DE19708094A1 - Breathing apparatus with oxygen enrichment for patient - Google Patents

Breathing apparatus with oxygen enrichment for patient

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Abstract

The apparatus has a delivery device (2) which sucks breathing gas via an input line (3) and pumps it into an output line (6), a branch aperture (9) from the output line for a partial flow via an outflow valve (10) and at least one oxygen source (12) connected to the breathing apparatus. A return line (11) from the branch aperture to the input line enables gas to flow from the branch opening to the input line. The oxygen source is connected to the circuit contg. the input line, output line and return line upstream of the branch aperture.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beatmungsvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1. The invention relates to a breathing apparatus having the features of the preamble of claim 1.

Ein Beatmungsgerät mit einer Fördervorrichtung, welche Umgebungsluft über eine Eingangsleitung ansaugt und in einen zu einem Patienten führenden Atemschlauch pumpt, ist aus der US 2,918,917 bekannt geworden. A ventilator having a conveying device, which sucks in ambient air via an input line and pumped into a leading to a patient breathing circuit, has become known from US 2,918,917. Mit der Fördervorrichtung des bekannten Beatmungsgerätes wird innerhalb des Atemschlauches und der an den Atemschlauch angeschlossenen Atemmaske ein gewisser Überdruck zur Unterstützung einer spontanen Atemtätigkeit eines Patienten erzeugt. With the conveyor of the known ventilator, a certain excess pressure in support of spontaneous breathing activity of a patient is generated within the breathing tube and connected to the breathing tube mask. Zur Einstellung des Überdruckes ist zwischen der Fördervorrichtung und dem Atemschlauch eine Abströmöffung vorgesehen, die mittels eines Ventils partiell geöffnet werden kann. In order to adjust the overpressure a Abströmöffung is provided between the conveyor device and the breathing tube, which may be partially opened by means of a valve. Je nach Öffnungsgrad des Ventils und des über die Abströmöffnung abfließenden Teilgasstromes, erniedrigt oder erhöht sich der Beatmungsdruck an der Atemmaske. Depending on the degree of opening of the valve and flowing via the outflow opening part of the gas stream decreases, or if the respiration pressure is increased on the breathing mask. Das bekannte Beatmungsgerät arbeitet im sogenannten Überschußgas-Betrieb, bei dem das vom Patienten nicht benötigte Gas vollständig in die Umgebung entweicht. The known ventilator operates in the so-called excess gas operation in which the gas is not needed by the patient escapes completely into the environment.

Soll ein derartiges Beatmungsgerät mit einem Gemisch von Sauerstoff und Luft betrieben werden, und wird der Sauerstoff in einem gewissen Prozentanteil der Umgebungsluft zugemischt, gelangt ein großer Teil des Gasgemisches direkt über die Abströmöffnung in die Umgebung und steht damit für die Beatmung des Patienten nicht mehr zur Verfügung. Is to be operated, such a ventilator with a mixture of oxygen and air, and the oxygen in a certain percentage of the ambient air is admixed to reach a large proportion of the gas mixture directly above the outflow opening into the environment and thus is no longer available for the ventilation of the patient to available.

Aus der WO 87/01 599 ist ein Beatmungsgerät mit einer Umgebungsluft ansaugenden Turbine bekannt, welches ein Sauerstoff/Luft-Gasgemisch an einen Patienten abgibt. From WO 87/01 599 a respirator with an ambient air suction turbine is known, which emits an oxygen / air-gas mixture to a patient. Eine das Atemgas in den Ansaugbereich der Turbine zurückführende Leitung ist bei diesem Beatmungsgerät nicht vorgesehen. A breathing gas in the suction region of the turbine back-carrying line is not provided in this ventilator.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Beatmungsgerät derart zu verbessern, daß eine Sauerstoffzumischung zum Atemgas mit geringstmöglichem Gasverlust und guter Konzentrationskonstanz erfolgt. The invention has for its object to improve a respirator such that a Sauerstoffzumischung is carried to the breathing gas with minimum gas loss and good concentration consistency.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. The object is achieved with the features of claim 1.

Der Vorteil der Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß durch Rückführung eines Teils des angesaugten Atemgases in den Bereich der Ansaugseite der Fördervorrichtung und die gleichzeitige Zudosierung von Sauerstoff aus einer Sauerstoffquelle in den Rückführkreislauf, eine gute Einstellbarkeit der Sauerstoffkonzentration im Atemgas erreicht wird. The advantage of the invention consists essentially in the fact that is obtained by recycling a part of the sucked breathing gas in the region of the suction side of the conveying device and the simultaneous addition of oxygen from an oxygen source in the return circuit, a good adjustability of the oxygen concentration in the breathing gas.

