DE1273134B - Beatmungsgeraet - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

A 61m

Deutsche Kl.: 30 k-13/01

Nummer: 1273 134

Aktenzeichen: P 12 73 134.9-35 (D 48963)

Anmeldetag: 20. Dezember 1965

Auslegetag: 18. Juli 1968

Es sind Vorrichtungen zur künstlichen Beatmung bekannt, bei denen Nährgas in Abhängigkeit von dem Druck in der Lunge bzw. in den Atemwegen in eine zu dieser führenden Leitung gedrückt wird. Dazu ist es bekannt, in dem Gerät bzw. an der zur Lunge des Patienten führenden Leitung eine Steuermembran anzuordnen, deren eine Seite von dem Druck in der Lunge bzw. in der zur Lunge führenden Gasleitung ausgesetzt ist. Diese Steuermembran ist mit einem Steuermechanismus verbunden, durch den ein Nährgasstrom zur Lunge des Patienten freigegeben wird, wenn der Patient durch seine Einatmung einen Unterdruck erzeugt. Das Gas strömt dem Patienten dann solange zu, bis ein bestimmter Einatemdruck erreicht ist, worauf die Steuermembran nunmehr den Gasstrom abschaltet und das Gerät auf Ausatmung umschaltet. Dabei ist es einmal bekannt, die Ausatmung durch das Absaugen der Einatemluft zu unterstützen.

Bei anderen Geräten erfolgt die Ausatmung ohne ein Absaugen der Ausatemluft allein durch die Lungenmuskulatur, wobei die Ausatemluft ins Freie entweicht. Am Ende der Ausatmung erzeugt die Muskulatur des Patienten wiederum zu Beginn der Einatemphase einen Unterdruck, der auf die Steuermembran einwirkt, so daß sich der beschriebene Vorgang wiederholt. Bei den bekannten Geräten ist die Steuermembran verhältnismäßig großen Druckschwankungen ausgesetzt, die von dem Unterdruck beim Beginn der Einatmung bis zum Überdruck am Ende der Einatmung sich erstrecken. Die Steuermembran ist entsprechend auszubilden bzw. mit Federn od. dgl. vorzubelasten. Infolge dieser Ausbildung ergeben sich Nachteile, da die Steuermembran zu Beginn der Einatemphase bei einem von dem Patienten erzeugten, nur geringen Unterdruck nicht genügend Steuerkräfte zum Umschalten des Gerätes aufbringen kann (deutsche Patentschriften 916 727, 917 210).

Die Erfindung erstrebt ein Beatmungsgerät, bei dem die Umschaltung von der Einatmungsphase auf die andere auch schon beim Erzeugen eines sehr geringen Unterdruckes des Patienten erfolgt, ohne daß irgendwelche elektrischen Hilfsmittel verwendet werden. Die Erfindung betrifft ein Beatmungsgerät mit Regelung der Gasführung durch eine Steuermembran, deren eine Seite vom Druck in der zur Lunge führenden Gasleitung ausgesetzt ist. Die Erfindung besteht darin, daß die Membran gegenüber der Gasleitung durch eine Trennwand abgeschlossen ist, in der ein in Richtung zur Gasleitung öffnendes Rückschlagventil und ein bei einem bestimmten Überdruck in der Gasleitung öffnendes Verbindungsventil angeordnet sind. Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Beatmungsgerät

Anmelder:

Drägerwerk, Heinr. & Bernh. Dräger,

2400 Lübeck, Moislinger Allee 53/55

Steuermembran keinen erheblichen Druckschwankungen unterworfen ist, so daß eine sehr empfindliche Membran eingebaut werden kann, woraus sich wiederum der Vorteil ergibt, daß diese Membran schon beim Erzeugen eines geringen Unterdruckes durch den Patienten genügend Steuerkräfte zum Umsteuern der Vorrichtung aufbringt.

Sobald vom Patienten ein Unterdruck erzeugt wird, pflanzt sich dieser über das in Richtung zur Gasleitung öffnende Rückschlagventil in den Membranraum fort. Die unter Unterdruck gesetzte Membran erzeugt die Steuerkraft. Sowie nunmehr in den Einatemleitungen ein Überdruck entsteht, schließt sich das Rückschlagventil, so daß die Membran vor dem

