DE1959395B - Fluidik Atemhilfsgerat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Fluidik-Atemhilfsgerät. in Welchem ein unter Druck stehendes atembares Gas einem Patienten über ein bistabiles FIuidik-Element !zugeführt wird, und bei welcher das bistabile Fltiidik· Element eine ArbeitsdUse besitzt, die auf die Zufuhr des unter Druck stehenden atembaren Gases zu ihr zur Abgabe eines Arbeitsstroms anspricht, mit einem Atmungsaufnahmekanal zum Leiten des Arbeitsstroms zum Patienten während des Einatmungsvorgangs des Atemhilfsgerätes, einem Albeitaufnehmer* kanal, durch welchen der Arbeitsstrom zur Umgebung geleitet wird und mitgeführte Ausatemluft aus dem Atmungskanat während des Ausatmungsvorganges des Atemhilfsgeiräts aufgenommen wird, mit einer ersten Einrichtung zum Umschalten des Arbeitsstroms vom Atmungsaufnehmerkanal zum Ableitaufnehmerkanal, wenn der statische Druck im Atmungsaufnehmerkanal einen bestimmten Wert erreicht, und mit einer zweiten Einrichtung zum Umschalten des Arbeitsstroms vom Ableitaufnehmerkanl zum Atmungsaufnehmerkanal beim Einleiten der Einatmung durch den Patienten, s sowie mit einem unterstromseitigen Belüftungskanal, der zwischen der Umgebungsluft und dem Atmungsaufnehmerkanal Verbindung herstellt.

Unter Fluidik ist der Zweig der Technik zu vtrstehen, der sich mit der Signalerfassung, -übertragung und

ao -verarbeitung mit Hilfe strömungsfähiger Medien beschäftigt.

Intermittierend arbeitende Überdruck-Atemgeräte dbser Bauart sind durch die USA.-Patentschrift 379 194 bekannt und stellen eine Hilfe für Patienten dar, die spontan mit einem selbstgesteuerten Rhythmus atmen können, deren Gesamt-Lungenfunktion jedoch mangelhaft ist. Beispielsweise werden Atmungsbehinderungen, wie Emphyseme oder chronisches Asthma, gewöhnlich durch eine Atem-Therapie behandelt. Die

so wünschenswerten Merkmale eines derartigen Atemhilfsgerätes können wie folgt zusammengefaßt werden.

a) Die Einatemphase des Atemzyklus wird durch die Anforderung des Patienten eingeleitet. Das Atemhilfsgerät bleibt passiv, bis der Patient einzuatmen

as beginnt, und -,s soll nur eine geringe Einatemkraft ausreichend »in, das Element auszulösen;

b) das Einatmen dauert so lunge an, bis der gewünschte maximale Lungeneinatmungsdruck erreicht ist. Dieser maximale Einatmungsdruck ist in Anpassung an die Erfordernisse des einzelnen Patienten einstellbar;

c) die Einatinungs-Strömungsgeschwindigkeit ist verstellbar;

d) die Strömungsgeschwindigkeit zu den Lungen dej Patienten ist am Beginn der Einatemphase verhältnismäßig hoch und nranit allmählich ab, wenn sich die Lungen dem maximalen Einatmungsdruck annähern. Hierdurch wird eine kleine Pause bzw. eine \ erweilzeit im Atemzyklus im nahezu voll eingeatmeten Zustand erhalten, welche Pause zur Vervollständigung der vollen Belüftung der Alveolen trotz der ungleichmäßigen Strömungsbeschränkung in den Lungen notwendig ist. Im besonderen werden die Lungen durch ein

♦5 Netzwerk feinster Kanäle von veränderlichem Widerstand gebildet, die zu den Alveolen führen. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit zu den Lungen gegen Ende der Einatemphase verhältnismäßig niedrig gemacht wird, wird der Druck in diesen Kanälen während eines Zeitraums aufrechterhalten, der ausreicht, sicherzustellen, daß die gewünschte Belüftung wird;

e) die Ausatmung ist passiv, da das Atemhilfsgerät nur eine nicht wahrnehmbare Behinderung für die Ausatemluft darstellt'

f) nachdem die Lungen des Patienten < h den natürlichen Rückgang des Lungen-Thora Systems entleert worden sind, wird die Wsgführung weiterer Luft aus den Lungen beendet, und das Atemhilfsgerät bleibt in einem passiven Zustand, bis der Patient wieder den Einatmungsvorgang einleitet.