Die Fördervorrichtung ist bevorzugt auf eine konstante Förderleistung eingestellt. The conveyor is preferably set at a constant flow rate. Es ist aber auch möglich, die Fördervorrichtung zunächst mit einer Mindest-Förderleistung zu betreiben und die Förderleistung dann bedarfsadaptiert anzuheben. but it is also possible to operate the conveyor first with a minimum flow rate and then raise the capacity necessary adapted. Hierdurch wird der Stromverbrauch reduziert, was bei Batteriebetrieb die Gebrauchszeit der Beatmungsvorrichtung erhöht. In this way, the power consumption is reduced, which increases the usage time of the breathing device with battery operation.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

In zweckmäßiger Weise ist ein Puffervolumen im Leitungszug der Eingangsleitung angeordnet, und die Rückführleitung und/oder die Sauerstoffquelle sind an das Puffervolumen angeschlossen. Conveniently, a buffer volume in the cable input line is disposed, and the recirculation line and / or the oxygen source are connected to the buffer volume. Durch das Puffervolumen wird eine Art Mischkammer geschaffen, in welcher durch das Ansaugen von Umgebungsluft durch die Fördervorrichtung und das Zurückführen eines Teils des geförderten Atemgases, eine permanente Gaszirkulation vorhanden ist. By a kind of the buffer volume mixing chamber is provided, in which is present by the suction of ambient air through the conveying device and the returning part of the conveyed the respiratory gas, a permanent gas circulation. Durch das Zudosieren von Sauerstoff in das Puffervolumen findet aufgrund der ständigen Gaszirkulation nach kurzer Zeit eine gute Durchmischung der Umgebungsluft mit dem zudosierten Sauerstoff statt. By the metered addition of oxygen in the buffer volume, good mixing of ambient air with the metered oxygen occurs due to constant gas circulation after a short time. Die Zudosierung des Sauerstoffs kann auch vor oder hinter dem Puffervolumen im Bereich der Eingangsleitung oder aber auch im Leitungszug der Rückführleitung erfolgen. The addition of oxygen can also be performed before or after the buffer volume in the input line or even the cable run of the return line. Aufgrund der bypassartigen Umlenkung des Atemgases über die Rückführleitung in das Puffervolumen wird der Gasverlust gegenüber einer Anordnung mit offener Abströmöffnung minimiert. Due to the bypass-like deflection of the respiratory gas via the return line into the buffer volume of the gas loss is minimized compared to an arrangement with an open discharge opening.

Die Größe des Puffervolumens ist von der Art der Zudosierung des Sauerstoffs in den durch die Eingangsleitung, die Abgangsleitung und die Rückführleitung gebildeten Kreislauf abhängig und wird dadurch bestimmt, wie schnell die Sauerstoffzufuhr dem variablen Verlauf des Gasflusses in der Abgangsleitung folgen kann. The size of the buffer volume is dependent on the nature of the metered addition of oxygen into the space defined by the input line, the outlet line and the return line circuit and is determined by how rapidly the oxygen supply can follow the variable course of the gas flow in the outlet line. Sofern die Sauerstoffzufuhr im wesentlichen dem Verlauf des Gasflusses in der Abgangsleitung folgt, ist kein nennenswertes Puffervolumen erforderlich, so daß in vielen Fällen das Innenvolumen der Fördervorrichtung, der Eingangsleitung bzw. der Rückführleitung als Puffervolumen ausreicht. Provided that the supply of oxygen substantially follows the course of the gas flow in the outlet line, no significant buffer volume is required, so that the internal volume of the conveyor device, the input line or the return line is sufficient as a buffer volume in many cases. Das größte Puffervolumen wird demgegenüber bei kontinuierlicher Zudosierung von Sauerstoff benötigt. The largest buffer volume is needed in contrast with continuous addition of oxygen.

In vorteilhafter Weise ist eine die Sauerstoffquelle betätigende Steuereinheit vorgesehen, welche an ein Flußmeßgerät angeschlossen ist, das den Gasfluß strömungsabwärts der Abströmöffnung registriert und ein entsprechendes erstes Meßsignal an die Steuereinheit liefert. In an advantageous manner, the oxygen source operable control unit is provided, which is connected to a flow meter which registers the gas flow downstream of the outflow opening and provides a corresponding first measurement signal to the control unit. Entsprechend der Höhe des gemessenen Gasflusses, wird mehr oder weniger Sauerstoff in das Puffervolumen dosiert. Corresponding to the height of the measured gas flow, more or less oxygen is metered into the buffer volume.

Die Dosierung des Sauerstoffs in das Puffervolumen kann dabei kontinuierlich und proportional zum Atemminutenvolumen, proportional zum Atemminutenvolumen während der Inspiration oder proportional zum Atemgasfluß vorgenommen werden. The dosage of the oxygen in the buffer volume may in this case be carried out continuously and in proportion to the respiratory minute volume, proportional to the respiratory minute volume during inspiration or proportional to the breathing gas flow. Bei der Dosierung proportional zum Atemgasfluß besteht die Möglichkeit einer streng proportionalen Dosierung oder einer Dosierung mit einem gewissen Zeitverzug, dh etwas weniger Sauerstoffzufuhr zu Beginn der Inspiration und entsprechend mehr am Ende der Inspiration. When dosing proportional to the fresh gas flow is the possibility of a strictly proportional dosing or dosing with a certain time lag, that is a little less oxygen at the beginning of inspiration and correspondingly more at the end of inspiration.

In vorteilhafter Weise kann alternativ oder auch zusätzlich zum Flußmeßgerät die Einstellung des Sauerstoffanteils im Atemgas mittels eines Sauerstoffsensors in der Abgangsleitung vorgenommen werden, der ein zweites Meßsignal an die Steuereinheit abgibt. Advantageously, the adjustment of the oxygen percentage in the gas can be carried out by means of an oxygen sensor in the outlet line, alternatively or in addition to the flow meter which outputs a second measurement signal to the control unit. Das zweite Meßsignal wird als weitere Einstellgröße für die Sauerstoffquelle verwendet. The second measurement signal is used as a further adjustment value for the oxygen source.

