DE19850770C1

DE19850770C1 - Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Beatmungsgerätes

Info

Publication number: DE19850770C1
Application number: DE19850770A
Authority: DE
Inventors: Dieter Weismann; Michael Rehfeldt
Original assignee: Draeger Medical GmbH
Current assignee: Draeger Medical GmbH
Priority date: 1998-11-04
Filing date: 1998-11-04
Publication date: 2000-01-27
Anticipated expiration: 2018-11-05
Also published as: US6260550B1

Abstract

Ein Beatmungsgerät mit einer an eine Gaszufuhreinrichtung (2) angeschlossenen Einatemleitung (5) und einer mit einer Ausatemeinrichtung (3) verbundenen Ausatemleitung (7), einem die Einatemleitung (5) mit der Ausatemleitung (7) verbindenden Y-Stück (8) und einem vom Y-Stück (8) abgehenden Patientenanschluß (9) soll derart verbessert werden, daß eine teilweise Rückatmung von CO¶2¶-haltiger Ausatemluft auf einfache Art ermöglicht ist. Die Lösung der Aufgabe erfolgt dadurch, daß zwischen der Einatemleitung (5) und der Gaszufuhreinrichtung (2) sowie zwischen der Ausatemleitung (7) und der Ausatemeinrichtung (3) eine Umschalteinrichtung (4) vorgesehen ist, die derart bemessen ist, daß in einer ersten Schaltstellung die Strömungsverbindung zwischen der Einatemleitung (5) und der Gaszufuhreinrichtung (2) und der Ausatemleitung (7) und der Ausatemeinrichtung (3) hergestellt ist und in einer zweiten Schaltstellung zumindest eine Strömungsverbindung zwischen der Gaszufuhreinrichtung (2) und der Ausatemleitung (7) besteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zur Steuerung eines Beatmungs gerätes mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 3.

Ein Beatmungsgerät der genannten Art ist aus der DE 195 16 536 A1 bekanntgeworden. Das bekannte Beatmungsgerät wird für druck- und volumenkontrollierte Beatmungsformen verwendet, wobei die Atemhübe entweder durch eine Zeitsteuerung oder durch Spontanatemtätigkeit des Patienten ausgelöst werden. In der Beatmungstherapie, beziehungsweise in der Beatmungsdiagnostik, besteht öfters die Notwendigkeit, den CO₂- Pegel im Blut anzuheben, um dadurch die Atmung anzuregen. Die CO₂- Anreicherung kann beispielsweise durch teilweise Rückatmung des zuvor ausgeatmeten Gases erreicht werden. Durch gezielte CO₂-Rückatmung läßt sich auch auf nicht-invasive Weise der pulmonale Blutfluß bestimmen.

Der CO₂-Gehalt in der Einatemluft läßt sich durch ein in die Atemgasleitung eingeschaltetes Zusatzvolumen in Patientennähe beeinflussen, durch das der Totraum in der Atemgasleitung vergrößert wird. Eine derartige Vor richtung zur Vergrößerung des Totraumes ist aus der DE 25 07 981 bekannt. Nachteilig bei dem bekannten Totraumvergrößerer ist, daß er in der Nähe des Patientenanschlusses angebracht werden muß und wegen seines vergleichs weise großen Bauvolumens für Routineanwendungen nicht einsetzbar ist. Da die Beatmung üblicherweise mit bis zur Sättigung mit Wasserdampf angereichertem Atemgas durchgeführt wird, fällt in dem Totraumvolumen eine große Menge an Kondensat an, das ständig entsorgt werden muß.

Bei der aus der WO 98/12963 bekannten Vorrichtung wird der Leitungszug zwischen dem Y-Stück und dem Patientenanschluß in zwei Stränge aufgeteilt, zwischen denen mittels eines 3/2-Wege-Ventils umgeschaltet werden kann, wobei einer der Stränge einen größeren Totraum für die Rückatmung aufweist als der andere Strang. Auch bei dieser Anordnung besteht der Nachteil, daß sich das zusätzliche Totraumvolumen in der Nähe des Patientenanschlusses befindet mit den damit verbundenen Handhabungs- und Kondensatproblemen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Beatmungsgerät der genannten Art derart zu verbessern, daß eine teilweise Rückatmung von CO₂-haltiger Ausatemluft auf einfache Art ermöglicht ist und ein Verfahren zur Steuerung des Beatmungsgerätes anzugeben.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung des Beatmungsgerätes wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 ausgeführt.

