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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beatmungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 bzw. gemäß dem Oberbegriff oder Gattungsbegriff dieses Anspruchs.
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Aus der Praxis bekannte Beatmungsvorrichtungen weisen eine Fördervorrichtung zum Fördern von Inhalationsgas auf, welches dem Patienten über einen Beatmungsschlauch und ein Patienteninterface, z. B. eine Maske, zugeführt wird.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine weitere Beatmungsvorrichtung anzugeben.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Beatmungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beatmungsvorrichtung mit einem Leitungssystem zum Leiten des Inhalationsgases. Das Leitungssystem weist einen Ansatz zu seinem Verbinden mit einem Atemschlauch, einem Tubus und/oder einer Beatmungsmaske für einen Patienten auf, oder ist mit Atemschlauch, Tubus und/oder Beatmungsmaske verbunden. Der Ansatz kann ein Adapter sein.
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Hierbei weist die Beatmungsvorrichtung einen Einlass zum Einlassen von Umgebungsluft in das Leitungssystem und eine Fördervorrichtung zum Fördern der Umgebungsluft als Inhalationsgas (oder Bestandteil hiervon) stromab des Einlasses auf. Die Fördervorrichtung dient zum Fördern von durch den Einlass in das Leitungssystem eingetretener Umgebungsluft. Bei der Fördervorrichtung kann es sich um eine Pumpe handeln oder diese aufweisen, sie kann ein Kompressor sein. Alternativ oder ergänzend zum Einlass zum Einlassen von Umgebungsluft kann die Beatmungsvorrichtung einen Anschluss zum Einlassen von Druckluft als Inhalationsgas (oder Bestandteil hiervon) in das Leitungssystem aufweisen. Der Anschluss kann z. B. als Verbinder, etwa zum Verbinden mit einer Druckluftleitung einer Klinik ausgestaltet sein.
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Die erfindungsgemäße Beatmungsvorrichtung weist weiter eine stromab der Fördervorrichtung und/oder des Anschlusses für Druckluft im Leitungssystem angeordnete erste Bilanziereinrichtung und eine stromab der ersten Bilanziereinrichtung im Leitungssystem angeordnete Drossel auf. Die Drossel kann eine starre oder eine variierbare oder variable Drossel sein. Eine starre Drossel kann beispielsweise ein Bauteil sein, das eine starre Bohrung aufweist, wobei die Bohrung einen kleineren Durchmesser als die Leitung hinter, also stromab, zusätzlich optional auch vor, also stromauf, der Bohrung aufweist.
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Erfindungsgemäße Ausführungsformen können manche, einige oder alle der folgenden Merkmale in beliebiger Kombination aufweisen, soweit dies für den Fachmann nicht erkennbar technisch unmöglich ist. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind jeweils auch Gegenstand der Unteransprüche und Ausführungsformen.
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Bei allen folgenden Ausführungen ist der Gebrauch des Ausdrucks „kann sein“ bzw. „kann haben“ usw. synonym zu „ist vorzugsweise“ bzw. „hat vorzugsweise“ usw. zu verstehen und soll erfindungsgemäße Ausführungsformen erläutern.
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Wann immer hierin Zahlenworte genannt werden, so versteht der Fachmann diese als Angabe einer zahlenmäßig unteren Grenze. Sofern dies zu keinem für den Fachmann erkennbaren Widerspruch führt, liest der Fachmann daher beispielsweise bei der Angabe „ein“ oder „einem“ stets „wenigstens ein“ oder „wenigstens einem“ mit. Dieses Verständnis ist ebenso von der vorliegenden Erfindung mit umfasst wie die Auslegung, dass ein Zahlenwort wie beispielsweise „ein“ alternativ als „genau ein“ gemeint sein kann, wo immer dies für den Fachmann erkennbar technisch möglich ist. Beides ist von der vorliegenden Erfindung umfasst und gilt für alle hierin verwendeten Zahlenworte.
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Wenn hierin von einer Ausführungsform die Rede ist, so stellt diese eine erfindungsgemäße, beispielhafte Ausführungsform dar.
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Wenn hierin offenbart ist, dass der erfindungsgemäße Gegenstand ein oder mehrere Merkmale in einer bestimmten Ausführungsform aufweist, so ist hierin jeweils auch offenbart, dass der erfindungsgemäße Gegenstand genau dieses oder diese Merkmale in anderen, ebenfalls erfindungsgemäßen Ausführungsformen ausdrücklich nicht aufweist, z. B. im Sinne eines Disclaimers. Für jede hierin genannte Ausführungsform gilt somit, dass die gegenteilige Ausführungsform, beispielsweise als Negation formuliert, ebenfalls offenbart ist.
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Erfindungsgemäße Ausführungsformen können eines, mehrere oder alle der oben und/oder im Folgenden genannten Merkmale in jeder technisch möglichen Kombination aufweisen.
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Die Drossel erzeugt ohne Druckreservoir einen Gegendruck über die Membran der Bilanziereinrichtung, was das „ausdrücken“, also das Ausbringen von Fluid aus der Bilanziereinrichtung, insbesondere durch die Funktionsweise der Bilanziereinrichtung wie hierin beschrieben, erschwert. Das Druckreservoir ist deshalb in manchen Ausführungsformen zur Kompensation vorgesehen. Während der Ausatemphase wird das Druckreservoir optional abgeklemmt von der Hauptleitung. Eine entsprechende Programmierung der Steuer- oder Regelvorrichtung kann vorgesehen sein.
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In einigen Ausführungsformen ist stromauf des Druckreservoirs ein zusätzliches Ventil, etwa kurz vor der Drossel, angeordnet. Dies kann dazu dienen, um während der Ausatemphase das Druckreservoir befüllen zu können. Eine entsprechende Programmierung der Steuer- oder Regelvorrichtung kann vorgesehen sein.
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In einigen Ausführungsformen weist die erfindungsgemäße Beatmungsvorrichtung weiter ein mit dem Leitungssystem verbundenes PEEP (PEEP für positiver endexspiratorischer Druck)-Ventil auf, welches im Gebrauch vorzugsweise als Überdruckventil oder steuerbares Überdruckventil dienen kann. Dieses Ventil kann als Einwegartikel vorgesehen sein.
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Die Funktion des PEEP-Ventils kann derart ausgestaltet sein, dass zwischen genau oder wenigstens zwei Drücken umgeschaltet wird, einem Druck für das Einatmen und einen Druck für das Ausatmen. Dadurch kann ein Kollabieren der Lunge vermieden werden. Hierzu kann das PEEP-Ventil optional eine Membran aufweisen, die zwei Kammern aufweist. Auf der einen Seite der Membran bzw. in einer ersten der zwei Kammern wird das ausgeatmete Gas des Patienten durchgeführt, also Zu- und Abfluss, und die Strecke zwischen Zu- und Abfluss wird durch die Membran verschlossen, indem auf der anderen Seite der Membran, bzw. in der zweiten der zwei Kammern ein, z. B. fester oder konstanter, Luftdruck angelegt wird, der die Membran anpresst. Der Anpressdruck kann dabei dem Druck für das Einatmen oder dem Druck für das Ausatmen entsprechen. Mit anderen Worten liegt in manchen Ausführungsformen während der Einatmungsphase der erste der zwei Drücke an, und in der Ausatmungsphase liegt der zweite der zwei Drücke an. Entsprechend dem Wechsel zwischen diesen Phasen kann auch zwischen den zwei Drücken hin- und hergeschalten werden.