Besonders vorteilhaft ist es, die Fördervorrichtung als einen Turbinenantrieb auszuführen. It is particularly advantageous to carry out the conveying device as a turbine drive. Mit dem Turbinenantrieb läßt sich die von einem Patienten benötigte Gasmenge auf einfache Weise und mit gutem Dynamikbereich aus der Umgebung ansaugen. With the turbine drive, the amount of gas needed by a patient can suck in a simple manner and with good dynamic range from the environment.

In vorteilhafter Weise ist das Abströmventil als ein Membranventil ausgeführt. Advantageously, the outlet valve is designed as a diaphragm valve. Derartige Ventile arbeiten so, daß die Membran auf einer Seite mit einer bestimmten Kraft beaufschlagt wird, während die andere Seite unter der Wirkung der Kraft eine Abströmöffung verschließt. Such valves operate such that the membrane is acted upon on one side with a certain force, while the other side closes a Abströmöffung under the action of the force. Mit einem Membranventil läßt sich ein großer Dynamikbereich in der Beatmung bis hin zu Frequenzen von 10 Hertz und höher abdecken. With a diaphragm valve, a large dynamic range in the ventilation can be up to frequencies of 10 Hertz and cover higher. Mit einem derartigen Ventil läßt sich in der Abströmöffnung ein Strömungswiderstand von weniger als 2 mbar/(L/s) erreichen (Druckänderung/Flowänderung). With such a valve, a flow resistance of less than 2 mbar can be in the outflow opening / (L / s) reach (change in pressure / flow change). Die Beatmungsvorrichtung arbeitet dann als Druckquelle mit sehr niedrigem Innenwiderstand. The breathing device then operates as a pressure source with very low internal resistance. Das ist besonders bei druckorientierten Beatmungsverfahren wie z. This is particularly the case of pressure-oriented ventilation modes such. B. CPAP, Pressure Support und BIPAP von Vorteil. As CPAP, pressure support and PCV beneficial.

Zum Einsatz der erfindungsgemäßen Beatmungsvorrichtung in der Narkose ist die Abgangsleitung als ein Atemkreis mit einer Einatemleitung und einem Einatemventil und einer Ausatemleitung mit einem Ausatemventil ausgeführt. To use the breathing device according to the invention in the anesthesia, the discharge line is designed as a breathing circuit having an inspiratory conduit and an expiratory conduit and an inhalation valve with an exhalation valve. Zur Aufbereitung des vom Patienten ausgeatmeten Atemgases ist entweder im Leitungszug der Abgangsleitung, oder in der in der Ausatemleitung, oder aber in der Rückführleitung, ein Kohlendioxidabsorber angeordnet. For the preparation of the exhaled by the patient breathing gas is either in the line section of the outlet line or positioned in the in the expiratory conduit, or in the return line, a carbon dioxide absorber.

Zur Erzeugung eines Anästhesiegasgemisches ist neben der Sauerstoffquelle noch eine von der Steuereinheit betätigte Lachgasquelle vorgesehen. In order to produce an anesthetic gas mixture in addition to the oxygen source an actuated by the control unit nitrous oxide source is also provided. Die Sauerstoffquelle und die Lachgasquelle arbeiten als Gasmischer, um ein vorbestimmtes Sauerstoff-Lachgas-Verhältnis über einen Narkosemittel-Verdunster an den durch die Eingangsleitung, die Abgangsleitung und die Rückführleitung gebildeten Kreislauf abzugeben. The source of oxygen and nitrous oxide source work as gas mixer to deliver a predetermined oxygen-nitrous oxide ratio over an anesthetic to the Verdunster formed by the input line, the finish line and the return line circuit. Mittels des Narkosemittel-Verdunsters wird dem Sauerstoff-Lachgas Gemisch eine vorbestimmte Menge Narkosemitteldampf zugeführt. By means of the anesthetic vaporizer is supplied to the oxygen-nitrous oxide mixture a predetermined amount of anesthetic vapor.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher erläutert. An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and explained in more detail below.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 eine erste Beatmungsvorrichtung, Fig. 1 shows a first respiratory device,

Fig. 2 eine zweite Beatmungsvorrichtung, Fig. 2 shows a second breathing device,

Fig. 3 eine dritte Beatmungsvorrichtung, Fig. 3 shows a third breathing device,

Fig. 4 eine vierte Beatmungsvorrichtung. Fig. 4 shows a fourth ventilator.