Einzelne der obengenannten Eigenschaften wurden bereits in weiteren bekannten Fluidik·Atemgeräten verwirklicht. Beispielsvreise ist in dem USA.-Patent 292 623 ein Fluidik-Atemgerät offenbart, bei dem die Eigenschaften b) und c) erzielt werden. Das USA.-Patent 3 368 555 beschreibt schließlich ein

Atemgerät, bei dem zwei Fluidik-Verstärker verwendet F i g. 4 eine schematische Darstellung des Gerätes

werden, dus jedoch insofern mangelhaft ist, als die nach F i g. 1, welche die Arbeitsweise am Ende des

unter e) aufgeführte Eigenschaft nicht vorhanden ist. Ausatomvorgangs zeigt,

Außerdem erfordert dieses letztgenannte Atemgerät F i g. 5 eine schematische Darstellung des Gerätes

ein oder mehrere Membranventile, ein Rückschlag- 5 nach F i g. 1, welche die Arbeitsweise am Beginn des

ventil sowie zwei Fluidik-Elemente, um die übrigen Umschaltvorgangs vun Ausatmung auf Einatmung

Iewünschten Atemhilfsgerät-Eigenschaften zu erhalten, zeigt.

so daß es sich um ein kompliziertes und teures Gerät „. ., , ., . . _A „*.,■, ,,_oncf_nrm

handelt. ¹^ Etnzelbeschreibung der bevorzugten Ausfuhrungsform

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein io In F i g. 1 der Zeichnung ist ein FIuidik-Atemhilfs-

Fluidik-Atemhilfsgerät zu schaffen, welches in an sich gerät 10 dargestellt, das eine Anzahl Düsen, Kanäle

bekannter Weise nur ein einziges Fluidik-Element und Durchlässe aufweist, die in einer in der Fluidik

verwendet und bei dem der unterstromseitige Be- an sich bekannten Weise ausgebildet und begrenzt

lüftungskanal besonders vorteilhaft ausgebildet ist, sind. Eine Arbeitsdüse 11 spricht auf die Zufuhr von

um das Ein- und Ausatmen zu erleichtern. 15 Arbeitsstrom an, um einen begrenzten Arbeitsstrom

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch in einen Wechselwirkungsbereich 13 abzugeben. Wie in

gelöst, daß die Mindestbreite dieses Belüftungskanals F i g. 1 dargestellt, ist eine Quille 15 eines unter Druck

mindestens das Doppelte der Breite der Arbeitsdüse stehenden atembaren Gases mit der Arbeitsdüse 11

beträgt. über ein Strömungsgeschwindigkeit-Regelelement 17

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Be- ao verbunden, welches eine Ein .ellung der Strömungs-

lüftungskanals wird die Hilfe beim Ausitmen, wobei geschwindigkeit des der ArbrUsdüse zugeführten

der Widerstand für die aus der Lunge kommende Luft atembaren Gases ermöglicht. Das unter Druck stehende

verringert wird, und die Hilfe beim Einatmen, wobei Gas aus der Quelle 15 kann aus Luft oder «us mit Sauer-

dem Patienten beim Einatmen Luft zugeführt wird, stoff angereicherter Luft oder in manchen Fällen aus

optimiert. Dabei erfolgt ferner ein Dr jckausgleich 25 einem Gemisch solcher Gase mit einem verdampften

mit Umgebungsdruck im Atmungskanal am Ende der oder vernebelten Arzneimittel bestehen, welch letzteres

Ausatmung, v.odurch verhindert wird, daß der Lei- mit dem Gas den Lungen des Patienten zugeführt

stungsstrom im Ableitaufnehmerkanal Luft aus der werden soll.

