DE19543248B4 - Device for respiratory assistance control - Google Patents

Device for respiratory assistance control

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DE19543248B4
DE19543248B4 DE1995143248 DE19543248A DE19543248B4 DE 19543248 B4 DE19543248 B4 DE 19543248B4 DE 1995143248 DE1995143248 DE 1995143248 DE 19543248 A DE19543248 A DE 19543248A DE 19543248 B4 DE19543248 B4 DE 19543248B4
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Abstract

Vorrichtung zur Atemunterstützung, enthaltend: A device for respiratory assistance, comprising:
– eine Leitung (12), die an einem Ende mit der Atmosphäre und mir einer Druckluftquelle und an einem zweiten Ende mit einer Maske verbunden ist, die geeignet ist, das Lungensystem eines Patienten in Verbindung mit der erwähnten Leitung zu bringen, - a line (12) which is connected at one end to the atmosphere and me a compressed air source and at a second end with a mask which is suitable for bringing the pulmonary system of a patient in connection with said conduit,
– ein Rückschlagventil (11), welches in der vorher erwähnten Leitung so angebracht ist, daß es den Luftdurchgang von dem Patienten zu der Druckluftquelle während einer Ausatemphase verhindert, - a check valve (11) which is in the aforementioned pipe mounted so that it prevents the passage of air from the patient to the source of pressurized air during an exhalation phase,
einen Durchgang zur Atmosphäre (15), welcher an der Maske angebracht ist und fähig ist, das Lungensystem des Patienten mit der Atmosphäre zu verbinden, a passage to the atmosphere (15), which is attached to the mask and is able to connect the pulmonary system of the patient to the atmosphere,
– ein Ventil (16), welches in dem erwähnten Durchgang vorgesehen ist, und geeignet ist, diesen während einer Ausatemphase zu öffnen, - a valve (16) which is provided in said passage and adapted to open it during an exhalation phase,
– wobei das Ventil (16) ein Ventil ist mit einer elastischen Membran (17) mit einer ersten Seite, deren einer Teil dem Eintrittsdruck des Lungensystems des Patienten und der übrige Teil... - wherein the valve (16) is a valve with an elastic diaphragm (17) having a first side, one part of the inlet pressure of the patient's pulmonary system and the remaining portion ...

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Apparatur zur Atemunterstützung. The present invention relates to an apparatus for respiratory support.
  • Die aktuellen Techniken der Atemunterstützung sind vielfältig und variieren entsprechend den Bedürfnissen des Patienten. The current techniques of breathing support are diverse and vary according to the needs of the patient.
  • In einigen Fällen atmet der Patient in etwa normal und hat nur den Bedarf, mit Sauerstoff angereicherte Luft zu atmen. In some cases, the patient breathes in about normal and only has to breathe oxygen-enriched air needs. Die Apparatur kann dann eine "Atembrille" enthalten, das bedeutet eine Vorrichtung in der Form eines Brillengestelles, an welchem kleine Röhrchen befestigt sind, die im Inneren der Nasenlöcher münden und mit einer Sauerstoffquelle verbunden sind, die kontinuierlich fördert. The apparatus may then include a "nasal cannula", that is a device in the shape of a spectacle frame, are attached to which small tubes which open out inside the nostrils and connected to a source of oxygen, which promotes continuous. Dieser Sauerstoff mischt sich mit der eingeatmeten Luft in der Nase. This oxygen mixes with the air inhaled in the nose. Es handelt sich um eine einfache und nicht sehr teure Apparatur, welche relativ einfach zu tragen ist. It is a simple and not very expensive equipment, which is relatively easy to carry.
  • In anderen Fällen kommt man überein, eine Unterstützung des muskulären Systems anzuwenden, die die ; In other cases, it is agreed to apply a support of the muscular system, the; Atmung steuert. Respiratory controls. Die Apparatur kann dann eine Maske enthalten, die mit einer Druckluftquelle mit einem relativen Druck der Ordnung von 25 mbar (25 × 10 2 Pa) im Maximum verbunden ist. The apparatus may then include a mask with a source of compressed air with a relative pressure of the order of 25 mbar (25 x 10 2 Pa) is connected at the maximum. Diese Quelle ist mit einem Ventil ausgestattet, welches den Eingang der Druckluft in das Lungensystem des Patienten während der Einatemphase steuert. This source is provided with a valve which controls the input of the compressed air in the pulmonary system of the patient during the inhalation phase. Während der Ausatemphase verbindet ein anderes Ventil das Lungensystem mit der Atmosphäre. During the exhalation phase to another valve connects the pulmonary system to the atmosphere. Das Ventil zur Druckluft ist dann geschlossen. The valve for compressed air is then closed. Wenn das muskuläre System, insgesamt sei es nicht ausreichend, währenddessen aktiv ist, fühlen Meßfühler die Ein- und Ausatemphasen und steuern dementsprechend die Ventile. When the muscular system as a whole it is not sufficient, while active, feel, sensor inputs and exhalation phases and accordingly control the valves. Wenn das muskuläre System zeitweise oder endgültig bewegungslos ist, treibt ein Steuerungsorgan die Ventile in einem, durch den Mediziner festgelegten Rhythmus an. When the muscular system is temporarily or permanently motionless, a control member drives the valves in one, specified by the physician rhythm.
  • Wenn zu der muskulären Insuffizienz eine Sauerstoffanlagerungsinsuffizienz hinzukommt, kann man eine Vorrichtung zur Mischung des Sauerstoffes zur komprimierten Luft während mindestens eines Teiles der Einatemphase vorsehen. If at the muscular insufficiency is added an oxygen insufficiency addition, one can provide an apparatus for mixing of oxygen to the compressed air during at least a portion of the inhalation phase.
