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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Beatmungssystem für ein Anästhesiegerät mit einem Patientenanschluss, mit einem inspiratorischen Zweig, mit einem exspiratorischen Zweig, mit einer Rückatemleitung, die den inspiratorischen Zweig mit dem exspiratorischen Zweig verbindet, mit einer Frischgasversorgung, mit einer Sauerstoffspüleinrichtung und mit einem Radialverdichter als Beatmungsantrieb, der in der Rückatemleitung angeordnet ist. Im Stand der Technik sind Anästhesiegeräte mit einem inspiratorischen und exspiratorischen Zweig gezeigt.
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Zur Wiederverwendung des Anteils an Narkosegas im ausgeatmeten Gas werden sogenannte halb-geschlossene Anästhesiesysteme verwendet. Ein solches halbgeschlossenes Anästhesiesystem ist in der
US 5 520 172 A gezeigt.
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Um die Menge an Narkosemittel, welche im halbgeschlossenen Anästhesiekreislauf unbenutzt fortgeleitet werden muss weiter zu verringern, kommen sogenannte vollständig geschlossene Beatmungssysteme zum Einsatz. Dabei wird neben dem geschlossenen Kreis eine Anordnung von Ventilen zur Einspeisung von frischem Gas und Inhalationsmitteln in den Atemkreis verwendet und derart gesteuert, dass der Verlust an Anästhesiegas möglichst gering ist. Aus der Gebrauchsanweisung zum Beatmungssystem des Anästhesiegerätes „Zeus Infinity Empowered“ der Dräger Medical GmbH ist bereits ein solches geschlossenes Beatmungssystem bekannt, das von einem Patientenanschluss bzw. einem Y-Stück ausgehend einen inspiratorischen und einen exspiratorischen Zweig aufweist, die wiederum über eine Rückatemleitung innerhalb des Systems miteinander verbunden sind, so dass vom Patienten ausgeatmetes Gas zurück zum inspiratorischen Zweig geführt werden kann, wobei es u. a. durch einen CO2-Absorber strömt und vom Patienten absorbierte Gasbestandteile mittels einer Frischgasversorgung ersetzt werden.
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In der
DE 10 2006 032 498 B3 ist ein Beatmungs- bzw. Anästhesie- und Therapiegerät für Patienten gezeigt, welches ein steuerbares Ventil im Ausatemzweig aufweist, um den Verlust an Anästhesiegas möglichst gering zu halten. Bei derartigen geschlossenen Beatmungssystemen ist es erforderlich, dass der gesamte Atemkreis aus dem inspiratorischen Zweig, dem exspiratorischen Zweig und der Rückatemleitung möglichst schnell mit Sauerstoff gespült werden kann, um die Sauerstoffkonzentration im Atemgas, das dem Patienten zugeführt wird, schlagartig zu erhöhen.
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Bei dem in der eingangs zitierten Gebrauchsanweisung beschriebenen System wird dies dadurch erreicht, dass zum einen mit Hilfe des als Radialverdichter ausgeführten Beatmungsantriebs ein konstanter Atemgasstrom im Beatmungssystem des Anästhesiegerätes und im gesamten Atemkreis bis zum Y- Stück hin zum Patienten aufrecht erhalten wird und dass zum anderen mittels einer zwischen dem exspiratorischen Zweig und dem CO2-Absorber angeordneten Sauerstoffspüleinrichtung Sauerstoff in den Atemkreis eingelassen werden kann. Eine solche Sauerstoffspüleinrichtung ist als „O2 - Flush“ bekannt und typischerweise Narkose- und Anästhesiegeräten als in dieser Form als dem Anwender zugängliches Bedienelement vorgesehen. Dazu weist die Sauerstoffspüleinrichtung einen Sauerstoff- Anschluss, beispielsweise als Anschluss an einen unter Druck stehenden Sauerstofftank oder Sauerstoff- Druckleitung auf.
