auf Grund seiner Elastizität und seiner besonderen Bauweise die ursprüngliche Form wieder an, es entsteht ein Unterdruck in ihm, u. zw. einmal gegenüber der umgebenden Atmosphäre und zum andern gegenüber dem Lungendruck des Pa- tenten. Durch den Überdruck in der Lunge des Patienten wird der Randteil 12 des Zweiwegeventils gegen die Auflage 13 gedrückt und schliesst die Öffnung 5 und damit den Balg 15 gegen Einströmen der ausgeatmeten Luft. Gleichzeitig wird der ebene Ventiltellerteil 11 angehoben, so dass die verbrauchte Lungenluft über die Öffnung 9 ins Freie abströmt. Über das hiebei geöffnete Einlassventil 25 gelangt Frischluft in den Balg 15 hinein.
Da der Ventilsitz des planen Tellerteile ;, n in der Ruhelage nur einen leichten Berührungskontakt darstellt, und im Balg höchstens ein Druck erreicht wird, der dem Aussendruck gleicht, kann die natürliche Ausatmung des Patienten so lange erfolgen, bis der Druck in der Lunge nahezu auf den Druck der Aussenatmosphäre abgefallen ist. Ein erneutes Zusammendrücken des Balges 15 leitet den nächsten Atmungsvorgang ein, der sich im Rhythmus der üblichen künstlichen Atmung wiederholt.
Bei der Mund-zu-Mund-Atmung bleibt die Anordnung die gleiche, nur wird jetzt der Stopfen 21 im Balghals 18 entfernt und der Helfer bläst oder atmet stark durch die obere Öffnung 17 in den Balg 15 ein. Dadurch übersteigt der Druck im Balg 15 den Aussendruck, und das bereits beschriebene Ventilspiel setzt ein. Der Patient erhält hiebei Luft aus der Lunge des Helfers. Das Einatmen des Helfers erfolgt ausschliesslich über den Balg 15, in dem dabei ein Unterdruck entsteht, so dass sich das Einlassventil 25 öffnet
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die besondere Anordnung der Ventile eine Hyperventilation vermieden. Denn während des Einatmens des Helfers besteht für ihn die zunächst eingeatmete Luft aus seiner eigenen, die nach dem Ausatmen in dem Rohrstück 20 und darunter verblieben und reich an Kohlensäure ist.
Dann erst folgt Frischluft durch das Einlassventil 25 nach. Wenn nun der Helfer anschliessend stärker in den Balg 15 ausatmet, so besteht die Luft, die in die Lunge des Patienten strömt, zunächst aus Frischluft aus dem unteren Teil des Balges 15 und dem Rohrstück 20, und dann aus Luft, die aus der Lunge des Helfers in die Lunge des Patienten übergeht. Diese Luft ist aber wiederum stärker kohlensäurehaltig als Frischluft. Sowohl Helfer als auch Patient erhalten damit beim Einatmen einen Anteil an mit Kohlensäure angereicherter Luft, so dass eine Hyperventilation bei beiden nicht auftreten kann.
Zur optimalen Funktion des Gerätes zur Mund-zu-Mund-Wiederbelebung ist es empfehlenswert, dass der Balg 15 ein Volumen von zirka 1000 cm3 und das Rohrstück 20 zusammen mit dem unteren Teil des Balges 15 ein Volumen von zirka 300 cm3 aufweist. Dadurch erhält der Patient im Ablauf eines jeden Einatmungsvorganges zirka 300 cm3 Frischluft und der Helfer bei jeder Einatmung ebenfalls zirka 300 cm3 seiner eigenen ausgeatmeten Luft mit hohem Kohlensäuregehalt. Ausserdem ergeben diese Masse eine handgerechte Grösse, d. h. der Balg erhält einen Umfang, der von einer Hand bequem umspannt werden kann.
Es ist möglich, ein Gerät nach der Erfindung auch an mechanisierte Kraftquellen anzuschliessen. So z. B. an einen automatischen Luftspender, der über ein Zwischenstück, das in die Öffnung 26 des Einlassventils 25 eingeschoben wird, Luft stossweise in den Balg und damit über das Zweiwegeventil in die Lunge des Patienten pumpt.
Ist eine getrennte Anlage für Atmungsgas vorhanden, so kann schliesslich auch nur das Zweiwege-
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den dann mittels Federn zusammengeklammert oder auch verschraubt. Das Aggregat für das Atmungsgas wird dann über ein Zwischenstück an den Ansatzstutzen 4 mittels eines Atmungskatheters bekannter Konstruktion angeschlossen. Der Arbeitsgang im Zweiwegeventil bleibt bei derartigen Behandlungsmethoden unverändert.
Abschliessend sei noch bemerkt, dass sich das Zweiwegeventil nach der Erfindung überall dort anwenden lässt, wo grössere Hohlkörper mit dem Mund aufzublasen sind, z. B. Schlauchboote. In diesem Falle wird eine Hyperventilation beim Benützer des Schlauchbootes mit Sicherheit vermieden. Im weiteren kann das Gerät auch für Pumpvorgänge und zum Verdrängen von Flüssigkeiten und Gasen benutzt werden. Zu diesem Zweck kann es in den verschiedensten Umgebungen, auch unter Wasser, eingesetzt werden.
Ein besonderer Vorteil des Gerätes nach der Erfindung liegt darin, dass jeder Einzelteil aus nicht korrodierendem Stoff hergestellt ist, so dass die bei Verwendung von Metallen auftretenden vergiftenden chemischen Vorgänge ausgeschlossen sind, und dass alle Einzelteile ohne zusätzliche Mittel nur kraftschlüssig miteinander verbunden sind, so dass es leicht zerlegt, gereinigt und wieder zusammengesetzt werden kann.
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