DE1943451B2 - Pneumatische Steuereinrichtung für ein Beatmungsgerät - Google Patents

Description

Pneumatische Steuerungen für Beatmungsgeräte gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1 sind bekannt, wobei jedoch entweder der Pulmonardruck des Patienten erforderten is\ um die Steuerung jedesmal vom Einatmen zvn Ausatmen und umgekehrt umzuschalten (DD-PS 57 178), 01! - der Patient selbst den Beatmungszyklus durch eigenes Einatmen auslösen muß (US-PS 33 68 555). Darüber hinaus entsteht bei der Tätigkeit dieser bekannten Ausführungen ein erheblicher Verlust an Beatmungsgas, indem dieses Gas kontinuierlich zugeführt wird und während des Ausatmens frei nach außen abströmt. Zu diesem materiellen Verlust kommt dabei auch die Geräuschbelästigung, welche durch das ausströmende Gas erzeugt wird.

Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer pneumatischen Steuereinrichtung für Beatmungsgeräte, welche völlig unabhängig vom Patienten arbeitet und dabei selbsttätig einen einstellbaren Atmungsrhythmus steuert und wobei die sich durch ausströmendes Beatmungsgas ergebenden Nachteile nicht auftreten.

Hierzu ist eine Steuereinrichtung der eingangs erwähnten Art durch Merkmale gekennzeichnet, wie sie im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ausgeführt sind.

Zur Kontrolle des Atmungsdruckes ist zweckmäßigerweise weiterhin ein Manometer gemäß Patentansppjch 2 vorgesehen, welches nur zeitweise zur Kontrolle des Druckes in einer an der Verbraucherleitung sitzenden Maske in Tätigkeit gesetzt wird, so daß nur eine sehr geringe Abnutzung erfolgt und damit eine lange Lebensdauer gewährleistet ist μ>

Das Beatmungsgerät selbst ist in einfacher Weise in einem Koffer untergebracht, an dessen einer Vorderfront zwei Regelknöpfe, das Manometer mit seinem Betätigungsknopf und zwei Fenster zum Ablesen der Frequenzen und Volumina angeordnet sind. ι·* '<

In den Zeichnungen ist die Arbeitsweise eines praktischen Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung teilweise schematisch dargestellt, wobei zeigt

F i g. 1 ein an sich bekanntes bistabiles Element, wobei das Gas durch die Leitung 1 austritt,

F i g. 2 ein bistabiles Element bei einem Signal durch C 4 und einem Gasaustritt durch die Leitung 0,

F i g. 3 einen Oszillator,

F i g.4 ein monostabiles Element,

F i g. 5 im Schnitt das Steuerrelais,

F i g. 6 das binäre Zählschema,

F i g. 7 die binäre Zähltafel,

F i g. 8 das Montageschema der Steuereinrichtung mit den verschiedenen Elementen,

F i g. 9 das Beatmungsgerät in Vorderansicht und

F i g. 10 das Beatmungsgerät in Profilansicht

Die in den Fig. 1, 2, 3 und 4 beispielsweise dargestellten Verstärker sind entsprechend dem in F i g. 8 wiedergegebenen Schema in der Weise angeordnet und untereinander verbunden, daß sie unabhängig von der eingestellten Beatmungsfrequenz Signale für einen Beatmungsvorgang geben, dessen Einatmung V₃ und dessen Ausatmung V3 der Vorgangsdauer ausmacht

Die Wirkungsweise und die Eigenschaften dieser Verstärker beruhen auf dem bekannten Phänomen, daß ein strömendes Medium versucht an jeder benachbarten Wand zu haften, wenn diese einen ausreichend kleinen Winkel mit der Hauptrichtung der Strömung aufweist

Das Beatmungsgerät selbst besteht im wesentlichen aus einer Druckleitung 1, einer einstellbaren Kapazität 2, einem Volumenregelventil 3, einem Mikroventil 4, einem Steuerrelais 5, einem Verbraucherventil 6, einem Kontrollmanometer 7, drei bistabilen Elementen 14,15 und 16, einem monostabilen Element 17, einem Oszillator 18, einem Koffer 21, einem Zuleitungsanschluß 24, einem Manometeranschluß 25 und einem Anschluß 26 für die Verbraucherleitung 9.

Die in den Zeichnungen nicht dargestellte Maske ist über ein übliches Ventil an die Verbraucherleitung angeschlossen.

Das Beatmungsgerät wird gespeist mit Preßluft oder Sauerstoff unter einem Druck vor beispielsweise 3 atü über die erwähnte Druckleitung 1. An diese Druckleitung 1 sind feste Druckreduzierventile Rf angeschlossen, und zwar vor dem jeweiligen Eintritt Ps zu den Elementen 14,15,16,17 und 18. Auf diese Weise werden diese Elemente mit nur einem geringen Druck gespeist Das zugeführte Gas tritt jeweils bei Ps in die bistabilen Elemente 14, 15 und 16 ein und verläßt diese jeweils durch die Leitungen 1 oder 0. Je nachdem, ob ein pneumatisches Signal bei C3 oder bei C4 eingegeben wird, erfolgt ein Austritt des Gases in der diesem Signaleintritt abgewandten Leitung.