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Weiterhin ist eine Einrichtung vorhanden, mit der bei Betätigung der Spüleinrichtung ein Sauerstoffvolumenstrom eingestellt und dosiert werden kann. Aufgrund der konstanten Strömung wird der ggfs. eingelassene Sauerstoff dann im gesamten Atemkreis verteilt. Ein derartiges System ist jedoch mit dem Nachteil verbunden, dass ständig ein Gasstrom im Atemkreis aufrecht erhalten werden muss, um sicherzustellen, dass der Sauerstoff auch im gesamten Atemkreis verteilt wird, und es nicht dazu kommt, dass Teile davon nicht gespült werden. Wäre Letzteres der Fall, könnte es zum sogenannten Rebound-Effekt kommen, bei dem nach einer kurzen Zeit, in der der Patient nach dem Betätigen der Sauerstoffspüleinrichtung mit Atemgas mit hoher Sauerstoffkonzentration beaufschlagt wurde, wieder Atemgas mit niedriger Sauerstoffkonzentration zugeführt wird.
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Ein Beatmungsgerät mit einem Atemkreis ist in der
DE 199 58 532 C1 beschrieben. In diesem Atemkreis werden definierte Atemgasvolumina zum Patienten gefördert und der aktuelle Betriebszustand wird sicher überwacht. Als Elemente sind in dem Beatmungsgerät ein Rotationsverdichter als Gasförderelement, ein reversibles Atemgasreservoir, Gasvolumenstromsensoren, Rückschlagventile, ein steuerbares Sperrventil und eine zugehörige Mess- und Regeleinheit vorhanden.
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In der
DE 197 14 644 C2 ist eine Gasfördereinrichtung für ein Beatmungs- und Narkosegerät gezeigt. Die Gasfördereinrichtung für ein Beatmungs- und Narkosegerät ist in Form eines Radialverdichters mit rückwärts gekrümmten Schaufeln ausgeführt. Es ist ein Verdichterrad in einem feststehenden Gehäuse drehbar angeordnet, welches eine Luftmenge von einem Gaseinlass zu einem Gasauslass fördert. Das Verdichterrad wird über einen Elektromotor angetrieben.
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In der
DE 10 2007 019 487 B3 ist ein modulares Beatmungssystem gezeigt. Das Beatmungssystem weist ein modulares Beatmungsmodul zur Verbindung mit dem Patienten auf, welches ein Beatmungssystem mit einem Beatmungsantrieb, einer elektrischen Energieeinheit und einem Speicher mit einer Steuereinheit enthält. Es sind ein oder mehrere stationäre Teile zur lösbaren Aufnahme des modularen Beatmungsmoduls vorgesehen. Für den Daten-, Strom- und Atemgasaustausch ist mindestens eine Verbindungsschnittstelle vorgesehen.
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Die
DE 199 04 119 A1 zeigt einen verbesserten Rotationskompressor für Beatmungssysteme mit in einem geschlossenen System transportierten Atemgasen. Dieser wasch- und sterilisierbare Rotationsverdichter hat ein elektrisch angetriebenes Verdichterrad, das mittels eines aerodynamischen Gasgleitlagers gelagert ist. Das Gasgleitlager besteht aus radial und axial belasteten Flächen.
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In der
DE 197 14 644 A1 ist ein Radialverdichter für eine Gasfördereinrichtung mit rückwärts gekrümmten Schaufeln gezeigt. Das Verdichterlaufrad ist in einem feststehenden Gehäuse angeordnet. Der Gaseinlass befindet sich im Bereich der Drehachse des Verdichterlaufrads und die Schaufeln erstrecken sich vom Gaseinlass im Bereich der Drehachse bis zum kreisförmigen Außenrand des Verdichterlaufrads. Der pneumatische Widerstand der Gasfördereinrichtung beträgt weniger als 4 mbar bei einem Gasdurchsatz von 60 I pro Minute.
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Ein weiteres Problem bei geschlossenen Beatmungssystemen ist, dass es einerseits wünschenswert ist, einen konstanten Frischgasstrom aus der Frischgasversorgung vorzusehen, der dabei durch einen Narkosemittelverdunster strömt, so dass dieser konstante Strom in dem Verdunster dazu verwendet werden kann, das Narkosemittel aufzunehmen.