  • Manchmal ist es notwendig, im Verlauf eines Prozesses der Atemunterstützung selbst während der Ausatemphase einen gewissen Überdruck in dem Inneren des Lungensystems aufrechtzuerhalten, damit die Lungenalveolen in einem Zustand der größten Öffnung verbleiben. Sometimes it is necessary to maintain in the course of a process of breathing assistance even during the exhalation phase a certain excess pressure in the interior of the pulmonary system, so that the alveoli will remain in a state of the largest opening. Die Luft, die die Lungen des Patienten im Moment der Ausatmung verläßt, muß dann z. The air leaving the patient's lungs at the time of expiration, then you have such. B. in einen umschlossenen Raum geschickt werden, der unter vorher erwähntem Druck, einem positiven Ausatmungsdruck (pression expiratoire positive), abgekürzt PEP, gehalten wird. which is what is mentioned previously under pressure, a positive expiratory pressure (expiratoire pression positive), abbreviated PEP, held as to be sent in an enclosed space.
  • Eine bekannte Vorrichtung zur Atemhilfe, z. A known device for assisted breathing for. B. vom Handelstyp der Anmelderin unter der Bezeichnung "ARM 25 As the commercial type of the applicant under the name "ARM 25 " " , enthält: That contains:
    • – eine Leitung, die an einem Ende mit der Atmosphäre und mit einer Druckluftquelle und an einem zweiten Ende mit einer Maske verbunden ist, die geeignet ist, das Lungensystem eines Patienten in Verbindung mit der erwähnten Leitung zu bringen, - a line which is at one end with the atmosphere and with a compressed air source and connected at a second end with a mask which is suitable for bringing the pulmonary system of a patient in connection with said conduit,
    • – ein Rückschlagventil, welches in der Leitung so angebracht ist, daß es den Luftdurchgang von dem Patienten zu der Quelle während einer Ausatemphase verhindert, - a non-return valve which is mounted in the conduit so that it prevents the passage of air from the patient to the source during an exhalation phase,
    • – einen Durchgang zur Atmosphäre, welcher an der Maske angebracht ist und fähig ist, das Lungensystem des Patienten mit der Atmosphäre zu verbinden, - a passage to the atmosphere, which is attached to the mask and is able to connect the pulmonary system of the patient to the atmosphere,
    • – ein in dem vorher erwähnten Durchgang vorgea sehenes Ventil, das fähig ist, diesen während einer Ausatemphase zu öffnen, - a in the aforementioned passage vorgea planned valve which is able to open it during an exhalation phase,
    • – wobei das Ventil ein Ventil mir einer elastischen Membran ist, enthaltend eine erste Seite, deren einer Teil dem Eintrittsdruck des Lungensystems des Patienten und der übrige Teil dem Atmosphärendruck unterworfen ist, und eine zweite Membranseite, die pneumatisch mit einem Aufnahmepunkt verbunden ist, welcher in der Leitung oberhalb des Rückschlagventiles liegt, - wherein the valve is a valve I of an elastic membrane, comprising a first side, one part of which is subjected to the atmospheric pressure, the inlet pressure of the patient's pulmonary system and the remaining portion, and a second membrane side, which is pneumatically connected to a receiving point, which in the line upstream of the check valve is located,
    • – einen Meßfühler, der fähig ist, eine Einatemphase und/oder eine Ausatemphase zu spüren und mit einem Steuerungsmittel verbunden ist und - is felt a sensor, which is capable of an inhalation phase and / or an exhalation phase and connected to a control means and
    • – gegenüber McBfühlersignalen empfindliche Steuerungsmittel zum Auslösen der Betätigung oder des Stopps der Luftquelle - against McBfühlersignalen sensitive control means for initiating the operation or the stop of the air source
  • Der Meßfühler, welcher; The probe, which; im Sinne des Durchlaufes der Druckluft, stromabwärts vom Rückschlagventil in der Leitung angebracht ist, ist ein Durchflußmengenmeßwertaufnehmer. is located downstream in the sense of the run of the pressurized air from the check valve in the conduit is a Durchflußmengenmeßwertaufnehmer.
  • Zu Beginn einer Einatemphase schafft der Patient einen ersten Luftmassenstrom in die Leitung und der Meßfühler steuert dann das Auslösen der Betätigung der Druckluftquelle. At the start of inhalation phase of the patient creates a first air mass flow in the line and the sensor then controls the triggering of the actuation of the compressed air source.
  • Am Ende der Einatemperiode stoppt der Luftmassenstrom in der Leitung. At the end of Einatemperiode the air mass flow stops on the line. Dieser Stillstand wird durch den Meßfühler aufgenommen, der den Stillstand der Druckluft steuert. This standstill is received by the sensor, controls the stop of the pressurized air. Der Druck der Ausatemluft schließt dann das Rückschlagventil. The pressure of the exhaled air then closes the check valve.
  • Verschiedene Mittel zum Öffnen oder Schließen des Ventils können vorgesehen sein, wobei die Öffnung sich nur bei dem passenden Überdruck in dem Fall eines Betriebes unter PEP vollzieht. Various means for opening or closing the valve may be provided, wherein the opening is taking place only at the appropriate pressure in the case of operation under PEP.
  • In einigen Fällen beinhaltet die bekannte Vorrichtung den folgenden Nachteil: zu Beginn eines Einatmens, bevor der Durchflußmengenmeßwertaufnehmer den ersten Luftstrom spürt, muß der Patient die Leitungsluft entleeren und das Rückschlagventil antreiben, um es in eine Öffnungsposition zu versetzen. In some cases, the known device involves the following drawback: at the beginning of inhalation before the Durchflußmengenmeßwertaufnehmer feels the first air stream, the patient must evacuate the conduit air and driving the check valve to move it to an open position. Daraus resultiert, insbesondere im Falle des Betriebes unter PEP, eine gewisse Verzögerung der Auslösung der Betätigung der Druckluftquelle und außerdem kann manchmal die vom Patienten geforderte Anstrengung bei jedem Einatmen zu groß sein. This, results in particular in the case of the operation under PEP, a certain delay of the initiation of the actuation of the compressed air source and also sometimes as required by the patient effort at each inhalation may be too large.