Fig. 1 zeigt schematisch eine erste Beatmungsvorrichtung 1 , bei welcher mittels einer Fördervorrichtung 2 über eine Eingangsleitung 3 und ein Puffervolumen 4 Luft aus der Umgebung 5 angesaugt und über eine Abgangsleitung 6 einem Patienten 8 zugeführt wird. Fig. 1 shows schematically a first respiratory device 1 in which means of a conveying device 2 via an input line 3 and a buffer volume 4 of air from the surroundings is sucked 5 and is fed via a discharge line 6 to a patient 8. Von der Abgangsleitung 6 zweigt eine Abströmöffnung 9 ab, welche über eine Rückführleitung 11 mit dem Puffervolumen 4 strömungsmäßig verbunden ist. From the outlet line 6, a discharge opening 9 branches off which is connected in terms of flow via a return line 11 to the buffer volume. 4 Ein einstellbares Ventil 10 ist sowohl in der Abgangsleitung 6 als auch in der Rückführleitung 11 angeordnet, welches über ein Ventileinstellelement 101 derart betätigbar ist, daß bei einer Querschnittsverminderung in der Abgangsleitung 6 der Durchströmungswiderstand in der Rückführleitung 11 entsprechend erhöht wird. An adjustable valve 10 is arranged both in the outlet line 6 and in the return line 11, which is operable with a valving element 101 that is correspondingly increased in the return line 11 at a cross-sectional reduction in the outlet line 6 of the through-flow resistance. An das Puffervolumen 4 ist eine Sauerstoffquelle 12 angeschlossen, die von einer Steuereinheit 13 betätigt wird. To the buffer volume 4 an oxygen source 12 is connected, which is operated by a control unit. 13 Im Leitungszug der Abgangsleitung 6 sind strömungsabwärts der Abströmöffnung 9 ein Flußsensor 7 und ein Sauerstoffsensor 14 angeordnet, die über eine erste Leitung 15 und eine zweite Leitung 16 ein erstes Meßsignal proportional zum Gasfluß bzw. ein zweites Meßsignal proportional zur Sauerstoffkonzentration an die Steuereinheit 13 liefern. The cable run of the outlet line 6 of the discharge opening 9, a flow sensor 7 and an oxygen sensor 14 disposed downstream, via a first line 15 and 16 a first measurement signal proportional to the gas flow and a second measurement signal provide a second line is proportional to the oxygen concentration at the control unit. 13 Mit einem ersten Sollwerteinsteller 17 wird an der Fördereinrichtung 2 der Gasfluß und mit einem zweiten Sollwerteinsteller 18 an der Steuereinheit 13 die gewünschte Sauerstoffkonzentration eingestellt. With a first target value adjuster 17, the desired oxygen concentration is set on the conveyor 2, the gas flow and with a second target value adjuster 18 on the control unit. 13 Das vom Patienten 8 ausgeatmete Gas gelangt über eine Exspirationsleitung 19 und ein von der Steuereinheit 13 ansteuerbares Exspirationsventil 20 in die Umgebung 5 . The exhaled gas from the patient 8 passes through an expiratory line 19 and a controllable expiratory valve 13 from the control unit 20 in the environment. 5

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen ersten Beatmungsvorrichtung 1 ist folgendermaßen: The operation of the first ventilation device 1 according to the invention is as follows:
Mit dem ersten Sollwerteinsteller 17 wird an der Fördervorrichtung 2 der maximale vom Patienten benötigte Gasstrom eingestellt. With the first target value setter 17, the maximum required by the patient gas flow is set on the conveyor. 2 Die Fördervorrichtung saugt hierzu Luft aus der Umgebung 5 über die Eingangsleitung 3 und das Puffervolumen 4 an und pumpt das Gas in die Abgangsleitung 6 . For this purpose the conveying device sucks air from the environment 5 via the input line 3 and 4, the buffer volume and pumps the gas in the outlet line. 6

Die für die Beatmung gewünschte Sauerstoffkonzentration wird mit dem zweiten Sollwerteinsteller 18 in die Steuereinheit 13 eingegeben. The desired oxygen concentration for breathing is input with the second target value setter 18 in the controller. 13 Die Steuereinheit 13 ist auch über das Ventileinstellelement 101 mit dem Ventil 10 verbunden, um den Gasfluß zum Patienten 8 in Abhängigkeit von einem in der Steuereinheit 13 gespeicherten Flußprofil einzustellen. The control unit 13 is also connected through the valving 101 to the valve 10 to adjust the flow of gas to the patient 8 in response to a program stored in the control unit 13 fluence profile. Der Istwert des Gasflusses wird mit dem Flußsensor 7 gemessen und in der Steuereinheit 13 mit dem vorgegebenen Flußprofil verglichen. The actual value of the gas flow is measured by the flow sensor 7 and compared in the control unit 13 with the predetermined flow profile. Bei Abweichungen wird das Ventil 10 in der Abgangsleitung 6 entweder mehr geöffnet oder weiter geschlossen, während das Ventil 10 in der Rückführleitung 11 gegensinnig zu dem in der Abgangsleitung 6 betätigt wird, so daß bei erhöhtem Gasfluß zum Patienten 8 der Gasfluß in der Rückführleitung 11 vermindert ist. In case of deviations, the valve 10 in the outlet line 6 is either more open or more closed while the valve 10 is actuated in the return line 11 in the opposite direction to that in the outlet line 6, so that reduces with increased flow of gas to the patient 8 of the gas flow in the return line 11 is. In der Inspirationsphase ist das Exspirationsventil 20 geschlossen, bzw. auf einen maximalen Inspirationsdruck eingestellt. In the inspiratory phase and the expiratory valve 20 is closed is set to a maximum inspiratory pressure. Am Ende der Inspiration wird der Gasfluß in der Abgangsleitung 6 mit dem Ventil 10 unterbrochen, das Exspirationsventil 20 wird von der Steuereinheit 13 in Öffnungsstellung geschaltet und der Patient 8 kann ausatmen. At the end of inspiration, the gas flow is interrupted in the outlet line 6 with the valve 10, the expiration valve 20 is switched by the control unit 13 in the open position and the patient 8 can exhale. Während der Exspirationsphase ist das Ventil 10 in der Rückführleitung 11 vollständig geöffnet, so daß das von der Fördervorrichtung 2 aus dem Puffervolumen 4 angesaugte Gas im Kreislauf wieder in das Puffervolumen 4 zurückströmt. During the expiratory phase, the valve 10 is fully opened in the return line 11 so that the sucked from the conveyor 2 from the buffer volume 4 gas flows back into the buffer volume 4 in the circulation.

