DE102017009605A1 - System for ventilating a patient - Google Patents

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Hans-Ullrich Hansmann
Karsten Hiltawsky
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Abstract

Die Erfindung ist ein System zum Beatmen eines Patienten, welches ein Patientenmodul (20) sowie ein vom Patientenmodul (20) räumlich getrenntes Steuermodul (40) umfasst, wobei das Steuermodul (40) mittels einer Verbindungsleitung (42) sowie wenigstens einer Schnittstelle (64) mit lösbar miteinander verbindbaren Steckerteilen (66, 68) lösbar mit dem Patientenmodul (20) verbindbar ist, wobei mittels der Verbindungsleitung (42) zumindest ein elektrisches Signal (58, 60) und/oder zumindest ein pneumatisches Potential oder ein Gasvolumenstrom weiterleitbar ist und die Steckerteile (66, 68) entsprechende Kontaktelemente (70, 72) zur Übertragung eines elektrischen Signals (58, 60) und/oder eines pneumatischen Potentials oder eines Gasvolumenstroms umfassen, so dass das Steuermodul (20) elektrisch und/oder pneumatisch leicht vom Patientenmodul (20) getrennt werden kann.

Figure DE102017009605A1_0000
The invention is a system for ventilating a patient, which comprises a patient module (20) and a control module (40) spatially separated from the patient module (20), wherein the control module (40) is connected by means of a connection line (42) and at least one interface (64). with detachably connectable plug parts (66, 68) is detachably connected to the patient module (20), wherein by means of the connecting line (42) at least one electrical signal (58, 60) and / or at least one pneumatic potential or a gas flow is forwarded and the Plug parts (66, 68) corresponding contact elements (70, 72) for transmitting an electrical signal (58, 60) and / or a pneumatic potential or a gas flow rate, so that the control module (20) electrically and / or pneumatically easily from the patient module ( 20) can be separated.
Figure DE102017009605A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein zumindest zwei Einzelkomponenten umfassendes System zum Beatmen eines Patienten.The invention relates to a system comprising at least two individual components for ventilating a patient.

Vorrichtungen zum Beatmen eines Patienten sind zum Beispiel Beatmungsgeräte oder Anästhesiegeräte. Beatmungsgeräte und Anästhesiegeräte - im Folgenden zusammenfassend als Beatmungsgeräte oder einzeln als Beatmungsgerät bezeichnet - werden dazu genutzt, Patienten, die entweder gar nicht selbständig atmen können oder Hilfe beim Atmen benötigen, Atemluft bereitzustellen. Dazu tragen die Patienten eine Gesichtsmaske, welche Mund und Nase abdeckt, oder einen Tubus, der in den Rachenraum und die Luftröhre des Patienten eingeführt ist. Die Gesichtsmaske oder der Tubus sind über zumindest einen Beatmungsschlauch mit dem Beatmungsgerät verbunden.Devices for ventilating a patient are, for example, ventilators or anesthesia devices. Respirators and anesthesia machines - collectively referred to as respirators or individually referred to as respirators - are used to provide breathing air to patients who either are unable to breathe independently or need help breathing. Patients wear a face mask covering the mouth and nose, or a tube inserted into the patient's pharynx and trachea. The face mask or the tube are connected to the ventilator via at least one breathing tube.

Bei einem System der eingangs genannten Art mit zumindest zwei unabhängigen, also separierbaren Einzelkomponenten ist zwischen diesen eine Verbindung zur Weiterleitung elektrischer Energie, zur Weiterleitung von Sensor- oder Steuersignalen und/oder zur pneumatischen Kopplung der Einzelkomponenten notwendig.In a system of the type mentioned above with at least two independent, ie separable individual components between these a connection for forwarding electrical energy, for forwarding sensor or control signals and / or for the pneumatic coupling of the individual components is necessary.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein System mit einer besonders einfachen und leicht zu handhabenden Form einer solchen Verbindung anzugeben.An object of the present invention is to provide a system with a particularly simple and easy-to-handle form of such a connection.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mittels eines Systems zum Beatmen eines Patienten mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei das System als voneinander räumlich getrennte Einzelkomponenten einerseits eine im Folgenden als Patientenmodul bezeichnete Einheit und andererseits eine im Folgenden als Steuermodul bezeichnete und zur Steuerung und/oder Überwachung des Patientenmoduls bestimmte Einheit umfasst. Bei einem derartigen System ist vorgesehen, dass das Steuermodul mittels einer Verbindungsleitung sowie wenigstens einer Schnittstelle mit lösbar miteinander verbindbaren Steckerteilen lösbar mit dem Patientenmodul verbindbar ist, zum Beatmen eines Patienten mit dem Patientenmodul verbunden wird und beim Beatmen eines Patienten mit dem Patientenmodul verbunden ist. Mittels der Verbindungsleitung ist zumindest ein elektrisches Signal und/oder zumindest ein pneumatisches Potential oder ein Gasvolumenstrom weiterleitbar. Die Steckerteile der oder jeder Schnittstelle weisen entsprechende Kontaktelemente auf, also Kontaktelemente zur Übertragung eines elektrischen Signals und/oder eines pneumatischen Potentials oder eines Gasvolumenstroms.According to the invention this object is achieved by means of a system for ventilating a patient with the features of claim 1, wherein the system as spatially separated individual components on the one hand referred to as a patient module unit on the one hand and on the other hand referred to as a control module and for control and / or monitoring includes the patient module specific unit. In such a system, it is provided that the control module can be detachably connected to the patient module by means of a connecting line and at least one interface with detachably connectable male parts, connected to the patient module for respiration of a patient and connected to the patient module during respiration of a patient. At least one electrical signal and / or at least one pneumatic potential or a gas volume flow can be forwarded by means of the connecting line. The plug parts of the or each interface have corresponding contact elements, that is, contact elements for transmitting an electrical signal and / or a pneumatic potential or a gas volume flow.

Der Vorteil der hier vorgeschlagenen Lösung besteht darin, dass das Patientenmodul mittels genau einer Verbindungsleitung elektrisch und/oder pneumatisch mit dem Steuermodul verbindbar ist und beim Betrieb verbunden ist. Nach dem Abschluss einer Beatmung eines Patienten kann das Steuermodul leicht vom Patientenmodul getrennt werden, indem die Verbindungsleitung gelöst wird. Das Steuermodul kann dann zum Beispiel mit einem anderen Patientenmodul verwendet werden, indem das Steuermodul mittels der Verbindungsleitung oder einer anderen Verbindungsleitung an das andere Patientenmodul angeschlossen wird. Das bisher verwendete Patientenmodul kann zum Beispiel entsorgt oder für eine spätere Wiederverwendung aufbereitet werden.The advantage of the solution proposed here is that the patient module can be electrically and / or pneumatically connected to the control module by means of exactly one connecting line and is connected during operation. Upon completion of patient ventilation, the control module can be easily disconnected from the patient module by disengaging the connection line. The control module may then be used, for example, with another patient module by connecting the control module to the other patient module via the connection lead or other connection lead. For example, the patient module used so far can be disposed of or processed for later reuse.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der hier vorgestellten Neuerung sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei verwendete Rückbeziehungen innerhalb der Ansprüche weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des in Bezug genommenen Anspruchs durch die Merkmale des jeweiligen abhängigen Anspruchs hin. Sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale oder Merkmalskombinationen eines abhängigen Anspruchs zu verstehen. Des Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der Ansprüche sowie der Beschreibung bei einer näheren Konkretisierung eines Merkmals in einem abhängigen Anspruch davon auszugehen, dass eine derartige Beschränkung in den jeweils vorangehenden Ansprüchen sowie einer allgemeineren Ausführungsform des gegenständlichen Systems nicht vorhanden ist. Jede Bezugnahme in der Beschreibung auf Aspekte abhängiger Ansprüche ist demnach auch ohne speziellen Hinweis ausdrücklich als Beschreibung optionaler Merkmale zu lesen.Advantageous embodiments of the innovation presented here are the subject of the dependent claims. Relationships used within the claims indicate the further development of the subject-matter of the claimed claim by the features of the respective dependent claim. They are not to be understood as a waiver of obtaining independent, objective protection for the features or feature combinations of a dependent claim. Furthermore, with regard to an interpretation of the claims and the description in a more detailed specification of a feature in a dependent claim, it is to be understood that such a restriction in the respective preceding claims and a more general embodiment of the subject system is not present. Each reference in the description to aspects of dependent claims is therefore to be read even without specific reference expressly as a description of optional features.

Bei einer Ausführungsform des Systems ist die Verbindungsleitung an einer dem Patientenmodul räumlich zugeordneten Schnittstelle und/oder an einer dem Steuermodul räumlich zugeordneten Schnittstelle anschließbar. Räumlich zugeordnet meint dabei, dass sich die Schnittstelle am Patientenmodul bzw. am Steuermodul befindet oder jedenfalls in unmittelbarer räumlicher Nähe zum Patientenmodul bzw. zum Steuermodul. Bei einer solchen Schnittstellenposition kann die Leitung am oder nahe beim Patientenmodul bzw. am oder nahe beim Steuermodul vom Patientenmodul bzw. vom Steuermodul gelöst werden. Wenn sich am oder nahe beim Patientenmodul sowie am oder nahe beim Steuermodul jeweils eine Schnittstelle befindet, kann die Leitung komplett vom Patientenmodul und vom Steuermodul getrennt werden.In one embodiment of the system, the connection line can be connected to an interface spatially assigned to the patient module and / or to an interface spatially assigned to the control module. Spatially means that the interface is located on the patient module or on the control module, or at least in the immediate vicinity of the patient module or the control module. In such an interface position, the lead may be released at or near the patient module, or at or near the control module from the patient module or control module. If there is an interface at or near the patient module and at or near the control module, then the line can be completely disconnected from the patient module and the control module.

Bei einer zusätzlichen oder alternativen Ausführungsform des Systems ist die Verbindungsleitung an einer zwischen Patientenmodul und Steuermodul befindlichen Schnittstelle, zum Beispiel an einer etwa mittig zwischen Patientenmodul und Steuermodul befindlichen Schnittstelle, auftrennbar. Auch dies gewährleistet, dass das Steuermodul einfach und unkompliziert vom Patientenmodul getrennt werden kann und dass das Steuermodul ebenso einfach und unkompliziert elektrisch und/oder pneumatisch wieder mit dem Patientenmodul oder einem anderen Patientenmodul verbunden werden kann.In an additional or alternative embodiment of the system, the connection line is at an interface between patient module and control module, for example an approximately centrally located between the patient module and control module interface separable. This also ensures that the control module can be easily and simply disconnected from the patient module and that the control module can just as easily and uncomplicated electrically and / or pneumatically be reconnected to the patient module or another patient module.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Systems umfasst die Verbindungsleitung eine Pneumatikleitung, mittels derer eine Druckquelle pneumatisch an das Patientenmodul ankoppelbar ist, insbesondere an ein vom Patientenmodul umfasstes Inspirationsventil. Die von der Verbindungsleitung umfasste Pneumatikleitung fungiert beim Betrieb des Systems als Inspirationsschlauch. Mittels der von der Verbindungsleitung umfassten und als Inspirationsschlauch fungierenden Pneumatikleitung sowie über die oder jede Schnittstelle hinweg ist ein Gasvolumenstrom von der Druckquelle zum Patientenmodul leitbar. Indem die Verbindungsleitung auch eine solche als Inspirationsschlauch fungierende Pneumatikleitung umfasst, ist durch das Verbinden des Steuermoduls mit dem Patientenmodul mittels der Verbindungsleitung das Patientenmodul auch pneumatisch an die Druckquelle, zum Beispiel eine Druckgasflasche oder dergleichen, angekoppelt.In a further embodiment of the system, the connecting line comprises a pneumatic line, by means of which a pressure source can be pneumatically coupled to the patient module, in particular to an inspiratory valve encompassed by the patient module. The pneumatic line encompassed by the connecting line functions as an inspiratory tube during operation of the system. A gas volume flow from the pressure source to the patient module can be conducted by means of the pneumatic line encompassed by the connecting line and acting as an inspiratory tube and via the or each interface. By virtue of the connecting line also comprising such a pneumatic line functioning as an inspiration tube, the patient module is also pneumatically coupled to the pressure source, for example a compressed gas cylinder or the like, by connecting the control module to the patient module via the connecting line.

Bei einer nochmals weiteren Ausführungsform des Systems umfasst das Steuermodul die Druckquelle. Dann ist das System von einer externen Druckquelle unabhängig, umfasst lediglich das Patientenmodul, das Steuermodul sowie die Verbindungsleitung zwischen Patientenmodul und Steuermodul und ist unmittelbar mit dem Verbinden des Patientenmoduls mit dem Steuermodul mittels der Verbindungsleitung betriebsbereit.In yet another embodiment of the system, the control module includes the pressure source. Then, the system is independent of an external pressure source, includes only the patient module, the control module and the connection line between the patient module and the control module and is immediately ready for connection of the patient module to the control module by means of the connection line.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Systems umfasst das Patientenmodul zumindest eine Ventilanordnung mit einem von der Ventilanordnung getrennten und im Steuermodul befindlichen Ventilantrieb, wobei die Verbindungsleitung jeweils eine den oder jeden Ventilantrieb mit seiner Ventilanordnung verbindende Pneumatikleitung umfasst und mittels der zumindest einen Pneumatikleitung sowie über die oder jede Schnittstelle hinweg ein pneumatisches Potential von einem Ventilantrieb an dessen Ventilanordnung übermittelbar ist. Bei einem solchen System bleibt bei einer eventuell notwendigen Entsorgung des Patientenmoduls der oder jeder Ventilantrieb erhalten und steht im Steuermodul zur Verwendung mit einem anderen Patientenmodul zur Verfügung. Dies ist ökonomisch und vermeidet auch eine grundsätzlich unnötige Entsorgung des Ventilantriebs und der davon umfassten Bestandteile. Auch ein solches System ist einfach und unkompliziert verwendbar, indem jede Pneumatikleitung, welche den oder jeden vom Steuermodul umfassten Ventilantrieb an jeweils eine Ventilanordnung im Patientenmodul ankoppelt, von der Verbindungsleitung umfasst ist und demnach beim Verbinden des Steuermoduls mit dem Patientenmodul auch jede notwendige pneumatische Verbindung zwischen einer Ventilanordnung und einem zu deren Antrieb vorgesehenen Ventilantrieb herstellbar ist und hergestellt wird.In a preferred embodiment of the system, the patient module comprises at least one valve arrangement with a valve drive separate from the valve arrangement and located in the control module, wherein the connection line comprises in each case a pneumatic line connecting the or each valve drive with its valve arrangement and by means of the at least one pneumatic line and via the or each Interface across a pneumatic potential of a valve drive to the valve assembly is communicable. In such a system, any disposal of the patient module that may be necessary will preserve the or each valve drive and be available in the control module for use with another patient module. This is economical and also avoids a fundamentally unnecessary disposal of the valve drive and its components. Such a system is also simple and straightforward usable in that each pneumatic line which connects the or each valve drive comprised by the control module to a respective valve arrangement in the patient module is encompassed by the connecting line and therefore any necessary pneumatic connection between the control module and the patient module a valve assembly and provided for driving the valve drive can be produced and manufactured.