  • Die Erfindung hat zum Ziel, eine Apparatur zu schaffen, die das schnellstmögliche Ingangsetzen der Druckluftquelle bei jedem Einatmen ermöglicht und die dem Patienten aufgebürdeten Anstrengungen' auf ein Minimum reduziert. The invention has for its object to provide an apparatus which allows the fastest possible starting the compressed air source at each inhalation and be overburdened the patient effort 'reduced to a minimum.
  • Zur Erreichung dieses Zieles dient eine Vorrichtung nach Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. a device used to achieve this objective according to claim 1. Advantageous embodiments are specified in the subclaims.
  • Um das gewünschte Resultat ro erzielen, liefert die Erfindung eine Apparatur vom oben beschriebenen Typ und in der: To achieve the desired result ro, the invention provides an apparatus of the type described above and in which:
    • – der Meßfühler ein gegenüber dem Druck, der auf die vorher erwähnte zweite Fläche der Membran einwirkt, empfindlicher Druckmeßfühler ist. - the sensor is more sensitive pressure sensor, a relative to the pressure which acts on the aforesaid second surface of the membrane. Die Membran gemäß der Erfindung stellt simultan zwei unterschiedliche Funktionen sicher: zum einen verhält sie sich wie ein Verschluß des Ventils, welches dieses in all denjenigen Fällen verschlossen hält, bei der die auf ihr ausgeübte Kraft, als Folge der Differenz zwischen den Drücken, die auf diese beiden Oberflächen einwirken, größer als die Rückstellkraft der vorher erwähnten Membran ist und zum anderen verhält sie sich wie ein Druckübertrager des Druckes in der Maske zum gegenüber Druck empfindlichen Meßfühler. The membrane according to the invention provides simultaneously two different functions safe: for one, it behaves like a shutter of the valve which keeps this closed in all those cases in which the force exerted on it, due to the difference between the pressures on these two surfaces to act, is greater than the restoring force of the aforementioned membrane and on the other it behaves as a pressure transducer of the pressure in the mask to the opposite pressure-sensitive sensor.
  • Die mit der Membran verbundenen pneumatischen Verbindungsmittel, um diese mit dem Meßpunkt zu verbinden, beinhalten notwendigerweise einen Raum, wobei eine Wand durch die Membran und durch eine Rohrleitung gebildet wird. The pneumatic connecting means connected to the membrane in order to connect them to the measurement point, necessarily contain a space, wherein a wall through the membrane and through a pipe is formed. Ein biegsames Rohr von kleinem Durchmesser und eine, an dem einen Ende dieses Rohres angebrachte elastische Haut können diese Verbindungsmittel bilden. A flexible tube of small diameter and, at one end of said tube-mounted elastic skin can form these connecting means. Diese hier füllen auch eine doppelte Funktion aus: Zum einen bilden sie durch Weitergeben des Druckes vom Aufnahmepunkt bis zu der Membran ein einfaches und autonomes Steuerungsmittel des Ventils. This one also has a dual function fill out: First, they form by passing the pressure from the receiving point to the membrane a simple and autonomous control means of the valve. Zum anderen leiten sie in direkter Art, ohne ein Zwischenorgan wie das Rückschlagventil, Änderungen des Druckes, die auf die erste Oberfläche der Membran einwirken, weiter. On the other hand they lead in direct way, without an intermediate member such as the check valve, changes in the pressure acting on the first surface of the membrane further.
  • Daraus resultiert eine sehr schnelle Reaktion des McBfühlers zu Beginn eines Einatmens. This results in a very rapid response of McBfühlers at the beginning of inhalation. Die Nutzung einer Membran zum Fühlen des Beginns eines Einatmens hat man schon z. The use of a diaphragm for sensing the start of a breathing has already z. B. in der B. US-A 4.848.332 US-A 4,848,332 beschrieben, aber die beschriebene Vorrichtung ist dann an eine kostspielige und komplexe Elektronik verbunden, welche bestimmt ist, das Ventil zu steuern, welches von der Membran getrennt ist. described, but the apparatus described is then connected to an expensive and complex electronics, which is intended to control the valve, which is separated from the membrane.
  • Einer vorteilhaften Ausführungsform folgend, hat das Ventil berechnete Rückstellmittel vorgesehen, damit das erwähnte Ventil sich nur dann öffnet, wenn gleichzeitig der Druck an dem Eingang des Lungensystems des Patienten größer als ein vorher festgesetzter positiver Ausatemdruck ist und der Druck auf der zweiten Oberfläche der Membran ungefähr gleich mit dem Armosphärendruck ist. Following an advantageous embodiment, the valve calculated return means is provided to allow the said valve only opens when the same time the pressure at the entrance of the patient's pulmonary system is greater than a pre-set positive exhalation pressure and the pressure on the second surface of the membrane approximately is equal to the Armosphärendruck.
  • Vorteilhafterweise sind die Rückstellmittel der Membran zur größten Vereinfachung durch die eigene Elastizität der Membran gebildet. Advantageously, the return means of the diaphragm to the greatest simplification by the own elasticity of the membrane are formed.