Der Vorteil der Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß zwischen der Einatemleitung, der Ausatemleitung und dem Beatmungsgerät eine Umschalt einrichtung vorgesehen ist, durch die der Atemgasfluß während der Einatem periode in die Ausatemleitung umgelenkt werden kann, so daß der Patient neben frischem Atemgas auch einen Teil des zuvor ausgeatmeten, CO₂-haltigen Atem gases einatmet. Der Umfang der CO₂-Anreicherung ergibt sich aus dem von der Ausatemleitung eingeschlossenen Volumen. Dieses Volumen kann durch Aus wahl bestimmter Schlauchlängen und Schlauchdurchmesser sowie durch ein Zusatzvolumen verändert werden.

Die Umschalteinrichtung kann als separate Komponente zwischen dem Be atmungsgerät und den Atemleitungen angeordnet sein. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, die Umschalteinrichtung direkt in das Beatmungsgerät zu inte grieren. Auf diese Weise wird auch für den Anwender keine von außen erkenn bare Veränderung an den Geräteanschlüssen für die Ausatemleitung und die Einatemleitung vorgenommen. Durch Umlenkung des Einatemgases in die Ausatemleitung bei gleichzeitiger Ausnutzung des in der Ausatemleitung befindlichen Gasvolumens für den nächsten Einatemhub, werden keine Zu satzkomponenten zur Totraumvergrößerung in der Nähe des Patienten be nötigt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Unteranspruch ange geben.

Besonders vorteilhaft ist es, die Umschalteinrichtung derart anzusteuern, daß die zweite Schaltstellung, in der die Gaszufuhreinrichtung mit der Ausatem leitung verbunden ist, nur während eines bestimmten Zeitintervalles der Ein atemperiode eingeschaltet wird. Auf diese Weise kann das Volumen des rückgeatmeten Gases und damit die eingeatmete CO₂-Konzentration variiert werden. Für den Rest der Einatemphase befindet sich die Umschalt einrichtung in der ersten Schaltstellung, in der die Gaszufuhreinrichtung mit der Einatemleitung verbunden ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt und im folgenden näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Beatmungsgerät mit einer Umschalt einrichtung, welche sich in einer Schaltstellung ohne CO₂-Anreicherung befindet,

Fig. 2 das Beatmungsgerät nach der Fig. 1 mit einer Schaltstellung der Umschalteinrichtung für CO₂-Anreicherung.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Beatmungsgerät 1 mit einer Gaszufuhrein richtung 2 und einer Ausatemeinrichtung 3, einer mit der Gaszufuhrein richtung 2 und der Ausatemeinrichtug 3 verbundenen Umschaltein richtung 4, einer Einatemleitung 5 mit einem Anfeuchter 6 und einer Aus atemleitung 7, wobei die Einatemleitung 5 und die Ausatemleitung 7 über ein Y-Stück 8 mit einem Patientenanschluß 9 verbunden sind. In einer in der Fig. 1 gezeigten ersten Schaltstellung der Umschalteinrichtung 4 sind die Einatemleitung 5 mit der Gaszufuhreinrichtung 2 und die Ausatemleitung 7 mit der Ausatemeinrichtung 3 verbunden. Ein am Patientenanschluß 9 be findlicher Patient 10 bezieht das Einatemgas über die Einatemleitung 5 und den Anfeuchter 6 aus der an eine Gasquelle 14 angeschlossenen Gas zufuhreinrichtung 2, und die Ausatmung erfolgt über die Ausatemleitung 7 und die Ausatemeinrichtung 3. Die Umschalteinrichtung 4 besitzt Ventilöffnungen 11, 12 im Leitungszug zwischen der Gaszufuhreinrichtung 2 und der Einatemleitung 5, während sich eine Ventilöffnung 13 im Leitungszug zwischen der Ausatemeinrichtung 3 und der Ausatemleitung 7 befindet. In der in der Fig. 1 gezeigten ersten Schaltstellung der Umschalteinrichtung 4 sind die Ventilöffnungen 11, 12 miteinander verbunden, während die Ventilöffnung 13 abgesperrt ist.