Bei einer Ausführungsform des Systems umfasst das Patientenmodul, welches eine Druckquelle strömungsmäßig an eine mit den Atemwegen eines Patienten verbindbare Patientenschnittstelle koppelt und lösbar mit der Patientenschnittstelle verbindbar ist, entweder genau eine als Exspirationsventil fungierende, spezielle Ventilanordnung oder zum einen eine als Inspirationsventil sowie zum anderen eine als Exspirationsventil fungierende, spezielle Ventilanordnung. Die oder jede Ventilanordnung umfasst einen Ventilantrieb, eine Druckkammer sowie eine Steuerdruckkammer und der Ventilantrieb ist zum Erzeugen eines Steuerdrucks in der Steuerdruckkammer fluidkommunizierend mit der Steuerdruckkammer verbunden. Als Ventilantrieb fungiert eine Piezopumpe, welche vorzugsweise hochfrequent betreibbar ist. Die Piezopumpe wirkt auf ein Verschlusselement und ein Membranelement, wobei das Membranelement und das Verschlusselement die Steuerdruckkammer von der Druckkammer trennen. Das Verschlusselement (die Position des Verschlusselements) ist über das Membranelement mittels des Steuerdrucks steuerbar und mittels des Verschlusselements kann eine erste Öffnung der Druckkammer geöffnet und verschlossen werden, so dass sich die Ventilfunktion ergibt. Mittels des Ventilantriebs und des damit beim Betrieb erzeugten Steuerdrucks lässt sich der Zustand der Ventilanordnung schnell und exakt einstellen.In one embodiment of the system, the patient module which fluidly couples a pressure source to a patient interface connectable to a patient's respiratory tract and is releasably connectable to the patient interface comprises either a specific valve assembly functioning as an expiratory valve or an inspiratory valve and another acting as expiratory valve, special valve assembly. The or each valve arrangement comprises a valve drive, a pressure chamber and a control pressure chamber, and the valve drive is connected in fluid communication with the control pressure chamber for generating a control pressure in the control pressure chamber. As a valve drive acts a piezo pump, which is preferably high frequency operable. The piezo pump acts on a closure element and a membrane element, wherein the membrane element and the closure element separate the control pressure chamber from the pressure chamber. The closure element (the position of the closure element) can be controlled via the membrane element by means of the control pressure and by means of the closure element, a first opening of the pressure chamber can be opened and closed so that the valve function results. By means of the valve drive and the control pressure generated during operation, the state of the valve arrangement can be adjusted quickly and accurately.

Bei einer besonderen Ausführungsform der Vorrichtung / des Patientenmoduls ist als Inspirationsventil eine Ventilanordnung mit Hinterdrucksteuerung vorgesehen. Dann umfasst die Ventilanordnung (das Inspirationsventil) eine zum Ventilantrieb gehörende Verbindungskammer sowie ein die Verbindungskammer fluidkommunizierend mit einem ausgangsseitigen Anschlussleitungselement verbindendes Abzweigleitungselement. Je nach Strömungsrichtung fungiert eines der beiden Anschlussleitungselemente der Ventilanordnung als Ausgang oder ausgangsseitiges Anschlussleitungselement. Mittels des Abzweigleitungselements erfolgt ein Druckausgleich zwischen der Steuerkammer und dem ausgangsseitigen Anschlussleitungselement. Dies erhält den vollständigen Arbeitsbereich (Druckbereich) des Ventilantriebs, während ohne einen solchen Druckausgleich der vom Ventilantrieb auf die Membran (Membranelement und Verschlusselement) ausgeübte Druck auch den jeweiligen Hinterdruck überwinden müsste.In a particular embodiment of the device / the patient module, a valve arrangement with backpressure control is provided as the inspiration valve. The valve arrangement (the inspiration valve) then comprises a connecting chamber belonging to the valve drive and a branch line element connecting the connecting chamber in fluid communication with an output-side connecting line element. Depending on the direction of flow, one of the two connecting line elements of the valve arrangement functions as an output or output-side connecting line element. By means of the branch line element is a pressure equalization between the control chamber and the output side connection line element. This preserves the complete working range (pressure range) of the valve drive, while without such a pressure equalization the pressure exerted by the valve drive on the diaphragm (diaphragm element and closing element) would also have to overcome the respective back pressure.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Corresponding objects or elements are provided in all figures with the same reference numerals.

Das oder jedes Ausführungsbeispiel ist nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten und Kombinationen, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den im allgemeinen oder speziellen Beschreibungsteil beschriebenen sowie in den Ansprüchen und/oder der Zeichnung enthaltenen Merkmalen für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand führen.The or each embodiment is not to be understood as limiting the invention. Rather, in the context of the present disclosure, modifications and modifications are possible, in particular those variants and combinations, for example, by combination or modification of individual in combination with the described in the general or specific description part and in the claims and / or the drawings features for the Professional with regard to the solution of the task are removable and lead by combinable features to a new object.

Es zeigen:

  • 1 eine Patientenlunge, eine zur Beatmung des Patienten vorgesehene Druckquelle, ein nahe am Patienten befindliches Patientenmodul und eine zum Anschluss des Patientenmoduls an die Atemwege des Patienten bestimmte Patientenschnittstelle,
  • 2 das Patientenmodul mit weiteren Einzelheiten, nämlich zumindest einer von dem Patientenmodul umfassten Ventilanordnung,
  • 3 eine Ausführungsform einer von dem Patientenmodul umfassten Ventilanordnung,
  • 4 eine Ausführungsform eines Ventilantriebs einer Ventilanordnung,
  • 5 eine alternative Ausführungsform einer Ventilanordnung gemäß 3,
  • 6 eine weitere alternative Ausführungsform einer Ventilanordnung gemäß 3 mit einem räumlich von den sonstigen Elementen der Ventilanordnung entfernt anordenbaren Ventilantrieb,
  • 7 ein Membranelement und ein dem Membranelement zugeordnetes Verschlusselement sowie die auf die unterschiedlichen Seiten (Unter- oder Oberseite) und Abschnitte (Membranelement oder Verschlusselement) wirkenden Drücke,
  • 8 das Patientenmodul, die Patientenschnittstelle und ein dem Patientenmodul zugeordnetes Steuermodul in einer vom Patienten getragenen Konfiguration,
  • 9, 10, 11 und 12 unterschiedliche Konfigurationen des Patientenmoduls und des Steuermoduls,
  • 13 und 14 unterschiedliche Konfigurationen einer Verbindungsleitung zwischen dem Patientenmodul und dem Steuermodul sowie
  • 15 eine Schnittstelle an der Verbindungsleitung oder in der Verbindungsleitung zwischen Patientenmodul und Steuermodul.
Show it:
  • 1 a patient's lungs, a pressure source intended for ventilating the patient, a patient module located close to the patient and a patient interface intended for connection of the patient module to the respiratory tract of the patient,
  • 2 the patient module with further details, namely at least one valve assembly comprised by the patient module,
  • 3 an embodiment of a valve assembly comprised by the patient module,
  • 4 An embodiment of a valve drive of a valve arrangement,
  • 5 an alternative embodiment of a valve assembly according to 3 .
  • 6 a further alternative embodiment of a valve assembly according to 3 with a valve drive which can be arranged spatially remotely from the other elements of the valve arrangement,
  • 7 a membrane element and a closure element associated with the membrane element and the pressures acting on the different sides (bottom or top side) and sections (membrane element or closure element),
  • 8th the patient module, the patient interface, and a control module associated with the patient module in a patient-worn configuration;
  • 9 . 10 . 11 and 12 different configurations of the patient module and the control module,
  • 13 and 14 different configurations of a connection line between the patient module and the control module as well
  • 15 an interface on the connecting line or in the connecting line between the patient module and the control module.

Die Darstellung in 1 zeigt - schematisch stark vereinfacht - die Lunge eines Patienten (Patientenlunge 10) und eine Druckquelle 12 zur Beatmung des Patienten, zum Beispiel eine Druckgasflasche, ein Verdichter, insbesondere ein Radialverdichter, oder ein Wandauslass eines medizinischen Druckluftsystems, zum Beispiel in einem Krankenhaus. Die Druckquelle 12 ist vorzugsweise eine Konstantdruckquelle 12. Eine Konstantdruckquelle 12 ist beispielsweise eine Gasflasche, eine Gasfördereinheit zur Bereitstellung eines konstanten Gasdrucks oder eine Gasversorgungseinheit wie z.B. eine Wandversorgungseinheit in einem Krankenhaus.The representation in 1 shows - schematically greatly simplified - the lungs of a patient (patient lung 10 ) and a pressure source 12 for ventilating the patient, for example a compressed gas cylinder, a compressor, in particular a radial compressor, or a wall outlet of a medical compressed air system, for example in a hospital. The pressure source 12 is preferably a constant pressure source 12 , A constant pressure source 12 is for example a gas cylinder, a gas delivery unit for providing a constant gas pressure or a gas supply unit such as a wall supply unit in a hospital.

Die Druckquelle 12 ist mittelbar mittels einer als Kopplungsvorrichtung fungierenden Patientenschnittstelle 14 sowie mittels einer als Inspirationsschlauch 16 fungierenden Pneumatikleitung mit den Atemwegen des Patienten und der Patientenlunge 10 verbunden. Über den Inspirationsschlauch 16 wird Atemgas zum Patienten verlagert. Ausgeatmetes Atemgas fließt über einen einseitig zum Umgebungsdruck offenen Exspirationsschlauch 18 ab. Die Pfeile am Inspirationsschlauch 16 und am Exspirationsschlauch 18 veranschaulichen die im Betrieb resultierende Richtung des Volumenstroms (Atemgasvolumenstrom).The pressure source 12 is indirectly by means of a patient interface functioning as a coupling device 14 as well as by means of an inspiratory tube 16 functioning pneumatic line with the respiratory tract of the patient and the patient's lung 10 connected. About the inspiratory tube 16 breathing gas is transferred to the patient. Exhaled breathing gas flows through an exhalation tube which is open on one side to the ambient pressure 18 from. The arrows on the inspiratory tube 16 and at the expiratory tube 18 illustrate the direction of the volume flow (breathing gas volume flow) resulting in operation.

Nahe am Patienten, zum Beispiel vom Patienten selbst getragen, befindet sich ein mit der Patientenschnittstelle 14 zumindest pneumatisch verbundenes Patientenmodul 20, an welches die Beatmungsschläuche 16, 18 (Inspirationsschlauch 16, Exspirationsschlauch 18) angeschlossen sind. Bei der Patientenschnittstelle 14 kann es sich um eine zur Beatmung eines Patienten vorgesehene sogenannte Gesichtsmaske (siehe 2) oder dergleichen handeln. Alternativ kann es sich bei der Patientenschnittstelle 14 auch um einen in der Darstellung in 1 gezeigten sogenannten Tubus 22 (Endotrachealtubus) eine Endotrachealkanüle handeln.Close to the patient, for example worn by the patient, is one with the patient interface 14 at least pneumatically connected patient module 20 to which the breathing tubes 16 . 18 (Inspiration tube 16 , Exhalation tube 18 ) are connected. At the patient interface 14 it can be a so-called face mask intended for the ventilation of a patient (see 2 ) or the like. Alternatively, it may be at the patient interface 14 also in the representation in 1 shown so-called tube 22 (Endotracheal tube) act an endotracheal cannula.

Die Darstellung in 2 zeigt - weiterhin schematisch stark vereinfacht - eine Ausführungsform des Patientenmoduls 20 mit weiteren Einzelheiten. Danach umfasst das Patientenmodul 20 eine Sensorik 24, welche zumindest einen Sensor, zum Beispiel einen Drucksensor und/oder einen Flowsensor, umfasst. Als Sensorik 24 kann auch eine verteilte Sensorik 24 fungieren und wie weiter unten ausgeführt kann sich die Sensorik 24 auch außerhalb des Patientenmoduls 20 befinden. Innerhalb des Patientenmoduls 20 sind dem Ende des Inspirationsschlauchs 16 und dem Ende des Exspirationsschlauchs 18 jeweils ein Ventil 26, 28 (Inspirationsventil 26, Exspirationsventil 28) zugeordnet. Beide Ventile 26, 28 sind gleich oder zumindest gleichartig ausgeführt und die nachfolgend erörterten Darstellungen befassen sich mit möglichen Ausführungsformen dieser Ventile 26, 28. Das Inspirationsventil 26 ist grundsätzlich optional. Bei einer Ausführungsform ohne Inspirationsventil 26 wird der inspiratorische Druck und dessen Änderung während der inspiratorischen Phase durch eine Ansteuerung des Exspirationsventils 28 eingestellt und dabei zum Erhalt des gewünschten Druckverlaufs zum Beispiel das Patientenmodul 20 gewissermaßen gesteuert zur Umgebung geöffnet.The representation in 2 shows - also schematically greatly simplified - an embodiment of the patient module 20 with more details. Thereafter, the patient module includes 20 a sensor 24 which comprises at least one sensor, for example a pressure sensor and / or a flow sensor. As sensor technology 24 can also have a distributed sensor 24 The sensors can function as described below 24 also outside the patient module 20 are located. Within the patient module 20 are the end of the inspiration hose 16 and the end of the expiratory tube 18 one valve each 26 . 28 (Inspiration valve 26 , Exhalation valve 28 ). Both valves 26 . 28 are equal or at least similar and the illustrations discussed below deal with possible embodiments of these valves 26 . 28 , The inspiration valve 26 is basically optional. In an embodiment without inspiratory valve 26 is the inspiratory pressure and its change during the inspiratory phase by a control of the expiratory valve 28 set and thereby to obtain the desired pressure curve, for example, the patient module 20 opened to a certain extent controlled to the environment.

Die Darstellungen in 3 (3a, 3b) und 5 (5a bis 5d) zeigen eine als pneumatische Steuervorrichtung fungierende Ventilanordnung 30. Die Ventilanordnung 30 gemäß 3 kommt als Inspirationsventil 26 und als Exspirationsventil 28 in Betracht. Die Ventilanordnung 30 gemäß 5 kommt ebenfalls als Inspirationsventil 26 in Betracht. Jede Ventilanordnung 30 umfasst ein Gehäuse 32 und eine mit dem Gehäuse 32 verbundene und als Ventilantrieb 34 fungierende Pumpvorrichtung. Als Pumpvorrichtung / Ventilantrieb 34 fungiert eine Piezopumpe. Die Pumpvorrichtung / die Piezopumpe ist vorzugsweise in zwei Richtungen durchströmbar und ist somit eine Zwei-Wege-Pumpe.The illustrations in 3 ( 3a . 3b) and 5 ( 5a to 5d) show a functioning as a pneumatic control valve arrangement 30 , The valve arrangement 30 according to 3 comes as an inspiration valve 26 and as an expiratory valve 28 into consideration. The valve arrangement 30 according to 5 also comes as an inspiration valve 26 into consideration. Every valve arrangement 30 includes a housing 32 and one with the case 32 connected and as valve drive 34 functioning pumping device. As pumping device / valve drive 34 acts a piezo pump. The pumping device / piezoelectric pump can preferably be flowed through in two directions and is thus a two-way pump.