Lunge abzieht. Das Gerät 10 ist ils Wandstrahltlement ausgebildet,

In der Anordnung der USA.-Patentschrift 3 379 194 30 was bedeutet, daß die linke bzw. rechte Seitenwand 19 ist der Kanal 58 dagegen ausschließlich dazu bestimmt bzw. 21 des Wechselwirkungsbereiches 13 so angeord-(Spalte 5, erster Absatz), die Einströmung im Luft- net ist, daß der Arbeitsstrom jeder Seitenwand folgen kanal 48 zu verringern. Aus diesem Grunde ist der kann. Einander gegenüberliegende, links und rechts Kanal 58, 60 in der bekannten Anordnung nicht angeordnete Steuerdüsen 23 und 25 werden durch die geeignet, eine merkliche Luftmenge beim Einatmen 35 oberstromseitigen Enden der Seitenwände 19 und 21 zu liefern oder beim Ausatmen eine ausreichende begrenzt. Ein im wesentlichen V-förmiger Strömungs-Menge an Umgebungsluft in den Kanal 48 einzu- teiler 29 ist am unterstromseitigen Ende des Wechselführen, L.η eine zwangsweise zu starke Luftentnahme Wirkungsbereiches 13 angeordnet und begrenzt zuvon der Lunge des Patienten am Ende der Ausatmung sammen mit den Seitenwänden 19 und 21 Atmungszu verhindern. 40 aufnehmerkanäle 31 und 33. Die Kanäle 31 und 33

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine sind so angeordnet, daß, wenn der Arbeitsstrom der Rückkopplungseinstellvorrichtung zur Einstellung des Seitenwand 19 folgt, im wesentlichen der gesamte statischen Drucks im Atmungsaufnahmekanal vorge- Arbeitsstrom vom Atmungsaufnehmerkanal 31 aufsehen, die aus einem Steuerventil in einem Kanal genommen wird, und in gleicher Weise, wenn der besieht, welcher eine Druckabfühlöffnung mit einer 45 Arbeitsstrom der Seitenwand 21 folgt, im wesentlichen ersten Steuerdüse verbindet. der ganze Arbeitsstrom von dem Atmungsaufnehmer-

Durch die Einstellung des Steuerventils wird die kanal 33 aufgenommen wird. Das unterstromseitige Einstellung eines maximalen Einatmungsdrucks für Ende des Aufnehmerkanals 31 steht mit der Atmojeden Patienten mögl'ch. Sphäre in Verbindung und wird daher als Ableitauf-Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist schließ- 50 nehmerkanal bezeichnet. Das unterstromseitige Ende lieh ein als Empfindlichkeitskontrolle wirkendes ein- d^s Atmungsaufnehmerkanals 33 ist mit einer Fluidstellbares Ventil in einem Kanal vorgesehen, welches leitung 34 verbunden, die ihrerseits entweder mit eine zweite Steuerdüse mit Umgebungsluft verbindet, einem Mundstück oder mit einer Gesichtsmaske 37 durch welches die vom Patienten erforderliche Atem- verbunden ist, die über dem Gesicht des Patienten kraft zur Umschaltung des Leistungsstroms einstellbar 55 angebracht werden kann,
ist. Hin obe—,tromseit!ger Belüftungskanal 27 erstreckt

Die Erfindung wird anschließend an Hand eines si«.h durch die Seitenwand 19 an einer Stelle unter-

Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt stromseitig der SteuerdUse 23 ur.d oberstromseitig

F i g. 1 eine schematische Darsteiluög eines erfin- zum Scheitel des Strömungsteilers 29. Der oberstromdungsgemäßen Fluidik-Atemhilfsgerätes, aus der der 60 seitige Belüftungskanal 27 steht zwischen dem Wechsel-Einatemvorgang des Gerätes ersichtlich ist, wirkungsbereich 13 und einer Normaldruckumgebung

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Gerätes über eine öß*jung 28 in Verbindung. Der Normaldruck nach Fig. 1, welche die Arbeitsweise des Gerätes am aus der Öffnung 28 wird ferner der Steuerdüse 23 über Ende des Einaterttvorganges unmittelbar vor dem ein einstellbares Ventil 30, beispielsweise von der in