Fig. 2 veranschaulicht eine zweite Schaltstellung der Umschalteinrichtung 4, bei der ein Teil des zuvor ausgeatmeten Gases beim nächsten Einatemhub wieder eingeatmet wird. Hierzu werden die Ventilöffnungen 11, 13 zu Beginn eines neuen Einatemhubes miteinander verbunden, so daß das von der Gas zufuhreinrichtung 2 gelieferte Atemgas über den Ausatemschlauch 7, das Y-Stück 8 und den Patientenanschluß 9 zum Patienten 10 gelangt. Die Ventilöffnung 12 ist in der zweiten Schaltstellung der Umschalteinrichtung 4 verschlossen.

Während der Ausatemphase fließt das Atemgas über die Ausatemleitung 7 zur Ausatemeinrichtung 3. Soll beim nächsten Einatemhub ohne Rückatmung von Ausatemgas beatmet werden, wird die Umschalteinrichtung 4 in die erste Schaltstellung, Fig. 1, zurückgeschaltet.

Das Volumen des rückgeatmeten Gases läßt sich über die Einschaltdauer der zweiten Schaltstellung beeinflussen. Wird beispielsweise die zweite Schalt stellung nur während eines Teils des Einatemintervalles eingeschaltet, dann verringert sich entsprechend das eingeatmete Rückatemvolumen. Das maximal erzielbare Rückatemvolumen liegt vor, wenn die zweite Schalt stellung während des gesamten Einatemintervalles vorliegt.

Claims

1. Beatmungsgerät mit einer an eine Gaszufuhreinrichtung (2) ange schlossenen Einatemleitung (5) und einer mit einer Ausatemeinrich tung (3) verbundenen Ausatemleitung (7), einem die Einatemleitung (5) mit der Ausatemleitung (7) verbindenden Y-Stück (8) und einem vom Y-Stück (8) abgehenden Patientenanschluß (9), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Einatemleitung (5) und der Gas zufuhreinrichtung (2), sowie zwischen der Ausatemleitung (7) und der Ausatemeinrichtung (3) eine Umschalteinrichtung (4) vorgesehen ist, die derart bemessen ist, daß in einer ersten Schaltstellung die Strömungsverbindung zwischen der Einatemleitung (5) und der Gaszufuhr einrichtung (2) sowie der Ausatemleitung (7) und der Ausatemein richtung (3) hergestellt ist, und daß in einer zweiten Schaltstellung zu mindestens eine Strömungsverbindung zwischen der Gaszufuhrein richtung (2) und der Ausatemleitung (7) vorliegt, wobei der Gasfluß durch die Einatemleitung (5) in der zweiten Schaltstellung unterbunden ist.

2. Beatmungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalteinrichtung (4) derart angesteuert wird, daß die zweite Schaltstellung zumindestens während eines Zeitintervalles der Ein atemperiode vorliegt.

3. Verfahren zur Steuerung eines Beatmungsgerätes, welches zwischen einer Gaszufuhreinrichtung (2) und einer Einatemleitung (5) sowie einer Ausatemleitung (7) und einer Ausatemeinrichtung (3) eine Umschalteinrichtung (4) besitzt, gekennzeichnet durch die Schritte, die Umschalteinrichtung (4) in einer ersten Betriebsart derart anzu steuern, daß eine Strömungsverbindung zwischen der Einatem leitung (5) und der Gaszufuhreinrichtung (2) sowie der Ausatem leitung (7) und der Ausatemeinrichtung (3) besteht und, in einer zweiten Betriebsart, die Umschalteinrichtung (4) derart zu betätigen, daß die Ausatemleitung (7) mit der Gaszufuhreinrichtung (2) verbunden ist, wobei der Gasfluß in der Einatemleitung (5) in der zweiten Betriebsart abgesperrt ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, die zweite Betriebsart während einer vorbestimmten Zeitdauer der Einatemphase einzuschalten.