Eine Ventilanordnung 30 kann mehr als einen Ventilantrieb 34 (Pumpvorrichtung / Piezopumpe) aufweisen. Die Piezopumpen können dabei als Stack aus in Reihe geschalteten Piezopumpen ausgebildet sein. Mittels der Stackbildung können die Pumpendrücke mehrerer Piezopumpen zusammengefasst werden. Alternativ können mehrere parallel geschaltete Piezopumpen in der Ventilanordnung 30 vorhanden sein.A valve arrangement 30 can do more than one valve drive 34 (Pumping device / piezo pump) have. The piezo pumps can be designed as a stack of piezopumps connected in series. By means of the stack formation, the pump pressures of several piezo pumps can be combined. Alternatively, several parallel connected piezo pumps in the valve assembly 30 to be available.

4 (4a, 4b) zeigt den Ventilantrieb 34 mit weiteren Details. Danach weist der Ventilantrieb 34 eine erste Zwei-Wege-Durchlassöffnung 102 und eine zweite Zwei-Wege-Durchlassöffnung 104 auf, die durch einen Zwei-Wege-Kanal 106 verbunden sind. Der Zwei-Wege-Kanal 106 verläuft zwischen einem Außengehäuse 108 und einem Innengehäuse 110. Die zweite Zwei-Wege-Durchlassöffnung 104 ist im Außengehäuse 108 gebildet. Die erste Zwei-Wege-Durchlassöffnung 102 ergibt sich aufgrund eines Abstands zwischen einem Rand des Außengehäuses 108 und dem angrenzenden Innengehäuse 110. Das Innengehäuse 110 ist mittels einer Abdeckplatte 112 verschlossen. 4 ( 4a . 4b) shows the valve drive 34 with more details. Thereafter, the valve drive 34 a first two-way port 102 and a second two-way port 104 on, passing through a two-way channel 106 are connected. The two-way channel 106 runs between an outer housing 108 and an inner housing 110 , The second two-way port 104 is in the outer casing 108 educated. The first two-way port 102 results from a distance between an edge of the outer housing 108 and the adjacent inner housing 110 , The inner case 110 is by means of a cover plate 112 locked.

In dem Zwei-Wege-Kanal 106 ist im Innengehäuse 110 eine Pumpöffnung 114 angeordnet, die den Zwei-Wege-Kanal 106 mit einer Pumpenkammer 116 verbindet. In der Pumpenkammer 116 sind ein Piezoelement 118 und ein Pumpenmembranelement 120 angeordnet. Das Pumpenmembranelement 120 ist einerseits mit dem Piezoelement 118 und andererseits - über flexible Verbindungselemente 122 - mit dem Innengehäuse 110 verbunden. Das Piezoelement 118 wird mittels eines Wechselspannungsgenerators 124 in grundsätzlich an sich bekannter Art und Weise mit alternierenden elektrischen Spannungen beaufschlagt. Diese bewirken eine spannungsinduzierte Verformung des Piezoelements 118 und diese Verformung führt zu einer gesteuerten Schwingung des Pumpenmembranelements 120. Aufgrund einer mittels des Wechselspannungsgenerators 124 abgegebenen hochfrequenten Wechselspannung schwingt das Pumpenmembranelement 120 in der Pumpenkammer 116 mit einer Frequenz, welche vorzugsweise hoch ist, und im Ergebnis werden Pumpstöße durch die resultierende Volumenänderung der Pumpenkammer 116 erzeugt (Funktion der als Ventilantrieb 34 fungierenden Piezopumpe als Hochfrequenzpumpe). Diese Pumpstöße können durch die Pumpöffnung 114 in den Zwei-Wege-Kanal 106 hinein wirken und bewirken eine Strömung eines jeweiligen Fluids, zum Beispiel Luft, durch die zweite Zwei-Wege-Durchlassöffnung 104.In the two-way channel 106 is in the inner housing 110 a pump opening 114 arranged the two-way channel 106 with a pump chamber 116 combines. In the pump chamber 116 are a piezo element 118 and a pump membrane element 120 arranged. The pump membrane element 120 is on the one hand with the piezoelectric element 118 and on the other hand - via flexible fasteners 122 - with the inner housing 110 connected. The piezo element 118 is by means of an AC voltage generator 124 In principle, in a known manner with alternating electrical voltages acted upon. These cause a stress-induced deformation of the piezoelectric element 118 and this deformation results in controlled vibration of the pumping membrane element 120 , Due to a means of the AC voltage generator 124 emitted high-frequency AC voltage vibrates the pump diaphragm element 120 in the pump chamber 116 with a frequency which is preferably high, and as a result pump surges are caused by the resulting volume change of the pump chamber 116 generated (function of the valve drive 34 acting piezo pump as a high-frequency pump). These pump surges can through the pump opening 114 in the two-way channel 106 into and cause a flow of a respective fluid, for example air, through the second two-way port 104 ,

Die Strömung durch die Pumpöffnung 114, die aus der Pumpenkammer 116 hinaus gerichtet ist, ist auf die zweite Zwei-Wege-Durchlassöffnung 104 gerichtet. D.h., dass ein Pumpstoß, der durch eine Verkleinerung des Volumens der Pumpenkammer 116 erzeugt wird, durch die Pumpöffnung 114 direkt auf die zweite Zwei-Wege-Durchlassöffnung 104 gerichtet wird. In diesem Fall reißt die Strömung zwischen der Pumpöffnung 114 und der zweiten Zwei-Wege-Durchlassöffnung 104 das Fluid im Zwei-Wege-Kanal 106 mit, sodass eine Strömung von der ersten Zwei-Wege-Durchlassöffnung 102 zur zweiten Zwei-Wege-Durchlassöffnung 104 erzeugt wird. Bei einer Vergrößerung des Volumens der Pumpenkammer 116 wird das Fluid von dem Zwei-Wege-Kanal 106 durch die Pumpöffnung 114 in die Pumpenkammer 116 gesogen. In diesem Fall wird das Fluid aus dem Zwei-Wege-Kanal 106 in die Pumpenkammer 116 gesogen.The flow through the pump opening 114 coming out of the pump chamber 116 is directed to the second two-way port 104 directed. That is, a pump surge caused by a reduction in the volume of the pump chamber 116 is generated through the pump opening 114 directly to the second two-way port 104 is directed. In this case, the flow breaks between the pump opening 114 and the second two-way port 104 the fluid in the two-way channel 106 with, allowing a flow from the first two-way port 102 to the second two-way port 104 is produced. At an increase in the volume of the pump chamber 116 The fluid from the two-way channel 106 through the pump opening 114 in the pump chamber 116 sucked. In this case, the fluid from the two-way channel 106 in the pump chamber 116 sucked.

Die Pumpöffnung 114 ist dabei so weit von der zweiten Zwei-Wege-Durchlassöffnung 104 entfernt angeordnet, dass nur ein geringer Anteil an Fluid durch die zweite Zwei-Wege-Durchlassöffnung 104 in den Zwei-Wege-Kanal 106 durch die Pumpöffnung 114 in die Pumpenkammer 116 fließt. Der größere Teil des Fluids wird aus der ersten Zwei-Wege-Durchlassöffnung 102 durch den Zwei-Wege-Kanal 106 und die Pumpöffnung 114 in die Pumpenkammer 116 gesaugt. Wenn der Ventilantrieb (Piezopumpe) 34 ausgeschaltet ist, ist in dem Zwei-Wege-Kanal 106 keine gerichtete Strömung vorhanden. Vielmehr besteht dann zwischen der ersten Zwei-Wege-Durchlassöffnung 102 und der zweiten Zwei-Wege-Durchlassöffnung 104 ein freier Strömungsweg durch den Zwei-Wege-Kanal 106, der in beide Richtungen gerichtet sein kann. Es kann somit zwischen der ersten Zwei-Wege-Durchlassöffnung 102 und der zweiten Zwei-Wege-Durchlassöffnung 104 ein Druckausgleich stattfinden. Daher wird kein Entlastungsventil oder dergleichen benötigt.The pump opening 114 is so far from the second two-way port 104 arranged that only a small amount of fluid through the second two-way port 104 in the two-way channel 106 through the pump opening 114 in the pump chamber 116 flows. The greater part of the fluid will be from the first two-way port 102 through the two-way channel 106 and the pump opening 114 in the pump chamber 116 sucked. When the valve drive (piezo pump) 34 is off, is in the two-way channel 106 there is no directional flow. Rather, there is then between the first two-way port 102 and the second two-way Port 104 a free flow path through the two-way channel 106 which can be directed in both directions. It can thus be between the first two-way port 102 and the second two-way port 104 a pressure equalization take place. Therefore, no relief valve or the like is needed.

Bei der Ausführungsform der Ventilanordnung 30 gemäß 3a ist der Ventilantrieb 34 ausgebildet und angeordnet, um Luft von der Umgebung in eine Steuerdruckkammer 130 im Innern des Gehäuses 32 der Ventilanordnung 30 zu pumpen. Folglich wird mittels des Ventilantriebs 34 eine Druckerhöhung in der Steuerdruckkammer 130 erzeugt. Der unterhalb des Ventilantriebs 34 vertikal nach unten weisende Pfeil zeigt dabei die Steuerflussrichtung an, mit der eine Fluidströmung vom Ventilantrieb 34 weg (aus der Piezopumpe heraus) dargestellt wird. Der Ventilantrieb 34 ist mit der Steuerdruckkammer 130 fluidkommunizierend zum Erzeugen eines Steuerdrucks in der Steuerdruckkammer 130 verbunden.In the embodiment of the valve assembly 30 according to 3a is the valve drive 34 designed and arranged to move air from the environment into a control pressure chamber 130 inside the case 32 the valve assembly 30 to pump. Consequently, by means of the valve drive 34 an increase in pressure in the control pressure chamber 130 generated. The below the valve drive 34 vertical down arrow indicates the direction of control flow, with which a fluid flow from the valve drive 34 away (from the piezo pump out) is shown. The valve drive 34 is with the control pressure chamber 130 fluid communicating for generating a control pressure in the control pressure chamber 130 connected.

Ein Membranelement 132 bildet zusammen mit einem Verschlusselement 134 eine elastisch bewegliche Wand der Steuerdruckkammer 130. Das Membranelement 132 ist mit dem Verschlusselement 134 verbunden, insbesondere einstückig mit dem Verschlusselement 134 verbunden. Das Verschlusselement 134 ist dazu ausgebildet, eine erste Öffnung 136 einer im Innern des Gehäuses 32 gebildeten Druckkammer 138 zu verschließen oder zu öffnen. Das Membranelement 132 und das Verschlusselement 134 unterteilen das Innere des Gehäuses 32 der Ventilanordnung 30 und grenzen die Steuerdruckkammer 130 von der Druckkammer 138 ab. Die erste Öffnung 136 kann einen Durchmesser von 1 mm bis 10 mm haben. Der gewählte Durchmesser der ersten Öffnung 136 hängt von dem Vordruck ab, mit dem die pneumatische Ventilanordnung 30 arbeitet.A membrane element 132 forms together with a closure element 134 an elastically movable wall of the control pressure chamber 130 , The membrane element 132 is with the closure element 134 connected, in particular integrally with the closure element 134 connected. The closure element 134 is designed to have a first opening 136 one inside the case 32 formed pressure chamber 138 to close or open. The membrane element 132 and the closure element 134 divide the interior of the case 32 the valve assembly 30 and border the control pressure chamber 130 from the pressure chamber 138 from. The first opening 136 can have a diameter of 1 mm to 10 mm. The selected diameter of the first opening 136 depends on the form with which the pneumatic valve assembly 30 is working.

Bei der in 3a gezeigten Situation wird aufgrund eines erhöhten Drucks in der Steuerdruckkammer 130 das Membranelement 132 hin zu der Öffnung 136 ausgelenkt. Dabei wird das Verschlusselement 134 auf die erste Öffnung 136 gedrückt und die erste Öffnung 136 wird verschlossen. Bei der in 3b gezeigten Situation ist das Membranelement 132 in entgegengesetzter Richtung ausgelenkt und die erste Öffnung 136 ist offen.At the in 3a shown situation is due to an increased pressure in the control pressure chamber 130 the membrane element 132 towards the opening 136 deflected. In this case, the closure element 134 on the first opening 136 pressed and the first opening 136 is closed. At the in 3b the situation shown is the membrane element 132 deflected in the opposite direction and the first opening 136 is open.

Wenn die Ventilanordnung 30 gemäß 3 als Inspirationsventil 26 in einem Patientenmodul 20 (2) fungiert, ist zum Beispiel an ein erstes Anschlussleitungselement 140, an dessen Ende sich im Innern des Gehäuses 32 die erste Öffnung 136 befindet, die Druckquelle 12 (1) angeschlossen. Der aufgrund der Druckquelle 12 resultierende Volumenstrom wird durch den unterhalb des Anschlussleitungselements 140 gezeigten und vertikal nach oben weisenden Pfeil, der die Pumpenflussrichtung kennzeichnet, dargestellt. Der durch die Druckquelle 12 erzeugte Druck an der ersten Öffnung 136 reicht möglicherweise nicht aus, um den mittels des Ventilantriebs 34 erzeugten Druck in der Steuerdruckkammer 130 zu kompensieren. Entsprechend verschließt das Verschlusselement 134 die erste Öffnung 136 so lange, bis mittels des Ventilantriebs 34 in der Steuerdruckkammer 130 ein Steuerdruck erzeugt wird, dessen Kraft auf das Membranelement 132 kleiner ist als die Kraft, die aufgrund der Druckquelle 12 auf das Membranelement 132 wirkt.When the valve assembly 30 according to 3 as an inspiration valve 26 in a patient module 20 ( 2 ) is, for example, to a first lead element 140 , at the end of which is inside the case 32 the first opening 136 located, the pressure source 12 ( 1 ) connected. The due to the pressure source 12 resulting volume flow is through the below the connecting line element 140 shown and pointing vertically upward arrow, which indicates the pump flow direction shown. The one by the pressure source 12 generated pressure at the first opening 136 may not be sufficient to the by means of the valve drive 34 generated pressure in the control pressure chamber 130 to compensate. Accordingly, the closure element closes 134 the first opening 136 so long, until by means of the valve drive 34 in the control pressure chamber 130 a control pressure is generated whose force on the membrane element 132 less than the force due to the pressure source 12 on the membrane element 132 acts.