  • Für den Fall, bei dem die Membran berechnet ist, sich zu öffnen, sofern ihre erste Oberfläche einem vorher festgesetzten positiven Ausatemdruck ausgesetzt ist, ist der Meßfühler bevorzugt fähig, ein Signal auszusenden, sofern der angewandte Druck auf die erste Oberfläche der Membran dem vorher Erwähnten positiv gegenüber einem niedrigeren Anfangseinatemdruck, aber höher als der Atmosphärendruck festgesetztem Ausatemdruck übersteigt. For the case in which the membrane is calculated to open, provided that its first surface is exposed to a pre-established positive exhalation pressure, the sensor is preferably capable of emitting a signal if the pressure applied to the first surface of the membrane that mentioned above, positive with respect to a lower Anfangseinatemdruck, but higher than the atmospheric pressure exceeds the determinate exhalation.
  • Weiterhin ist die vom Patienten abgeforderte Anstrengung maximal reduziert, da ja die Senkung, verursacht durch die Einatmung nur ein Teil des positiven Ausatemdruckes ist, welche normalerweise ein wenig erhöht ist. Furthermore, the cashed within the patient effort is maximally reduced, since the reduction caused by the inhalation is only a part of the positive Ausatemdruckes, which is normally a little increased.
  • Auch bevorzugt ist, daß der Druckmeßfühler fähig ist, ein Signal der Beendigung der Einatmung auszusenden, wenn er am Aufnahmepunkt einen, gegenüber einem vorbestimmten Wert, höheren Druck feststellt. is also preferred that the pressure sensor is capable of emitting a signal of the completion of the inhalation, if he determines at the pickup point a with respect to a predetermined value, higher pressure.
  • Man erreicht so die größte Vereinfachung. so to reach the greatest simplicity. Ein Durchflußmengenmeßwertaufnehmer kann in der Leitung zur Funktionskontrolle oder zur Aufzeichnung des Durchflusses vorhanden sein. A Durchflußmengenmeßwertaufnehmer may be present in the conduit for function control or recording of the flow.
  • Während der Einatemphase ist das Ventil geschlossen und weil, aufgrund der Tatsache von Druckverlusten in der Leitung der Druck P1 auf der ersten Oberfläche gegenüber P2, welcher auf die zweite Oberfläche einwirkt, niedriger ist, bleibt das Ventil geschlossen. During the inhalation phase, the valve is closed and because, due to the fact of pressure losses in the conduit the pressure P1 on the first surface relative to P2, which acts on the second surface is lower, the valve remains closed. Bei dem Stillstand der Einatmung fällt der Durchflußstrom in der Leitung und die Drücke, die auf die beiden Oberflächen der Membran einwirken, heben sich gegenseitig auf. In the standstill of the inhalation flow stream falls in the line and the pressures acting on the two surfaces of the membrane, cancel each other. Das Rückschlagventil schließt sich, und der Druck P2 auf der zweiten Oberfläche steigt. The check valve closes, and the pressure P2 on the second surface increases. Diese Druckerhöhung wird durch den Meßfühler verzögert, der den Stillstand der Druckluftsendung steuert. This pressure increase is delayed by the sensor, controls the stop of the pressurized air broadcast. Der Eingang der Leitung befindet sich dann unter Atmosphärendruck. The input of the line is then below atmospheric pressure. Der Druck P1 auf der ersten Oberfläche bleibt aufrechterhalten oder neigt dazu, aufgrund der Ausatmung sich zu erhöhen. The pressure P1 on the first surface is maintained or tends to increase due to the exhalation. Die Druckdifferenz zwischen den beiden Oberflächen erhöht sich zu der Öffnung des Ventils, welches anschließend als Aufrechterhaltungsmittel des vorgesehenen fixierten Druckwertes handelt. The pressure difference between the two surfaces increases towards the opening of the valve, which then acts as a maintaining means of the intended fixed pressure value.
  • Der Beginn der Einatmung zieht eine Senkung des Druckes, der auf die Membran einwirkt, nach sich. The beginning of the inhalation draws a reduction of pressure acting on the diaphragm by itself. Diese verschiebt sich, nach sich ziehend eine momentane Drucksenkung auf das Niveau des Druckmeßfühlers. These shifts, according to pulling a momentary pressure reduction to the level of the pressure sensor. Dieser sendet dann ein Signal aus, ein Wieder-In-Gang-Setzen der Produktionsmittel der Druckluft steuernd. This sends a signal that a re-in speed setting of the means of production of the compressed air controlling.
  • Die Erfindung wird in einer detaillierteren Weise mit der Hilfe eines Ausführungsbeispieles dargestellt, welches durch die beigefügten Zeichnungen dargestellt ist, auf denen: The invention is illustrated in a more detailed manner with the aid of an embodiment, which is illustrated by the accompanying drawings, in which:
  • Die The 1 1 ein theoretisches Schema eines erfindungsgemäßen Atemgerätes ist, is a theoretical diagram of a breathing apparatus according to the invention,
  • die the 2 2 und and 2A 2A Diagramme sind, die die Druck- und Massenstromänderungen im Laufe der Atmungszyklen zeigen, Are diagrams showing the pressure and mass flow changes during the respiratory cycles,
  • die the 3 3 bis to 5 5 Skizzen sind, die die verschiedenen Positionen des Membranventils bei unterschiedlichen Stadien des Atemzyklusses zeigen. Sketches showing the different positions of the diaphragm valve at different stages of the respiratory cycle.
  • Die anhand eines Beispiels beschriebene Apparatur ist von einem Apparat abgeleitet, der von der Anmelderin zur hospitalen und kommerzialisierten Nutzung unter dem Namen "ARM 25 The apparatus described by way of example is derived from a device which by the applicant for nosocomial and commercialized use under the name "ARM 25 " " bestimmt ist. is determined.