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In manchen Ausführungsformen weist die Beatmungsvorrichtung ferner ein Druckreservoir auf, welches stromauf der Drossel und vorzugsweise stromab der ersten Bilanziereinrichtung angeordnet ist.
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Das Druckreservoir steht, ggf. durch ein Ventil getrennt, in Fluidverbindung mit dem Leitungssystem, beispielsweise mit der Hauptleitung.
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Das Druckreservoir besteht vorzugsweise aus einem druckstabilen Behälter oder weist einen solchen auf. Ein druckstabiler Behälter ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Behälter, dessen umschlossenes Volumen sich bei den im Gebrauch der vorliegenden Erfindung bestimmungsgemäß im Behälter oder im Leitungssystem, insbesondere stromauf der Drossel, auftretenden Drücken und Unterdrücken nicht oder nicht in relevantem Maße verändert, oder welcher gar kollabieren würde.
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In einigen Ausführungsformen weist die Beatmungsvorrichtung weiter eine zweite Bilanziereinrichtung auf.
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Die zweite Bilanziereinrichtung ist vorzugsweise stromauf der Drossel angeordnet.
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Die zweite Bilanziereinrichtung kann in manchen Ausführungsformen identisch zur ersten Bilanzierungseinrichtung ausgestaltet sein, sie kann alternativ oder ergänzend auf identischer Funktionsweise beruhend wie die erste Bilanziereinrichtung arbeiten, ausgestaltet und/oder entsprechend gefertigt sein.
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In einigen Ausführungsformen unterscheidet sich die zweite Bilanziereinrichtung in ihrer Größe bzw. in ihrem Volumen von der ersten Bilanziereinrichtung.
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In manchen Ausführungsformen ist die zweite Bilanziereinrichtung, strömungstechnisch betrachtet, parallel zur ersten Bilanziereinrichtung angeordnet und/oder in das Leitungssystem eingebunden.
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Die zweite Bilanziereinrichtung kann zwischen der ersten Bilanziereinrichtung und der Drossel mittels des Leitungssystems fluidisch verbunden angeordnet oder Teil hiervon sein.
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Die zweite Bilanziereinrichtung kann zwischen der ersten Bilanziereinrichtung und dem Druckreservoir mittels des Leitungssystems fluidisch verbunden angeordnet oder Teil hiervon sein.
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In einigen Ausführungsformen weist die Beatmungsvorrichtung ergänzend eine Heizvorrichtung auf, welche stromauf der Drossel zur geregelten oder gesteuerten Erwärmung des Inhalationsgases innerhalb des Leitungssystems angeordnet ist.
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In manchen Ausführungsformen weist die Beatmungsvorrichtung ferner einen Flusssensor auf.
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Der Flusssensor ist vorzugsweise in einer Zweigleitung des Leitungssystems angeordnet, welche gemeinsam mit einer Hauptleitung, in welcher die Drossel angeordnet ist, über einen Verbindungspunkt mit dem Ansatz in Fluidverbindung steht.
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Die „Hauptleitung“, wie hierin bezeichnet, kann jener Abschnitt des Leitungssystems sein, welcher das Inhalationsgas im Gebrauch der Beatmungsvorrichtung dem Patienten zuführt, während die „Zweigleitung“, wie hierin bezeichnet, jener Abschnitt des Leitungssystem sein kann, welcher das Exspirationsgas des Patienten abführt. Hauptleitung und Zweigleitung können ab dem vorstehend genannten Verbindungspunkt oder -abschnitt in den Ansatz münden. Ein Ventil kann vorgesehen sein, um eine Strömung retrograd in die Hauptleitung zu verhindern, etwa Exspirationsgas.
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Die Zweigleitung dient vorzugsweise dazu, dem Patienten das Ausatmen zu erleichtern. Da das Volumen der Schläuche im Vergleich zum Lungenvolumen nicht vernachlässigbar ist, muss das Exspirationsgas (bzw. CO2) in einen anderen Schlauch hinein abgeatmet werden als durch den, durch welchen frisches Gas zugeführt wird. Wäre dies nicht der Fall, bestünde die Gefahr, dass der Patient mit zu wenig unverbrauchter Atemluft bzw. Sauerstoff (O2) versorgt wird und immer wieder das gleiche Gas (Exspirationsgas) zugeführt bekommt, was letztlich zum Ersticken führen kann (vergleiche dieses Problem auch mit der Totraumproblematik). Die Zweigleitung kann hier Abhilfe bieten.
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Ferner kann die Zweigleitung vorteilhaft zur Druckmessung genutzt werden. Die zu messenden Drücke an dieser Stelle sind regelmäßig äußerst klein und bedürften zu ihrem Nachweis entsprechend fein messender Sensoren, wie sie z. B. bei Leitungen, in welchen Flüssigkeiten bewegt werden, etwa bei der Dialyse, nicht benötigt werden.
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In einigen Ausführungsformen ist umfasst, den während der Inspiration oder in der Einatemphase herrschenden Lungendruck mittels eines Drucksensors der Zweigleitung, oder in dieser, zu messen, oder zu kontrollieren.
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In einigen Ausführungsformen ist umfasst, während der Exspiration oder in der Ausatemphase mittels eines Drucksensors zu messen, welcher in gemeinsamer Leitung mit der Drossel, z. B. der Hauptleitung, angeordnet ist.
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Während der Einatemphase kann das PEEP-Ventil als Druckbegrenzungsventil dienen.
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In manchen Ausführungsformen kann ein Rückschlagventil, welches in Fluidverbindung mit der Hauptleitung und/oder der Atmosphäre stehen kann, eine Eigenatmung zum Teil vorteilhaft zulassen. Wenn der Patient versucht selbst zu atmen, z. B. bei Ausfall der Beatmungsvorrichtung, dann öffnet dieses Ventil, da dann und nur dann ein Unterdruck durch den Patienten in der Hauptleitung erzeugt wird, wohingegen im Übrigen während der Beatmung durch das Beatmungsgerät in der Hauptleitung vorzugsweise stets ein leichter Überdruck aufrechterhalten wird.
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In einigen Ausführungsformen weist die Beatmungsvorrichtung weiter ein Druckentlastungsventil oder Druckbegrenzungsventil stromauf der ersten Bilanziereinrichtung auf.
