DE19725875A1 - Vorrichtung zur automatischen An- und Abkopplung eines Atemsystems an ein Batmungs- oder Anesthesiegerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen An- und Abkoppeln von Atemsystemen an Beatmungs- oder Anästhesiegeräten, bei der alle elektrischen und pneumatischen Verbindungen zwischen Atemsystem und Grundgerät während des Ankoppelns hergestellt, nach erfolgter Ankopplung durch eine Verriegelung gesichert und beim Abkoppeln gelöst werden.

Bei Anesthesie- und Beatmungsgeräten wird das Atemsystem konstruktiv meist so ausgelegt, daß man es zu Zwecken der Reinigung und Sterilisation zerlegen und in speziellen Apparaten aufbereitet, vorzugsweise reinigt und sterilisiert.

Die Verbindungen zwischen Atemsystems und Grundgerät sind zumeist elektrischer und pneumatischer Art.

Das korrekte Lösen all dieser Verbindungen und das erneute Verbinden beim Wiederanschließen des Atemsystems bedingen einen relativ hohen Zeitaufwand für den Bediener. Gleichzeitig besteht aber auch die Gefahr der Vertauschung von Verbindungen und des Fehlens einer Verbindung beim Wiederanschließen.

Bei pneumatischen Verbindungen kommt beim Herstellen der Verbindung ein Leakage­ risiko dazu, bei elektrischen Verbindungen das Risiko eines sogenannten Wacklers.

Eine bekannte Lösungen sieht die Integration verschiedener Komponenten solcher Atemsystem in eine größere Baugruppe vor, um dadurch Verbindungen zum Teil entfallen zu lassen. Bei dieser bekannten Lösung werden die verbleibenden Verbindungen aber nach wie vor manuell hergestellt, mit den oben geschilderten Nachteilen. Ein weiterer Nachteil dieser Lösung liegt im deutlich höheren Gewicht der größeren Baugruppe und der deutlich schwierigeren Handhabung der größeren Baugruppe aufgrund ihrer Abmessungen.

Eine andere bekannte Lösung umgeht die Entnahme des Atemsystems zu Reinigungs­ zwecken, indem das Atemsystem nicht entnehmbar im Grundgerät eingebaut bleibt und eine Kontamination von Gerät und Patient durch den Einsatz sogenannter Atemfilter verhindert werden soll. Eine, aus hygienischer Sicht, routinemäßig und insbesondere bei einem Defekt der Atemfilter notwendige, Reinigung und Desinfektion kann hier nur noch mit erheblichem Aufwand betrieben werden.

Ein weiteres Problem der Verbindungen zwischen Atemsystem und Grundgerät bei solchen Geräten ist das mögliche, unbeabsichtigte Lösen einer solchen Verbindung. Insbesondere bei pneumatischen Verbindungen zwischen Atemsystem und Grundgerät besteht bei einem Leck oder einem unbeabsichtigtem Lösen die Gefahr einer Mangelbeatmung, bis hin zum Ausfall der Beatmungsfunktion durch diese Diskonnektion und dadurch einer massiven Gefährdung des, am Atemsystem, angeschlossenen Patienten.

Bekannte Lösungen versuchen dieses Problem zu lösen durch den Einsatz von Verriegelungen an den Verbindungen sowohl am Atemsystem, als auch am Grundgerät. Dies erschwert im Gegenzug die Handhabung der Verbindung bei Entnahme des Atemsystems zu Reinigungszwecken und verringert die Benutzercompliance für diese Maßnahme. Da die, an der Verbindungsleitung angebrachte, Verriegelungen den Reinigungs- und Sterilisationsprozeß ebenfalls zu durchlaufen haben, ist die Langzeit­ stabilität solcher Verriegelungen begrenzt.

Eine andere bekannte Lösung zur Behebung dieses Problems ist die Überwachung von Beatmungsparametern, vorzugsweise Atemwegsdruck und -flow, um ein unbeabsichtigtes Lösen einer Verbindung zwischen Atemsystem und Grundgerät durch Interpretation typischer Druck- und Flowwerte zu erkennen und den Benutzer zu alarmieren.

Bei dieser Lösung muß allerdings zunächst eine Diskonnektion einer solchen Verbindung über eine gewisse Zeit vorliegen, um den Alarm auszulösen. Das wiederum verkürzt die Reaktionszeit des Benutzers und stellt daher bereits einen Fehlerfall mit einem erheblichen Risiko dar.

Aufgabenstellung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mittels einer geeigneten Vorrichtung elektrische und pneumatische Verbindungen zwischen Atemsystem und Grundgerät herzustellen und durch eine geeignete Verriegelung diese Verbindungen gegen unbeabsichtigtes Lösen zu sichern.

Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Verbindungen soweit als möglich durch Integration innerhalb einer größeren Baugruppe zu reduzieren.

Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, alle Verbindungen des Atemsystem gleichzeitig und in nur einem Betätigungsvorgang herzustellen.