Das monostabile Element (Fig.4) ist in der Weise ausgebildet, daß der Gasaustritt bei 0 erfolgt und ein pneumatisches Signal bei C4 keine Veränderung verursacht. Erfolgt jedoch ein Signal bei C3, wechselt der Gasaustritt nach der Leitung 1.

Der Oszillator 18 wird ebenfalls gespeist über ein Druckreduzierventil Rf und der Gasaustritt erfolgt jeweils bei 1 und 0. Sobald das Gas hierbei durch die Leitung 1 austritt, bildet sich ein Unterdrück in der Leitung 0 aus und umgekehrt. Bei Austritt des Gases durch die Leitung 1 ist dieser Unterdruck in der Leitung 0 wirksam bis zu der Kapazität 2.

Die Zeit zur Erzeugung dieses Unterdruckes ist abhängig von dem Volumen der Kapazität 2, welche durch einen Kolben einstellbar ist, der mittels des Knopfes 10 betätigt werden kann. Sobald der

vorgesehene Unterdruck erreicht ist, schwenkt der Gasstrom nach der Leitung 0 und von dort in die Kapazität 2. Nach Erreichen eines bestimmten Druckes in der Kapazität 2 schwenkt der Gasstrom von neuem in die Leitung 1 und so fort Eine feste Zeitsteuerung t gestattet eine Verlängerung der Zeit in der Wechselbeziehung zwischen dem Element 18 und dem Element 17.

Das in Fig.5 dargestellte Steuerrelais 5 besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 27, innerhalb welchem eine Membrane 28 angeordnet ist sowie ein Kolben 31 mit zwei Ringdichtungen 32 und eine Feder 33, die den Kolben 31 in seiner oberen Stellung hält

Die Speisung erfolgt aus der Druckleitung 1 und der Gasaustritt in Richtung 3 Eine Entlüftung 30 dient zum Austritt des Gases unter der Membran beim Absenken des Kolbens. Die Steuerung der Membran 28 erfolgt von der Ausgangsleitung 1 des Elementes 15. Der hierdurch auf die Membran von oben ausgeübte Druck verschiebt den Kolben 31 nach unten, wodurch das Druckgas durch den Ausgang in Richtung 3 austreten kann. Dieser Durchgang des Gases wird durch das Ansteigen des Kolbens wieder unterbrochen, sobald der Gasstrom des Elementes 15 in die Leitung 0 umschwenkt

Die in dieser Weise ausgebildete pneumatische Steuereinrichtung mittels dynamischer Logikelemente gibt automatisch mit bestimmter Atmungsfrequenz und einstellbarem Atmungsvolumen die Einatmungs- und Ausatmungsphasen eines Beatmungsvorganges in einem Verhältnis von V₃ für die Einatmung und V₃ für die Ausatmung.

Wie bereits erwähnt, ist eine Maske mit Rückschlagventil an die Verbraucherleitung 9 angeschlossen, so daß die Ausatmung des Patienten frei ist.

Das Manometer 7 zeigt den Atrnungsdruck an, sobald der Betätigungsknopf 12 gedrückt wird.

Die Einstellung des Beatmungsgerätes ist außerordentlich einfach und erfolgt mit Hilfe der beiden Knöpfe 10 und 11, womit jeweils die Kapazität 2 und das Volumenregelventil 3 eingestellt wird.

Aus den schematischen Darstellungen in den F i g. 6 und 7 ergibt sich ohne weiteres die Wirkungsweise und Auswertung eines Beatmungsgerätes, wobei der Atmungsvorgang in der beschriebenen Weise gesteuert werden kann.

Das ganze Gerät ist in einem Koffer 21 aus Kunststoff od. dgl. untergebracht, auf dessen einer Vorderseite 22 die beiden Regelknöpfe 10 uv..? 11, die beiden Ablesefenster 27 und 27', das Manometer 7 und dessen Betätigungsknopf 12 angeordnet sind. An einer Seite des Koffers sitzen die Anschlußstutzen, wobei der Stutzen 24 zum Anschluß der Druckleitung und die Stutze;: 25 und 26 zum Anschluß von Verbraucherleitungen dienen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Pneumatische Steuereinrichtung für ein Beatmungsgerät mit Einstellmöglichkeiten für Beatmungsfrequenz und Volumen mit dynamischen Logikelementen, dadurch gekennzeichnet, daß die Logikschaltung der Steuereinrichtung über Druckreduzierventile (Rf) mit niedrigem Druck gespeist wird und aus einem Oszillator (18) besteht, der über eine einstellbare Kapazität (2) in seiner ι ο Frequenz veränderlich ist und der ein monostabiles Element (17) anstößt, das einen dreistufigen Zähler aus bistabilen Elementen (14,15,16) weiterschaltet, wobei von dem Zähler ein Steuersignal im Zeitverhältnis 1 :2 zum öffnen und Schließen eines von der Druckleitung direkt gespeisten Relais (15) abgeleitet wird, das über ein Ventil (3) zum Einstellen des Volumens den Atemgasstrom in der Verbraucherleitung (9) freigibt

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,-daß zur Kontrolle des Atmungsdruckes in einer an der Verbraucherleitung (9) sitzenden Atemmaske ein nur zeitweise mittels eines Druckknopfes (12) über ein Mikroventil (4) betätigbares Manometer (7) vorgesehen ist