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In manchen Ausführungsformen weist die Beatmungsvorrichtung eine Steuer- oder Regelungsvorrichtung auf, welche mit Komponenten des Leitungssystems oder mit hierauf wirkenden Komponenten, insbesondere mit der Drossel, sofern variierbar, der ersten Bilanziereinrichtung und/oder der zweiten Bilanziereinrichtung, dem Druckentlastungsventil, oder jeweils einem Aktor hierfür, in Signal- oder Kommunikationsverbindung verbunden ist. Eine zum Steuern oder Regeln der vorgenannten Komponenten geeignete Programmierung der Steuer- oder Regelvorrichtung kann vorgesehen sein.
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Wenn hierin von einer Signal- oder Kommunikationsverbindung zweier Komponenten die Rede ist, so kann hierunter eine kabelgebundene Verbindung verstanden werden. Ebenso kann hierunter eine erst oder nur im Gebrauch bestehende Verbindung zu verstehen sein. Ebenso kann erfindungsgemäß hierunter zu verstehen sein, dass eine Vorbereitung zu einer solchen (kabelgebunden, kabellosen oder auf andere Weise umgesetzte) Signalkommunikation besteht, beispielsweise durch eine Kopplung beider Komponenten, etwa mittels pairing, usw.
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Unter pairing versteht man einen Prozess, der im Zusammenhang mit Rechnernetzwerken erfolgt, um eine anfängliche Verknüpfung zwischen Rechnereinheiten zum Zwecke der Kommunikation herzustellen. Das bekannteste Beispiel hierfür ist das Herstellen einer Bluetooth-Verbindung, mittels welcher verschiedene Einrichtungen (z. B. Smartphone, Kopfhörer) miteinander verbunden werden. Pairing wird gelegentlich auch als bonding bezeichnet.
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In einigen Ausführungsformen ist die Steuer- oder Regelungsvorrichtung programmiert, um das über den Ansatz im Gebrauch der Beatmungsvorrichtung abgegebene oder diesem zugeführte Inhalationsgasvolumen mittels Betätigung der ersten Bilanziereinrichtung und/oder der zweiten Bilanziereinrichtung zum Beatmen des Patienten zu steuern oder zu regeln, insbesondere in einem druckgesteuerten, einem volumengesteuerten oder einen druck- und volumengesteuerten Verfahren.
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In manchen Ausführungsformen ist die Steuer- oder Regelungsvorrichtung programmiert, um das im Gebrauch der Beatmungsvorrichtung über den Ansatz abgegebene oder diesem zugeführte Inhalationsgasvolumen oder den Inhalationsgasfluss mittels Betätigung der ersten Bilanziereinrichtung und/oder der zweiten Bilanziereinrichtung unter Vorgabe eines maximalen Volumens oder eines maximalen Flusses zu steuern oder zu regeln.
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In manchen Ausführungsformen kann das Inspirationsvolumen mechanisch, z. B. über das Druckentlastungsventil, fest oder konstant einstellbar oder eingestellt sein, etwa auf einen vorbestimmten Wert.
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Optional kann vorgesehen sein, dass das Inspirationsvolumen zwar vorbestimmt oder hinterlegt ist, wohl aber z. B. in Abhängigkeit der herrschenden Temperatur und/oder des herrschenden Drucks erfolgen kann oder automatisch angepasst wird.
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Zur Ermittlung der Temperatur kann ein Temperatursensor und/oder zur Ermittlung des Drucks kann ein Drucksensor, beispielsweise jeweils an der Zuleitung zu der Bilanziereinrichtung, vorgesehen sein.
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Eine derart ausgebildete Vorrichtung kann einer Steuer- oder Regelvorrichtung zur Vorgabe oder zum Festlegen, insbesondere während der Behandlung, eines Inspirationsvolumen nicht bedürfen und eine entsprechend ausgestaltete oder programmierte und/oder eingesetzte Steuer- oder Regelvorrichtung optional auch nicht aufweisen oder hiermit in Signalkommunikation stehen. Mit anderen Worten, der Nutzer kann durch entsprechende mechanische Einstellung des Druckentlastungsventils das Inspirationsvolumen einstellen, also z. B. manuell.
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In einigen Ausführungsformen der Beatmungsvorrichtung ist der Einlass zum Einlassen von Umgebungsluft in das Leitungssystem mit einer Quelle für Umgebungsluft, etwa mit der Atmosphäre, verbunden.
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In manchen Ausführungsformen der Beatmungsvorrichtung ist die zweite Bilanziereinrichtung mit einer Quelle für Sauerstoff verbunden, wobei diese nicht mit dem Einlass in das Leitungssystem eingetretener Umgebungsluft und/oder dem Anschluss zum Einlassen von Druckluft verbunden ist.
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In einigen Ausführungsformen ist die Beatmungsvorrichtung insbesondere zur Lungenunterstützung bzw. als Lungenersatzeinrichtung geeignet.
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In einigen Ausführungsformen ist die Beatmungsvorrichtung als Lungenunterstützungs- bzw. als Lungenersatzeinrichtung ausgestaltet.
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In manchen Ausführungsformen ist die Beatmungsvorrichtung als Anästhesiegerät oder Narkosevorrichtung ausgestaltet.
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In manchen Ausführungsformen kann die Beatmungsvorrichtung in der Anästhesie verwendet werden.
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Die erste Bilanziereinrichtung, welche hierin optional alternativ als Volumenkammer, Doppelvolumenkammer bezeichnet werden könnte, kann als starre Kammer mit oder aus zwei, voneinander mittels einer abschnittsweise beweglichen, flexiblen und/oder verformbaren Membran fluidisch getrennten Teilkammern verstanden werden.
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Die erste Bilanziereinrichtung kann insbesondere folgenden Aufbau aufweisen: eine volumenstarre Kammer, die eine erste und eine zweite durch eine bewegliche Membran geteilte Teilkammer aufweist. Jede der zwei volumenflexiblen Teilkammern hat jeweils eine erste Öffnung, über die ein Gas der jeweiligen Teilkammer zuführbar ist. Jede der zwei Teilkammern hat jeweils eine zweite Öffnung, über die ein Gas aus der jeweiligen Teilkammer abführbar ist. Ferner weist die erste Bilanziereinrichtung mindestens vier Ventile auf, die derart angeordnet sind, dass jeweils eine der vier Öffnungen ein Zufluss zu bzw. ein Abfluss von den vier Öffnungen durch jeweils eines der Ventile blockiert und freigegeben werden kann. Wird eine der beiden Teilkammern mit einem Gas unter Druck gefüllt verschiebt sich die flexible Membran in Richtung der anderen Teilkammer und verkleinert dabei deren Volumen (daher hierin als volumenflexibel bezeichnet). Ein in der zweiten Teilkammer vorliegendes Gas kann bei einem geöffneten Ablassventil aus der anderen Teilkammer, vorzugsweise in Richtung der Drossel, verdrängt werden. Bei diesem Verfahren ist das Ablassventil der ersten Teilkammer und das Zufuhrventil der zweiten Teilkammer geschlossen.