Die Steuerung der Sauerstoffzufuhr wird so vorgenommen, daß während der Inspirationsphase, in Abhängigkeit von dem mit dem Flußsensor 7 ermittelten Gasfluß, ein in der Fig. 1 nicht dargestelltes Dosierventil innerhalb der Sauerstoffquelle 12 betätigt und der Sauerstoff proportional zum gemessenen Gasfluß der Umgebungsluft zugemischt wird. The control of the oxygen supply is made so that operated during the inspiratory phase, in dependence on the detected with the flux sensor 7 gas flow, a not shown in FIG. 1, the metering valve within the oxygen source 12 and the oxygen is proportional admixed to the measured gas flow of the ambient air. Die Sauerstoffkonzentration wird mit dem Sauerstoffsensor 14 überwacht und der gemessene Konzentrationswert an der Steuereinheit 13 angezeigt. The oxygen concentration is monitored with the oxygen sensor 14 and the measured concentration value to the control unit 13 appears. Der von dem Sauerstoffsensor 14 gelieferte Meßwert kann aber auch in die Einstellung der Sauerstoffkonzentration mit einbezogen werden, indem über die Flußmessung mit dem Flußsensor 7 eine Voreinstellung der Dosierung und die Feineinstellung über die Messung der Sauerstoffkonzentration mit dem Sauerstoffsenor 14 erfolgt. However, the measured value supplied by the oxygen sensor 14 may also be included in the adjustment of the oxygen concentration by via the flow measurements with the flow sensor 7, a preset dose and the fine adjustment by measuring the oxygen concentration with the oxygen senor fourteenth Zur Einstellung der Sauerstoffkonzentration eignen sich besonders kaskadenartig aufgebaute Regelkreise. To adjust the oxygen concentration is particularly cascade control loops are built.

Fig. 2 veranschaulicht schematisch eine zweite Beatmungsvorrichtung 100 bei welcher als wesentliche Änderung gegenüber der ersten Beatmungsvorrichtung 1 , Fig. 1, das Ventil 10 durch ein Membranventil 22 in der Abgangsleitung 6 ersetzt wurde. Fig. 2 illustrates schematically a second respiratory device at which it was replaced 100 as a significant change compared to the first ventilation apparatus 1, Fig. 1, the valve 10 by a diaphragm valve 22 in the outlet conduit 6. Gleiche Komponente sind mit gleichen Bezugsziffern der Fig. 1 versehen. Same components are indicated by the same reference numerals in FIG. 1.

Während mit der ersten Beatmungsvorrichtung 1 eine flußgesteuerte Beatmung realisiert wurde, dient die zweite Beatmungsvorrichtung 100 vorzugsweise zur Durchführung einer druckgesteuerten Beatmung. While a flow-controlled ventilator is realized with the first ventilation device 1, the second ventilation device 100 is preferably used for carrying out a pressure-controlled ventilation. Das Membranventil 22 besteht aus einer durch eine Membran 23 abgeschlossenen Membrankammer 24 , in welche die Abströmöffnung 9 und die Rückführleitung 11 münden. The diaphragm valve 22 comprises a closed by a diaphragm 23 diaphragm chamber 24 into which the discharge opening 9 and the return line 11 open. Die Abströmöffnung 9 ist mit der Membran 23 , die von einem an die Steuereinheit 13 angeschlossenen Linearantrieb 25 betätigt wird, verschließbar. The outflow opening 9 is connected to the diaphragm 23, which is actuated by a device connected to the control unit 13 linear actuator 25, can be closed. Bei geöffnetem Membranventil 22 besteht eine Gasverbindung zwischen der Abströmöffnung 9 und der Rückführleitung 11 . With an open valve membrane 22 is a gas communication between the outflow port 9 and the return line. 11