Die Druckkammer 138 weist weiter eine zweite Öffnung 142 auf, an welche ein zweites Anschlussleitungselement 144 anschließt. Das zweite Anschlussleitungselement 144 fungiert als Auslass hin zu einem Patienten oder der Patientenschnittstelle 10 (1) - bei einer Funktion als Inspirationsventil 26 - oder hin zur Umgebung - bei einer Funktion als Exspirationsventil 28 - sein. Solange das Verschlusselement 134 die erste Öffnung 136 verschließt, fließt kein Fluid durch die zweite Öffnung 142.The pressure chamber 138 further has a second opening 142 on, to which a second connection line element 144 followed. The second connection line element 144 acts as an outlet to a patient or the patient interface 10 ( 1 ) - in a function as an inspiratory valve 26 - or to the environment - in a function as an expiratory valve 28 - his. As long as the closure element 134 the first opening 136 closes, no fluid flows through the second opening 142 ,

Die Darstellung in 3b zeigt eine Situation, wie sie sich bei einem ausgeschalteten Ventilantrieb 34 ergibt. Der Ventilantrieb 34 (die Piezopumpe) bildet dabei eine offene fluidkommunizierende Verbindung zwischen der Steuerdruckkammer 130 und der Umgebung. D.h., dass zwischen der Steuerdruckkammer 130 und der Umgebung ein Druckausgleich stattfindet, sodass in der Steuerdruckkammer 130 Umgebungsdruck herrscht. Der Druck im ersten Anschlussleitungselement 140 ist - zum Beispiel aufgrund einer angeschlossenen Druckquelle 12 (1) - nun größer als der Druck in der Steuerdruckkammer 130, der auf das Membranelement 132 wirkt. Daher wird das Membranelement 132 mit dem Verschlusselement 134 in die Steuerdruckkammer 130 hineingedrückt, sodass das Verschlusselement 134 die erste Öffnung 136 öffnet. Dann sind die erste Öffnung 136 und die zweite Öffnung 142 über die Druckkammer 138 fluidkommunizierend miteinander verbunden, sodass ein Fluid von der ersten Öffnung 136 zu der zweiten Öffnung 142 (und vom ersten Anschlussleitungselement 140 in das zweite Anschlussleitungselement 144) strömen kann. Der resultierende Volumenstrom ist durch den neben dem zweiten Anschlussleitungselement 144 gezeigten Pfeil veranschaulicht, welcher die Durchlassflussrichtung darstellt. Die pneumatische Ventilanordnung 30 ist nun geöffnet.The representation in 3b shows a situation that occurs when the valve drive is switched off 34 results. The valve drive 34 (The piezo pump) forms an open fluid-communicating connection between the control pressure chamber 130 and the environment. That is, between the control pressure chamber 130 and the environment pressure equalization takes place, so in the control pressure chamber 130 Ambient pressure prevails. The pressure in the first connection line element 140 is - for example due to a connected pressure source 12 ( 1 ) - now greater than the pressure in the control pressure chamber 130 that is on the membrane element 132 acts. Therefore, the membrane element becomes 132 with the closure element 134 in the control pressure chamber 130 pressed in, so that the closure element 134 the first opening 136 opens. Then the first opening 136 and the second opening 142 over the pressure chamber 138 fluidly communicating with each other, so that a fluid from the first opening 136 to the second opening 142 (and from the first connection line element 140 in the second connection line element 144 ) can flow. The resulting volume flow is through the adjacent to the second connection line element 144 which illustrates the forward flow direction. The pneumatic valve arrangement 30 is now open.

Die pneumatische Ventilanordnung 30 gemäß 3 (3a, 3b) und 5 (5a, 5b; 5c, 5d) kann als Proportionalventil fungieren. Je nachdem wie stark der Ventilantrieb 34 pumpt, d.h. wie groß der Druck in der Steuerdruckkammer 130 ist, kann der Abstand zwischen dem Verschlusselement 134 und der ersten Öffnung 136 gesteuert werden. Bei kleinen Abständen kann nur ein geringer Fluidstrom von der ersten Öffnung 136 zu der zweiten Öffnung 142 fließen. Bei großem Abstand, d.h. bei einem kleinen Steuerdruck, kann ein großer Fluidstrom zwischen der ersten Öffnung 136 und der zweiten Öffnung 142 fließen. Bei einer Funktion als Proportionalventil wird der Druckwiderstand an der ersten Öffnung 136 konstant gehalten.The pneumatic valve arrangement 30 according to 3 ( 3a . 3b) and 5 ( 5a . 5b ; 5c . 5d) can act as a proportional valve. Depending on how strong the valve drive 34 pumps, ie how big the pressure in the control pressure chamber 130 is the distance between the closure element 134 and the first opening 136 being controlled. At small distances, only a small flow of fluid from the first opening 136 to the second opening 142 flow. At a large distance, ie at a small control pressure, a large fluid flow between the first opening 136 and the second opening 142 flow. In a function as a proportional valve, the pressure resistance at the first opening 136 kept constant.

Die Darstellungen in 5 (5a, 5b sowie 5c, 5d) zeigen eine spezielle Ausführungsform der Ventilanordnung 30 nach 3. Diese Ventilanordnung 30 kann in dem Patientenmodul 20 (2) als Inspirationsventil 26 eingesetzt werden und wird in Abhängigkeit vom Hinterdruck gesteuert. Dabei ist der Hinterdruck derjenige Druck, der sich bei dem aus der pneumatischen Ventilanordnung 30 herausfließenden Fluid einstellt. Dementsprechend ist der Vordruck der Druck, der sich beim Hineinfließen in die pneumatische Ventilanordnung 30 einstellt. Wenn - wie in 5b dargestellt - bei geöffnetem Verschlusselement 134 das Fluid von der zweiten Öffnung 142 zu der ersten Öffnung 136 fließt, herrscht an der zweiten Öffnung 142 und der mit der zweiten Öffnung 142 verbundenen Druckkammer 138 der Vordruckzustand. An der ersten Öffnung 136 und dem damit verbundenen ersten Anschlussleitungselement 140 herrscht entsprechend der Hinterdruck.The illustrations in 5 ( 5a . 5b such as 5c . 5d) show a special embodiment of the valve assembly 30 to 3 , This valve arrangement 30 can in the patient module 20 ( 2 ) as an inspiratory valve 26 be used and is controlled depending on the back pressure. In this case, the back pressure of that pressure, which in the case of the pneumatic valve assembly 30 adjusts outflowing fluid. Accordingly, the pre-pressure is the pressure that flows into the pneumatic valve assembly 30 established. If - as in 5b shown - with open closure element 134 the fluid from the second opening 142 to the first opening 136 flows, prevails at the second opening 142 and the one with the second opening 142 connected pressure chamber 138 the pre-printed condition. At the first opening 136 and the associated first connection line element 140 the back pressure prevails accordingly.

Die Ausführungsformen gemäß 5 umfassen zunächst die gleichen Elemente wie die Ausführungsform nach 3, so dass auf die dortige Beschreibung verwiesen wird. Bezüglich der Strömungsrichtung durch die Ventilanordnung 30 gemäß 5a, 5b ist eine im Vergleich zu der Strömungsrichtung durch die Ventilanordnung 30 gemäß 3 umgekehrte Strömungsrichtung vorgesehen. Demgemäß kann an dem zweiten Anschlussleitungselement 144 die Druckquelle 12 (1) und an dem ersten Anschlussleitungselement 140 zumindest mittelbar die Patientenschnittstelle 10 (1) angeschlossen sein oder werden.The embodiments according to 5 first comprise the same elements as the embodiment according to 3 , so that reference is made to the description there. With respect to the flow direction through the valve assembly 30 according to 5a . 5b is one compared to the flow direction through the valve assembly 30 according to 3 reverse flow direction provided. Accordingly, at the second connection line element 144 the pressure source 12 ( 1 ) and on the first connection line element 140 at least indirectly, the patient interface 10 ( 1 ) or be connected.

Zusätzlich zu der Ausführungsform gemäß 3 umfasst die Ausführungsform gemäß 5 eine zum Ventilantrieb 34 gehörende Verbindungskammer 146 und ein als Abzweig- oder Verbindungsleitung fungierendes Abzweigleitungselement 148. Aus der Verbindungskammer 146 wird beim Betrieb der Ventilanordnung 30 bei einem Pumpvorgang ein Fluid entnommen und mittels des Ventilantriebs (Piezopumpe) 34 in die Steuerdruckkammer 130 gepumpt.In addition to the embodiment according to 3 includes the embodiment according to 5 one to the valve drive 34 belonging connection chamber 146 and a branch line element functioning as a branch or connection line 148 , From the connection chamber 146 is during operation of the valve assembly 30 taken during a pumping a fluid and by means of the valve drive (piezo pump) 34 in the control pressure chamber 130 pumped.

Weiter ist die Verbindungskammer 146 fluidkommunizierend über das Abzweigleitungselement 148 mit dem ersten Anschlussleitungselement 140 verbunden. Über das Abzweigleitungselement 148 kann damit ein Druckausgleich zwischen dem ersten Anschlussleitungselement 140 sowie der ersten Öffnung 136 und der Verbindungskammer 146 stattfinden. In der Verbindungskammer 146 herrscht damit der Hinterdruck.Next is the connection chamber 146 fluid communicating via the branch line element 148 with the first connection line element 140 connected. Via the branch line element 148 This allows pressure equalization between the first connection line element 140 as well as the first opening 136 and the connection chamber 146 occur. In the connection chamber 146 the back pressure prevails.

Wenn und solange der Ventilantrieb 34 eingeschaltet ist, herrscht in der Steuerdruckkammer 130 ein höherer Druck als in der Druckkammer 138 und an der ersten Öffnung 136. Daher wird das Membranelement 132 mit dem Verschlusselement 134 auf die erste Öffnung 136 gedrückt und verschließt die erste Öffnung 136. Ein Volumenstrom von der (eingangsseitigen) zweiten Öffnung 142 zur (ausgangsseitigen) ersten Öffnung 136 ist nicht möglich und ein eventueller vorheriger Volumenstrom wird unterbrochen,If and as long as the valve drive 34 is switched on, prevails in the control pressure chamber 130 a higher pressure than in the pressure chamber 138 and at the first opening 136 , Therefore, the membrane element becomes 132 with the closure element 134 on the first opening 136 pressed and closes the first opening 136 , A volume flow from the (input side) second opening 142 to the (output side) first opening 136 is not possible and any previous volume flow is interrupted,

Sobald der Ventilantrieb 34 ausgeschaltet ist, ergibt sich zwischen der Steuerdruckkammer 130 und der Verbindungskammer 146 eine offene fluidkommunizierende Verbindung (über den Zwei-Wege-Kanal 106; 3). Zwischen der Verbindungskammer 146 und der Steuerdruckkammer 130 kann damit ein Druckausgleich stattfinden, sodass sich in der Steuerdruckkammer 130 der Hinterdruck einstellt. Damit herrscht in der Steuerdruckkammer 130 der gleiche Druck wie an der ersten Öffnung 136 und wie am ersten Anschlussleitungselement 140.As soon as the valve drive 34 is switched off, results between the control pressure chamber 130 and the connection chamber 146 an open fluid communicating connection (via the two-way channel 106 ; 3 ). Between the connection chamber 146 and the control pressure chamber 130 can thus take place a pressure equalization, so that in the control pressure chamber 130 the back pressure setting. This prevails in the control pressure chamber 130 the same pressure as at the first opening 136 and as at the first lead element 140 ,

Da der Vordruck in der Druckkammer 138 aufgrund der am zweiten Anschlussleitungselement 144 angeschlossenen Druckquelle 12 größer ist als der Hinterdruck, wird das Membranelement 132 mit dem Verschlusselement 134 in die Steuerdruckkammer 130 hineingedrückt (von der ersten Öffnung 136 weg). Das Verschlusselement 134 wird damit in den Öffnungszustand versetzt, sodass die erste Öffnung 136 geöffnet ist. Damit kann zwischen der (eingangsseitigen) zweiten Öffnung 142 und der (ausgangsseitigen) ersten Öffnung 136 ein Fluid strömen. Bei einer Funktion als Inspirationsventil 26 in einem Patientenmodul 20 gemäß 2 ist an das zur zweiten Öffnung 142 führende zweite Anschlussleitungselement 144 die Druckquelle 12 angeschlossen und das an die erste Öffnung 136 anschließende erste Anschlussleitungselement 140 ist zum Beispiel zum Innern des Patientenmoduls 20 und damit mittelbar zur Patientenschnittstelle 10 und den Atemwegen des Patienten offen oder an die Patientenschnittstelle 10 angeschlossen.Since the form in the pressure chamber 138 due to the second connection line element 144 connected pressure source 12 is greater than the back pressure, the membrane element 132 with the closure element 134 in the control pressure chamber 130 pressed in (from the first opening 136 path). The closure element 134 is thus placed in the open state, so that the first opening 136 is open. Thus, between the (input side) second opening 142 and the (output side) first opening 136 flow a fluid. In a function as an inspiratory valve 26 in a patient module 20 according to 2 is at the second opening 142 leading second connection line element 144 the pressure source 12 connected to the first opening 136 subsequent first connecting line element 140 is for example to the interior of the patient module 20 and thus indirectly to the patient interface 10 and the respiratory tract of the patient open or to the patient interface 10 connected.

In 5b ist ein Betriebszustand der Ventilanordnung 30 dargestellt, bei welchem der Ventilantrieb 34 einen Druck erzeugt, welcher gemeinsam mit dem Hinterdruck einen Druck in der Steuerdruckkammer 130 erzeugt, welcher bewirkt, dass das Membranelement 132 und das Verschlusselement 134 von der ersten Öffnung 136 weg ausgelenkt werden, so dass ein Volumenstrom von der zweiten Öffnung 142 hin zu der ersten Öffnung 136 möglich ist. Die Ansteuerung der Ventilanordnung 30 erfolgt also hinterdruckabhängig.In 5b is an operating condition of the valve assembly 30 shown in which the valve drive 34 generates a pressure which together with the back pressure a pressure in the control pressure chamber 130 generated, which causes the membrane element 132 and the closure element 134 from the first opening 136 be deflected away, leaving a volume flow from the second opening 142 towards the first opening 136 possible is. The activation of the valve arrangement 30 thus takes place back pressure-dependent.