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Alternativ kann anstelle einer Membran bei diesem Aufbau eine Kugel oder ein Stempel verwendet werden und die Kugel bzw. der Stempel kann in einem Zylinder hin- und her bewegt werden.
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Die Steuer- oder Regelvorrichtung oder eine separat vorgesehene Steuereinheit kann programmiert sein, die Ventile anzusteuern und diese zu öffnen und zu schließen. Grundsätzlich erfolgt die Ansteuerung wie folgt in einem Zyklus: Die Ausgangslage kann beispielsweise sein, dass die zweite Teilkammer mit einem Gas gefüllt ist und die Membran derart ausgelenkt ist, dass das Volumen der zweiten Teilkammer maximal ist, beispielsweise dem gesamten Volumen der volumenstarren Kammer entspricht und, dass das Volumen der ersten Teilkammer minimal ist, beispielsweise Null oder annähernd Null. Nun wird das das Zuflussventil der ersten Teilkammer geöffnet und Gas wird in die erste Kammer überführt. Gleichzeitig ist das Auslassventil der zweiten Kammer geöffnet. Dadurch vergrößert sich das Volumen der ersten Kammer in gleichem Maße, wie sich das Volumen der zweiten Kammer reduziert. Dabei wird das in der zweiten Kammer befindliche Gas in Richtung der Drossel verschoben. Dabei verschiebt sich auch die flexible Membran und wenn das Volumen der ersten Kammer, weitestgehend oder genau dem Volumen des volumenstarren Kammer entspricht, ist das gesamte, anfänglich in der zweiten Kammer vorliegende Gas in das Leitungssystem in Richtung der Drossel verschoben. Anschließend können alle Ventile geschlossen werden und es liegt wieder eine vollständig gefüllte Teilkammer vor, wobei es sich jetzt um die erste, also die andere Teilkammer, handelt. In einem nachfolgenden Schritt können nun unter Vertauschung der Funktionen der ersten Teilkammer und der zweiten Teilkammer und der entsprechenden Ventile dieselben Verfahrensschritte durchlaufen werden. Dann befindet sich die erste Bilanziereinrichtung wieder in der Ausgangsstellung und es wurde insgesamt zwei Mal das Gas in dem Volumen der starren Kammer von stromauf der Bilanziereinrichtung nach stromab der ersten Bilanziereinrichtung verschoben.
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Die Steuer- und/oder Regelvorrichtung oder die separat vorgesehene Steuereinheit kann programmiert sein, einen vorgegeben Volumenfluss zu erzeugen. Die Beatmungsvorrichtung kann einen Drucksensor aufweisen, um den Druck in der Leitung stromauf der ersten Bilanziereinrichtung zu bestimmen. Dazu kann der Drucksensor an der Leitung stromauf der ersten Bilanziereinrichtung angeordnet sein.
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Mittels der Fördervorrichtung und/oder über den Druckluftanschluss kann solange ein Gas in eine der beiden Teilkammern bei geöffnetem Zuflussventil dieser zu füllenden Teilkammer verschoben werden unter gleichzeitigem Verschieben des Gases aus der anderen Teilkammer bei geöffnetem Abflussventil, bis ein vorbestimmter Druck gemessen wird. Die Steuer- oder Regelvorrichtung oder die separat vorgesehene Steuereinheit kann programmiert sein, alle Ventile zu schließen, wenn der voreingestellte Druck erreicht wird. Zusätzlich kann die Beatmungsvorrichtung einen Temperatursensor zum Messen der Temperatur des Gases in dem Leitungssystem aufweisen, der in der Nähe des Drucksensors angeordnet ist.
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Hier sei angemerkt, dass sich in diesem Zustand ein Gas in der Teilkammer bekannten Volumens und bekannten Drucks befindet. Zusätzlich kann die Temperatur dieses Gases bekannt sein. Damit ist die Menge an Gas in der Teilkammer bestimmt. Wird diese Menge bei einem Schalten der ersten Bilanziereinrichtung in Richtung der Drossel verschoben, ist die Menge an Gas bekannt, die in Richtung Drossel verschoben wurde. Durch das Überführen des Gases in Richtung der Drossel, wird eine entsprechende Menge an Gas in dem Zeitintervall bis zu ein Druckausgleich erfolgt ist, über die Drossel verdrängt und der Volumenstrom und der Mengenstrom für den Zeitintervall einer Teilkammerleerung ist bestimmt bzw. bekannt bzw. kann von der Steuer- oder Regelvorrichtung oder der separat vorgesehenen Steuereinheit bestimmt werden. Dabei muss der Strom über die Drossel nicht konstant sein. Mit dem oben beschriebenen Druckausgleichsreservoir kann der Strom aber gepuffert werden.
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Die Beatmungsvorrichtung kann einen zweiten Drucksensor aufweisen, um den Druck in der Leitung stromab der Drossel zu bestimmen. Dazu kann der zweite Drucksensor an der Leitung stromab der Drossel angeordnet sein. Die Steuer- oder Regelvorrichtung oder die separat vorgesehene Steuereinheit kann das Drucksignal des zweiten Drucksensors empfangen und wenn das Drucksignal einen Grenzwert überschreitet, das oder die Abflussventile und/oder das oder die Zuflussventile der ersten Bilanziereinrichtung schließen. Damit kann eine Sicherheitsfunktion erreicht werden, da bei zu hohen Drücken in Richtung des Patienten, der Zufluss von Gas gestoppt wird. Zusätzlich oder alternativ kann nach einem Schließen eines entsprechenden Ventils, dieses bei Unterschreiten eines weiteren Druckgrenzwerts das entsprechende Ventil wieder öffnen. Dadurch kann der Druck auch während des normalen Betriebs des Beatmungsgeräts in der Leitung zum Patienten unter einem vorgegebenen Wert gehalten werden.
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Eine Bilanziereinrichtung kann insbesondere zwei durch ein verschiebbares Element getrennte Kammern aufweisen oder hieraus bestehen, die je eine Zuführleitung für das Fluid und eine mit einem Auslauf verbundene Abführleitung für dieses Fluid aufweisen. Die Bilanziereinrichtung oder die Kammern können Absperrventile aufweisen, die in den Zuführ- und Abführleitungen angeordnet sind, mit wenigstens einer Einrichtung zur Endlagenerkennung des verschiebbaren Elementes. Alternativ zur Endlagenerkennung kann Öffnen und/oder Schließen der Absperrventile zeitgesteuert sein. Dazu kann eine entsprechend programmierte Steuer- oder Regelvorrichtung vorgesehen sein.
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Eine Pumpe, beispielsweise in Form eines Kompressors oder eines Verdichters, zum Fördern des Fluids in den beiden, parallel zueinander geschalteten Kammern der ersten Bilanziereinrichtung ist vorzugsweise stromauf der ersten Bilanziereinrichtung vorzusehen, ebenso eine Quelle für das durch die Bilanziereinrichtung hindurch zu fördernde Gas.