Mit einem Druck-Sollwerteinsteller 171 wird zur Durchführung der druckgesteuerten Beatmung ein Drucksollwert in die Steuereinheit 13 eingegeben. With a pressure set point adjuster 171 a desired pressure value is input to the control unit 13 for carrying out the pressure-controlled ventilation. Die Membran 23 wird durch den Linearantrieb 25 mit einer vorgegebenen Kraft gegen die Abströmöffnung 9 gedrückt. The membrane 23 is pressed by the linear drive 25 with a predetermined force against the discharge opening. 9 Diese Kraft ergibt sich aus dem Drucksollwert und der Querschnittsfläche der Abströmöffnung 9 . This force results from the pressure set point and the cross-sectional area of the discharge opening. 9 Sinkt der Druck in der Abströmöffnung 9 unter den Drucksollwert, so schließt das Membranventil 22 stärker und leitet mehr Gas in die Abgangsleitung 6 . If the pressure in the outlet opening 9 under the pressure setpoint, the diaphragm valve 22 closes more and directs more gas in the outgoing line. 6 Steigt dagegen der Druck in der Abströmöffnung 9 über den Drucksollwert, so öffnet das Membranventil 22 stärker und leitet mehr Gas in die Rückführleitung 11 . On the other hand increases the pressure in the outflow opening 9 via the pressure setpoint value, the diaphragm valve 22 opens more and more gas passes in the return pipe. 11 Das über die Abströmöffnung 9 entweichende Gas fließt über die Rückführleitung 11 in das Puffervolumen 4 zurück. The escaping through the discharge opening 9 Gas flows back into the buffer volume 4 via the return pipe. 11 Zum Ausgleich von möglichen Druckschwankungen kann zusätzlich während der Inspirationsphase mit einem Drucksensor 21 der Druck in der Abgangsleitung 6 hinter dem Membranventil 22 gemessen und der Meßwert innerhalb der Steuereinheit 13 in die Berechnung der vorgegebenen Kraft für den Linearantrieb 25 mit einbezogen werden. To compensate for possible pressure fluctuations can be measured downstream of the diaphragm valve 22 and the measurement value within the control unit 13 in the calculation of the predetermined force for the linear actuator 25 are included in addition during the inspiratory phase with a pressure sensor 21 the pressure in the outlet line. 6 Das Exspirationsventil 20 ist während der Inspirationsphase geschlossen und wird von der Steuereinheit 13 zu Beginn der Exspiration geöffnet. The expiratory valve 20 is closed during the inspiration phase and is opened by the control unit 13 at the beginning of expiration. Gleichzeitig wird am Exspirationsbeginn das Membranventil 22 vollständig geöffnet, um den Gasfluß zum Patienten 8 zu unterbrechen. At the same time the Exspirationsbeginn the diaphragm valve is fully open 22 to interrupt the flow of gas to the patient. 8 Das von der Fördervorrichtung 2 gelieferte Gas wird dann direkt aus der Abströmöffnung 9 über die Membrankammer 24 und die Rückführleitung 11 in das Puffervolumen 4 geleitet. The gas supplied from the conveying device 2 is then directly out of the discharge opening 9 through the diaphragm chamber 24 and into the buffer volume 4, the return pipe. 11 Ein Rückschlagventil 60 verhindert während der Exspiration einen Rückfluß des Gases in die Fördervorrichtung 2 . A check valve 60 prevents a reverse flow during expiration of the gas in the conveyor. 2 Die Steuereinheit 13 enthält einen in den Figuren nicht dargestellten Zeitgeber, mit dem die Inspirations- und Exspirationsphasen eingestellt werden. The control unit 13 includes a timer not shown in the figures, with which the inspiratory and expiratory phases to be set. Das Exspirationsventil 20 ist in den Fig. 1 und 2 als von der Steuereinheit 13 elektrisch betätigbares Ventil veranschaulicht. The expiration valve 20 is shown in Figs. 1 and 2 as an electrically actuable by the control unit 13 valve illustrated. Alternativ besteht die Möglichkeit, das Exspirationsventil pneumatisch über den sich in der Abgangsleitung während der Einatemphase aufbauenden Druck anzusteuern und während der Einatemphase zu schließen. Alternatively it is possible to control the expiration valve pneumatically by the build-up in the finish line during the inhalation pressure and to close during the inhalation. Diese, als Selbstansteuerung bezeichnete Ventilansteuerung, ist z. These, known as self-driving valve control is for. B. in der DE 41 42 295 C2 am Beispiel eines pneumatisch ansteuerbaren Zufuhrventils beschrieben. Example, in DE 41 42 295 C2 describes the example of a pneumatically controllable supply valve.

Fig. 3 zeigt schematisch eine dritte Beatmungsvorrichtung 200 , bei welcher als wesentliche Änderung gegenüber der zweiten Beatmungsvorrichtung 100 , Fig. 2, die Abgangsleitung 6 als ein Atemkreis mit einer Einatemleitung 61 und einem Einatemventil 62 und einer Ausatemleitung 63 mit einem Ausatemventil 64 ausgeführt ist. Fig. 3 shows schematically a third respiratory device 200, in which a significant change compared to the second respiratory device 100, Fig. 2, the discharge line 6 as a breathing circuit having an inspiratory conduit 61 and an inhalation valve 62 and an expiratory conduit is performed 63 with an exhalation valve 64th Eine derartige Anordnung ist zur Durchführung einer Inhalationsnarkose geeignet. Such an arrangement is suitable for carrying out of anesthesia.