Als weitere Aufgabe soll die Handhabung eines solchen Atemsystems vereinfacht werden, insbesondere das paßgenaue An- und Abkoppeln.

Zusätzlich muß die Vorrichtung gegen unbeabsichtigtes Betätigen gesichert werden, um während des normalen Geräteeinsatzes kein Lösen der Verbindungen zu ermöglichen.

Das Lösen der Verbindung soll ausschließlich in einem inaktivem Modus des Gerätes ermöglicht werden.

Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Ankoppeln im inaktiven Modus des Gerätes automatisieren zu können.

Lösung

In der folgenden Beschreibung wird Bezug genommen auf die Darstellung in Fig. 1 und Fig. 2.

Das Atemsystem 1 ist konstruktiv so ausgelegt, daß Atemsystemkomponenten 3, wie Ein- und Ausatemventile, Überdruckventile etc. in ihm bereits integriert sind und dadurch diese internen Verbindungen entfallen.

Die Anschlüsse zum Patienten 4 befinden sich an nur einer Seite des Atemsystems 1, während alle Anschlüsse zum Grundgerät hin sich auf der gegenüberliegenden Seite befinden. Pneumatische Anschlüsse 5 und 6 sind so ausgebildet, das die Aufnahmebuchse 5 sich jeweils im Atemsystem 1 befindet, während der Stecker 6 sich jeweils am Grundgerät befindet.

Bei den elektrischen Verbindungen 7 und 8 ist ebenfalls die Buchse 7 im Atemsystem 1 und der Stecker 8 im Grundgerät untergebracht.

Im Grundgerät ist eine Ankoppeleinrichtung 2 eingesetzt, die die Stecker für die Pneumatikverbindungen 6 und die Elektroverbindungen 8 trägt und von dort aus innerhalb des Grundgerätes weiterleitet.

Die Pneumatikstecker 6 sind fluchtend auf die korrespondierenden Pneumatik- Buchsen 5 ausgelegt. Ebenso sind die Elektrostecker 8 fluchtend auf die korrespondierenden Elektrobuchsen 7 ausgerichtet.

Ein elektrischer Motor 9 mit einem angeflanschten Untersetzungsgetriebe 10 trägt am Ausgang des Getriebes eine Spindel 11 die aus der Ankoppeleinrichtung 2 herausragt. Das Atemsystem 1 besitzt eine, zur Spindel 11 passende, Mutter 12, die im Atemsystem fest verankert ist. Innerhalb des Atemsystems 1 ist fluchtend hinter der Mutter 12 ein Auslaufraum 14 für die Spindel vorgesehen.

Führungsschienen 13, die an der Ankoppeleinrichtung 2 angebracht sind, ermöglichen dem Bediener das Aufsetzen des Atemsystems 1 auf diese Schienen 13 während des Ankoppelvorgangs und entlasten den Bediener vom Halten des Gewichts. Anstelle von Führungsschienen 13 kann auch ein Schlitten mit gleicher Funktion eingesetzt werden.

Wird das Atemsystem 1 auf die Führungsschienen 13 aufgesetzt und in Richtung des Grundgeräts und der dort angebrachten Ankoppelvorrichtung 2 eingeschoben, so wird der federbelastete Kontaktstab 15 des elektrischen Schalters 16 betätigt und löst damit den Ankoppelvorgang in der Steuerlogik 19 aus. Der Kontaktstab 15 des Schalters 16 ist so ausgerichtet, daß das Atemsystem 1 diesen betätigt, wenn die Spindel 11 gerade eben in die Mutter 12 eingreifen kann.

Der Motor 9 wird nun so mit Versorgungsspannung durch die Steuerlogik 19 versorgt, daß sich die Spindel in Anziehrichtung dreht. Die Spindel 11 greift in die Mutter 12 ein und zieht das Atemsystem auf die Ankoppeleinrichtung 2 zu. Während dieses Vorgangs kann die, durch die Mutter 12 hindurchgreifende Spindel 11 in den Hohlraum 14 hinter der Mutter gleiten.

Ist das Atemsystem 1 so weit zur Ankoppeleinrichtung 2 hingezogen worden, daß das Atemsystem 1 den federbelasteten Kontaktstab 17 des elektrischen Schalters 18 betätigt, wird der Motor gestoppt durch Abschalten der Versorgungsspannung. Gleichzeitig schließt die Steuerlogik 19 die Motorwicklung kurz, um das Atemsystem innerhalb der Ankoppeleinrichtung zu verriegeln, wobei die hohe Untersetzung des Getriebes 10 genutzt wird, um ausreichende Haltekräfte für die Verriegelungsfunktion aufzubauen.

Zum Entriegeln oder Abkoppeln des Atemsystems 1 wird durch einen separaten, elektrischen Schalter 20, oder einen, durch eine Logik angesteuerten, elektronischen Schalter, der Wicklungskurzschluß des Motors 9 aufgehoben durch die Steuerlogik 19 und der Motor so mit Versorgungsspannung versorgt, daß sich die Laufrichtung des Motors 9 umkehrt.