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Aus der
GB 1 503 261 A ist die prinzipielle Funktionsweise eines Narkosemittelverdunster bekannt. Ein solcher Verdunster kann nicht zuverlässig betrieben werden, wenn der Strom dadurch in seiner Stärke variiert und insbesondere, wenn ein gepulster Strom verwendet wird. Der Vorteil von Narkosemittelverdunstern ist jedoch, dass diese ohne komplizierte elektrische Bauteile auskommen und sehr zuverlässig arbeiten, wenn sie kontinuierlich durchströmt werden. Bei dem zuvor erläuterten Beatmungssystem, das in der Gebrauchsanweisung beschrieben ist, wird anstatt eines Narkosemittelverdunsters jedoch eine elektrische Einspritzpumpe verwendet, die Narkosemittel in den gepulsten Frischgasstrom einspritzt. Dies verkompliziert das beschriebene System weiter. Daher ist es ausgehend vom nächstkommenden Stand der Technik die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Beatmungssystem für ein Anästhesie- oder Narkosegerät bereitzustellen, das weniger komplex gesteuert wird und ein schnelles Spülen des gesamten Atemkreises mit Sauerstoff ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Beatmungssystem für ein Anästhesie- oder Narkosegerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Geeignete Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 3.
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Das erfindungsgemäße Beatmungssystem umfasst
- - einen Patientenanschluss,
- - einen inspiratorischen Zweig, der ein erstes und ein zweites Ende sowie ein Rückschlagventil aufweist, das dann öffnet, wenn der Druck auf der zum zweiten Ende weisenden Seite des Rückschlagventils über dem auf der zum ersten Ende weisenden Seite des Rückschlagventils liegt, wobei das erste Ende mit dem Patientenanschluss verbunden ist,
- - einen exspiratorischen Zweig, der ein erstes und ein zweites Ende sowie ein Rückschlagventil aufweist, das dann öffnet, wenn der Druck auf der zum ersten Ende weisenden Seite des Rückschlagventils über dem auf der zum zweiten Ende weisenden Seite des Rückschlagventils liegt, wobei das erste Ende mit dem Patientenanschluss verbunden ist,
- - eine Rückatemleitung, die das zweite Ende des inspiratorischen Zweigs mit dem zweiten Ende des exspiratorischen Zweigs verbindet,
- - ein mit der Rückatemleitung verbundenes Reservoir, das vorzugsweise als ein Handbeatmungsbeutel ausgebildet ist,
- - einen in der Rückatemleitung angeordneten CO2-Absorber zum Absorbieren von in dem Atemgas enthaltenen CO2,
- - einen in der Rückatemleitung zwischen dem CO2-Absorber und dem zweiten Ende des inspiratorischen Zweigs angeordneten Radialverdichter als Beatmungsantrieb, der ein Gehäuse aufweist, in dem ein Lüfterrad in einer Drehrichtung um eine Drehachse drehend angetrieben gelagert ist, wobei das Lüfterrad Schaufeln aufweist, die sich in Richtung der Drehachse erstrecken und die von der Drehachse weg nach außen verlaufen, wobei die Schaufeln vorzugsweise in Bezug auf von der Drehachse ausgehende radiale Linien entgegen der Drehrichtung gekrümmt sind und wobei das Gehäuse einen sich im Bereich der Drehachse in deren Richtung vom Lüfterrad weg weisenden Einlass und einen sich in der Ebene des Lüfterrades im Bereich von dessen Umfang angeordneten Auslass aufweist,
- - eine Frischgasversorgung, die mit der Rückatemleitung verbunden ist, eine mit der Rückatemleitung verbundene Sauerstoffspüleinrichtung, die zum Einleiten von Sauerstoff in die Rückatemleitung ausgestaltet ist,
- - einen Drucksensor, der in der Rückatemleitung zwischen dem CO2-Absorber und dem zweiten Ende des inspiratorischen Zweigs angeordnet ist,
- - ein betätigbares Steuerventil, das in der Rückatemleitung zwischen dem zweiten Ende des exspiratorischen Zweigs und dem CO2-Absorber angeordnet ist,
wobei der Radialverdichter, die Sauerstoffspüleinrichtung und die Frischgasversorgung zwischen dem CO2-Absorber und dem zweiten Ende des inspiratorischen Zweigs in der Rückatemleitung angeordnet sind, wobei
der Einlass zu dem CO2-Absorber und der Auslass zu dem zweiten Ende des inspiratorischen Zweigs weist, und wobei
der Drucksensor zwischen dem Radialverdichter und dem zweiten Ende des inspiratorischen Zweigs in der Rückatemleitung angeordnet ist.