Gleiche Komponenten sind mit gleichen Bezugsziffern der Fig. 2 bezeichnet. Identical components are designated with the same reference numerals in FIG. 2. Zur Aufbereitung des Atemgases, insbesondere zur Entfernung von Kohlendioxid, ist in der Rückführleitung 11 ein Kohlendioxidabsorber 111 angeordnet. For the treatment of the respiratory gas, in particular for removal of carbon dioxide in the recycling line 11, a carbon dioxide absorber 111 is disposed. Die vom Puffervolumen 4 abgehende Eingangsleitung 3 ist durch ein Überdruckventil 31 und ein Unterdruckventil 32 zur Umgebung 5 hin abgeschlossen. The outgoing from the buffer volume 4 input line 3 is defined by a pressure relief valve 31 and a vacuum valve 32 closed to the surroundings through 5. Zusätzlich zu Sauerstoff wird mittels einer von der Steuereinheit 13 aus betätigbaren Lachgasquelle 121 Lachgas in das Puffervolumen 4 dosiert. In addition to oxygen 121 nitrous oxide is metered into the buffer volume 4 by means of an actuatable by the control unit 13 from nitrous oxide source. Die Quellen 12 , 121 , arbeiten dabei als Gasmischer mit einem durch die Steuereinheit 13 vorbestimmten Konzentrationsverhältnis von Lachgas und Sauerstoff. The sources 12, 121, thereby working as a gas mixer with a predetermined by the control unit 13 concentration ratio of nitrous oxide and oxygen. Bei einem Gasmangel in dem Puffervolumen 4 kann Luft über das Unterdruckventil 32 aus der Umgebung 5 angesaugt werden, und überschüssiges Gas kann durch das Überdruckventil 31 entweichen. In a lack of gas in the buffer volume 4 air can be sucked through the vacuum valve 32 from the environment 5, and excess gas may escape through the pressure relief valve 31st Das Lachgas-Sauerstoff-Gasgemisch wird über einen Narkosemittelverdunster 122 geleitet und in bekannter Weise mit Narkosemitteldampf angereichert. The nitrous oxide-oxygen gas mixture is passed over a Narkosemittelverdunster 122 enriched in known manner with anesthetic vapor.

Zur Durchführung eines Inspirationshubes wird mit der Membran 23 die Abströmöffnung 9 verschlossen, und das von der Fördervorrichtung 2 aus dem Puffervolumen 4 angesaugte Gas gelangt über die Einatemleitung 61 zum Patienten 8 . To perform a Inspirationshubes is closed by the diaphragm 23, the discharge opening 9, and the sucked from the conveyor 2 from the buffer volume 4 gas passes through the inspiratory conduit 61 to the patient. 8 Während der Exspiration wird die Abströmöffnung 9 durch die Membran 23 freigegeben, und das vom Patienten 8 über die Ausatemleitung 63 ausgeatmete Gas strömt über die Abströmöffnung 9 , die Rückführleitung 11 , den Kohlendioxidabsorber 111 in das Puffervolumen 4 . During expiration, the discharge opening 9 is released through the membrane 23 and the expiratory conduit 63 via the exhaled gas from the patient 8 flows via the outflow opening 9, the return line 11, the carbon dioxide absorber 111 in the buffer volume. 4 Das Puffervolumen 4 ist hier zweckmäßigerweise als ein elastischer Balg ausgeführt und sollte derart bemessen sein, daß zumindestens das Gasvolumen eines maximalen Atemhubes in ihm gespeichert werden kann. The buffer volume 4 is advantageously embodied as an elastic bellows and should be sized such that at least can be stored in it, the gas volume of a maximum Atemhubes.

In der Fig. 4 ist schematisch eine vierte, zur Durchführung einer Inhalationsnarkose geeignete Beatmungsvorrichtung 300 veranschaulicht, bei welcher, als wesentliche Änderung gegenüber der dritten Beatmungsvorrichtung 200 nach der Fig. 3, das vom Patienten 8 ausgeatmete Gas über die Exspirationsleitung 19 in das Puffervolumen 4 zurückströmt. In the Fig. 4 schematically shows a fourth, suitable for carrying out an inhalation anesthetic ventilation device 300 illustrated in which, as a substantial change from the third ventilation device 200 of FIG. 3, the exhaled by the patient 8 gas via the expiratory line 19 in the buffer volume 4 flowing back. Gleiche Komponenten sind mit gleichen Bezugsziffern der Fig. 3 bezeichnet. Identical components are designated with the same reference numerals of FIG. 3. Mit dem Rückschlagventil 60 soll während der Exspiration ein Rückfluß des Atemgases in das Membranventil 22 bzw. die Fördervorrichtung 2 verhindert werden. With the check valve 60, a return flow of the breathing gas in the diaphragm valve 22 and the conveyor 2 is to be prevented during exhalation.

Claims (15)