Umschalten auf den Ausatemvorgang zeigt, 65 dem USA.-Patent 3 292 623 beschriebenen Art, zu-

F i g. 3 eine schrmatische Darstellung des Gerätes geführt.

nach F i g. 1, welche den Ausatemvorgang des Ein unterstromseitiger Belüftungskanal 39 wird

Gerätes zeigt, durch die Seitenwand 21 unterstromseitig des Scheitels

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des Strömungsteilers 29 begrenzt und verbindet den zunehmendem Gegendruck beginnt das Gas aus dem Atmungsaufnehmerkanal 33 mit der Atmosphäre. unterstromseitigen Relüftungskanal 39 auszutreten. Eine Druckabfühlöffnung 41 wird durch die Seiten- Als Folge sowohl der verringerten Luftmitnahme als wand 21 an einer Stelle zwischen dem unterstrom- auch des Austritts aus dem unterstromseitigen Beseitigen Belüftungskanal 39 und dem unterstromseitigen 5 lüftungskanal 39 fällt die für den Patienten ver-Ende des Atmungsaufnehmerkanals 33 begrenzt. Die fügbare Gesamtluft von etwa dem Doppelten der Druckahfühlöffnung 41 steht mit der Steuerdüse 25 Arbeitsdüsenströmung auf etwas weniger als die über einen negativen Rückkopplungskanal 43 in Arbeitsdüsenströmung ab. Die Druckzunahmege-Verbindung. In dem negativen Rückkopplungskanal 43 schwindigkeit in den Lungen des Patienten nimmt ist ein Regelventil 45 angeordnet, das von der gleichen io daher gegen das Ende der Einatemphase ab. was eine Art wie das Regelventil 30 sein kann. kurze Verweilzeit nei oder nahe der vollen Lungen-

Zur Beschreibung der Arbeitsweise des Fluidik- füllung ermöglich;.

Atemhilfsgerätes 10 wird auf F i g. 1 bis 5 Bezug Die Rückkopplungseinstellvorrichtung 45 und der

genommen, welche in schematischer Darstellung fünf Rückkopplungskar.al 43 ermöglichen eine Einstellung

Betriebsbedingungen zeigen. Hierbei ist zu erwähnen, 15 der Rückkopplungsströmung auf den Wechsel-

daß in diesen Figuren der Arbeitsstrom durch dicke wirkungsbereich 13 über die Steuerdüse 25. Durch

schattierte Pfeile dargestellt ist, die mitgeführte die Rückkopplungsströmung wird der Arbeitsstrom

Strömung durch dünne Pfeile und der Ausatmungs- umgelenkt, wodurch der Strom allmählich von der

strom durch nicht schraffierte, dicke Pfeile. Seitenwand 21 des Wechselwirkungsbereichs gelöst

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Einatmungsvorgang ao wird. Wenn der maximale Fülldruck in den Lungen folgt der Arbeitsstrom der Seitenwand 21 und wird über des Patienten erreicht wird, der durch die Einstellung den Atmungsaufnehmerkanal 33 zu den Lungen des der Rückkopplungseinstellvorrichtung 45 bestimmt Patienten geleitet. Der sich schnell bewegende Arbeits- wird, wird der Arheitsstrom auf den Ableitaufnehmerstrom nimmt Luft in seiner unmittelbaren Nähe mit kanal 31 umgeschaltet und folgt der Seitenwand 19. sich, wodurch der statische Druck im Wechsel- 25 Durch dieses Umschalten wird die Ausatemphase der wirkungsbereich 13 auf einen Wert herabgesetzt wird, Arbeitsweise eingeleitet.