Die Ventilanordnung 30 gemäß 5a, 5b stellt damit einen hinterdruckgesteuerten Druckwiderstand dar (die Ventilanordnung 30 ist ein hinterdruckgesteuerter Druckwiderstand / fungiert als hinterdruckgesteuerter Druckwiderstand). Beim Betrieb der Ventilanordnung 30 werden der Öffnungszustand des Verschlusselements 134 und der Abstand zwischen dem Verschlusselement 134 und der ersten Öffnung 136 abhängig vom Hinterdruck gesteuert. Je nach Größe des Hinterdrucks kann der Ventilantrieb (Piezopumpe) 34 nur ein bestimmtes Volumen in die Steuerdruckkammer 130 pumpen. Wenn ein geringer Hinterdruck herrscht, wird auch der Steuerdruck in der Steuerdruckkammer 130 geringer ausfallen als wenn ein höherer Hinterdruck herrschen würde. Bei einem geringeren Hinterdruck wird damit der Abstand zwischen dem Verschlusselement 134 und der ersten Öffnung 136 erhöht, da das Membranelement 132 durch den geringeren Steuerdruck, der aus dem geringeren Hinterdruck resultiert, tiefer in die Steuerdruckkammer 130 hineingedrückt wird als bei einem höheren Hinterdruck.The valve arrangement 30 according to 5a . 5b thus represents a back pressure-controlled pressure resistance (the valve assembly 30 is a back pressure-controlled pressure resistance / acts as back pressure-controlled pressure resistance). During operation of the valve assembly 30 be the opening state of the closure element 134 and the distance between the closure element 134 and the first opening 136 controlled depending on back pressure. Depending on the size of the back pressure, the valve drive (piezo pump) 34 only a certain volume in the control pressure chamber 130 pump. If there is a slight back pressure, the control pressure in the control pressure chamber also becomes 130 lower than if a higher back pressure prevailed. At a lower back pressure so that the distance between the closure element 134 and the first opening 136 increased because the membrane element 132 due to the lower control pressure resulting from the lower back pressure, deeper into the control pressure chamber 130 is pressed in than at a higher pressure.

Die Darstellungen in 5c, 5d zeigen eine weitere hinterdruckgesteuerte Ausführungsform der Ventilanordnung 30. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 5a, 5b ist bei einer solchen (als Inspirationsventil 26 fungierenden) Ventilanordnung 30 die Druckquelle14 am ersten Anschlussleitungselement 140 angeschlossen und das zweite Anschlussleitungselement 144 ist zur Patientenschnittstelle 14 (1) hin offen oder ist (über ein Y-Stück) an die Patientenschnittstelle 14 (1) angeschlossen oder anschließbar. Bei dieser Ausführungsform fungiert demnach das erste Anschlussleitungselement 140 als Eingang und das zweite Anschlussleitungselement 144 als Ausgang, wie dies auch durch die beiden Pfeile in der Darstellung in 5d angedeutet ist. Bei der in 5d gezeigten Situation ist ein Volumenstrom durch die Ventilanordnung 30 vom (eingangsseitigen) ersten Anschlussleitungselement 140 zum (ausgangsseitigen) zweiten Anschlussleitungselement 144 möglich und es erfolgt auch hierbei eine Hinterdrucksteuerung mittels des patientenseitigen (ausgangsseitigen) Drucks.The illustrations in 5c . 5d show a further rear-pressure-controlled embodiment of the valve assembly 30 , Unlike the embodiment according to 5a . 5b is in such a (as an inspiratory valve 26 acting) valve assembly 30 the pressure source 14 on the first connection line element 140 connected and the second connection line element 144 is to the patient interface 14 ( 1 ) or is (via a Y-piece) to the patient interface 14 ( 1 ) connected or connectable. In this embodiment, therefore, the first connection line element functions 140 as input and the second connection line element 144 as output, as indicated by the two arrows in the illustration in 5d is indicated. At the in 5d shown situation is a flow through the valve assembly 30 from the (input side) first connection line element 140 to the (output side) second connection line element 144 possible and there is also a back pressure control by means of the patient side (output side) pressure.

Für alle gezeigten Ventilanordnungen 30 (3, 5) gilt, dass der Ventilantrieb 34 sich entweder - wie gezeigt - innerhalb des Gehäuses 32 der Ventilanordnung 30 befindet oder alternativ auch außerhalb des Gehäuses 32 und damit räumlich getrennt von den restlichen Komponenten der Ventilanordnung 30 platzierbar ist. Dann ist - wie dies die Darstellung in 6 auf Basis der Darstellung in 3a und in schematisch stark vereinfachter Form zeigt - der Ventilantrieb 34 mittels einer Pneumatikleitung 36 in Form eines Schlauchs oder dergleichen an das Gehäuse 32 der Ventilanordnung 30 angeschlossen und der Ventilantrieb 34 an die Steuerdruckkammer 130 angekoppelt. Auch dann ist der Ventilantrieb 34 zum Erzeugen eines Steuerdrucks in der Steuerdruckkammer 130 fluidkommunizierend mit der Steuerdruckkammer 130 verbunden. Für die Ausführungsformen gemäß 5 gilt dies entsprechend, wobei der Ventilantrieb 34 dann in einem eigenen Gehäuse (nicht gezeigt) angeordnet ist, dessen Inneres als Verbindungskammer 146 fungiert, und wobei das Abzweigleitungselement 148 zum Beispiel in Form eines weiteren Schlauchs oder dergleichen einseitig in die Verbindungskammer 146 mündet.For all valve arrangements shown 30 ( 3 . 5 ) holds that the valve drive 34 itself either - as shown - within the housing 32 the valve assembly 30 or alternatively outside the housing 32 and thus spatially separated from the remaining components of the valve assembly 30 is placeable. Then - as this is the illustration in 6 based on the illustration in 3a and in a greatly simplified schematic form - the valve drive 34 by means of a pneumatic line 36 in the form of a hose or the like to the housing 32 the valve assembly 30 connected and the valve drive 34 to the control pressure chamber 130 coupled. Even then, the valve drive 34 for generating a control pressure in the control pressure chamber 130 fluid communicating with the control pressure chamber 130 connected. For the embodiments according to 5 this applies accordingly, with the valve drive 34 then in a separate housing (not shown) is arranged, the interior of which as a connecting chamber 146 and wherein the branch line element 148 for example in the form of a further hose or the like on one side into the connecting chamber 146 empties.

7 (7a bis 7e) zeigt das Membranelement 132 und das Verschlusselement 134. Im Interesse einer besseren Übersicht sind die Bezugsziffern nur in der Darstellung in 7a eingetragen. Das Membranelement 132 und das Verschlusselement 134 befinden sich im Innern des Gehäuses 32 der Ventilanordnung 30 und trennen die Steuerdruckkammer 130 von der Druckkammer 138. 7 ( 7a to 7e) shows the membrane element 132 and the closure element 134 , For the sake of clarity, the reference numerals are only in the illustration in 7a entered. The membrane element 132 and the closure element 134 are inside the case 32 the valve assembly 30 and disconnect the control pressure chamber 130 from the pressure chamber 138 ,

Die Darstellung in 7b zeigt die steuerdruckkammerseitige (Steuerdruckkammer 130) Oberfläche des Membranelements 132 (außen) und des Verschlusselements 134 (innen) der Ventilanordnung 30 in 5a, 5b. Hier liegt sowohl in einem äußeren Bereich, also am Membranelement 132, wie auch in einem inneren Bereich, also am Verschlusselement 134, der Steuerdruck Ps aus der Steuerdruckkammer 130 an. Die Darstellung in 7c zeigt die andere, also die druckkammerseitige (Druckkammer 138) Oberfläche des Membranelements 132 und des Verschlusselements 134 der Ventilanordnung 30 in 5a, 5b. An dieser Seite der Oberfläche liegt im äußeren Bereich, also am Membranelement 132, der Druck der an das zweite Anschlussleitungselement 144 angeschlossenen Druckquelle PQ und im inneren Bereich, also am Verschlusselement 134, der patientenseitige Druck PP an.The representation in 7b shows the control pressure chamber side (control pressure chamber 130 ) Surface of the membrane element 132 (outside) and the closure element 134 (inside) the valve assembly 30 in 5a . 5b , Here lies both in an outer region, ie on the membrane element 132 , as well as in an inner area, so on the closure element 134 , the control pressure Ps from the control pressure chamber 130 on. The representation in 7c shows the other, so the pressure chamber side (pressure chamber 138 ) Surface of the membrane element 132 and the closure element 134 the valve assembly 30 in 5a . 5b , On this side of the surface lies in the outer region, ie on the membrane element 132 , the pressure of the second connection line element 144 connected pressure source P Q and in the inner area, so on the closure element 134 , the patient-side pressure P P on.

Die Darstellung in 7d zeigt die steuerdruckkammerseitige Oberfläche des Membranelements 132 und des Verschlusselements 134 der Ventilanordnung 30 in 5c, 5d. Hier liegt sowohl in einem äußeren Bereich, also am Membranelement 132, wie auch in einem inneren Bereich, also am Verschlusselement 134, der Steuerdruck Ps aus der Steuerdruckkammer 130 an. Die Darstellung in 7e zeigt die druckkammerseitige Oberfläche des Membranelements 132 und des Verschlusselements 134 der Ventilanordnung 30 in 5c, 5d. An dieser Seite der Oberfläche liegt im äußeren Bereich, also am Membranelement 132, der patientenseitige Druck PP und im inneren Bereich, also am Verschlusselement 134, der Druck der an das zweite Anschlussleitungselement 144 angeschlossenen Druckquelle PQ an.The representation in 7d shows the control pressure chamber side surface of the membrane element 132 and the closure element 134 the valve assembly 30 in 5c . 5d , Here lies both in an outer region, ie on the membrane element 132 , as well as in an inner area, so on the closure element 134 , the control pressure Ps from the control pressure chamber 130 on. The representation in 7e shows the pressure chamber side surface of the membrane element 132 and the closure element 134 the valve assembly 30 in 5c . 5d , On this side of the surface lies in the outer region, ie on the membrane element 132 , the patient-side pressure P P and in the inner area, so on the closure element 134 , the pressure of the second connection line element 144 connected pressure source P Q on.

Bei einem Patientenmodul 20 gemäß 2 umfasst dieses zwei Ventilanordnungen 30, nämlich eine erste, als Inspirationsventil 26 fungierende Ventilanordnung 30 und eine zweite, als Exspirationsventil 28 fungierende Ventilanordnung 30, wobei ein jeweils zugehöriger Ventilantrieb 34 entweder ebenfalls im Innern des Patientenmoduls 20 oder auch außerhalb des Patientenmoduls 20 angeordnet ist. In a patient module 20 according to 2 this includes two valve arrangements 30 , a first, as an inspiratory valve 26 functioning valve arrangement 30 and a second, as an expiratory valve 28 functioning valve arrangement 30 , wherein each associated valve drive 34 either also inside the patient module 20 or outside the patient module 20 is arranged.

Bei einer als Inspirationsventil 26 fungierenden Ventilanordnung 30 gemäß 3 ist der von der Druckquelle 12 kommende Inspirationsschlauch 16 an das erste Anschlussleitungselement 140 angeschlossen und das zweite Anschlussleitungselement 144 ist zur Patientenschnittstelle 14 hin offen oder über ein Y-Stück an die Patientenschnittstelle 14 angeschlossen. Bei einer als Exspirationsventil 28 fungierenden Ventilanordnung 30 gemäß 3 ist das zweite Anschlussleitungselement 144 zur Umgebung hin offen oder an das zweite Anschlussleitungselement 144 ist ein zur Umgebung hin offener Exspirationsschlauch 18 angeschlossen, während das erste Anschlussleitungselement 140 zum Innern des Patientenmoduls 20 offen oder über das Y-Stück an die Patientenschnittstelle 14 angeschlossen ist.With one as inspiratory valve 26 acting valve assembly 30 according to 3 is that of the pressure source 12 upcoming inspiratory tube 16 to the first connection line element 140 connected and the second connection line element 144 is to the patient interface 14 open or via a Y-piece to the patient interface 14 connected. At one as exhalation valve 28 acting valve assembly 30 according to 3 is the second connection line element 144 open to the environment or to the second connection line element 144 is an open expiratory tube to the environment 18 connected while the first lead element 140 to the interior of the patient module 20 open or via the Y-piece to the patient interface 14 connected.

Minimal umfasst das Patientenmodul 20 genau eine Ventilanordnung 30, nämlich eine als Exspirationsventil 28 fungierende Ventilanordnung 30. Der Ventilantrieb 34 der oder jeder Ventilanordnung 30 kann sich entweder im Innern des Patientenmoduls 20 oder außerhalb des Patientenmoduls 20 befinden und dort zum Beispiel in einem mit dem Patientenmodul 20 koppelbaren Ventilantriebsmodul angeordnet sein. In jedem Falle öffnet das Exspirationsventil 28 zur Umgebung und stellt im offenen Zustand einen Druckausgleich mit dem Umgebungsdruck her.Minimal includes the patient module 20 exactly one valve arrangement 30 , namely as an expiratory valve 28 functioning valve arrangement 30 , The valve drive 34 the or each valve assembly 30 can be either inside the patient module 20 or outside the patient module 20 and there, for example, in one with the patient module 20 be arranged coupling valve drive module. In any case, the expiratory valve opens 28 to the environment and in the open state creates a pressure equalization with the ambient pressure.

Die Darstellung in 8 zeigt schematisch stark vereinfacht in einer Seitenansicht einen Patienten, welcher als Kopplungsvorrichtung / Patientenschnittstelle 14 eine zur Beatmung bestimmte Gesichtsmaske trägt, an welcher das Patientenmodul 20 angebracht ist. Allgemein befindet sich das Patientenmodul 20 bezüglich des in Richtung auf den Patienten strömenden Atemgases pneumatisch zwischen dem Inspirationsschlauch 16 (und der Druckquelle 12) und der Patientenschnittstelle 14.The representation in 8th schematically shows a simplified side view of a patient, which as a coupling / patient interface 14 carrying a respiratory mask on which the patient module 20 is appropriate. Generally the patient module is located 20 pneumatically between the inspiratory tube with respect to the respiratory gas flowing towards the patient 16 (and the pressure source 12 ) and the patient interface 14 ,

Zur Steuerung und/oder Überwachung des Patientenmoduls 20 ist ein vom Patientenmodul 20 räumlich getrenntes oder vom Patientenmodul 20 zumindest räumlich trennbares Steuermodul 40 vorgesehen. Zwischen dem Patientenmodul 20 und dem Steuermodul 40 verläuft eine das Patientenmodul 20 und das Steuermodul 40 miteinander verbindende Verbindungsleitung 42. Die Art der Verbindung zwischen dem Patientenmodul 20 und dem Steuermodul 40 kann eine pneumatische Verbindung, eine insbesondere elektrische Leistungsverbindung und/oder eine kommunikative Verbindung sein.For controlling and / or monitoring the patient module 20 is one of the patient module 20 spatially separated or from the patient module 20 at least spatially separable control module 40 intended. Between the patient module 20 and the control module 40 one runs the patient module 20 and the control module 40 Connecting connecting line 42 , The type of connection between the patient module 20 and the control module 40 may be a pneumatic connection, a particular electrical power connection and / or a communicative connection.