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Bei der Pumpe kann es sich um eine Pumpe handeln, wie sie zum Pumpen von Flüssigkeiten eingesetzt werden kann.
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Beispielsweise kann die Pumpe eine peristaltische Pumpe, eine Membranpumpe oder eine Kolbenpumpe sein. Bei der Pumpe kann es sich in bestimmten Ausführungsformen um ein Gebläse, einen Verdichter, einen Kompressor oder einen Zentrifugalverdichter handeln, oder sie kann eine solche Vorrichtung aufweisen. Vorzugsweise ist die Pumpe derart ausgestaltet, dass sie biokompatibel ist. Biokompatibel kann dabei bedeuten, dass sie ohne einen Schmierstoff, wie ein Schmieröl, auskommen kann oder keinen Schmierstoff, beispielsweise in Form eines Aerosols, nach außen abgibt.
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Eine an die Absperrventile angeschlossene oder mit diesen in Signalkommunikation stehende Steuereinheit ist vorzugsweise derart programmiert, um mittels Betätigung der Bilanziereinrichtung einen gewünschten Fluss entlang des Leitungssystems oder der Hauptleitung zu bewirken.
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Mit einer Bilanziereinrichtung wie hierin genannt ist es möglich, dass immer ein vorbestimmtes Volumen gepumpt wird, wobei zwischen Phasen, in welchen die Volumina gepumpt werden, Ventilschaltphasen liegen, in denen die vorstehend genannten Ventile der Bilanziereinrichtung umgeschaltet werden. Während der Ventilschaltphasen kann kein Fluss aus der Bilanziereinrichtung erfolgen. Diese Ventilschaltphasen gehören im Sinne dieser Beschreibung dennoch zu den Phasen, in denen ein Fluss vorliegt. Bei einer kontinuierlich arbeitenden Bilanzkammer liegt mit anderen Worten gemäß dieser Beschreibung auch während der Ventilschaltphasen ein Fluss vor. Der druckstabile Behälter kann zudem Gas zwischenspeichern und dieses in der Ventilschaltphase in Richtung zum Patienten abgeben. Dadurch wird auch in der Ventilschaltphase ein Gasfluss erreicht. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine zweite, parallelgeschaltete Bilanziereinrichtung vorgesehen sein. Die Ventilschaltphase der ersten Bilanziereinrichtung kann mit der Ventilschaltphase der zweiten Bilanziereinrichtung synchronisiert sein. Die Synchronisation kann derart ausgestaltet sein, dass die Ventilschaltphase der ersten Bilanziereinrichtung zeitlich nicht mit der Ventilschaltphase der zweiten Bilanziereinrichtung zusammenfällt und/oder eine Überlappung nicht gegeben ist.
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Die erste Bilanziereinrichtung kann mittels eines zur Versorgung beider Kammern mit Gas dienenden gemeinsamen Zulaufs in das Leitungssystem eingebunden sein.
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Die erste Bilanziereinrichtung kann mittels eines zum Abführen des Gases aus beiden Kammern dienenden gemeinsamen Ablaufs in das Leitungssystem eingebunden sein.
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Die erste Bilanziereinrichtung kann ein Bauteil sein, welches beide Kammern und/oder die ihre Füllung und/oder Entleerung beeinflussenden Absperrventile in einem gemeinsamen Gehäuse umfasst.
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Die erste Bilanziereinrichtung kann derart angeordnet sein, dass der Fluss entlang des Leitungssystems zwischen Einlass oder Anschluss einerseits und Drossel andererseits durch eine der beiden Kammern der ersten Bilanzvorrichtung strömen muss, da ein anderer Strömungsweg zwischen Einlass oder Anschluss einerseits und Drossel andererseits nicht vorgesehen ist.
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Es wird also in einigen oder allen erfindungsgemäßen Ausführungsformen vorgeschlagen, dass sowohl die erste als auch die zweite Kammer der Bilanziereinrichtung mit Gas aus derselben Quelle vom Einlass oder Anschluss befüllt werden kann. Entsprechende Ventile stromab und stromauf der Kammern steuern das Ein- und Ausströmen des Gases in bzw. aus der Bilanziereinrichtung.
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In manchen Ausführungsformen ist die Beatmungsvorrichtung mit einer Quelle für Gas verbunden, z. B. mit der Umgebung oder Atmosphäre, mit der Quelle für Druckluft und/oder mit der Quelle für Sauerstoff.
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In einigen Ausführungsformen kann die Heizvorrichtung der Verbesserung der Luftqualität dienen.
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In manchen Ausführungsformen kann die Heizvorrichtung auch der Luftbefeuchtung dienen. In diesen Ausführungsformen ist das Heizelement in einem Wasserbecken angeordnet. Die Luft strömt z. B. durch oder über das Wasser. Dies kann ferner vorteilhaft den Effekt haben, dass Fremdpartikel vermehrt aus der Luft zurückgehalten werden. Durch eine mögliche Befeuchtung und Erwärmung der Luft kann vorteilhaft ein besseres Luftklima erzeugt werden.
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In einigen Ausführungsformen wird dieser Effekt durch separate Befeuchterelemente im Schlauchsystem erreicht, die in diesen Ausführungsformen nicht Teil der Heizvorrichtung sind. In manchen Ausführungsformen kann die Heizvorrichtung dem Einstellen der Atemgastemperatur dienen.
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In einigen Ausführungsformen kann die Heizvorrichtung ferner dem Kompensieren des Joule-Thomson-Effekts (Temperaturänderung eines Gases bei einer isenthalpen Druckminderung) dienen, d. h eine Temperaturänderung des Gases bedingt durch eine Druckminderung ausgleichen.
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In manchen Ausführungsformen kann eine zweite Bilanziereinrichtung dem Zudosieren von z. B. Sauerstoff dienen.
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In einigen Ausführungsformen kann die Beatmungsvorrichtung eine Sensoreinrichtung zum Messen von Beatmungsparametern aufweisen. Die Beatmungsvorrichtung kann eine Anzeigeeinheit aufweisen, um dem Anwender aktuelle Werte von Beatmungsparametern mitzuteilen. Die Sensorvorrichtung oder die Steuer- oder Regelvorrichtung können zum Übermitteln solcher Werte programmiert sein.
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Die Beatmungsparameter können das inspiratorische und exspiratorische Volumen, der Beatmungsdruckverlauf und/oder die Atemfrequenz sowie auch daraus abgeleitete Größen, wie das Atemminutenvolumen, sein.
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Die Anzeigeeinheit kann optional ferner Visualisierungselemente umfassen, die dazu dienen und programmiert sind, den Füllgrad der Lunge oder einen Parameterverlauf darstellen zu können.
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In einigen Ausführungsformen stehen die erste Bilanziereinrichtung und/oder die zweite Bilanziereinrichtung oder das Leitungssystem nicht in Verbindung mit Flüssigkeitsquellen.