der etwas niedriger als der atmosphärische Druck ist. F i g. 3 zeigt den Ausatmungsvorgang für das Wegen dieses verringerten Druckes wird Luft in das Gerät 10. bei welchem, wie dargestellt, der Arbeits-Gerät 10 durch den Steuerkanal 23, den oberstrom- strom so umgelenkt ist, daß dieser aus dem Ableitseitigen Belüftungskanal 27 und durch den Ableit- 30 aufnehmerkanal 31 ausströmt. Das Ausatmen wird aufnehmerkanal 31 gesaugt. Außerdem nimmt der durch die Elastizität der Lungen des Patienten und der Arbeitsstrom, der durch den Atmungsaufnehmerkanal Brusthöhle begünstigt. Die Ausatemluft strömt vom 33 fließt, auch Umgebungsluft über den unterstrom- Patienten zurück in das Gerät 10 und tritt durch den seitigen Belüftungskanal 39 mit. Diese Mitnahme unterstromseitigen Belüftungskanal 39 und den Ableitvon Luft hat zur Folge, daß die Strömung zum 35 aufnehmerkanal 31 aus. Wie ersichtlich, ist die Patienten annähernd das Doppelte derjenigen des Strömungsrichtung durch den unterstromseitigen Be-Arbeitsstrnms vom Austritt aus der Arbeitsdüse 11 lüftungskanal 39 entgegengesetzt zu der während des beträgt. Einatmungsvorgangs. Die Fähigkeit des unterstrom-

Der Atmungsaufnehmerkanal 33 erweitert sich all- seitigen Belüftungskanals 39, beträchtliche Teile der mählich bei der Annäherung an sein unterstromseitiges 40 Ausatemströmung zu leiten, bewirkt, daß der WiderEnde. Der Strom erfährt daher in seinem unterstrom- stand des Gerätes 10 gegen die Ausatmung des seitigen Verlauf eine Verzögerung, und der statische Patienten nicht wahrnehmbar ist. Obwohl der Arbeits-Druck am unterstromseitigen Ende des Kanals 33 strom beträchtliche Mengen der Ausatemluft durch nimmt zu, da Druck von diesem zurückgewonnen wird. den Ableitaufnehmerkanal 31 mitführt, würde dieses Die Zunahme des statischen Druckes im Kanal 33 ist 45 Mitführen aHein nicht ausreichen, den Widerstand proportional zu dem Oral-Tracheal-Druck des Pa- des Gerätes 10 gegen die Ausatmung nicht mehr tienten. Wenn sich die Lungen des Patienten auf zu- wahrnehmbar zu machen. Jedoch macht die Entfüllen beginnen, nimmt der statische Druck benach- lüftungswirkung des unterstromseitigen Belüftungsbart der druckabfühlöffnung 41 zu, und es beginnt kanals 39 zusammen mit der Mitnahme des übrigen das Gas durch den Rückko~pplungskanal 43 zurück- 50 Ausatemfluides durch den Arbeitsstrom den Ausatemzuströmen. Bei dem in F i g. 1 dargestellten Zustand widerstand vernachlässigbar.

ist die Rückkopplungsströmung noch nicht ausreichend Während der Ausatmung nimmt der Arbeitsstrorr

groß geworden, um eine Umschaltung des Arbeits- ferner Luft aus den Steuerdüsen 23 und 25 und au¹

Stroms zu bewirken. dem oberstromseitigen Belüftungskanal 27 mit. Di<

In F i g. 2 ist das Gerät 10 in der Arbeitsweise 55 aus der Steuerdüse 25 mitgeführte Luft wird durcl

unmittelbar vor dem Ende des Einatmungsvorgangs einen Teil der Ausatemströmung zugeführt, die durcl

und unmittelbar vor der Umschaltung zum ~Aus- den Rückkopplungskanal 43 geleitet wird. Die au

atmungsvorgang dargestellt. Wie gezeigt, hat der der Steuerdüse 23 und dem oberstromseitigen Be

Drucken den Lungen des Patienten beträchtlich züge- lüftungskanal 27 miteeführte Luft wird aus der Um

nommen, was eine entsprechende Zunahme im stati- 60 gebung durch die Öffnung 28 zugeiührt. Die Ein

sehen Druck an der Druckabfühlöffnung 41 zur Folge strömung von Luft aus dem oberstromsaitige

hat. In gleicher Weise nimmt die Luftströmung durch Belüftungskanal 27 und der Steuerdüse 23 hat zu

den Rückkopplungskanal 43 zu. Das durch den Folge, daß das Bestreichen der Seitenwand 19 durc

unterstromseitigen Belüftungskanal 39, den Ableit- den Arbeitsstrom geschwächt wird. Diese Wirkun

aufnehmerkanal 31, den oberstromseitigen Belüf- 65 erfährt jedoch während der Ausatmung einen Ausgleic

tungskanal 27 und die Steuerdüse 23 mitgeführte durch die kombinierte Wirkung der Strömung, d