²S nunmehr steigenden Druck in der Einatemleitung geschützt wird. Erst wenn ein bestimmter Überdruck in der Gasleitung erzeugt wird, öffnet sich ein Verbindungsventil zur Membrankammer, so daß die Membran nunmehr in entgegengesetzter Richtung belastet wird und die Druckzufuhr absperrt. Der Überdruck entweicht aus der Gasleitung, wobei sogleich wieder das Verbindungsventil geschlossen und die Membran nicht mit dem bestehenden Überdruck belastet wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann mit Vorrichtungen ausgerüstet sein, durch die in die zu den Atmungsorganen führende Leitung in an sich bekannter Weise eine Membran eingeschaltet ist, die ein sich bei Überdruck in der Atemgaszufuhr öffnendes Überdruckventil trägt — so daß die Luft zum Patienten strömt — und bei Überdruck gleichzeitig eine an die Atemwege des Patienten angeschlossenen, ins Freie mündenden Öffnung schließt, wobei die ins Freie mündende Öffnung in der Normallage der Membran geschlossen ist. Bei dieser Vorrichtung erfolgt die Umsteuerung von der Einatmung auf die Ausatmung durch dieses Gerät.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann das erfindungsgemäße Gerät so ausgerüstet sein, daß die Gasleitung mit einem nach außen öffnenden Rückschlagventil versehen ist, das in der Einatemphase durch den Druck des zugeführten Nährgases geschlossen gehalten ist. Bei dieser Vorrichtung er-

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folgt die Umsteuerung von der Einatemphase zur Einmal ist an die Steuerdruckleitung 25 die Steuer-

Ausatemphase durch den Druck des zugeführten vorrichtung 26 für das Rückschlagventil 27 ange-Nährgases. schlossen, das die Öffnung 28 des Raumes 12 ver-

Um die von der Steuermembran aufzubringenden schließt. Das Rückschlagventil 27 schließt unter der Steuerkräfte noch weiter zu verringern und um die 5 Einwirkung des Eigengewichtes seines Ventiltellers Umsteuerungsempfindlichkeit des Gerätes noch zu 27 a. Dieser ist in einem beweglichen Ventilbauteil erhöhen, kann gemäß einer weiteren Ausbildung der 27 b geführt, das als Widerlager der Feder 29 und als Erfindung die Steuermembran mit einem Druckgas- vom Druck in der Leitung 25 beaufschlagter Kolben absperrventil verbunden sein, an dessen Abgangsseite ausgebildet ist. Solange kein Druck in der Druckdie Arbeitsräume von druckgasbetätigten weiteren Ab- io leitung 25 vorhanden ist, kann sich das Ventil 27 Sperrventilen angeschlossen sind, die in die Druck- ohne weiteres öffnen. Wenn in der Druckleitung 25 leitung von Antriebsmitteln, wie ein Antriebsinjektor, ein Druck entsteht, wird das Ventil 27, 28 in der Ver- oder von Steuermitteln, wie ein nach außen öffnendes schlußlage gehalten.

Rückschlagventil, eingeschaltet sind. Durch diese An die Druckleitung 25 ist weiterhin der Arbeits-

Bauform wird die Steuerkraft der Steuermembran nur 15 raum 7 α des Gasrelaisventils 7 angeschlossen. Beim zur Steuerung eines Gasabsperrventils verwendet, das Öffnen des Ventiltellers 30 des Ventils 7 wird der seinerseits die Zufuhr von Druckgas in die Arbeits- Durchgang für das Druckgas in die Leitung 31 über räume von Druckgas betätigten weiteren Absperr- das Absperrventil 32 zur Verneblerdüse 33 freiventilen steuert, so daß die dort aufzubringenden gegeben. Andererseits strömt auch Druckgas durch Kräfte vom Druckgas geleistet werden. 20 die Leitung 34 zum Injektor 35, der über das Rück-

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Ge- schlagventil 36 atmosphärische Luft ansaugt und das genstand der Unteransprüche. so entstehende Sauerstoffluftgemisch in den Raum 12

Die Erfindung ist an Hand der in der Zeichnung des Gerätes fördert.

schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele er- Weiterhin ist an die Druckleitung schließlich noch

läutert, und zwar zeigt 25 das Entlüftungsventil 39, 40 angeschlossen, dessen

A b b. 1 schematisch den Aufbau eines Gerätes, Ventilscheibe unter der Wirkung einer Schließfeder

A b b. 2 einen schematischen Aufbau eines ein- steht und mit einem Hebel 39 α versehen ist, der einer fächeren Gerätes. Verlängerung 38 des Hebels 22 anliegt.