  • Das Atemgerät enthält zwei Teile, wobei der erste Tei11 zur Einblasung der pulsierenden Luft in das Atemsystem des Patienten P bestimmt ist. The breathing apparatus comprises two parts, wherein the first Tei11 for blowing of the pulsing air into the respiratory system of the patient P is determined. Dieser erste Teil enthält einen Eingang A, welcher mit einer Druckluftquelle verbunden ist. This first part includes an input A, which is connected to a compressed air source. Ein Druckregler A pressure regulator 3 3 , ein Druckminderer , A pressure reducer 4 4 und ein Hahn zur Einatemhilfe and a valve for Einatemhilfe 5 5 erlauben den Druck, der durch die Quelle A aufgebaut ist, bis zu einem einstellbaren Wert, welcher in Abhängigkeit der Bedürfnisse gewählt ist, zu senken. allowing the pressure to be built up by the source A to reduce up to an adjustable value which is chosen depending on the needs. Ein Elektroventil A solenoid valve 6 6 erlaubt, den Durchfluß beliebig in der Art zu unterbrechen und wieder herzustellen, daß ein pulsierendes Verfahren sich bildet. allowed to interrupt the flow in any of the species and restore that a pulsing method is formed. Ein Venturi a venturi 7 7 enthält eine axiale Düse includes an axial nozzle 8 8th , welche mit komprimierter Luft von dem Elektroventil Which with compressed air from the solenoid valve 6 6 kommend versorgt wird, und einen Eingang für filtrierte Zusatzluft Coming is supplied, and an input for filtered auxiliary air 9 9 , welche durch die Luft, die die Düse Passing through the air nozzle, the 8 8th verläßt, wenn diese versorgt wird, mitgezogen wird. leaves when it is supplied, is entrained. Das Venturi the venturi 7 7 ist durch eine Leitung is through a conduit 10 10 bis zu einem Rückschlagventil to a check valve 11 11 verlängert und jenseits von diesem durch eine Leitung and extended beyond this by a conduit 12 12 , welche direkt querweise mir dem Atemsystem des Patienten P in Verbindung steht. Which directly across as me the breathing system of the patient P is connected. Diese Leitung ist mit einem HitzdrahtmassendurchfluBmeBfühler This line is equipped with a HitzdrahtmassendurchfluBmeBfühler 13 13 ausgestattet. fitted. In In 14 14 hat man ein Manometer und einen Druckmeßfühler dargestellt, die stromabwärts vom Rückschlagventil there is shown a pressure gauge and a pressure sensor downstream from the check valve 11 11 mit der Leitung to line 10 10 verbunden sind. are connected. Die Leitung The administration 10 10 mündet in den Körper einer Maske in permanenter Verbindung mit dem Atemsystem opens into the body of a mask in permanent communication with the respiratory system 1 1 des Patienten. the patient.
  • Der Körper der Maske enthält eine Ausatemöffnung The body of the mask includes an exhalation aperture 15 15 , welche mit der freien Luft verbunden ist, und hat ein Ventil , Which is connected to the open air, and has a valve 16 16 vorgesehen, welches zur Unterbrechung seiner Verbindung mit dem Körper der Maske außer bei Ausatemperioden angeordnet ist. provided, which is arranged for interrupting its connection with the body of the mask except for Ausatemperioden.
  • Das Ventil The valve 16 16 ist ein Membranventil, welches durch eine elastische Haut oder Gummihaut gebildet ist, dessen einer Teil der Außenoberfläche dem Innendruck der Maske unterworfen ist, während ein anderer Teil seiner Außenoberfläche dem Atmosphärendruck unterworfen wird. is a diaphragm valve which is constituted by an elastic rubber skin, or skin, of which one part of the outer surface is subjected to the internal pressure of the mask, while another part of its outer surface is subjected to atmospheric pressure. Das Innere der Gummihaut ist durch eine Leitung The inside of the rubber skin is through a conduit 18 18 an einem Meßpunkt at a measuring point 19 19 , welcher in der Leitung Which in the conduit 10 10 angebracht ist, zwischen dem Venturi is mounted between the venturi 7 7 und dem Rückschlagventil and the check valve 11 11 verbunden. connected. Ein Druckmeßfühler a pressure sensor 20 20 , dessen Aufgabe im späteren erklärt wird, ist an der Leitung Whose role will be explained later, is on the line 18 18 angebracht. appropriate.
  • Der zweite Teil The second part 2 2 des Atemgerätes ist vereinfacht zum Einführen einer Sauerstoffergänzung bestimmt (welches auch ein anderes Behandlungsgas sein kann) in das Atemsystem of the breathing apparatus is simplified for introducing an oxygen supplement determined (which may also be another gas treatment) in the respiratory system 1 1 des Patienten. the patient. Er enthält einen Eingang B, welcher mit einer Sauerstoffquelle verbunden ist, und einen Hahn It contains an input B, which is connected to an oxygen source, and a tap 21 21 zur Sauerstoffdosierung in Funktion der Bedürfnisse. Oxygen dosage in function of the needs. Ein Elektroventil A solenoid valve 22 22 ist in eine Leitung is in a line 23 23 zwischengeschaltet, welche den Hahn interposed which the Hahn 21 21 zur Leitung to line 10 10 in den Körper der Maske derart verbindet, daß Sauerstoff in das Atemsystem connecting in the body of the mask in such a manner that oxygen in the respiratory system 1 1 des Patienten geschickt wird the patient is sent
  • Ein elektronisches Modul der Steuerung An electronic module of the controller 40 40 sendet Steuerungssignale zum einen an das Elektroventil sends control signals to a solenoid valve to the 6 6 mittels einer Leitung via a conduit 41 41 und zum anderen zum Elektroventil and on the other to the electric valve 22 22 durch eine Leitung through a conduit 32 32 , was eine Synchronisation der Öffnungen dieser beiden Elektroventile erlaubt. , Which allows synchronization of the openings of these two solenoid valves.
  • Das Modul The module 40 40 ist gleichzeitig mit den Mitteln simultaneously with the means 33 33 verbunden,durch welche es die von der Behandlung abhängigen Anweisungen empfangen kann. connected, by means of which it can receive the dependent from treatment instructions.