  1. 1. Beatmungsvorrichtung mit einer Fördervorrichtung ( 2 ), welche Atemgas über eine Eingangsleitung ( 3 ) ansaugt und in eine Abgangsleitung ( 6 ) pumpt, mit einer von der Abgangsleitung ( 6 ) abzweigenden Abströmöffnung ( 9 ), über welche ein mit einem Abströmventil ( 10 ) einstellbarer Teilstrom des geförderten Gases entweicht und mit zumindestens einer mit der Beatmungsvorrichtung verbindbaren Sauerstoffquelle ( 12 ), dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Abströmöffnung ( 9 ) zur Eingangsleitung ( 3 ) verlaufende, einen Gasfluß von der Abströmöffnung ( 9 ) zur Eingangsleitung ( 3 ) ermöglichende Rückführleitung ( 11 ) vorhanden ist und daß die Sauerstoffquelle ( 12 ) strömungsaufwärts der Abströmöffnung an den durch die Eingangsleitung ( 3 ), die Abgangsleitung ( 6 ) und die Rückführleitung ( 11 ) gebildeten Kreislauf angeschlossen ist. 1. Ventilation device with a conveying device (2), which respiratory gas via an input line (3) aspirates and in a discharge line (6) pumps, with one of the outlet line (6) branching off the discharge opening (9), over which a (with an outflow valve 10 ) adjustable partial flow of the produced gas escapes, and (with at least one connectable to the ventilator oxygen source 12), characterized in that one (of the discharge opening 9) (the input line 3) running, a gas flow from the discharge opening (9) to the input line (3 ) enabling return line (11) is present and that the oxygen source (12) upstream of the outflow opening to the (by the input line 3), the outlet line (6) and the return line (11) circuit formed is connected.
  2. 2. Beatmungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Leitungszug der Eingangsleitung ( 3 ) ein Puffervolumen ( 4 ) vorhanden ist. 2. A breathing system according to claim 1, characterized in that the cable run of the input line (3) a buffer volume (4) is present.
  3. 3. Beatmungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführleitung ( 11 ) und/oder die Sauerstoffquelle ( 12 ) an das Puffervolumen ( 4 ) angeschlossen sind. 3. A breathing system according to claim 2, characterized in that the return line (11) and / or the oxygen source (12) to the buffer volume (4) are connected.
  4. 4. Beatmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Sauerstoffquelle ( 12 ) betätigende Steuereinheit ( 13 ) vorgesehen ist. 4. Ventilation device according to one of claims 1 to 3, characterized in that an oxygen source (12) operable control unit (13) is provided.
  5. 5. Beatmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß strömungsabwärts der Abströmöffnung ( 9 ) ein Flußmeßgerät ( 7 ) vorhanden ist. 5. Ventilation device according to one of claims 1 to 4, characterized in that downstream of the discharge opening (9) a flow meter (7) is present.
  6. 6. Beatmungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußmeßgerät ( 7 ) an die Steuereinheit ( 13 ) angeschlossen ist und ein erstes Meßsignal zur Beeinflussung der Sauerstoffquelle ( 12 ) liefert. 6. Ventilation device according to claim 5, characterized in that the flowmeter (7) to the control unit (13) is connected and provides a first measuring signal for influencing the oxygen source (12).
  7. 7. Beatmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Leitungszug der Abgangsleitung ( 6 ) ein Sauerstoffsensor ( 14 ) vorhanden ist, welcher an die Steuereinheit ( 13 ) angeschlossen ist und zweites Meßsignal zur Beeinflussung der Sauerstoffquelle ( 12 ) liefert. Provides 7. Ventilation device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the cable run of the outlet pipe (6) an oxygen sensor (14) is present, which to the control unit (13) is connected and second measuring signal for influencing the oxygen source (12) ,
  8. 8. Beatmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung ein Turbinenantrieb ( 2 ) ist. 8. Ventilation device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the conveying device is a turbine engine (2).
  9. 9. Beatmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Abströmventil als ein den Gasfluß aus der Abströmöffnung ( 9 ) beeinflussendes Membranventil ( 22 ) ausgeführt ist. 9. Ventilation device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the outlet valve as an influencing the flow of gas out of the discharge opening (9), membrane valve (22) is executed.
  10. 10. Beatmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgangsleitung als ein Atemkreis mit einer Einatemleitung ( 61 ) und einem Einatemventil ( 62 ) und einer Ausatemleitung ( 63 ) mit einem Ausatemventil ( 64 ) ausgeführt ist. 10. A breathing system according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the discharge line is designed as a breathing circuit having an inspiratory conduit (61) and an inhalation valve (62) and an expiratory conduit (63) with an exhalation valve (64).
  11. 11. Beatmungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Leitungszug der Abgangsleitung ( 6 ) und/oder der Ausatemleitung ( 63 ) und/oder der Rückführleitung ( 11 ) ein Kohlendioxidabsorber ( 111 ) angeordnet ist. 11. A breathing system according to claim 10, characterized in that a carbon dioxide absorber (111) is arranged in the cable run of the outlet pipe (6) and / or the expiratory conduit (63) and / or the return line (11).
  12. 12. Beatmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Sauerstoffquelle ( 12 ) eine ansteuerbare Lachgasquelle ( 121 ) vorhanden ist. 12. A breathing system according to any one of claims 4 to 11, characterized in that in addition to the oxygen source (12) a controllable source of nitrous oxide (121) is present.
  13. 13. Beatmungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffquelle ( 12 ) und die Lachgasquelle ( 121 ) als ein Gasmischer zur Lieferung eines vorbestimmten Lachgas-Sauerstoff- Verhältnisses ausgebildet sind, und daß strömungsabwärts der Sauerstoffquelle ( 12 ) und/oder der Lachgasquelle ( 121 ) ein Narkosemittelverdunster ( 122 ) vorgesehen ist. 13. A breathing system according to claim 12, characterized in that the oxygen source (12) and the nitrous oxide source (121) as a gas mixer for providing a predetermined nitrous oxide-oxygen ratio are formed, and in that downstream of the oxygen source (12) and / or the nitrous oxide source (121) a Narkosemittelverdunster (122) is provided.
  14. 14. Beatmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Puffervolumen ( 4 ), als ein elastischer Beutel ausgeführt ist. 14. A breathing system according to any one of claims 2 to 13, characterized in that the buffer volume (4), as an elastic bag is constructed.
  15. 15. Beatmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausatemleitung als Exspirationsleitung ( 19 ) mit dem Puffervolumen ( 4 ) und/oder der Eingangsleitung ( 3 ) verbunden ist. 15. A breathing system according to any one of claims 10 to 14, characterized in that the expiratory conduit as expiratory line (19) to the buffer volume (4) and / or the input line (3) is connected.
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