Bei der Ausführungsform nach A b b. 1 ist die Durch den im Raum 12 nunmehr ansteigenden

Vorrichtung über die Leitung 1 an eine nicht darge- 30 Druck strömt die Einatemluft über den Faltenstellte Sauerstoffdruckquelle angeschlossen. Die Lei- schlauch 11, das Einatemrückschlagventil 10, den rung 1 führt über das Absperrventil 2 und den Druck- Vernebler 9, wo sie sich mit dem aus der Düse 33 minderer 3, in dem der Sauerstoff auf einen austretenden Nebel mischt, und über das Mundstück 8 konstanten Arbeitsdruck z. B. 1,5 atü entspannt wird, in die Lunge des Patienten. Das Beatmungsventil 10 über die Drossel 4 zum Druckgasabsperrventil 5 so- 35 verschließt in bekannter Weise den Ausatemweg 37 wie über das Absperrventil 6 zu einem Gasrelaisven- ins Freie. Der im Raum 12 gleichzeitig mit dem Druck til 7. Die beiden Ventile 5 und 7 sind während der in der Lunge des Patienten ansteigende Druck kann Ausatemphase geschlossen. die Membran 16 während des Einatemvorganges nicht

Der Patient ist über das Mundstück 8 an die Ver- erreichen, da die Verbindung vom Raum 12 in den neblerkammer 9 angeschlossen, die ihrerseits über ein 40 Raum 15 durch das Triggerventil 14 und das Ventil Einatemrückschlagventil 10 und den Faltenschlauch 17 versperrt ist. Der im Raum 12 ansteigende Druck

11 mit dem Raum 12 der Ansaugleitung in Verbin- belastet jedoch die Membran 21 bis ihre Kraft in dung steht. Der Druck in diesem Raum wird am Richtung Atmosphäre so stark angestiegen ist, daß Druckmesser 13 gemessen. über das Hebelwerk 18 die Feder 19 gedehnt wird

Der Raum 12 steht über ein in Richtung zum Raum 45 und das Ventil 17 öffnet. Nunmehr wird die Membran

12 öffnendes Rückschlagventil 14 mit dem Raum 15 16 unter Vergrößerung des Membranraumes 15 nach in Verbindung, der einerseits durch die Membran 16 oben bewegt, wobei über das Hebelwerk 22 und die und andererseits durch die Trennwand 16 α abge- Zug- und Druckfeder 23 der Schließbolzen 24 des schlossen ist. Diese ist mit einem Absperrventil 17 Auf-Zu-Ventils 5 geschlossen wird. Gleichzeitig wird versehen, das eine Verbindung zwischen den Räumen 50 über die Verlängerung 38 der Ventilsitz 39 des Steuer-12 und 15 herstellen läßt und das über einen Steuer- druckentlüftungsventils 40 geöffnet, wodurch der hebel 18 betätigt wird. An diesen greift eine Feder 19 Steuerdruck aus dem Relais 7 und dem Entlüftungsan, deren Widerlager die Einstellschraube 20 bildet. ventil für den Einatemdruck entweicht. Nunmehr Das Absperrventil 17 wird von der Steuermembran 21 kann aus dem Raum 12 der Druck über die Öffnung gesteuert. 55 28 unter Anheben des Ventiltellers 27 α ins Freie entWenn der Patient am Mundstück 8 einen geringen weichen. Durch Schließen des Relais 7 wird die Ver-

Unterdruck als Ansaugimpuls erzeugt, pflanzt sich neblerdüse 33 und der Injektor 35 außer Betrieb gedieser über das Triggerventil 14 auf den Membran- setzt. Der Druck im Raum 12 sinkt spontan ab, das raum 15 fort, während andererseits das Absperrven- Einatemrückschlagventil 10 öffnet in bekannter Weise til 17 in der dargestellten Lage über den Hebel 18 und 60 den Ausatemweg 37, durch den der Patient spontan die Zugfeder 19 geschlossen gehalten wird. Der in in die Atmosphäre ausatmen kann,
dem Raum 15 erzeugte geringe Unterdruck bewegt Damit ist die Ausatmung beendet und es fügt sich die Membran 16 nach innen. Dabei wird über das eine Ausatempause an, bis der Patient seinerseits Hebelwerk 22 die Zug- und Druckfeder 23 auf das durch einen geringen Einatemimpuls das Gerät in der Absperrventil 5 übertragen und der Schließbolzen 24 65 beschriebenen Weise wieder zum Anspringen bringt, von seinem Sitz abgehoben. Nunmehr tritt Sauerstoff Die Ausführungsform nach Abb. 2 unterscheidet in die Steuerleitung 25 ein, an die mehrere Bauteile sich von der nach Ab b. 1 einmal durch eine Vereinangeschlossen sind. fachung des Gerätes, als das Steuerventil 5 und die

von diesem betätigten beiden Steuerventile 7 und 26 fortfallen.

Das Druckgasabsperrventil 45 der Druckgaszuführungsleitung ist unmittelbar über eine Feder 46 mit dem Hebel 22 der Steuermembran 16 verbunden.

Die Druckleitung 47 führt zum Injektor 35 und unmittelbar zu einem ins Freie mündenden Absperrventil 48, das an den Stutzen 49 der Einatemleitung 8 angeschlossen ist.