Das Patientenmodul 20 ist in der parallelen Anmeldung mit dem Titel „Vorrichtung zum Beatmen eines Patienten“ (internes Aktenzeichen der Anmelderin 20161079) mit weiteren Einzelheiten beschrieben. Diese parallele Anmeldung wird im Folgenden kurz als Patientenmodul-Anmeldung bezeichnet. Diese umfasst auch eine Erläuterung des Steuermoduls 40 sowie Erläuterungen zur Funktion des Steuermoduls 40. Mit dem Verweis auf die Patientenmodul-Anmeldung soll diese als vollumfänglich in die hier vorgelegte Beschreibung einbezogen gelten, auch zu dem Zweck, Merkmale aus der genannten parallelen Anmeldung in Ansprüche zur Definition der der hier vorgelegten Beschreibung zugrunde liegenden Erfindung aufzunehmen.The patient module 20 is described in more detail in the co-pending application entitled "Device for Breathing a Patient"(Applicant's Internal Reference 20161079). This parallel application will be referred to as patient module login in the following. This also includes an explanation of the control module 40 and explanations on the function of the control module 40 , With the reference to the patient module application, this should be considered as fully included in the description presented here, also for the purpose of incorporating features from said parallel application in claims to define the invention underlying the present description.

Im in der Darstellung in 8 gezeigten Beispiel trägt der Patient die Kopplungsvorrichtung / Patientenschnittstelle 14, das an der Patientenschnittstelle 14 angebrachte Patientenmodul 20 und das Steuermodul 40 mittels einer Maskenbebänderung 44, 46 der Patientenschnittstelle 14. Die Verbindungsleitung 42 zwischen Patientenmodul 20 und Steuermodul 40 verläuft dann zum Beispiel in einem Teil einer solchen Bebänderung 44, 46 oder ist - wie gezeigt - um einen Teil einer solchen Bebänderung 44, 46 geschlungen. Alternativ kann das Steuermodul 40 auch der Druckquelle 12 zugeordnet sein oder das Steuermodul 40 kann die Druckquelle 12 umfassen. Dann verläuft die Verbindungsleitung 42 zum Beispiel ganz oder teilweise entlang des Inspirationsschlauchs 16, insbesondere innerhalb einer die Verbindungsleitung 42 und den Inspirationsschlauch 16 einschließenden Ummantelung.Im in the presentation in 8th As shown, the patient wears the coupling device / patient interface 14 at the patient interface 14 attached patient module 20 and the control module 40 by means of a mask harness 44 . 46 the patient interface 14 , The connection line 42 between patient module 20 and control module 40 then runs, for example, in a part of such a harness 44 . 46 or is - as shown - a part of such a harness 44 . 46 looped. Alternatively, the control module 40 also the pressure source 12 be assigned or the control module 40 can the pressure source 12 include. Then the connection line runs 42 for example, completely or partially along the inspiratory tube 16 , in particular within one the connecting line 42 and the inspiratory tube 16 enclosing sheath.

Die Darstellung in 9 zeigt, dass das Patientenmodul 20 - wie dies in der Patientenmodul-Anmeldung beschrieben ist - zumindest eine Ventilanordnung 30 umfasst, nämlich eine als Exspirationsventil 28 fungierende Ventilanordnung 30. Optional umfasst das Patientenmodul 20 eine erste Ventilanordnung 30 und eine zweite Ventilanordnung 30, nämlich eine als Inspirationsventil 26 und eine als Exspirationsventil 28 fungierende Ventilanordnung 30. Zu der oder jeder Ventilanordnung 30 gehört jeweils ein Ventilantrieb 34, welcher sich - wie in 9 gezeigt - innerhalb des Patientenmoduls 20 befinden oder auch - wie nachfolgend mit weiteren Einzelheiten erläutert - räumlich vom Patientenmodul 20 getrennt sein kann. So kommt zum Beispiel das Steuermodul 40 als Ort zur Anbringung eines Ventilantriebs 34, aller Ventilantriebe 34 oder einzelner Ventilantriebe 34 der oder jeder vom Patientenmodul 20 umfassten Ventilanordnung 30 in Betracht (siehe 10, 11).The representation in 9 shows that the patient module 20 - As described in the patient module application - at least one valve assembly 30 includes, namely as an expiratory valve 28 functioning valve arrangement 30 , Optionally, the patient module includes 20 a first valve arrangement 30 and a second valve arrangement 30 , as an inspiratory valve 26 and one as an expiratory valve 28 functioning valve arrangement 30 , To the or each valve assembly 30 each includes a valve drive 34 , which - as in 9 shown - within the patient module 20 located or - as explained in more detail below - spatially from the patient module 20 can be separated. So for example comes the control module 40 as a place for mounting a valve drive 34 , all valve actuators 34 or individual valve actuators 34 the or each patient module 20 included valve assembly 30 into consideration (see 10 . 11 ).

Das Steuermodul 40 umfasst zumindest eine Verarbeitungseinheit 50, welche einen Mikroprozessor, ASIC oder dergleichen sowie einen Speicher umfasst, in den ein die Funktion des Patientenmoduls 20 bestimmendes Steuerungsprogramm 52 geladen ist. Die Verarbeitungseinheit 50 verarbeitet Sensorsignale einer Sensorik 24, die sich ganz oder teilweise im Patientenmodul 20 oder ganz oder teilweise im Steuermodul 40 befinden kann. The control module 40 includes at least one processing unit 50 which comprises a microprocessor, ASIC or the like and a memory into which the function of the patient module 20 determining control program 52 loaded. The processing unit 50 processes sensor signals from a sensor 24 that are in whole or in part in the patient module 20 or in whole or in part in the control module 40 can be located.

Je nach Ort der Sensorik 24 oder einzelner Sensoren der Sensorik 24 sowie je nach Ort des zumindest einen Ventilantriebs 34, einzelner Ventilantriebe 34 oder aller Ventilantriebe 34 umfasst die Verbindungsleitung zumindest eine elektrische Leitung und/oder zumindest eine pneumatische Leitung.Depending on the location of the sensor 24 or individual sensor sensors 24 as well as depending on the location of the at least one valve drive 34 , individual valve actuators 34 or all valve actuators 34 the connecting line comprises at least one electrical line and / or at least one pneumatic line.

In der Darstellung in 9 ist beispielhaft eine Ausführungsform gezeigt, gemäß derer das Patientenmodul 20 die Ventilantriebe 34 und die Sensorik 24 umfasst. Dann umfasst die Verbindungsleitung 42 elektrische Leitungen 54, nämlich zumindest eine als Steuerverbindung 54 fungierende elektrische Leitung von der Verarbeitungseinheit 50 zu jedem Ventilantrieb 34 sowie zumindest eine als Signalverbindung 56 fungierende elektrische Leitung von der Sensorik 24 zur Verarbeitungseinheit 50. Über die Steuerverbindung 54 ist zur Ansteuerung des jeweiligen Ventilantriebs 34 ein mittels der Verarbeitungseinheit 50 generierbares insbesondere elektrisches Signal 58, nämlich ein Steuersignal 58, an einen Ventilantrieb 34 übermittelbar. Über die Signalverbindung 56 ist ein zum Beispiel einen Druckmesswert oder einen Flowmesswert kodierendes insbesondere elektrisches Signal 60, nämlich ein Datensignal 60, von der Sensorik 24 an die Verarbeitungseinheit 50 übermittelbar. Das Datensignal 60 repräsentiert die pneumatischen Verhältnisse im Patientenmodul 20. Das Datensignal 60 wird mittels der Verarbeitungseinheit 50 des Steuermoduls 40 verarbeitet. Diese generiert entsprechend dem Steuerungsprogramm 52 zumindest ein Steuersignal 58 zur Ansteuerung des oder jedes Ventilantriebs 34.In the illustration in 9 an embodiment is shown by way of example, according to which the patient module 20 the valve drives 34 and the sensors 24 includes. Then includes the connection line 42 electric lines 54 at least one as a control connection 54 acting electrical line from the processing unit 50 to every valve drive 34 and at least one as a signal connection 56 acting electrical line from the sensor 24 to the processing unit 50 , About the control connection 54 is for controlling the respective valve drive 34 by means of the processing unit 50 Generable, in particular electrical signal 58 namely, a control signal 58 , to a valve drive 34 transmittable. About the signal connection 56 is a particular electrical signal encoding, for example, a pressure reading or a flow reading 60 namely a data signal 60 , from the sensor system 24 to the processing unit 50 transmittable. The data signal 60 represents the pneumatic conditions in the patient module 20 , The data signal 60 is by means of the processing unit 50 of the control module 40 processed. This generates according to the control program 52 at least one control signal 58 for controlling the or each valve drive 34 ,

In der Darstellung in 10 ist beispielhaft eine Ausführungsform gezeigt, bei der sich die Ventilantriebe 34 der Ventilanordnungen 30 des Patientenmoduls 20 nicht im Patientenmodul 20, sondern im Steuermodul 40 befinden. Dann umfasst die Verbindungsleitung 42 zwischen Patientenmodul 20 und Steuermodul 40 für jede Ventilanordnung 30 und deren Ventilantrieb 34 eine Pneumatikleitung 36 (6), welche die Ventilanordnung 30 pneumatisch mit ihrem jeweiligen Ventilantrieb 34 verbindet. Die mittels der Verarbeitungseinheit 50 generierbaren Steuersignale 58 zur Ansteuerung der Ventilantriebe 34 werden jetzt nur noch innerhalb des Steuermoduls 40 übermittelt.In the illustration in 10 is an example of an embodiment shown in which the valve actuators 34 the valve arrangements 30 of the patient module 20 not in the patient module 20 but in the control module 40 are located. Then includes the connection line 42 between patient module 20 and control module 40 for each valve arrangement 30 and their valve drive 34 a pneumatic line 36 ( 6 ), which the valve assembly 30 pneumatically with their respective valve drive 34 combines. The by means of the processing unit 50 Generable control signals 58 for controlling the valve actuators 34 are now only within the control module 40 transmitted.

Wenn das Patientenmodul 20 - wie in 10 gezeigt - die Sensorik 24 umfasst, umfasst die Verbindungsleitung 42 neben jeweils einer Pneumatikleitung 36 für jeden Ventilantrieb 34 noch eine als Signalverbindung 56 fungierende elektrische Leitung, welche - wie oben beschrieben - die Sensorik 24 zur Übermittlung eines Datensignals 60 an die Verarbeitungseinheit 50 mit dem Steuermodul 40 verbindet.If the patient module 20 - as in 10 shown - the sensors 24 includes, includes the connecting line 42 next to each one pneumatic line 36 for every valve drive 34 one more as a signal connection 56 functioning electrical line, which - as described above - the sensor 24 for transmitting a data signal 60 to the processing unit 50 with the control module 40 combines.

Die Darstellung in 11 zeigt eine Ausführungsform, bei der das Steuermodul 40 auch die Sensorik 24 umfasst. Dann wird auch das Datensignal 60 von der Sensorik 24 zur Verarbeitungseinheit 50 nur noch innerhalb des Steuermoduls 40 übermittelt. Die Sensorik 24 ist mittels einer weiteren Pneumatikleitung 62 an die pneumatischen Verhältnisse im Patientenmodul 20 angekoppelt. Die Verbindungsleitung 42 zwischen Patientenmodul 20 und Steuermodul 40 umfasst diese weitere Pneumatikleitung 62. Erneut (wie bei der Ausführungsform in 10) wird das Datensignal 60 mittels der Verarbeitungseinheit 50 des Steuermoduls 40 verarbeitet. Diese generiert entsprechend dem Steuerungsprogramm 52 zumindest ein Steuersignal 58 zur Ansteuerung des oder jedes Ventilantriebs 34. Eine Ansteuerung eines Ventilantriebs 34 wirkt sich schließlich mittels der Pneumatikleitung 36 zum Patientenmodul 20 auf die jeweilige Ventilanordnung 30 aus.The representation in 11 shows an embodiment in which the control module 40 also the sensors 24 includes. Then also the data signal 60 from the sensor 24 to the processing unit 50 only within the control module 40 transmitted. The sensors 24 is by means of another pneumatic line 62 to the pneumatic conditions in the patient module 20 coupled. The connection line 42 between patient module 20 and control module 40 includes this further pneumatic line 62 , Again (as in the embodiment in FIG 10 ) becomes the data signal 60 by means of the processing unit 50 of the control module 40 processed. This generates according to the control program 52 at least one control signal 58 for controlling the or each valve drive 34 , A control of a valve drive 34 Finally, it acts by means of the pneumatic line 36 to the patient module 20 to the respective valve arrangement 30 out.

Die Darstellung in 12 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Verbindungsleitung 42 auch den Inspirationsschlauch 16 von der Druckquelle 12 zum Inspirationsventil 26 umfasst. Die Druckquelle 12 gehört dann zum Beispiel zum Steuermodul 40 oder ist dem Steuermodul 40 räumlich zugeordnet. Eine solche Konfiguration (Verbindungsleitung 42 umfasst auch den Inspirationsschlauch 16; Druckquelle 12 im oder am Steuermodul 40) ist auch für die in 9, 10 und 11 gezeigten Konfigurationen denkbar.The representation in 12 shows an embodiment in which the connecting line 42 also the inspiratory tube 16 from the pressure source 12 to the inspiration valve 26 includes. The pressure source 12 belongs then for example to the control module 40 or is the control module 40 assigned spatially. Such a configuration (connecting cable 42 also includes the inspiratory tube 16 ; pressure source 12 in or on the control module 40 ) is also for the in 9 . 10 and 11 Configurations shown conceivable.

Die Darstellung in 13 zeigt das Patientenmodul 20 und das Steuermodul 40, jedoch beide ohne weitere Details, denn - wie oben gezeigt (9, 10, 11, 12) - sind unterschiedliche Konfigurationen des Patientenmoduls 20 und des Steuermoduls 40 denkbar und über die gezeigten Konfigurationen hinaus auch noch weitere Konfigurationen. Wesentlich ist, dass bei zumindest einer vom Patientenmodul 20 räumlich entfernten Funktionseinheit (externe Funktionseinheit), nämlich einer Verarbeitungseinheit 50, einem Ventilantrieb 34, einer Sensorik 24, einem Sensor etc.) die Verbindungsleitung 42 das Patientenmodul 20 mit dem Steuermodul 40 und damit mit der oder jeder externen Funktionseinheit verbindet.The representation in 13 shows the patient module 20 and the control module 40 , but both without further details, because - as shown above ( 9 . 10 . 11 . 12 ) - are different configurations of the patient module 20 and the control module 40 conceivable and in addition to the configurations shown also other configurations. It is essential that at least one of the patient module 20 spatially remote functional unit (external functional unit), namely a processing unit 50 , a valve drive 34 , a sensor 24 , a sensor, etc.) the connecting line 42 the patient module 20 with the control module 40 and thus connects to the or each external functional unit.