Luftvolumen nimmt allmählich ab, wenn der Gegen- unmittelbar in den Wechselwirkungsbereich 13 üb«

druck im Atmungsaufnehmerkanal 33 zunimmt. Bei den Atmungskanal 33 ausgeatmet wird, und durc

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die ausgeatmete Strömung, die über den Kanal 43 Arbeitsstrom mitgeführt zu werden. Der Arbeitsstrom

durch die Steuerdüse 25 zurückgeführt wird. beginnt zum Patienten infolge der Strömung durch die

F i g. 4 zeigt die Arbeitsweise des Gerätes 10 am Steuerdüse 23 umgelenkt zu werden, und der Strom

Ende des Ausatmungsvorgangs, d. h., nachdem die folgt nun wieder der Seitenwand 21 zum Beginn des

Lungen des Patienten durch den natürlichen Rückgang 5 Einatmungsvorgangs und zur Einleitung eines wei-

des Liriigen-Thorax-Systems geleert worden sind. Auf teren Atmungszyklus.

diese Weise würde die Wegführung der übrigen Luft In Verbindung mit der vorangehenden Beschreibung

in den Lungen des Patienten ein Unbehagen hervor- der Arbeitsweise des Gerätes 10 sollen die folgenden

fiifen. jedoch wird eine weitere Wegfüh.\ing durch den baulichen Merkmale des Gerätes besonders hervorge-

«nterstromseitigen Belüftungskanal 39 verhindert. Im io hoben werden. Einmal dient der oberstromseitige

besonderen hat nach dem Aufhören der natürlich aus- Belüftungskanl 27 zwei wichtigen Funktionen: Erstens

geatmeten Luftströmung durch den Atmungskanal 33 für die Zufuhr zusätzlicher Umgebungsluft /ur Mit-

tfer Arbeitsstrom immer noch das Bestreben, Fluid nähme durch den Arbeitsstrom während der Einat-

•us dem Atmungsaufnehmerkanal 33 in den Ableit- mutig und zweitens für die Begrenzung des Verlaufs

kanal 31 mitzuführen. Der unterstromseitige Belüf- 15 des Arbeitsstroms auf dem Weg längs der Seitenwand

lungskanal 39 liefert ausreichend Umgebungsluft an 19 während der Ausatmung, um eine Empfindlichkeits-

den Atmungsaufnehmerkanal 33, um die Mitnahme- regelung entsprechend der Einstellung des Ventils 30

erfordernisse des Arbeitsstromes zu erfüllen und trotz- zu ermöglichen. Der unterstromseitige Belüftungskanal

dem das unterstromseitige Ende des Atmungsauf- 39 dient vier verschiedenen Funktionen: (1) während

nehmerkanals 33 auf den Umgebungsdruck zu halten. 20 der Einatmung wird eine beträchtliche Menge Um-

In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß der gebungsluft durch den Arbeitsstrom aus dem Be-

Arbeitsstrom Luft unmittelbar aus dem Atmungs- lüftungskanal 39 mitgenommen, um die Luftströmung

aufnehmerkanal 33 sowie auch aus der Steuerdüse- 25 zum Patienten wesentlich über den Arbeitsstromfliiß

mitführt, und daß der Belüftungskanal 39 ausreichend hinaus zu verstärken: (2) gegen das Ende der Ein-

Umgebungsluft beiden Stellen zuführt, um die Mit- 25 atmung beginnt die unterstromseitige Belüftung (39)

nahmeerfordernisse zu befriedigen. Da der statische Gas aus dem Atmungsaufnehmerkanal 33 abzuleiten,