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Durch den erfindungsgemäßen Aufbau, bei dem die Sauerstoffspüleinrichtung derart in der Rückatemleitung angeordnet ist, dass sie entweder auf der von dem inspiratorischen Zweig abgewandeten Seite oder der diesem zugewandten Seite des Radialverdichters vorgesehen ist, ergibt sich die Möglichkeit, dass der von der Sauerstoffspüleinrichtung zugeführte Sauerstoff durch den Radialverdichter und / oder direkt in den inspiratorischen Zweig und damit zu dem Patienten strömt. Außerdem kann der Sauerstoff aber auch hin zu dem CO2-Absorber und weiter bis zu dem Rückschlagventil des exspiratorischen Zweigs strömen. Dabei wird ausgenutzt, dass es bei einem Radialverdichter möglich ist, dass Gas auch entgegen des von dem Verdichter erzeugten Druckanstiegs durch diesen hindurch vom Auslass zum Einlass strömen kann, da ein Radialverdichter keine Ventile aufweist, sondern im Betrieb lediglich einen vom Volumenstrom im Wesentlichen unabhängigen konstanten Druckanstieg erzeugt.
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Insgesamt wird bei dem erfindungsgemäßen Aufbau ermöglicht, den gesamten Atemkreis mit Sauerstoff zu spülen, ohne dass es dazu einer komplizierten Steuerung bedarf. Dies geschieht auf eine parallele Weise, bei der der Sauerstoff gleichsam gleichzeitig die im Anästhesiegerätes im Beatmungskreislauf vorhandenen Komponenten, wie auch die Verbindung zum Patienten mit dem inspiratorischen Zweig, dem Y- Stück und dem exspiratorischen Zweig durchströmt und spült.
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Des Weiteren wird dadurch, dass der Drucksensor zwischen dem Radialverdichter und dem zweiten Ende des inspiratorischen Zweigs angeordnet ist, ermöglicht, den Druck auf der von dem Patientenanschluss abgewandten Seite des Rückschlagventils im inspiratorischen Zweig derart mit Hilfe des Radialverdichters bzw. dessen Drehzahl zu regeln, dass die Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten des Rückschlagventils im inspiratorischen Zweig nur geringfügig unter der Schwelle liegt, bei der das Rückschlagventil öffnet, so dass der Unterdruck, der dann von einem Patienten für eine Spontanatmung erzeugt werden muss, nur gering ist. Dennoch ist es möglich, dass ein konstanter Frischgaszustrom aus der Frischgasversorgung erfolgt, ohne dass dies bereits das Rückschlagventil im inspiratorischen Zweig aufdrückt, da die Schwelle des Rückschlagventils gerade so gewählt ist, dass der Frischgaszustrom dafür nicht ausreichend ist. Schließlich weist die Frischgasversorgung einen Narkosemittelverdunster auf, der von dem zugeführten Frischgas durchströmt ist. Derartige Narkosemittelverdunster haben die Eigenschaft, dass sie ohne komplizierte Regelungsmechanismen auskommen.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Radialverdichter zwischen dem CO2-Absorber auf der einen Seite des Radialverdichters und der Frischgasversorgung und der Sauerstoffspüleinrichtung auf der anderen Seite des Radialverdichters in der Rückatemleitung angeordnet. Dies bedeutet, dass die Sauerstoffspüleinrichtung nahe des inspiratorischen Zweigs und damit nahe beim Patienten ist, so dass Sauerstoff sehr schnell zum Patienten gelangt, wenn die Spüleinrichtung betätigt wird. Umgekehrt kann der zugeführte Sauerstoff im Falle eines Spülvorgangs dennoch durch den Radialverdichter hindurch zurück zum CO2-Absorber und weiter in Richtung des exspiratorischen Zweigs in die Rückatemleitung strömen und diese ebenfalls mit Sauerstoff füllen. Obwohl die Sauerstoffspüleinrichtung somit nahe dem inspiratorischen Zweig ist, wird dennoch vermieden, dass Teile der Rückatemleitung nicht mit Sauerstoff gespült werden, und es damit zu dem bereits erwähnten Rebound-Effekt kommt, bei dem nach kurzer Zeit nach dem Spülen wieder Atemgas mit einer reduzierten Sauerstoffkonzentration zum Patienten gelangt.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Radialverdichter zwischen dem CO2-Absorber und der Sauerstoffspüleinrichtung auf der einen Seite des Radialverdichters und der Frischgasversorgung auf der anderen Seite angeordnet. In diesem Fall kann dann bei einem vorgegebenen Frischgasstrom mit Hilfe des Radialverdichters der Druck vor dem Rückschlagventil im inspiratorischen Zweig geregelt werden. Dies vereinfacht den Einsatz eines Narkosemittelverdunsters in der Zuleitung zwischen der Frischgasversorgung und der Rückatemleitung, der mit einem konstanten Strom durchströmt wird. Andererseits wird durch die Anordnung der Sauerstoffspüleinrichtung zwischen CO2-Absorber und Radialverdichter der Strom von Sauerstoff in den Bereich der Rückatemleitung erleichtert, der sich zwischen dem Radialverdichter und dem exspiratorischen Zweig erstreckt.