Zum einfachen Verbinden des Patientenmoduls 20 mit dem Steuermodul 40 mittels der Verbindungsleitung 42 oder zum Trennen des Steuermoduls 40 vom Patientenmodul 20 ist zumindest eine Schnittstelle 64 vorgesehen. Die Darstellung in 13 zeigt eine Konfiguration mit einer Schnittstelle 64 am Patientenmodul 20 oder nahe am Patientenmodul 20 sowie einer Schnittstelle 64 am Steuermodul 40 oder nahe am Steuermodul 40. Jede Schnittstelle 64 umfasst eine zweiteilige Steckverbindung mit einem ersten Steckerteil 66 und einem zum ersten Steckerteil 66 passenden zweiten Steckerteil 68. Mittels der Steckerteile 66, 68 der jeweiligen Schnittstelle 64 ist die Verbindungsleitung 42 lösbar mit dem Patientenmodul 20 und dem Steuermodul 40 verbindbar. Zur Herstellung der jeweiligen Verbindung sind die Steckerteile 66, 68 in grundsätzlich an sich bekannter Art und Weise kraft- und formschlüssig miteinander verbindbar.For easy connection of the patient module 20 with the control module 40 by means of the connecting line 42 or to disconnect the control module 40 from the patient module 20 is at least an interface 64 intended. The representation in 13 shows a configuration with an interface 64 at the patient module 20 or near the patient module 20 as well as an interface 64 at the control module 40 or close to the control module 40 , Every interface 64 includes a two-part connector with a first connector part 66 and one to the first plug part 66 matching second plug part 68 , By means of the plug parts 66 . 68 the respective interface 64 is the connection line 42 detachable with the patient module 20 and the control module 40 connectable. For the preparation of the respective connection are the connector parts 66 . 68 in a manner which is in principle known per se, non-positively and positively connectable to one another.

Die Darstellung in 14 zeigt eine Konfiguration mit genau einer Schnittstelle 64 mit einem ersten Steckerteil 66 und einem zum ersten Steckerteil 66 passenden zweiten Steckerteil 68. Mittels der Steckerteile 66, 68 dieser Schnittstelle 64 ist die Verbindungsleitung 42 zwischen Patientenmodul 20 und Steuermodul 40 auftrennbar und durch Verbinden der Steckerteile 66, 68 sind das Patientenmodul 20 und das Steuermodul 40 miteinander verbindbar.The representation in 14 shows a configuration with exactly one interface 64 with a first connector part 66 and one to the first plug part 66 matching second plug part 68 , By means of the plug parts 66 . 68 this interface 64 is the connection line 42 between patient module 20 and control module 40 separable and by connecting the connector parts 66 . 68 are the patient module 20 and the control module 40 connectable with each other.

Wie in der Darstellung in 13 gezeigt, kann eine Schnittstelle 64 sowohl auf Seiten des Patientenmoduls 20 wie auch auf Seiten des Steuermoduls 40 vorgesehen sein. Dann kann die Verbindungsleitung 42 einerseits vom Patientenmodul 20 und andererseits vom Steuermodul 40 getrennt werden. Jedenfalls ist nach dem Lösen der Verbindungsleitung 42 das Steuermodul 40 nicht mehr mit dem Patientenmodul 20 verbunden und das Patientenmodul 20 kann zum Beispiel entsorgt werden und das Steuermodul 40 kann später mit einem neuen oder einem anderen Patientenmodul 20 verbunden werden. Genauso kann eine Schnittstelle 64 nur auf Seiten des Patientenmoduls 20 oder nur auf Seiten der Steuermoduls 40 vorgesehen sein. Auch nach dem Trennen einer einzelnen derartigen Schnittstelle 64 ist das Steuermodul 40 nicht mehr mit dem Patientenmodul 20 verbunden. Ebenso kann sich zumindest eine Schnittstelle 64 entlang der Verbindungsleitung 42 zwischen dem Patientenmodul 20 und dem Steuermodul 40 befinden, wie dies in der Darstellung in 14 gezeigt ist. In jedem Fall kann das Patientenmodul 20 zum Beispiel entsorgt werden und das Steuermodul 40 später mit einem neuen oder anderen Patientenmodul 20 verbunden werden.As in the illustration in 13 shown, can be an interface 64 both on the part of the patient module 20 as well as on the side of the control module 40 be provided. Then the connection line 42 on the one hand by the patient module 20 and on the other hand from the control module 40 be separated. Anyway, after loosening the connecting line 42 the control module 40 no longer with the patient module 20 connected and the patient module 20 for example, can be disposed of and the control module 40 can later with a new or another patient module 20 get connected. Likewise, an interface 64 only on the part of the patient module 20 or only on the part of the control module 40 be provided. Even after disconnecting a single such interface 64 is the control module 40 no longer with the patient module 20 connected. Likewise, at least one interface can 64 along the connecting line 42 between the patient module 20 and the control module 40 as shown in the illustration 14 is shown. In any case, the patient module 20 for example, be disposed of and the control module 40 later with a new or different patient module 20 get connected.

Unabhängig vom Ort einer Schnittstelle 64 und der Anzahl der Schnittstellen 64 entlang der Verbindungsleitung 42 umfassen die jeweils eine Schnittstelle 64 bildenden Steckerteile 66, 68 jeweils zumindest eine Kontaktstelle zum Verbinden einer ankommenden Leitung (elektrisch oder pneumatisch) mit einer entsprechenden abgehenden Leitung und umgekehrt. In den Darstellungen in 13 und 14 sind die an einer Schnittstelle 64 ankommenden und von der Schnittstelle 64 abgehenden Leitungen nicht mit Bezugsziffern bezeichnet. Diese Leitungen damit die je nach der jeweiligen Konfiguration des Patientenmoduls 20 und des Steuermoduls 40 von der Verbindungsleitung 42 umfassten Leitungen dar.Regardless of the location of an interface 64 and the number of interfaces 64 along the connecting line 42 each includes an interface 64 forming plug parts 66 . 68 in each case at least one contact point for connecting an incoming line (electrically or pneumatically) to a corresponding outgoing line and vice versa. In the illustrations in 13 and 14 are those at an interface 64 incoming and from the interface 64 outgoing lines not designated by reference numerals. These lines thus depend on the particular configuration of the patient module 20 and the control module 40 from the connection line 42 covered lines.

In der Darstellung in 15 ist exemplarisch eine Schnittstelle 64 mit ankommenden und abgehenden Leitungen gezeigt. Jedes Steckerteil 66, 68 umfasst für jede Kontaktstelle Kontaktelemente 70, 72 zur Übertragung elektrischer Signale und/oder elektrischer Spannungen und/oder pneumatischer Potentiale und/oder eines Gasvolumenstroms. Jedes Steckerteil 66, 68 umfasst also für jede von der Verbindungsleitung 42 ggf. umfasste und als Steuerverbindung 54 oder als Signalverbindung 56 fungierende Leitung ein entsprechendes Kontaktelement 70, 72. Zusätzlich oder alternativ umfasst jedes Steckerteil 66, 68 für jede von der Verbindungsleitung 42 ggf. umfasste Pneumatikleitung (Inspirationsschlauch 16 und/oder Pneumatikleitung 36 zu einem Ventilantrieb 34 und/oder weitere Pneumatikleitung 62 zur Sensorik 24) ein entsprechendes Kontaktelement 70, 72.In the illustration in 15 is an example of an interface 64 shown with incoming and outgoing lines. Each plug part 66 . 68 includes contact elements for each contact point 70 . 72 for transmitting electrical signals and / or electrical voltages and / or pneumatic potentials and / or a gas volume flow. Each plug part 66 . 68 includes for each of the interconnector 42 possibly included and as a tax connection 54 or as a signal connection 56 acting line a corresponding contact element 70 . 72 , Additionally or alternatively, each plug part comprises 66 . 68 for each of the interconnector 42 possibly included pneumatic line (Inspiratory hose 16 and / or pneumatic line 36 to a valve drive 34 and / or further pneumatic line 62 to the sensor 24 ) a corresponding contact element 70 . 72 ,

Als Kontaktelemente 70, 72, fungieren zum Beispiel Kontaktelemente 70, 72, die in Form von oder nach Art eines Steckers 70 einerseits und einer Buchse 72 andererseits lösbar miteinander verbindbar sind. Die jeweiligen Kontaktelemente 70, 72 (elektrisch oder pneumatisch) sind in grundsätzlich an sich bekannter Art und Weise dafür ausgebildet, die oder jede ankommende Leitung mit einer entsprechenden abgehenden Leitung zu verbinden und umgekehrt. Dabei ist nicht notwendig, dass eines der Steckerteile 66, 68 nur Kontaktelemente 70, 72 einer ersten Art, also zum Beispiel nur Kontaktelemente 70, 72 in Form von oder nach Art von Steckern 70, und das andere Steckerteil 66, 68 nur Kontaktelemente 70, 72 einer zweiten Art, also zum Beispiel nur Kontaktelemente 70, 72 in Form von oder nach Art von Buchsen 72, umfasst. Vielmehr kann optional durchaus vorgesehen sein, dass jedes Steckerteil 66, 68 sowohl Kontaktelemente 70, 72 einer ersten Art und einer zweiten Art umfasst, also zum Beispiel Kontaktelemente 70, 72 in Form von oder nach Art von Steckern 70 sowie in Form von oder nach Art von Buchsen 72. Dann ist mit einer Verteilung der jeweiligen Kontaktelemente 70, 72 innerhalb des Steckerteils 66, 68 und einer korrespondierenden Verteilung innerhalb des zur selben Schnittstelle 64 gehörenden anderen Steckerteils 66, 68 auch unmittelbar eine Kodierung der Steckerteile 66, 68 verbunden und die Steckerteile 66, 68 einer Schnittstelle 64 können nur in einer zulässigen Art und Weise miteinander in Verbindung gebracht werden. Zusätzlich oder alternativ ergibt sich eine Kodierung, welche aufgrund unterschiedlicher elektrischer und pneumatischer Kontaktelemente 70, 72 eine Verbindung der Steckerteile 66, 68 einer Schnittstelle 64 nur in einer zulässigen Art und Weise erlaubt.As contact elements 70 . 72 For example, contact elements function 70 . 72 in the form of or in the manner of a plug 70 on the one hand and a socket 72 on the other hand are releasably connected to each other. The respective contact elements 70 . 72 (Electric or pneumatic) are designed in a basically known manner for connecting the or each incoming line with a corresponding outgoing line and vice versa. It is not necessary that one of the connector parts 66 . 68 only contact elements 70 . 72 a first kind, so for example only contact elements 70 . 72 in the form of or after type of plugs 70 , and the other plug part 66 . 68 only contact elements 70 . 72 a second type, so for example only contact elements 70 . 72 in the form of or in the manner of bushings 72 , includes. Rather, it may optionally be provided that each plug part 66 . 68 both contact elements 70 . 72 a first type and a second type, so for example contact elements 70 . 72 in the form of or after type of plugs 70 as well as in the form of or on the type of sockets 72 , Then with a distribution of the respective contact elements 70 . 72 inside the plug part 66 . 68 and a corresponding distribution within the same interface 64 belonging other plug part 66 . 68 also directly a coding of the connector parts 66 . 68 connected and the connector parts 66 . 68 an interface 64 can only be associated with each other in a permissible manner. Additionally or alternatively results in a coding, which due to different electrical and pneumatic contact elements 70 . 72 a connection of the connector parts 66 . 68 an interface 64 allowed only in a permissible manner.

Bei einer zur Übertragung elektrischer Signale oder einer elektrischen Leistung vorgesehenen Kontaktstelle kann es sich bei den Kontaktelementen 70, 72 der jeweiligen Schnittstelle 64 auch einerseits um einen Stiftkontakt sowie andererseits um einen Federkontakt handeln. Bei einer zur Übertragung pneumatischer Potentiale oder eines Gasvolumenstroms vorgesehenen Kontaktstelle kann es sich bei den Kontaktelementen 70, 72 der jeweiligen Schnittstelle 64 auch um die grundsätzlich an sich bekannten Teile einer Pneumatiksteckkupplung, also zum Beispiel um einen Pneumatikkupplungsstecker, also den „männlichen“ Teil einer Pneumatiksteckkupplung, einerseits sowie eine Pneumatikkupplungsbuchse, also den „weiblichen“ Teil einer Pneumatiksteckkupplung, andererseits handeln. Bevorzugt basiert eine solche Pneumatiksteckkupplung auf einem Konus, insbesondere einem Medizinkonus. Dann sind beide Teile (innen und außen bzw. Stecker und Kupplung) konisch und der konische Teil der Pneumatiksteckkupplung nimmt den konischen Teil des Pneumatikkupplungssteckers formschlüssig auf. Jedenfalls wird beim Zusammenfügen der Kontaktelemente 70, 72 die Pneumatiksteckkupplung gasdicht geschlossen. Einseitig oder beidseitig kann eine solche Pneumatiksteckkupplung optional ein Rückschlagventil aufweisen, welches beim Entkuppeln die jeweils angeschlossene Pneumatikleitung 16, 36, 62 verschließt.In the case of a contact point provided for the transmission of electrical signals or an electrical power, it may be the contact elements 70 . 72 the respective interface 64 also act on the one hand to a pin contact and on the other hand to a spring contact. In the case of a contact point provided for the transmission of pneumatic potentials or a gas volume flow, it may be the contact elements 70 . 72 the respective interface 64 also to the generally known parts of a pneumatic connector, so for example, a pneumatic coupling connector, so the "male" part of a pneumatic connector, on the one hand and a pneumatic coupling sleeve, so the "female" part of a pneumatic connector, on the other hand act. Such a pneumatic plug-in coupling is preferably based on a cone, in particular a medical cone. Then both parts (inside and outside or plug and coupling) are conical and the conical part of the pneumatic connector takes the conical part of the pneumatic coupling plug form-fitting manner. Anyway, when joining the contact elements 70 . 72 the pneumatic connector is closed gas-tight. On one or both sides, such a pneumatic plug-in coupling can optionally have a check valve which, when uncoupling, connects the respectively connected pneumatic line 16 . 36 . 62 closes.

Bei einer Verbindungsleitung 42 zwischen Patientenmodul 20 und Steuermodul 40, welche zumindest eine Pneumatikleitung 16, 36, 62 sowie zumindest eine als Steuer- oder Signalverbindung 54, 56 fungierende Leitung umfasst, umfasst die Schnittstelle 64 und jedes Steckerteil 66, 68 zumindest eine zur Übertragung elektrischer Signale oder einer elektrischen Leistung vorgesehene Kontaktstelle sowie zumindest eine zur Übertragung pneumatischer Potentiale oder eines Gasvolumenstroms vorgesehene Kontaktstelle. Die Besonderheit einer solchen Schnittstelle 64 besteht darin, dass mit dem Verbinden oder Trennen solcher Steckerteile 66, 68 gleichzeitig zumindest eine elektrisch leitende Verbindung sowie eine Pneumatikverbindung hergestellt bzw. getrennt wird.In a connection line 42 between patient module 20 and control module 40 which at least one pneumatic line 16 . 36 . 62 and at least one as a control or signal connection 54 . 56 includes acting interface, includes the interface 64 and every plug part 66 . 68 at least one intended for the transmission of electrical signals or electrical power pad and at least one intended for the transmission of pneumatic potentials or a gas flow rate contact point. The peculiarity of such an interface 64 is that with connecting or disconnecting such connector parts 66 . 68 at the same time at least one electrically conductive connection and a pneumatic connection is made or separated.