Wenn das Ventil 45 geöffnet ist, strömt Sauerstoff über den Injektor 35 in den Raum 12, wobei gleichzeitig die Ventilscheibe 48 α des Ventils 48 die öffnung des Stutzens 49 abschließt. Die Ventilscheibe 48 kann in einer Membran 48 b gehalten sein.

Wenn das Ventil 45 geschlossen ist, öffnet sich das Ventil 48, so daß der Patient über die Öffnung 8 frei ausatmen kann.

Die Ausführungsform nach A b b. 2 unterscheidet sich weiterhin von der nach Abb. 1 dadurch, daß das Absperrventil 17 mit einer Membran 50 verbunden ist, die ein Gehäuse 51 abschließt. Die Kammer 52 steht über ein einstellbares Ventil 53 mit dem Raum 12 in Verbindung.

Das Ventil 17 wird wiederum durch eine Feder 19 in die Schließstellung gedrückt. Wenn in der Kammer 12 ein Überdruck über ein bestimmtes Maß erzeugt wird, wird das Ventil 17 über die Membran 50 geöffnet. Dabei kann dieser Öffnungsdruck durch Verstellen der Einstellschraube des Ventils 53 eingestellt werden. Dies sei an folgendem Beispiel erläutert. Es sei angenommen, daß in der Kammer 12 ein Überdruck von z. B. 20 cm WS erzeugt werden muß, um mit Hilfe der Membran 50 das Ventil 17 zu öffnen. Die Erhöhung des Öffnungsdruckes kann dadurch erreicht werden, daß man über das Ventil 53 während der Einatmung so lange Druck aus dem Raum 12 in den Raum 52 einströmen läßt, bis dort z. B. + 30 cm WS erreicht sind.

Dieser Druck ist am Druckmesser 13 ablesbar. Wird nunmehr das Ventil 53 geschlossen, muß der Druck im Raum 12 um weitere 20 cm ansteigen bis das Ventil 17 öffnet. Bei dieser Einstellmethode ist das Ventil 53 nur bei der ersten Einatmung vorübergehend zu öffnen. Der Druck im Raum 52 bleibt unverändert während der gesamten assistierenden Beatmung bestehen.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Beatmungsgerät mit Regelung der Gasführung durch eine Steuermembran, deren eine Seite vom Druck in der zur Lunge führenden Gasleitung ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (16) gegenüber der Gasleitung (12) durch eine Trennwand (16 a) abgeschlossen ist, in der ein in Richtung zur Gasleitung (12) öffnendes Rückschlagventil (14) und ein bei einem bestimmten Überdruck in der Gasleitung (12) öffnendes Verbindungsventil (17) angeordnet sind.

2. Beatmungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der öffnungsdruck des Rückschlagventils (14) einstellbar ist.

3. Beatmungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruck, bei dem das Verbindungsventil (17) öffnet, einstellbar ist.

4. Beatmungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsventil (17) mit einer einseitig vom Druck der Gasleitung (12) beaufschlagten Steuermembran (21) verbunden ist.

5. Beatmungsgerät nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsventil (17) unter der Wirkung einer Schließfeder (19) steht.

6. Beatmungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft der Schließfeder (19) vorzugsweise durch eine Befestigungsschraube (20) für die Feder einstellbar ist.

7. Beatmungsgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die'von der Gasleitung abgekehrte Seite der zweiten Steuermembran (50) durch ein Gehäuse (51) abgeschlossen ist und der so gebildete Raum (52) über ein einstellbares Drosselventil (53) mit der Gasleitung (12) in Verbindung steht.

8. Beatmungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasleitung (12) mit einem nach außen öffnenden Rückschlagventil (27) versehen ist, das in der Einatemphase durch den Druck des zugeführten Nährgases geschlossen gehalten ist.

9. Beatmungsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil aus einem nicht unter Federdruck stehenden beweglichen Ventilbauteil (27 a) gebildet ist, dessen Führung aus einem vom Druck des Treibgases beaufschlagten Kolben (27 έ) besteht, der seinerseits unter der Wirkung einer den Kolben (27 b) in Öffnungsrichtung des Rückschlagventils (27) drückenden Druckfeder (29) steht.

10. Beatmungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermembran (16) mit einem Druckgasabsperrventil (5) verbunden ist, an dessen Abgangsseite die Arbeitsräume von druckgasbetätigten weiteren Absperrventilen (7, 26) angeschlossen sind, die in die Druckleitung (25) von Antriebsmitteln, wie ein Antriebsinjektor (35), oder von Steuermitteln, wie ein nach außen öffnendes Rückschlagventil (27), eingeschaltet sind.

11. Beatmungsgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in die Druckgaszugangsleitung des von der Membran (16) betätigten Druckgasabsperrventils (5) eine Drossel (4) eingeschaltet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 916 727, 917 210.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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