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand einer lediglich bevorzugte Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung erläutert, wobei
- 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Beatmungssystems zeigt,
- 2 eine schematische Darstellung eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems zeigt,
- 3 einen Querschnitt durch einen Radialverdichter zeigt, der in den in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen verwendet wird, und
- 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV aus 3 zeigt.
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Das erste Ausführungsbeispiel eines Beatmungssystems, das in 1 dargestellt ist, weist einen Patientenanschluss 1 auf, der als Y-Stück ausgeführt ist und von dem sich ein inspiratorischer Zweig 3 erstreckt, der ein erstes Ende 5 aufweist, das benachbart zu dem Patientenanschluss 1 angeordnet ist, und ein zweites Ende 7, das entfernt von dem Patientenanschluss 1 liegt. Außerdem ist in dem inspiratorischen Zweig 3 ein Rückschlagventil 9 vorgesehen, das derart aufgebaut ist, dass es dann öffnet, wenn der Druck auf der zum zweiten Ende 7 weisenden Seite des Rückschlagventils 9 größer ist als der Druck auf der zum ersten Ende 5 weisenden Seite. Insbesondere ist das Rückschlagventil 9 derart ausgestaltet, dass es nur dann öffnet, wenn die Differenz zwischen dem Druck auf der zu dem zweiten Ende 7 weisenden Seite und dem auf der zu dem ersten Ende 5 weisenden Seite über einer vorgegebenen Schwelle liegt. Durch diesen Aufbau wird sichergestellt, dass von einem Patienten ausgeatmetes und aus dem Patientenanschluss 1 austretendes Gas während einer Ausatemphase nicht aus dem inspiratorischen Zweig 3 heraus strömen kann. Schließlich weist der inspiratorische Zweig 3 noch einen Volumenstromsensor 11 auf, mit dem der Volumenstrom im inspiratorischen Zweig 3 gemessen werden kann. Neben dem inspiratorischen Zweig 3 erstreckt sich von dem Patientenanschluss 1 noch ein exspiratorischer Zweig 13, der ein erstes, benachbart zum Patientenanschluss 1 angeordnetes erstes Ende 15 und ein zweites, vom ersten Ende 15 entfernt liegendes Ende 17 aufweist und der sich dazwischen erstreckt. Darüber hinaus ist im exspiratorischen Zweig 13 ebenfalls ein Rückschlagventil 19 vorgesehen, das jedoch derart angeordnet und aufgebaut ist, dass es nur dann öffnet, wenn der Druck auf der zum ersten Ende 15 weisenden Seite des Rückschlagventils 19 über dem Druck liegt, der auf der zum zweiten Ende 17 weisenden Seite des Rückschlagventils 19 herrscht. Somit kann kein Atemgas vom zweiten Ende 17 in Richtung des Patientenanschlusses 1 strömen. Zwischen dem zweiten Ende 7 des inspiratorischen Zweigs 3 und dem zweiten Ende 17 des exspiratorischen Zweigs 13 verläuft eine Rückatemleitung 99, die die zweiten Enden 7, 17 miteinander verbindet, wobei die Rückatemleitung 99 in einem Gehäuse des Systems angeordnet sein kann. Von dem zweiten Ende 17 des exspiratorischen Zweigs aus gesehen ist zunächst ein steuerbares Ventil 21 in der Rückatemleitung 99 angeordnet, das elektrisch betätigbar ist und mit einer ebenfalls in dem Beatmungssystem vorgesehenen Steuereinheit 23 verbunden ist und von ihr angesteuert wird. Auf das steuerbare Ventil 21 folgt ein ebenfalls mit der Rückatemleitung 99 verbundenes Reservoir in Form eines Handbeatmungsbeutels 25, der ein variables Volumen hat und in den vom Patienten ausgeatmetes und aus dem exspiratorischen Zweig 13 ausströmendes Gas aufgenommen werden kann. Vom zweiten Ende 17 des exspiratorischen Zweigs 13 aus gesehen hinter dem Handbeatmungsbeutel 15 ist ein Narkosegasfortleitungsventil 27 angebracht, das einen vorgegebenen Schwelldruck hat, der in der Rückatemleitung 99 gegeben sein