Die Darstellungen in 9 bis 12 sind ausdrücklich nur als Illustration einzelner möglicher Konfigurationen zu verstehen. Mischformen der in den genannten Figuren dargestellten Konfigurationen sind ebenfalls denkbar. Des Weiteren sind Ausführungsformen denkbar, die sich aufgrund einer noch feineren Abstufung der bisher erläuterten Komponenten ergeben, zum Beispiel eine Ausführungsform, bei der ein Sensor der Sensorik 24, zum Beispiel ein Drucksensor, im Steuermodul 40 angeordnet ist und mittels einer Pneumatikleitung 62 an die pneumatischen Verhältnisse im Patientenmodul 20 angekoppelt ist, und ein weiterer Sensor der Sensorik 24, zum Beispiel ein Flowsensor, im Patientenmodul 20 angeordnet ist und mittels einer elektrischen Verbindungsleitung 56 mit der Verarbeitungseinheit 50 verbunden ist.The illustrations in 9 to 12 are expressly to be understood only as an illustration of individual possible configurations. Mixed forms of the configurations shown in the above figures are also conceivable. Furthermore, embodiments are conceivable which result from an even finer graduation of the components explained so far, for example an embodiment in which a sensor of the sensor system 24 , for example a pressure sensor, in the control module 40 is arranged and by means of a pneumatic line 62 to the pneumatic conditions in the patient module 20 coupled, and another sensor of the sensor 24 , for example a flow sensor, in the patient module 20 is arranged and by means of an electrical connection line 56 with the processing unit 50 connected is.

Nicht gezeigt ist des Weiteren eine eventuelle Zuleitung zumindest zur Versorgung des oder jedes Ventilantriebs 34 sowie der Verarbeitungseinheit 50 mit elektrischer Energie. Insoweit kann vorgesehen sein, dass das Steuermodul 40 eine eigene elektrische Energieversorgung in Form einer Batterie oder dergleichen umfasst. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Steuermodul 40 und/oder das Patientenmodul 20 mittelbar oder unmittelbar an eine externe elektrische Energiequelle angeschlossen ist bzw. sind. Je nach Art des Anschlusses an eine elektrische Energiequelle und des Orts elektrischer Verbraucher (Ventilantrieb 34, Sensorik 24, Verarbeitungseinheit 50 etc.) umfasst die Verbindungsleitung 42 auch elektrische Verbindungsleitungen zur Übertragung eines elektrischen Stroms zur Versorgung des jeweiligen Verbrauchers.Further not shown is a possible supply line at least for the supply of the or each valve drive 34 and the processing unit 50 with electrical energy. In that regard, it can be provided that the control module 40 a separate electrical power supply in the form of a battery or the like. Alternatively it can be provided that the control module 40 and / or the patient module 20 is indirectly or directly connected to an external electrical energy source or are. Depending on the type of connection to an electrical energy source and the location of electrical consumers (valve drive 34 , Sensors 24 , Processing unit 50 etc.) includes the connection line 42 also electrical connecting lines for transmitting an electrical current to supply the respective consumer.

Abschließend lässt sich die hier vorgeschlagene Neuerung kurz wie folgt darstellen: Angegeben wird System zum Beatmen eines Patienten, welches ein Patientenmodul 20 sowie ein zur Steuerung und/oder Überwachung des Patientenmoduls 20 bestimmtes, vom Patientenmodul 20 räumlich getrenntes Steuermodul 40 umfasst. Das Steuermodul 40 ist mittels einer Verbindungsleitung 42 sowie wenigstens einer Schnittstelle 64 mit lösbar miteinander verbindbaren Steckerteilen 66, 68 lösbar mit dem Patientenmodul 20 verbindbar und beim Beatmen des Patienten mit dem Patientenmodul 20 verbunden. Mittels der Verbindungsleitung 42 ist zumindest ein elektrisches Signal 58, 60 und/oder zumindest ein pneumatisches Potential oder ein Gasvolumenstrom weiterleitbar. Die Steckerteile 66, 68 der zumindest einen Schnittstelle 64 weisen entsprechende Kontaktelemente 70, 72 auf, also Kontaktelemente 70, 72 zur Übertragung eines elektrischen Signals 58, 60 und/oder eines pneumatischen Potentials oder eines Gasvolumenstroms.In conclusion, the innovation proposed here can be briefly represented as follows: Specified system for the respiration of a patient, which is a patient module 20 and a for controlling and / or monitoring the patient module 20 specific, from the patient module 20 spatially separated control module 40 includes. The control module 40 is by means of a connection line 42 and at least one interface 64 with releasably connectable plug parts 66 . 68 detachable with the patient module 20 connectable and while breathing the patient with the patient module 20 connected. By means of the connecting line 42 is at least an electrical signal 58 . 60 and / or at least one pneumatic potential or a gas volume flow can be forwarded. The plug parts 66 . 68 the at least one interface 64 have corresponding contact elements 70 . 72 on, so contact elements 70 . 72 for transmitting an electrical signal 58 . 60 and / or a pneumatic potential or a gas volume flow.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Patientenlungepatient's lungs
1212
Druckquellepressure source
1414
PatientenschnittstellePatient Interface
1616
Pneumatikleitung, InspirationsschlauchPneumatic line, inspiratory tube
1818
Exspirationsschlauchexpiratory
2020
Patientenmodulpatient module
2222
Tubustube
2424
Sensoriksensors
2626
Ventil, InspirationsventilValve, inspiration valve
2828
Ventil, Exspirationsventil Valve, expiratory valve
3030
Ventilanordnungvalve assembly
3232
Gehäusecasing
3434
Antrieb, VentilantriebDrive, valve drive
3636
Pneumatikleitung, Schlauch Pneumatic line, hose
102102
erste Zwei-Wege-Durchlassöffnungfirst two-way port
104104
zweite Zwei-Wege-Durchlassöffnungsecond two-way port
106106
Zwei-Wege-KanalTwo-way channel
108108
Außengehäuseouter casing
110110
Innengehäuseinner housing
112112
Abdeckplattecover
114114
Pumpöffnungpumping port
116116
Pumpenkammerpump chamber
118118
Piezoelementpiezo element
120120
PumpenmembranelementPump diaphragm element
122122
Verbindungselementconnecting element
124124
Wechselspannungsgenerator AC voltage generator
130130
SteuerdruckkammerControl pressure chamber
132132
Membranelementmembrane element
134134
Verschlusselementclosure element
136136
erste Öffnungfirst opening
138138
Druckkammerpressure chamber
140140
erstes Anschlussleitungselementfirst connection line element
142142
zweite Öffnungsecond opening
144144
zweites Anschlussleitungselementsecond connection line element
146146
Verbindungskammerconnecting chamber
148148
Abzweigleitungselement Branch circuit element
4040
Steuermodulcontrol module
4242
Verbindungsleitungconnecting line
44, 4644, 46
Maskenbebänderung Maskenbebänderung
5050
Verarbeitungseinheitprocessing unit
5252
Steuerungsprogrammcontrol program
5454
Steuerverbindungcontrol connection
5656
Signalverbindungsignal connection
5858
elektrisches Signal, Steuersignalelectrical signal, control signal
6060
elektrisches Signal, Datensignalelectrical signal, data signal
6262
(weitere) Pneumatikleitung(further) pneumatic line
6464
Schnittstelleinterface
66, 6866, 68
Steckerteil (der Schnittstelle)Plug part (the interface)
7070
Kontaktelement, SteckerContact element, plug
7272
Kontaktelement, BuchseContact element, socket

Claims (9)

System zum Beatmen eines Patienten, welches ein Patientenmodul (20) sowie ein zur Steuerung und/oder Überwachung des Patientenmoduls (20) bestimmtes, vom Patientenmodul (20) räumlich getrenntes Steuermodul (40) umfasst, wobei das Steuermodul (40) mittels einer Verbindungsleitung (42) sowie wenigstens einer Schnittstelle (64) mit lösbar miteinander verbindbaren Steckerteilen (66, 68) lösbar mit dem Patientenmodul (20) verbindbar ist, wobei mittels der Verbindungsleitung (42) zumindest ein elektrisches Signal (58, 60) und/oder zumindest ein pneumatisches Potential oder ein Gasvolumenstrom weiterleitbar ist und die Steckerteile (66, 68) entsprechende Kontaktelemente (70, 72) zur Übertragung eines elektrischen Signals (58, 60) und/oder eines pneumatischen Potentials oder eines Gasvolumenstroms umfassen.A system for ventilating a patient, which comprises a patient module (20) and a control module (40) that is specific to the control and / or monitoring of the patient module (20) and is spatially separated from the patient module (20), wherein the control module (40) is releasably connectable to the patient module (20) by means of a connecting line (42) and at least one interface (64) with plug parts (66, 68) which can be detachably connected to one another, wherein by means of the connecting line (42) at least one electrical signal (58, 60) and / or at least one pneumatic potential or a gas volume flow can be forwarded and the plug parts (66, 68) comprise corresponding contact elements (70, 72) for transmitting an electrical signal (58, 60) and / or a pneumatic potential or a gas volume flow. System nach Anspruch 1, wobei die Verbindungsleitung (42) an einer dem Patientenmodul (20) räumlich zugeordneten Schnittstelle (64) anschließbar ist.System after Claim 1 wherein the connecting line (42) can be connected to an interface (64) spatially assigned to the patient module (20). System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Verbindungsleitung (42) an einer dem Steuermodul (40) räumlich zugeordneten Schnittstelle (64) anschließbar ist.System after Claim 1 or 2 wherein the connecting line (42) can be connected to an interface (64) spatially assigned to the control module (40). System nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Verbindungsleitung (42) an einer zwischen Patientenmodul (20) und Steuermodul (40) befindlichen Schnittstelle (64) auftrennbar ist.System after Claim 1 . 2 or 3 wherein the connecting line (42) can be separated on an interface (64) located between the patient module (20) and the control module (40). System nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Patientenmodul (20) über eine als Inspirationsschlauch (16) fungierende Pneumatikleitung (16) pneumatisch an eine Druckquelle (12) ankoppelbar ist, wobei die Verbindungsleitung (42) die als Inspirationsschlauch (16) fungierende Pneumatikleitung (16) umfasst und mittels der Pneumatikleitung (16) sowie über die oder jede Schnittstelle (64) ein Gasvolumenstrom von der Druckquelle (12) zum Patientenmodul (20) leitbar ist.System according to one of the preceding claims, wherein the patient module (20) can be pneumatically coupled to a pressure source (12) via a pneumatic line (16) acting as an inspiration tube (16), wherein the connecting line (42) comprises the pneumatic line (16) functioning as inspiration hose (16) and by means of the pneumatic line (16) and via the or each interface (64) a gas volume flow from the pressure source (12) to the patient module (20) can be conducted. System nach Anspruch 5, wobei das Steuermodul (40) die Druckquelle (12) umfasst.System after Claim 5 wherein the control module (40) comprises the pressure source (12). System nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Patientenmodul (20) zumindest eine Ventilanordnung (30) mit einem von der Ventilanordnung (30) getrennten und im Steuermodul (40) befindlichen Ventilantrieb (34) umfasst, wobei die Verbindungsleitung (42) jeweils eine den oder jeden Ventilantrieb (34) mit seiner Ventilanordnung (30) verbindende Pneumatikleitung (36) umfasst und mittels der zumindest einen Pneumatikleitung (36) sowie über die oder jede Schnittstelle (64) ein pneumatisches Potential von einem Ventilantrieb (34) an dessen Ventilanordnung (30) übermittelbar ist.System according to one of the preceding claims, wherein the patient module (20) comprises at least one valve arrangement (30) with a valve drive (34) separate from the valve arrangement (30) and located in the control module (40), wherein the connection line (42) comprises one or each valve drive (34) comprises pneumatic line (36) connecting its valve arrangement (30) and by means of the at least one pneumatic line (36) and via the or each interface (64) a pneumatic potential can be transmitted from a valve drive (34) to its valve arrangement (30). System nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Patientenmodul (20) entweder eine als Exspirationsventil (28) fungierende Ventilanordnung (30) oder einerseits eine als Inspirationsventil (28) fungierende Ventilanordnung (30) sowie andererseits eine als Exspirationsventil (28) fungierende Ventilanordnung (30) umfasst, wobei die oder jede Ventilanordnung (30) einen Ventilantrieb (34), eine Druckkammer (138) und eine Steuerdruckkammer (130) umfasst und der Ventilantrieb (34) zum Erzeugen eines Steuerdrucks in der Steuerdruckkammer (130) fluidkommunizierend mit der Steuerdruckkammer (130) verbunden ist, wobei die Steuerdruckkammer (130) von der Druckkammer (138) mittels eines ein Verschlusselement (134) aufweisenden Membranelements (132) getrennt ist, wobei mittels des Verschlusselements (134) eine erste Öffnung (136) der Druckkammer (138) geöffnet und verschlossen werden kann und das Verschlusselement (134) über das Membranelement (132) mittels des Steuerdrucks steuerbar ist und wobei als Ventilantrieb (34) eine hochfrequent betreibbare Piezopumpe fungiert.System according to one of the preceding claims, wherein the patient module (20) comprises either a valve assembly (30) acting as an expiratory valve (28) or a valve arrangement (30) acting as an inspiration valve (28) and a valve assembly (30) acting as an expiration valve (28), wherein the or each valve assembly (30) includes a valve driver (34), a pressure chamber (138) and a control pressure chamber (130), and the valve driver (34) fluidly communicates with the control pressure chamber (130) to generate a control pressure in the control pressure chamber (130) is wherein the control pressure chamber (130) is separated from the pressure chamber (138) by means of a membrane element (132) having a closure element (134), wherein by means of the closure element (134) a first opening (136) of the pressure chamber (138) can be opened and closed and the closure element (134) via the membrane element (132) is controllable by means of the control pressure and wherein as a valve drive (34) acts a high frequency operable piezo pump. System nach Anspruch 8, wobei eine als Inspirationsventil (26) fungierende Ventilanordnung (30) eine zum Ventilantrieb (34) gehörende Verbindungskammer (146) sowie ein die Verbindungskammer (146) fluidkommunizierend mit einem ausgangsseitigen Anschlussleitungselement (140, 144) verbindendes Abzweigleitungselement (148) umfasst.System after Claim 8 in that a valve arrangement (30) functioning as an inspiration valve (26) comprises a connecting chamber (146) belonging to the valve drive (34) and a branch line element (148) connecting the connecting chamber (146) in fluid communication with an output-side connecting line element (140, 144).
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