  • Die Hauptelemente des ersten Teils des Atemgerätes, ebenso wie die Steuerungsmittel, finden sich schon in dem Dokument The main elements of the first part of the breathing apparatus, as well as the control agent already found in the document US-A 5.000.173 US-A 5,000,173 wieder; again; sofern dieses nur in der Vorrichtung gemäß der Erfindung die Signale sind, welche die Öffnung der Elektroventile provided that the signals only in the device according to the invention, the opening of the solenoid valves 14 14 und and 22 22 auslösen und durch den DruckmeBfühler cause and by the DruckmeBfühler 20 20 über die Leitung via line 35 35 geliefert werden. to be delivered. Eine Leitung a line 34 34 zwischen dem Massendurchflußmeßfühler between the Massendurchflußmeßfühler 13 13 und dem Organ and the institution 40 40 kann zum Befördern von Signalen, welche zur Speicherung und/oder zur Überwachung der Steuerungsprozesse bestimmt sind, vorgesehen werden, ohne für das Auslösen der Elektroventile zu dienen. can be for the transport of signals, which are intended for storage and / or for monitoring the control processes provided without serving for the triggering of the solenoid valves.
  • Die The 3 3 bis to 5 5 erlauben die Funktion des Ventils permit the operation of the valve 16 16 deutlicher zu zeigen. to show more clearly. In der In the 3 3 ist man in einer Ausatemperiode und man hat angenommen, daß das Ventil für einen PEP ungleich Null, z. one is in a Ausatemperiode and it has been assumed that the valve for a PEP equal to zero, z. B. 5 hPa, geregelt worden ist. Has been regulated as 5 hPa. Dieses verdeutlicht, daß in der Leitung This illustrates that in the conduit 30 30 , welche das Ventil Which the valve 16 16 direkt mit dem Lungensystem des Patienten verbindet, während des Ausatmens ein Überdruck P1 von ungefähr 5 hPa herrscht. during exhalation connects directly to the pulmonary system of the patient, a pressure P1 of about 5 hPa prevails. Dieser Druck hebt die Gummihaut This pressure raises the rubber skin 17 17 leicht von seinem Sitz slightly from his seat 31 31 , die Luft zum Ausgang an die Atmosphäre , The air to exit to the atmosphere 5 5 entweichen lassend, wie es durch die Pfeile escape leaving, as indicated by the arrows 32 32 indiziert wird. is indexed. Das Innere der Gummihaut besitzt den Atmosphärendruck Aufgrund der Leitung The inside of the rubber skin has the atmospheric pressure due to the conduction 18 18 ist das Innere der Gummihaut mit dem Venturi is the interior of the rubber skin with the venturi 7 7 verbunden, welches zur Atmosphäre hin geöffnet ist, wobei kein Massendurchfluß durch den Injektor connected, which is opened to the atmosphere, and no mass flow through the injector 8 8th fließt. flows.
  • Die The 4 4 bezeichnet das Ende einer Ausatemperiode. denotes the end of a Ausatemperiode. Der Druck in der Leitung The pressure in the conduit 30 30 wird jetzt kleiner gegenüber dem Atmosphärendruck Daraus resultiert, daß die Gummihaut is now compared with the atmospheric pressure This results in small that the rubber skin 17 17 sich leicht deformiert, um zur Unterstützung auf seinem Sitz easily deformed to assist in his seat 31 31 zu kommen, was die Schließung des Ventils to come, resulting in the closure of the valve 16 16 mit sich zieht. draws with it. Die Verformung der Gummihaut zieht einen Luftzug nach sich in der Leitung The deformation of the rubber skin pulling a draft to be in the line 18 18 und setzt daher den Teil von dieser unter Unterdruck, welcher benachbart zur Gummihaut ist. and therefore sets the part thereof under negative pressure, which is adjacent to the rubber skin. Dieser Unterdruck ist natürlich vorübergehend, aber er kann durch den Druckmeßfühler This vacuum is of course temporary, but it can by the pressure sensor 20 20 aufgenommen werden. be included.
  • Die Signale, ausgesendet durch den Meßfühler The signals emitted by the sensor 20 20 , werden mittels des Modules zur Steuerung , By means of the module for controlling 30 30 die Öffnung des Elektroventils the opening of the electrovalve 6 6 auslösen und sich daraus ergebend die Auslösung der Inbetriebnahme des Venturi. trigger and resultantly triggering the start of the venturi. Der Druck in der Leitung The pressure in the conduit 10 10 wird ansteigen, die Lufteinblasung in das Lungensystem des Patienten nach sich ziehend. will increase the air injection into the pulmonary system of the patient by pulling it. Dieser Druck, der eine Größenordnung von 18 bis 22 hPa haben kann, um eine Vorstellung zu geben, wird gleichermaßen mittels der Leitung This pressure, which can have an order of magnitude 18-22 hPa, in order to give an idea, it is equally by means of line 18 18 an die Gummihaut the rubber skin 17 17 wie an den Meßfühler as the probe 20 20 weitergegeben. passed. Dieser Unterdruck zieht eine neue Deformation der Gummihaut nach sich, welche sie später auf ihrem Sitz This vacuum draws a new deformation of the rubber skin to you, which it later in her seat 31 31 anpreßt, und sichert ebenso die Wasserdichtigkeit der Maske gegenüber der Atmosphäre während der ganzen Periode der Einblasungsbeatmung. presses against, and also ensures the water tightness of the mask to the atmosphere during the whole period of Einblasungsbeatmung.
  • Am Ende dieser Periode ist das Elektroventil At the end of this period, the solenoid valve 6 6 geschlossen und eine neue Ausatmung nach klassischer Weise beginnt. closed and begins a new exhalation classical manner.