Die Spindel 11 drückt nun das Atemsystem über die, dort befestigte, Mutter 12 aus der Ankoppelvorrichtung 2 heraus und öffnet dabei alle pneumatischen Verbindungen 5 und 6, sowie alle elektrischen Verbindungen 7 und 8.

Um den Abkoppelvorgang keinesfalls während des regulären Beatmungsbetriebs des Geräts zu ermöglichen, was zu einem Ausfall der gesamten Beatmungsfunktion führen würde, ist der Schalter 20 entweder mit dem Betriebsartenwahlschalter des Grundgerätes, derart verknüpft, das der Schalter 20 nur betätigt werden kann, wenn sich das Grundgerät nicht in einem Beatmungsmodus befindet, oder wird eine Inhibierungssignal von der Grundgerätelogik des Beatmers in die Steuerlogik 19 des Motors 9 geleitet, wenn das Grundgerät sich in einem Beatmungsmodus befindet.

Der Abkoppelvorgang wird beendet entweder, indem nach einer festeingestellten Zeit die Steuerlogik 19 den Motor 9 abschaltet, oder indem der Schalter 16 die Entlastung des Kontaktstabes 15 an die Steuerlogik 19 meldet und diese den Motor 9 abschaltet.

Während und nach dem Abkoppelvorgang gleitet und ruht das Atemsystem 1 auf den Führungsscheinen 13 oder dem Führungsschlitten, bis der Bediener das Atemsystem daraus entnimmt.

Claims (14)

1. Vorrichtung zum automatischen An- und Abkoppeln von Atemsystemen an Beatmungs- oder Anästhesiegeräten, bei der alle elektrische und pneumatische Verbindungen zwischen Atemsystem und Grundgerät während des Ankoppelns hergestellt, nach erfolgter Ankopplung durch eine Verriegelung gesichert und beim Abkoppeln wieder gelöst werden, dadurch gekennzeichnet daß:
verschiedene, typische Einzelbaugruppen eines Atemsystems, vorzugsweise Ein- und Ausatemventile und Atemwegsdruckbegrenzungsventile, in einer größeren Baugruppe integriert und mit gemeinsamen Verbindungen innerhalb der größeren Baugruppe verbunden sind.

2. Die herzustellenden Verbindungen zwischen Atemsystem und Grundgerät an nur einer Seite des Atemsystems angeordnet sind.

3. Die Verbindungen zwischen Atemsystem und Patient an der, den Verbindungen zum Grundgerät gegenüberliegenden, Seite angeordnet sind.

4. Die elektrischen und pneumatischen Verbindungen zwischen Atemsystem und Grundgerät mittels selbstzentrierender Verbindungen hergestellt werden, die im Atemsystem und im Grundgerät aufeinander ausgerichtet sind.

5. Die Ankopplung mittels eines, im Grundgerät angeordneten, elektrischen Motors, vorzugsweise unter Einsatz eines Untersetzungsgetriebes, mittels einer am Getriebe angeordneten Spindel und einer, im Atemsystem verankerten, Mutter erfolgt.

6. Die Ankopplung mittels eines, im Grundgerät angeordneten, elektrischen Motors, vorzugsweise unter Einsatz eines Untersetzungsgetriebes, mittels einer am Getriebe angeordneten Mutter und einer, im Atemsystem verankerten, Spindel erfolgt.

7. Der Ankopplungsvorganges mittels eines, im Grundgerät angeordneten und durch das eingesetzte Atemsystem betätigten, Schalters ausgelöst wird.

8. Der Ankopplungsvorgang mittels eines zweiten, im Grundgerät angeordneten und durch das, in seiner Endposition befindliche, Atemsystem betätigten, Schalters beendet wird.

9. Die Verriegelung aller elektrischen und pneumatischen Verbindungen durch die Verriegelung des gesamten, angekoppelten Atemsystems mittels elektrischer Blockade des Einzugsmotors durch einen Kurzschluß der Antriebswicklung erreicht wird.

10. Der Abkoppelvorgang durch Umkehren der Laufrichtung des elektrischen Motors erfolgt.

11. Der Abkoppelvorgang durch einen Schalter ausgelöst wird, der nur bei inaktivem Beatmungsgerät mit der notwendigen Spannung versorgt wird.

12. Der Abkoppelvorgang durch einen Befehl, der einen elektronischen Schalter betätigt, ausgelöst wird, der nur bei inaktivem Beatmungsmodus des Geräts freigegeben ist.

13. Zur leichteren Handhabung des An- und Abkoppelvorganges das Atemsystem auf Führungsschienen innerhalb des Grundgerätes aufliegt.

14. Zur leichteren Handhabung des An- und Abkoppelvorganges das Atemsystem auf einem Führungsschlitten innerhalb des Grundgerätes aufliegt.