muss, damit das Narkosegasfortleitungsventil 27 öffnet. Dadurch wird sichergestellt, dass sich in der Rückatemleitung 99 bei vollständig gefülltem Handbeatmungsbeutel 25 kein zu hoher Druck aufbauen kann. An das Narkosegasfortleitungsventil 27 schließt sich in der Rückatemleitung 99 ein CO2-Absorber 29 an, der dazu vorgesehen ist, in dem Atemgas vorhandenes CO2 zu absorbieren. Wie weiter zu erkennen ist, ist zwischen dem CO2-Absorber 29 und dem zweiten Ende 7 des inspiratorischen Zweigs 3 benachbart zu dem zweiten Ende 7 ein Drucksensor 31, der ebenfalls mit der Steuereinheit 23 verbunden ist, an die Rückatemleitung 99 angeschlossen, so dass der Druck in der Rückatemleitung 99 im Bereich des zweiten Endes 7 des inspiratorischen Zweigs 3 erfasst werden kann. Zwischen dem Drucksensor 31 und dem CO2-Absorber 29 ist ein Radialverdichter 33 in der Rückatemleitung 99 vorgesehen, dessen Aufbau in den 3 und 4 dargestellt ist. Der Radialverdichter 33 weist ein Gehäuse 35 auf, in dem ein Lüfterrad 37 um eine Drehachse 39 drehbar gelagert ist. Dabei weist das Lüfterrad 37 sich in Richtung der Drehachse 39 erstreckende Schaufeln 41 auf, d. h. die Schaufeln 41 sind streifenförmig ausgebildet, wobei deren Querrichtung parallel zur Drehachse 39 verläuft. Wie außerdem aus 4 zu erkennen ist, verlaufen die Schaufeln 41 von der Drehachse 39 weg nach außen. Das Lüfterrad 37 ist um die Drehachse 39 in einer Drehrichtung 43 drehend angetrieben, und aus 4 ist zu erkennen, dass die Schaufeln 41 in der Weise geformt sind, dass sie in Bezug auf von der Drehachse 39 ausgehende radiale Linien 45 entgegen der Drehrichtung 43 gekrümmt sind, d. h. der Abstand der Schaufeln 41 von der radialen Linie 45 nimmt mit zunehmendem Abstand von der Drehachse 39 immer mehr zu. Schließlich weist das Gehäuse 35 einen in Richtung der Drehachse 39 weisenden Einlass 47 und einen in der Ebene des Lüfterrads 37 angeordneten Auslass 49 auf. Der Radialverdichter 33 ist dabei derart in der Rückatemleitung 99 angeordnet, dass der Einlass 47 zu dem CO2-Absorber weist, während der Auslass 49 in Richtung des zweiten Endes 7 des inspiratorischen Zweigs 3 weist, sodass der Radialverdichter 33 im Betrieb eine Strömung vom CO2-Absorber 29 zum inspiratorischen Zweig 3 erzeugt. Wenn das Lüfterrad 37 in Drehrichtung 43 drehend angetrieben ist, wird durch den Einlass 37 eintretende Luft in Richtung des Auslasses 49 mit Druck beaufschlagt, wobei die von dem Radialverdichter 33 dabei erzeugte Druckdifferenz zwischen Einlass 47 und Auslass 49 im Wesentlichen unabhängig von dem durch den Verdichter 33 geförderten Volumenstrom ist und im Wesentlichen nur von der Drehzahl abhängt. Des Weiteren ist es möglich, dass Gas auch vom Auslass 49 zum Einlass 47 strömen kann, selbst wenn das Lüfterrad 37 drehend angetrieben ist, da der Radialverdichter keine eine solche Strömungsrichtung behindernde Ventile aufweist. Wie weiter aus 1 zu erkennen ist, ist zwischen dem CO2-Absorber 29 und dem Drucksensor 31 neben dem Radialverdichter 33 noch ein erster Anschluss 50 vorgesehen, der sich in diesem Fall an dem Punkt befindet, wo auch der Drucksensor 31 mit der Rückatemleitung 99 verbunden ist und über den eine Frischgasversorgung 51, die einen Narkosemittelverdunster 53 aufweist, mit der Rückatemleitung 99 verbunden ist. Über den gleichen ersten Anschluss 50 ist außerdem eine Sauerstoffspüleinrichtung 55 mit der Rückatemleitung 99 verbunden. Die Sauerstoffspüleinrichtung 55 ist in dem hier dargestellten Beispiel mit einer unter Druck stehenden Sauerstoffquelle verbunden und weist Mittel auf, mit denen bei Betätigung der Sauerstoffspüleinrichtung Sauerstoff mit einem vorgegebenen Volumenstrom in die Rückatemleitung 99 eingeleitet werden kann.