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Manche oder alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen können einen, mehrere oder alle der oben und/oder im Folgenden genannten Vorteile aufweisen.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung kann darin bestehen, dass es mittels Programmierung der Steuer- oder Regelungsvorrichtung möglich ist, das über den Ansatz abgegebene oder diesem zugeführte Inhalationsgasvolumen mittels Betätigung der ersten Bilanziereinrichtung und/oder der zweiten Bilanziereinrichtung in ausreichender Genauigkeit zu steuern oder zu regeln. Dies trägt vorteilhaft zur Patientensicherheit bei.
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Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung kann darin gesehen werden, dass die erste Bilanziereinrichtung und/oder die zweite Bilanziereinrichtung es erlauben, dass in Verbindung mit den Drucksensoren Leckagen detektiert werden können. Beispielsweise kann/können das durch die Bilanziereinrichtung verabreichte Volumen bzw. die durch die Bilanziereinrichtungen verabreichten Volumina begrenzt werden. Zur Leckageerkennung kann in der Steuer- oder Regelvorrichtung der Lungendruckanstieg mit dem verabreichten Volumen korreliert werden. Mittels einer Plausibilitätsprüfung, indem beispielsweise aus dem Lungendruckanstieg ein Volumen abgeschätzt oder berechnet wird und dieses mit dem durch die Bilanziereinrichtung(en) verabreichten Volumen verglichen wird, kann eine Sicherheitsprüfung erfolgen. Die Sicherheitsprüfung kann beispielsweise eine Alarmsignalausgabe bewirken, wenn der Vergleich ergibt, dass beispielsweise ein Grenzwert über- oder unterschritten wird. Eine solche Sicherheitsprüfung kann beispielsweise geeignet sein, einen schlechten Patientenzugang (beispielsweise Maskensitz, Beatmungsschlauchsitz oder Ähnliches) und/oder einen Defekt im Schlauchsystem oder der Beatmungsvorrichtung und/oder eine Leckage zu erkennen.
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Die vorliegende Erfindung ist äußerst kostengünstig aus bereits bekannten und in der Praxis getesteten Komponenten zu implementieren und zeichnet sich durch eine hohe Robustheit aus. Dies kann vorteilhaft dazu beitragen, Kosten für die Implementierung sowie den Betrieb niedrig zu halten.
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Die für die vorliegende Erfindung benötigten Komponenten stehen weiter nicht in Konkurrenz zu Komponenten, die bislang für herkömmliche Beatmungsgeräte verbaut werden. Somit eröffnet die vorliegende Erfindung die Möglichkeit, Beatmungsgeräte über die bestehenden Fertigungskapazitäten für Beatmungsgeräte hinaus zu produzieren. Dies kann sich insbesondere während Corona- und anderen Epi- und/oder Pandemien, bei welchen besonders die Lunge in Mitleidenschaft gezogen wird, heute und in Zukunft, als vorteilhaft erweisen.
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Als weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung der Luftqualität zu betrachten, die mittels der Heizvorrichtung erreicht werden kann. Ferner kann mit der Heizvorrichtung vorteilhaft die Atemgastemperatur bedarfsgerecht eingestellt werden.
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Die Kompensation des Joule-Thomson-Effekts mittels der Heizvorrichtung kann einen weiteren Vorteil darstellen.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung kann darin bestehen, dass Bilanziereinrichtungen ein sehr einfaches, verlässliches Verfahren darstellen, ohne umfangreichen Bedarf an elektrischer Überwachung (beispielsweise verglichen mit einem Flusssensor), um das Volumen, das einem Patienten zugeführt wird, zu bestimmen. Die Beatmungsvorrichtung oder ihre Steuer- oder Regelvorrichtung können programmiert sein, eine Volumenbestimmung wie hier ausgeführt vorzunehmen und Ergebnisse zu übermitteln.
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Dass auf bestehende Komponenten, die bereits medizinisch zugelassen sind, zurückgegriffen wird, kann vorteilhaft dazu beitragen, Entwicklungs-, Zulassungs- und Produktionskosten einzusparen.
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In Verbindung mit der Drossel kann der Fluss sehr genau eingestellt/festgelegt und optional sogar konstant oder annähernd konstant gehalten werden, dies kann einen weiteren Vorteil darstellen.
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Die genaue Festlegung des Flusses kann vorteilhaft ohne komplexe Flussmesstechnik, z. B. ohne Herausforderungen an die Kalibrierung, erfolgen.
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Ein weiterer Vorteil kann sein, dass im vorliegenden System Temperatur und/oder Eingangsdruck mittels der vorhandenen Komponenten gemessen und/oder in Betracht gezogen werden können.
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Im Vergleich zu herkömmlichen Beatmungsvorrichtungen, die „Turbinensysteme“ verwenden, kann mittels der vorliegenden Erfindung vorteilhaft ein fast konstanter Fluss erzeugt werden, der nur während die Ventile umgeschaltet werden geringen Schwankungen unterliegt. Diese Verringerung der Flussrate und der maximalen Flussrate reduziert das Risiko einer Lungenschädigung und trägt somit vorteilhaft zur Erhöhung der Patientensicherheit bei.
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Ein weiterer Vorteil kann darin bestehen, dass Bilanziereinrichtungen, insbesondere die volumenstarre Kammer, vorteilhaft mit kleinem Volumen (kleiner als 35 ml oder ca. 30 ml) vorgesehen sind, was eine sehr feine Dosierung erlaubt.
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Ist, wie in manchen Ausführungsformen ebenfalls vorgesehen, das Druckentlastungsventil z. B. elektrisch, pneumatisch oder auf andere Weise einstellbar, so ist das Gerätekonzept noch flexibler und genauer einstellbar. Die Einstellung oder Regelung des Druckentlastungsventils kann z. B. in Abhängigkeit eines mittels eines Drucksensors, vorzugsweise stromauf des Druckentlastungsventils, gemessenen Drucks (z. B. als Regelgröße) erfolgen. Die Steuer- oder Regelvorrichtung kann entsprechend programmiert sein.
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Die Vermischung von Gasen (Sauerstoff und Druckluft) mit hoher Genauigkeit kann mittels der Verwendung von Volumenkammern, wie sie Teil der Bilanziereinrichtungen sind, einfacher mit der gewünschten Präzision oder im gewünschten Mischungsverhältnis erfolgen, als z. B. mittels proportionaler Beimischung, etwa über Betätigung mehrerer Ventile, wie dies alternativ gehandhabt werden könnte. Dies kann vorteilhaft sowohl zur Steigerung der Patientensicherheit als auch zur Steigerung der Effektivität der Beatmung beitragen.
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Vor allem in der Behandlung von Kindern, in der Neonatologie und/oder in der Pädiatrie kann es von Vorteil sein, kleine Volumina mit größtmöglicher Genauigkeit bereitstellen zu können.
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Ein weiterer Vorteil kann darin bestehen, dass die vorliegende Erfindung mit üblichen Druckluftquellen verwendet werden kann, beispielsweise mit Gasflaschen oder Klinikanschlüssen.