Druck am unterstromseitigen Ende des Atmungs- wenn der Gegendruck in diesem sich aufzubauen

auf nehmerkanals 33 auf dem Umgebungsdruck ge- beginnt, so daß eine allmähliche Veränderung in der

halten wird, findet keine weitere Wegführung aus d?n Luftströmungsgeschwindigkeit zu den Lungen erzielt

Lungen des Patienten durch den Luftmitnahme- 30 wird; (3) während der Ausatmung leitet der unter-

Arbeitsstrom statt. stromseitige Belüftungskanal 39 beträchtliche Mengen

Bei der in F i g. 4 dargestellten Arbeitsweise folgt der ausgeatmeten Luft aus dem Atmungsaufnehmer-

der Arbeitsstrom" weiterhin der Seitenwand 19 und kanal 33 zur Umgebung, wodurch der Widerstand

strömt durch den Ableitaufnehmerkanal 31 .his. Ein des Gerätes 10 gegen die Ausatmung auf ein Mindest-

Kräfteausgleich besteht im Wechselwirkungsbereich 35 maß herabgesetzt wird: und (4) am Ende der Aus-

13. wobei die Bewegungsgrößen der zusätzlichen atmung wird ausreichend Umgebungsluft dem At-

Strömungen durch die Steuerdüse 23 und den ober- mungsaufnehmerkanal 33 zugeführt, um das unter-

s'romseitigen Belüftrngskanal 27 das Bestreben haben. stromseitige Ende des Atmungsaufnehmerkaiials 33

den Arbeitsstrom von der Seitenwand 19 zu lösen, und auf dem Umgebungsdruck zu halten,

wobei die mitgeführte Strömimg durch den Atmungs- ;o Es ist wichtig, daß der Belüftungskanal 27 ober-

aufnehmerkanal 33 und die Steuerdüse 25 das Bestre- stromseitig des Schutels des Strömungsttilers 29

ben hat. den Arbeitsstrom die Seitenwand 19 folgen angeordnet ist und daß sich der unterstromseitige

und zum Ableitaufnehmerkanal 31 gerichtet zu halten. Belüftungskanal 39 unterstromseitig des Scheitels des

Für den Patienten ist das Gerät bei dieser Arbeitsweise Strömungsteilers 29 befindet. In diesem Zusammenhang

völlig passiv derart, daß es Luft weder den Lungen 45 ist hinsichtlich der besonderen Lage des Strömur.gs-

zufünrt noch von diesen abzieht und stabil bleibt. teilerscheitels und des ur.terstromfcitigen Belüftungs-

bis die Einatmung beginnt. kanalsein Kompromiß zwischen den wünschenswerten

In F i g. 5 ist das Gerät unmittelbar vor dem Um- Eigenschaften zu treffen. Mit anderen Worten, je

schalten auf den Einatmungsvorgang durch eine leichte weiter oberstromseitig der Strömungsteilerscheitel

Ansaugwirkung seitens des Patienten gezeigt. Der 50 angeordnet ist, desto größer ist die Druckrückge-

stabile Kräfteausgleich, der am Ende des Ausatmungs- winnung im Atmungsaufnehmerkanal 33 während des

Vorgangs besteht"^ i g. 4). wird unterbrochen, wenn Einatmungsvorgangs. Andererseits, je weiter unter-

der Patient einzuatmen beginnt. Die Größe der stromseitig der Strömungsteilerscheitel angeordnet

Einatmungskraft, die der Patient ausüben muß. um wird, desto geringer ist der Widerstand gegen du

den Einatmungsvorgang im Gerät 10 einzuleiten, wird 55 Ausatmungsströmung während des Ausatmungsvor

durch die Einstellung des Ventils 30 bestimmt, das gangs des Gerätes 10. Außerdem ist es wünschenswert

wiederum die Umgebungsluft-Strömungsgeschwindig- daß die Breite des unterstromseitigen Belüftungskanal

keit aus der Öffnung 28 zur Steuerdüse 23 bestimmt. 39 an seiner engsten Stelle ziemlich breit ist. um ein

Das Ventil 30 dient daher als Empfindlichkeitsregler, maximale Einströmung mitgeführter Luft beim Ein der entsprechend dem Einatmungsvermögen jedes 60 atmen und die Ausströmung ausgeatmeter LuI