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Somit sind bei diesem Ausführungsbeispiel der Radialverdichter 33, die Sauerstoffspüleinrichtung 55 und die Frischgasversorgung 51 zwischen dem CO2-Absorber 29 und dem zweiten Ende 7 des inspiratorischen Zweigs 3 in der Rückatemleitung 99 angeordnet, wobei der Einlass 47 zu dem CO2-Absorber 29 und der Auslass 49 zu dem zweiten Ende 7 des inspiratorischen Zweigs 3 weist. Außerdem ist der Drucksensor 31 zwischen dem Radialverdichter 33 und dem zweiten Ende 7 des inspiratorischen Zweigs 3 in der Rückatemleitung 99 angeordnet. Schließlich ist bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Radialverdichter 33 zwischen dem CO2-Absorber auf der einen Seite des Radialverdichters 33 und der Frischgasversorgung 51 und der Sauerstoffspüleinrichtung 55 auf der anderen Seite des Radialverdichters 33 in der Rückatemleitung 99 angeordnet.
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Das in 1 dargestellte Beatmungssystem arbeitet im Normalbetrieb wie folgt.
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Zunächst wird durch die Steuereinheit 23 das steuerbare Ventil 21 geschlossen, und durch den Radialverdichter 33 wird Atemgas aus dem Handbeatmungsbeutel 25 durch den CO2-Absorber 29 hindurch in den inspiratorischen Zweig 3 zum Patientenanschluss 1 gefördert, wobei außerdem aus der Frischgasversorgung 51 noch ein vorgegebener Frischgasstrom, der durch den Narkosemittelverdunster 53 strömt, in die Rückatemleitung 99 und dann weiter zum inspiratorischen Zweig 3 einströmt.
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Nach Ende der Einatemphase öffnet das steuerbare Ventil 21, und von dem Patientenanschluss 1 strömt Gas durch den exspiratorischen Zweig 13 zurück in den Handbeatmungsbeutel 25, der in diesem Fall als Reservoir dient. Während das Steuerventil 21 geöffnet ist, wird der Radialverdichter 33 in den Stillstand versetzt oder mit reduzierter Drehzahl betrieben, so dass der am Drucksensor 31 durch den Radialverdichter 33 und die Frischgasversorgung 51 erzeugte Druck nicht ausreicht, das Rückschlagventil 9 zu öffnen. Wenn es erforderlich ist, die Sauerstoffkonzentration in dem Atemgas zu erhöhen, wird die Sauerstoffspüleinrichtung 55 betätigt, und Sauerstoff strömt in die Rückatemleitung 99 ein. Dabei ist der Sauerstoffstrom derart gewählt, dass der am Rückschlagventil 9 des inspiratorischen Zweigs 3 auftretende Druck so groß ist, dass dieses öffnet und Sauerstoff in den inspiratorischen Zweig 3 strömt. Außerdem kann aufgrund des Radialverdichters 33, der auch einen Strom entgegengesetzt zu der eigentlichen Förderrichtung des Radialverdichters 33 zulässt, Sauerstoff von der Sauerstoffspüleinrichtung 55 durch die Rückatemleitung 99 zu dem CO2-Absorber 29, vorbei an dem Narkosegasfortleitungsventil 27 zu dem Handbeatmungsbeutel 25 und weiter zu dem Rückschlagventil 19 strömen. Auf diese Weise kann trotz des vorhandenen Beatmungsantriebs in Form des Radialverdichters 33 Sauerstoff sowohl zum Patientenanschluss 1 als auch in die komplette Rückatemleitung 99 gelangen, ohne dass es erforderlich ist, einen permanenten Strom durch den inspiratorischen Zweig 3, den exspiratorischen Zweig 13 und die Rückatemleitung 99 vorzusehen.