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Weiter kann mittels der vorliegenden Erfindung eine komplexe Flusssteuerung, wie sie bei herkömmlichen Beatmungsvorrichtungen umgesetzt werden muss, vorteilhaft einfach, insbesondere implizit, umgesetzt werden.
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Da die vorliegende Erfindung volumengesteuert arbeitet oder arbeiten kann, kann in manchen Ausführungsformen die Gasmischung vorteilhafterweise deutlich vereinfacht werden, insbesondere im Vergleich zu üblichen Proportionalventilen/ Mischventilen.
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Der Lungendruck des Patienten kann in allen Situationen näherungsweise der Atmosphärendruck entsprechen. Eine Drossel bzw. ein Druckreservoir dient in den Ausführungsformen vorzugsweise als Tiefpassfilter zur Glättung des Volumenstroms. Das Druckreservoir hält Druckpulse vom Patienten fern und führt zu einem kontinuierlicheren Fluss in die Lunge des Patienten. Dies schont die Lunge und die Gefahr von Verletzungen wird reduziert.
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Die Möglichkeit die vorliegende Erfindung mit dialysespezifischen Desinfektionsmitteln zu desinfizieren kann einen weiteren Vorteil darstellen. Es kommen nur wenige Komponenten mit ausgeatmeter Luft in Berührung. Vorzugsweise ist das PEEP-Ventil ein Einwegartikel.
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Die mittels der vorliegenden Erfindung mögliche volumenbasierte Förderung kann zu einer schonenden Lungenausdehnung während der künstlichen Beatmung führen, weshalb sie gegenüber einer rein druckgesteuerten Beatmung mittels PEEP vorteilhaft ist. So können insbesondere bereits entzündende Lungenareale schonend beatmet werden.
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Erfolgt, wie in manchen Ausführungsformen vorgesehen, eine Auswertung von Volumen- und/oder Druckwerten mit Sensoren des Leitungssystems, so können Hinweise auf eine partiell entzündete Lunge hat bereits anhand der Auswirkung einer pathologisch verringerten Elastizität der geschädigten Lunge (steifer) erkannt werden. Die Steuer- oder Regelvorrichtung kann zu einer solchen Auswertung, welche auf Vergleich mit Referenzwerten, Grenzwerten, Tabellen usw. erfolgen kann, programmiert sein. Entsprechende Hinweise an den Arzt können ausgegeben werden, auch dies kann durch die entsprechend programmierte Steuer- oder Regelvorrichtung veranlasst werden.
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Sollte das Druckreservoir von der Hauptleitung fluidisch getrennt werden, z. B. durch Ventilschaltung, oder sein Zugang limitiert werden, so könnte gewollt oder absichtlich eine stärker pulsierende Förderung an die Lunge weitergereicht werden, in Anlehnung an eine „Hochfrequenzbeatmung“. Ein hierzu geeignetes Absperrelement, etwa ein Ventil, ist in manchen Ausführungsformen vorgesehen.
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren rein exemplarisch beschrieben. In ihnen bezeichnen selbe Bezugszeichen gleiche oder selbe Komponenten. Es gilt:
- 1 zeigt schematisch vereinfacht das Ablaufdiagramm einer erfindungsgemäßen Beatmungsvorrichtung mit einem Leitungssystem; und
- 2 zeigt schematisch vereinfacht das Ablaufdiagramm einer erfindungsgemäßen Beatmungsvorrichtung mit einem Leitungssystem in einer weiteren Ausführungsform.
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1 zeigt stark schematisch vereinfacht den Aufbau oder das Ablaufdiagramm einer erfindungsgemäßen Beatmungsvorrichtung 1000 mit einem Leitungssystem 100. Das Leitungssystem 100 weist einen Ansatz 101 auf, auf welchen eine nicht gezeigte Beatmungsmaske des Patienten P und ggf. zu- und/oder abführende Atemgasschläuche aufgesetzt werden können.
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Das Leitungssystem 100 weist einen Einlass 103 zum Einlassen von Umgebungsluft in das Leitungssystem 100 und eine Fördervorrichtung 105 stromab des Einlasses 103 zum Fördern von durch den Einlass 103 in das Leitungssystem 100 eingetretener Umgebungsluft auf. Alternativ oder ergänzend zum Einlass 103 und der zugehörigen Fördervorrichtung 105, kann ein Anschluss 107 zum Einlassen von Druckluft in das Leitungssystem 100 vorgesehen sein.
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Stromab der Fördervorrichtung 105 und/oder des Anschlusses 107 ist im Leitungssystem 100 eine erste Bilanziereinrichtung 111 angeordnet.
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Stromab der ersten Bilanziereinrichtung 111 ist im Leitungssystem 100 eine Drossel 115 angeordnet.
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Optional sind eine oder mehrere der folgenden Komponenten in beliebiger Kombination im oder am Leistungssystem 100 vorgesehen, welche insbesondere stromauf der ersten Bilanziereinrichtung 111 angeordnet sein können. Zu ihnen zählt ein Filter 104, ein Temperatursensor 106, ein Drucksensor 108, ein Druckentlastungsventil 109 (z. B. als Überdruckventil oder Rückschlagventil ausgestaltet) oder ein Druckbegrenzer 110, welcher dem optionalen Anschluss 107 zugeordnet oder nachgeschaltet ist.
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Optional sind eine oder mehrere der folgenden Komponenten in beliebiger Kombination im oder am Leitungssystem 100 vorgesehen, welche insbesondere stromab der ersten Bilanziereinrichtung 111 angeordnet sein können. Zu ihnen zählt ein Druckreservoir 113, welches stromauf der Drossel 115 angeordnet sein kann und zum Ausgleichen des, stromab der ersten Bilanziereinrichtung 111 von dieser erzeugten, Drucks dienen kann. Das Druckreservoir 113 kann ein Behälter sein, der über ein optionales Ventil per Stichleitung mit einer Hauptleitung 114 des Leitungssystems 100 verbunden ist. Zu den optionalen Komponenten zählen ferner ein Temperatursensor 116, ein Drucksensor 117, Druckentlastungsventil 119 beispielsweise als Sicherheitsventil (z. B. als Druckentspannungsventil, Überdruckventil oder Rückschlagventil ausgestaltet mit einem Öffnungsdruck von z. B. 100 mbar), ein Rückschlagventil 120, ein Filter 121.
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Die Hauptleitung 114 kann gemeinsam mit einer Zweigleitung 123 und dem Ansatz 101 oder seiner Verbindung zur Hauptleitung 114 in einer Y-Verbindung stehen, welche in 1 als von einem Verbindungspunkt 122 ausgehend gezeigt ist.
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Die Zweigleitung 123 kann ihrerseits ausgehend vom Verbindungspunkt 122 einen Drucksensor 125, einen Temperatursensor 127 und ein PEEP-Ventil 129, das vorzugsweise ein Einwegartikel ist, aufweisen.