  • Das Diagramm I in der The chart I in 2 2 zeigt die Entwicklung des Massendurchflusses, welcher durch den Massendurchflußmeßfühler shows the development of the mass flow, which passes through the Massendurchflußmeßfühler 13 13 aufgenommen worden ist; has been added; in der Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik Das Diagramm II zeigt den Druck, welcher in der Leitung in the apparatus of the prior art The graph II shows the pressure, which in the conduit 10 10 durch das Manometer oder den DruckmeBfühler by the manometer or the DruckmeBfühler 14 14 aufgenommen wird, immer gemäß dem Stand der Technik, und das Diagramm H1 zeigt den Druck, welcher in diesem Fall im Inneren der Leitung is added, always according to the prior art, and the graph H1 indicates the pressure, which in this case in the interior of the conduit 18 18 aufgenommen wurde durch einen DruckmeBfühler was taken up by a DruckmeBfühler 20 20 für das Ansteigen. for the increase.
  • Die Diagramme IA, IIA, IIIA, der The diagrams IA, IIA, IIIA, the 2A 2A zeigen die gleichen Messungen im Falle einer Vorrichtung gemäß der Erfindung. show the same measurements in the case of a device according to the invention.
  • Die Diagramme I, II, III zeigen, daß gemäß dem Stand der Technik zum Zeitpunkt t1, welcher das Ende einer Ausatemperiode markiert, der Patient beginnt, Luft aus der Leitung The diagrams I, II, III show that according to the prior art at the time t1, which marks the end of a Ausatemperiode, the patient begins, air from line 10 10 einzuatmen bis zu dem Zeitpunkt t2, wo der Druck am Meßfühler inhale up to the time t2 where the pressure at the sensor 14 14 negativ wird, was die Öffnung des Rückschlagventils is negative, the opening of the check valve 11 11 mit sich zieht und die Versorgung eines ersten positiven Massenstromes d1. pulls and d1 supplies a first positive mass flow. Dieser Massenstrom d1 ist durch den Meßfühler This mass flow through the probe is d1 12 12 aufgenommen und löst den Mechanismus der Atemhilfe aus, dh die Öffnung des Elektroventils was added and triggers the mechanism of the respiratory aid, ie the opening of the electrovalve 6 6 und die Auslösung der Betätigung des Venturi and triggering the operation of the venturi 7 7 , welcher die Sendung eines sehr viel wichtigeren Massendurchflusses d2 in das Atmungssystem des Patienten steuert. Which controls the transmission of a much more important mass flow d2 into the respiratory system of the patient.
  • Im Verlauf einer Einatmungsperiode sinkt der durch den Meßfühler In the course of an inspiration decreases by the probe 12 12 aufgenommene MassendurchfluB aufgrund der fortschreitenden Füllung der Lungenflügel. recorded MassendurchfluB due to the progressive filling of the lung. Wenn der Meßfühler When the probe 12 12 aufnimmt, daß der Massendurchfluß bis auf einen vorher festgelegten Wert d3 abgesunken ist, sendet er ein Signal der Beendigung der Einatmung aus, welches die Schließung des Elektroventiles receives that the mass has fallen to a predetermined value d3, it sends a signal of termination of the inhalation, that the closure of the electrovalve 6 6 nach sich zieht und der MassendurchfluB fällt auf Null(Zeitpunkt t3). entails and the MassendurchfluB falls to zero (time t3).
  • Das Diagramm II zeigt, daß der Druck in der Leitung The graph II shows that the pressure in the conduit 10 10 , welcher während der Ausatemperiode gleich ist mit dem Druck PEP, zu Beginn der Einatemperiode negativ wird bis zum Zeitpunkt t2, wo die Öffnung des Elektroventils Which during the Ausatemperiode is equal to the pressure PEP, negative at the beginning of Einatemperiode until time t2, where the opening of the electrovalve 6 6 einen schnellen Wiederanstieg des Druckes hervorruft, gut überhalb des PEP causes a rapid rebound of pressure, well above the PEP
  • Das Diagramm III zeigt, daß die Entwicklung des Druckes in der Leitung The graph III shows that the development of the pressure in line 18 18 vergleichbar ist, mit der Ausnahme der Tatsache, daß während der Ausatmung die Leitung is comparable, with the exception of the fact that during exhalation line 18 18 einen Druck von Null hat, da sie mit der Atmosphäre durch das Venturi has a pressure of zero, since they with the atmosphere through the venturi 7 7 verbunden ist. connected is.
  • Wenn man jetzt auf die If one now on the 2A 2A verweist, welche die Massendurchflußänderungen und Druckänderungen mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt, beobachtet man, daß der Zeitraum zwischen den Zeitpunk ten t1 und t2 sehr viel kleiner ist (die Skalierung ist dabei nicht berücksichtigt worden). refers showing the Massendurchflußänderungen and pressure changes with an inventive device, it is observed that the period between the time t1 and t2 th punk is much smaller (the scale is not taken into account). In der Tat, sobald der Meßfühler In fact, once the probe 20 20 in der Leitung in the direction 18 18 einen negativen Druck p1 aufgenommen hat, zu sehen am Verlauf IIIA, sendet er ein Signal zum Beginn der Einatmung aus, welches die Öffnung des Elektroventils has included a negative pressure p1 to see the history IIIA, it sends a signal for the beginning of inspiration, that the opening of the electrovalve 6 6 und den Wiederanstieg des Druckes in der Leitung and the re-rise of the pressure in the conduit 12 12 auslöst. triggers. Der Druck in dieser Leitung hat dann nicht die Zeit, negativ zu werden, wie in dem Verlauf IIA gezeigt, und die vom Patienten abverlangte Leistung zum Auslösen des Prozesses der Atmungsunterstützung während der Einatmung und bei Vergleich mir der früheren Technik ist beachtlich reduziert. The pressure in this line then has not the time to be negative, as shown in the course of IIA, and demanded from the patient power to initiate the process of respiratory support during inhalation and compared me to the prior art is considerably reduced. Dieser Punkt ist sehr viel wichtiger als die Reduktion des Zeitintervalles zwischen den Zeitpunkten t1 und t2. This point is much more important than the reduction of the time interval between times t1 and t2.