Patienten zur Bestimmung des Umschaltwertes des während des Ausatmungsvorgangs zu ermöglicher

Arbeitsstromes einstellbar ist. Andererseits wird, wenn der BelüftungskanaT 39 ζ

Die Störung des Kräfteausgleichs zu Beginn der breit gemacht wird, die Druckrückgewir.nung ii

Einatmung durch den Patienten ergibt sich unmittelbar Atmungskanal 33 während der Einatmung beeii aus der Richtungsänderung der einströmenden Urn- 65 trächtigt.

gebungsluft durch den unterstromseitigen Belüftungs- Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde gefundei

kanal 39, welche Einströmung nun zu dem einatmen- daß die Druckrückgewinnung während der Einatmur

den Patienten geleitet wird, statt von dem abgeleiteten und der Strömungswiderstand während der Au

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tmung gegenseitig optimiert sind, wenn die folgenden ibmessur.gen vorliegen:

Arbeitsdüsenbreite W

Abstand von der Arbeitsdüse unterstromseät'5 zum Strömungs*

teiler 11 W

Mindestquerschnitt des unterstromseitigen Belüftungskanals 39 .. zwischen

2 und 2>/₂ W

10

Das vorangehend beschriebene FIuidik-Aternhilfsgerät ist leicht in Verbindung mit einem Vernebelungsapparat verwendbar, so daß dem Patienten ein feiner Nebel eines Arzneimittels zusammen mit dem ein-S geatmeten atembaren Gas zugeführt wird. Verfahren zum Einleiten eines solchen Nebels in den eingeatmeten Strom sind an sich bekannt und können beispielsweise von der in dem USA.-Patent 3 379 194 beschriebenen Art sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (3)

Patentansprüche;

1. Fluidik-Atemhilfsgerät, in welchem ein unter Druck stehendes atembares Gas einem Patienten über ein bistabiles FIuidik-Element zugeführt wird, und bei welcher das bistabile FIuidik-Element eine Arbeitsdüse besitzt, die auf die Zufuhr des unter Druck stehenden atembaren Gases zu ihr zur Abgabe eines Arbeitsstroms anspricht, mit einem Atmungsaufnahmekanal zum Leiten des Arbeitsstroms zum Patienten während des Einatmungsvorgangs des Atemhilfsgerätes, einem Ableitaufnehmerkanal, durch welchen der Arbeitsstrom zur Umgebung geleitet wird und mitgeführte Ausatemluft aus dem Atmungskanal während des Ausatmungsvorgangs des Atemhilfsgerätes aufgenommen wird, mit einer ersten Einrichtung zum Umschalten des Arbeitsstroms vom Atmungsaufnehmerkanal zum Ableitaufnehmerkanal, wenn der statische Druck im Atmungsaui'nehmerkan! einen bestimmten Wert erreicht, und mit einer zweiten Einrichtung zum Umschalten des Arbeitsstroms vom Ableitaufnehmerkanal zim; Atmungsaufnehmerkanal beim Einleiten der Einatmung durch den Patienten, sowie mit einem unterstromseitigen Belüftungskaiial, der zwischen der Umgebungsluft und dem Atmun.*viufnehmerkar.al (33) Verbindung herstellt,dadurch gekennzeichnet,daß die Mindestbreite dieses B^.aftungskanals (39) mindestens das Doppelte dtr Breite uer Arbeitsdüse beträgt.

2. Atemhilfsgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Rückkopplungseinstelivorrichtung (45) zur Einstellung des statischen Drucks im Atmungsaufnahmekanal, die aus einem Steuerventil in einem Kanal besteht, welcher eine Druckabfühlöffnung (41) mit einer ersten Steuerdüse (25) verbindet.

3. Atemhilfsgerät nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch ein als Empfindlichkeitskontrolle wirkendes einstellbares Ventil (30) in einem Kanal, welches eine zweite Steuerdüse (23) mit Umgebungsluft verbindet, durch welches die vom Patienten erforderliche Atemkraft zur Umschaltung des Leistungsstroms einstellbar ist.