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Das PEEP-Ventil 129 kann als Überdruckventil, optional als pneumatisch steuerbares Überdruckventil, dienen und entsprechend ausgestaltet sein, was dem Patienten P das Atmen erlauben kann, wenn z. B. der Kompressor nicht läuft. Dies dient der Patientensicherheit.
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Mittels der ersten Bilanziereinrichtung 111 kann das Inhalationsvolumen einfach geändert werden, durch Ändern der Anzahl an Zyklen (pro Zeit). Diese stellt zudem eine einfache und genaue Weise dar, die Flussrate zu bestimmen oder festzulegen. Die Bestimmung oder Festlegung der Flussrate kann entweder flexibel, z. B. elektrisch, insbesondere automatisch, oder manuell, insbesondere von einem Bedienpersonal oder Servicetechniker, beispielsweise mittels des Druckentlastungsventils 109 erfolgen.
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Die Lunge des Patienten kann mit konstanter Flussrate beaufschlagt werden, was das Risiko, die Lunge zu verletzen, senkt. Hierin wird erfindungsgemäß ein Vorteil gegenüber rein druckgesteuerten Verfahren geschaffen.
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Das optionale Druckreservoir 113 und/oder die Drossel 115 können als Low-pass-Filter verwendet werden.
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Da auf bereits vorhandene, medizinisch zugelassene Komponenten zurückgegriffen wird, kann sich die Implementierung der vorliegenden Erfindung als kostengünstige und einfache Ausführungsform einer Beatmungsvorrichtung realisieren lassen.
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Auf das optionale Druckreservoir 113 kann verzichtet werden, vor allem wenn, wie in 2 gezeigt, eine zweite Bilanziereinrichtung 111a verwendet wird, die vorzugsweise zeitverzögert bzw. zeitversetzt eingesetzt wird.
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Der Einsatz der Drossel 115 erlaubt es, aus anderen technischen Gebieten als der Beatmungstechnik bekannte Komponenten zu verwenden, was eine Konkurrenzsituation vermeiden helfen kann. Die Komponenten stromauf der Drossel 115 können somit auch solche sein, die für höhere Drücke konzipiert sind und betätigt werden, als sie stromab der Drossel 115 auf den Patienten wirken dürfen.
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Eine Steuer- oder Regelvorrichtung 200 kann konfiguriert sein, mit Komponenten des Leitungssystems 100 oder mit hierauf wirkenden Komponenten, insbesondere mit der Drossel 115, der ersten Bilanziereinrichtung 111 und/oder der zweiten Bilanziereinrichtung 111a (siehe 2) in Signal- oder Kommunikationsverbindung zu stehen bzw. mit diesen verbunden zu sein.
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2 zeigt schematisch stark vereinfacht das Ablaufdiagramm einer erfindungsgemäßen Beatmungsvorrichtung mit einem Leitungssystem in einer weiteren Ausführungsform mit einer optionalen zweiten Bilanziereinrichtung 111a, die optional auch in der Ausführungsform der 1 vorgesehen sein kann.
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Die optionale zweite Bilanziereinrichtung 111a kann in manchen Ausführungsformen wie die erste Bilanziereinrichtung 111 ausgestaltet sein, in anderen Ausführungsformen ist dies nicht der Fall.
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Die zweite Bilanziereinrichtung 111a kann in manchen Ausführungsformen wie die erste Bilanziereinrichtung 111 in die Leitung 114 eingebunden sein, sie kann in anderen Ausführungsformen auch parallel geführt werden oder in weiteren Ausführungsformen der Zuführung von weiteren Gasen, insbesondere Sauerstoff (O2), oder von Gasgemischen in die Hauptleitung 114 dienen, wie beispielsweise in 2 gezeigt.
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Die zweite Bilanziereinrichtung 11a kann sich in ihrer Größe bzw. in ihrem Volumen von der ersten Bilanziereinrichtung 111 unterscheiden.
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Komponenten, die analog in der 1 vorliegen, tragen die gleichen Bezugszeichen. Es wird auf die Beschreibung zu 1 verwiesen, um Wiederholungen zu vermeiden.
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Stromab der ersten Bilanziereinrichtung 111 und stromauf der Drossel 115 ist in der Hauptleitung 114 eine Heizvorrichtung 131 angeordnet.
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Mittels der Heizvorrichtung 131 kann die Luftqualität verbessert werden und außerdem kann die Atemgastemperatur bedarfsgerecht eingestellt bzw. reguliert werden.
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Ferner kann mittels der Heizvorrichtung 131 der Joule-Thomson-Effekt kompensiert werden, welcher bei Druckminderung im Leitungssystem zu einer Abkühlung des geförderten Fluids führen könnte.
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Alternativ oder ergänzend zum Einlass 103 und dem Anschluss 107 zum Einlassen von Druckluft kann ein weiterer Anschluss 107a zum Einlassen von Sauerstoff in das Leitungssystem 100 vorgesehen sein. Von der vorliegenden Erfindung umfasst ist das Zuführen von anderen Gasen oder Gasgemischen an dieser Stelle.
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Der Sauerstoff kann mittels eines hierzu geeigneten bzw. vorgesehenen Leitungsabschnitts 140 der Hauptleitung 114 zugeführt werden, vorzugsweise über die zweite Bilanziereinrichtung 111a, welche einer genaueren Dosierung des Sauerstoffs dienen kann.
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In der Zweigleitung 123 kann in der Ausführungsform der 2, ausgehend vom Verbindungspunkt 122 stromab des Drucksensors 125 und stromauf des PEEP-Ventils 129, ein Flusssensor 133 angeordnet sein.
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Der Flusssensor 133 ist eine optionale Komponente, die in jeder Ausführungsform ausgeführt sein kann. Er dient dem Ermitteln des Flusses und/oder des ausgeatmeten Volumens, dies kann in anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auch über eine Druckmessung erfolgen.
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Bezugszeichenliste
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- 1000
- Beatmungsvorrichtung
- 100
- Leitungssystem
- 101
- Ansatz
- 103
- Einlass
- 104
- Filter
- 105
- Fördervorrichtung
- 106
- Temperatursensor
- 107
- Anschluss
- 107a
- Anschluss für Sauerstoff
- 108
- Drucksensor
- 109
- Druckentlastungsventil
- 110
- Druckbegrenzer
- 111
- erste Bilanziereinrichtung
- 111a
- zweite Bilanziereinrichtung
- 113
- Druckreservoir
- 114
- Hauptleitung
- 115
- Drossel
- 116
- Temperatursensor
- 117
- Drucksensor
- 119
- Druckentlastungsventil
- 120
- Rückschlagventil
- 121
- Filter
- 122
- Verbindungspunkt
- 123
- Zweigleitung
- 125
- Drucksensor
- 127
- Temperatursensor
- 129
- PEEP-Ventil
- 131
- Heizvorrichtung
- 133
- Flusssensor
- 140
- Leitungsabschnitt
- 200
- Steuer- oder Regelvorrichtung
- P
- Patient