Claims (6)

  1. Vorrichtung zur Atemunterstützung, enthaltend: – eine Leitung ( A device for respiratory assistance, comprising: - a conduit ( 12 12 ), die an einem Ende mit der Atmosphäre und mir einer Druckluftquelle und an einem zweiten Ende mit einer Maske verbunden ist, die geeignet ist, das Lungensystem eines Patienten in Verbindung mit der erwähnten Leitung zu bringen, – ein Rückschlagventil ( ), Which is connected at one end to the atmosphere and me a compressed air source and at a second end with a mask which is suitable for bringing the pulmonary system of a patient in connection with said conduit, - a check valve ( 11 11 ), welches in der vorher erwähnten Leitung so angebracht ist, daß es den Luftdurchgang von dem Patienten zu der Druckluftquelle während einer Ausatemphase verhindert, einen Durchgang zur Atmosphäre ( ), Which is mounted in the aforementioned line so that it prevents the passage of air from the patient to the source of pressurized air during an exhalation phase, (a passage to the atmosphere 15 15 ), welcher an der Maske angebracht ist und fähig ist, das Lungensystem des Patienten mit der Atmosphäre zu verbinden, – ein Ventil ( ), Which is attached to the mask and is able to connect the pulmonary system of the patient to the atmosphere, - a valve ( 16 16 ), welches in dem erwähnten Durchgang vorgesehen ist, und geeignet ist, diesen während einer Ausatemphase zu öffnen, – wobei das Ventil ( ), Which is provided in said passage and adapted to open it during an exhalation phase, - wherein the valve ( 16 16 ) ein Ventil ist mit einer elastischen Membran ( ) Is a valve (with an elastic membrane 17 17 ) mit einer ersten Seite, deren einer Teil dem Eintrittsdruck des Lungensystems des Patienten und der übrige Teil dem Atmosphärendruck unterworfen ist, und mit einer zweiten Membranseite, die pneumatisch mit einem Aufnahmepunkt verbunden ist, welcher in der Leitung oberhalb des Rückschlagventils liegt, – ein Meßfühler; ) Having a first side, one part of which is subjected to the inlet pressure of the patient's pulmonary system and the remaining portion to the atmospheric pressure, and with a second membrane side, which is pneumatically connected to a receiving point, which is located in the line upstream of the check valve, - a sensor ; der geeignet ist, eine Einatem- und/oder eine Ausatemphase zu spüren und mit einem Steuerungsmittel verbunden ist, und – gegenüber McBfühlersignalen empfindliche Steuerungsmittel zum Auslösen der Betätigung oder des Stoppes der Luftquelle, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler ein Druckmeßfühler ( is adapted to sense an inhalation and / or exhalation, and is connected to a control means, and - opposite McBfühlersignalen sensitive control means for triggering the actuation or Stoppes the air source, characterized in that the measuring sensor (a pressure sensor 20 20 ) ist, welcher empfindlich gegenüber dem Druck ist, der auf die zweite Fläche der Membran einwirkt. ) Is, which is sensitive to the pressure acting on the second surface of the membrane.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ( Device according to claim 1, characterized in that the valve ( 16 16 ) vorberechnete Zurückstellmittel aufweist, damit das vorher erwähnte Ventil sich nur dann öffnet, wenn gleichzeitig der Druck am Eintritt des Lungensystems des Patienten höher als ein vorher positiv festgesetzter Ausatemdruck und der Druck auf die zweite Fläche der Membran ungefähr gleich mit dem Atmosphärendruck ist. has) pre-returning means, so that the valve aforementioned only be opened if at the same pressure at the inlet of the patient's pulmonary system is higher than a predetermined positive fixed set exhalation pressure and the pressure on the second surface of the membrane is approximately equal to the atmospheric pressure.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellmittel der Membran ( Device according to claim 2, characterized in that the return means of the diaphragm ( 17 17 ) durch die eigene Elastizität der Membran gebildet sind. ) Are formed by the own elasticity of the membrane.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmeßfühler ( Device according to claim 2 or 3, characterized in that the pressure sensor ( 20 20 ) geeignet ist, ein Signal auszusenden, wenn der Druck auf die erste Seite der Membran ( is suitable) to emit a signal when the pressure on the first side of the membrane ( 17 17 ) den erwähnten vorher positiv vorgebbaren Ausatemdruck zu einem niedrigeren, aber höheren als der Atmosphärendruck, Einatemanfangsdruck übersteigt. ) Exceeds the previously mentioned positive exhalation pressure to a predeterminable lower, but higher than the atmospheric pressure, Einatemanfangsdruck.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmeßfühler ( Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the pressure sensor ( 20 20 ) geeignet ist, ein Signal der Beendigung der Einatmung auszusenden, wenn er am Aufnahmepunkt einen, gegenüber einem vorgebbaren Wert, höheren Druck feststellt. is suitable) to emit a signal of termination of the inhalation, if he determines at the pickup point a with respect to a predeterminable value, higher pressure.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Durchflußmengenmeßwertaufnehmer ( Device according to claim 4 or 5, characterized in that it (a Durchflußmengenmeßwertaufnehmer 13 13 ) in der Leitung enthält, wobei dieser Meßwertaufnehmer mit Mitteln zur Funktionskontrolle der Apparatur oder zur Aufzeichnung verbunden ist. ) In the line, said transducer is connected to means for function control of the apparatus or recording.
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