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Außerdem ermöglicht das zuvor beschriebene Beatmungssystem, dass ein konstanter Frischgasstrom aus der Frischgasversorgung 51 bereitgestellt werden kann, der ständig den Narkosemittelverdunster 53 durchströmt und so über die Rückatemleitung 99 und den CO2-Absorber 29 der Handbeatmungsbeutel 25 mit frischem Gas aufgefüllt wird und auch frisches Gas über den inspiratorischen Zweig 3, unter Mitwirkung des Radialverdichters 33, zum Patienten gelangt.
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Dies ermöglicht den Einsatz eines solchen Verdunsters und vermeidet, dass komplizierte Einspritzpumpen in Kombination mit einer komplexen Steuerung und Regelung verwendet werden müssen. Dabei kann mit Hilfe des Drucksensors 31 und der Steuereinheit 23 durch Steuerung der Drehzahl des Radialverdichters 33 der Druck im Bereich des zweiten Endes 7 des inspiratorischen Zweigs 3 auch bei konstantem Frischgasstrom so geregelt werden, dass die Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten des Rückschlagventils 9 im inspiratorischen Zweig 3 um einen vorgegebenen Wert unter der Schwelle liegt, bei der das Rückschlagventil 9 öffnet.
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Insgesamt wird bei dem zuvor beschriebenen Beatmungssystem erreicht, dass der gesamte Atemkreis mit Sauerstoff gespült werden kann, ohne dass es dazu einer komplizierten Steuerung bedarf. Das in 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 1 dargstellten ersten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, dass die Sauerstoffspüleinrichtung 55 an einem zweiten Anschluss 57 auf der zu dem CO2-Absorber 29 weisenden Seite des Radialverdichters 33 zwischen dem CO2-Absorber 29 und dem Radialverdichter 33 in der Rückatemleitung 99 angeschlossen ist. Gleiche Elemente in den 1 und 2 sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Die Funktionsweise des zweiten Ausführungsbeispiels nach dieser 2 unterscheidet sich jedoch nicht von der Funktionsweise der ersten Ausführungsform nach der 1.
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Auch bei einer derartigen Anordnung ist es möglich, dass von der Sauerstoffspüleinrichtung 55 in die Rückatemleitung 99 einströmender Sauerstoff sowohl in den inspiratorischen Zweig 3 als auch durch den CO2-Absorber 29 hindurch in den Handbeatmungsbeutel 25 und in das Steuerventil 21 bis zum zweiten Ende 17 des exspiratorischen Zweigs 13 bzw. das daran angeordnete Rückschlagventil 9 strömen kann.
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Bezugsziffernliste
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- 1
- Patientenanschluss
- 3
- inspiratorischer Zweig
- 5
- erstes Ende (Inspiratorischer Zweig)
- 7
- zweites Ende (Inspiratorischer Zweig)
- 9
- Rückschlagventil (Inspiratorischer Zweig)
- 11
- Volumenstromsensor
- 13
- exspiratorischer Zweig
- 15
- erstes Ende (Exspiratorischer Zweig)
- 17
- zweites Ende (Exspiratorischer Zweig)
- 19
- Rückschlagventil (Exspiratorischer Zweig)
- 21
- steuerbares Ventil
- 23
- Steuereinheit
- 25
- Handbeatmungsbeutel (Reservoir)
- 27
- Narkosegasfortleitungsventil
- 29
- CO2-Absorber
- 31
- Drucksensor
- 33
- Radialverdichter
- 35
- Gehäuse
- 37
- Lüfterrad
- 39
- Drehachse
- 41
- Schaufel
- 43
- Drehrichtung
- 45
- radiale Linie
- 47
- Einlass
- 49
- Auslass
- 50
- Erster Anschluss
- 51
- Frischgasversorgung
- 53
- Narkosemittelverdunster
- 55
- Sauerstoffspüleinrichtung
- 57
- Zweiter Anschluss
- 99
- Rückatemleitung
