DE19931807C1

DE19931807C1 - Beatmungsvorrichtung mit einem Überdruckventil

Info

Publication number: DE19931807C1
Application number: DE19931807A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Eifrig
Original assignee: Draeger Medical GmbH
Current assignee: Draeger Medical GmbH
Priority date: 1999-07-08
Filing date: 1999-07-08
Publication date: 2000-09-07
Anticipated expiration: 2019-07-09
Also published as: FR2795966A1; FR2795966B1; US6244267B1

Abstract

Eine Beatmungsvorrichtung mit einer Einatemleitung (3), einer Ausatemleitung (5) mit einem Ausatemventil (6), einer Druckmeßeinrichtung (8) zur Messung des Atemwegdruckes und mit einem, zumindest mit dem Ausatemventil (6) verbundenen Schaltkreis (7) zur Steuerung der Atemphasen soll derart verbessert werden, daß ein schneller Druckabbau in den Atemgasleitungen (3, 5) zu jeder Zeit möglich ist. Die Lösung der Aufgabe erfolgt dadurch, daß in der Einatemleitung (3) ein Steuerventil (10) mit einem Steuerdruckraum (15) und einem zur Umgebung durch ein Ventilelement (14) öffenbaren Abströmkanal (19) vorgesehen ist, daß eine von der Einatemleitung (3) abzweigende, mit dem Steuerdruckraum (15) verbindbare Steuerdruckleitung (16) vorhanden ist und daß im Leitungszug der Steuerdruckleitung (16) ein Umschaltventil (17) mit einer Entlüftungsleitung (18) angeordnet ist, durch welches eine Strömungsverbindung zwischen dem Steuerdruckraum (15) und der Entlüftungsleitung (18) herstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beatmungsvorrichtung mit den Merkmalen des Ober begriffs des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 195 16 536 C2 ist ein Beatmungsgerät mit einer Einatemleitung, einer Ausatemleitung, einer Dosiereinrichtung für Einatemgas sowie einem ansteuer baren Ausatemventil bekannt, mit dem sowohl eine volumenkontrollierte als auch druckkontrollierte Beatmung ausgeführt werden kann. Während der Beatmung werden sowohl der Atemgasfluß als auch der Atemgasdruck überwacht. Als Sicherheits- und Überwachungseinrichtungen sind üblicherweise eine Stenose- und Diskonnektions-Alarmvorrichtung sowie ein Überdruckventil vorhanden. Das Überdruckventil dient dazu, Drucküberschreitungen während der Einatemphase abzubauen und auf einen vorbestimmten Grenzwert zu begrenzen. Ein Druck begrenzungsventil der genannten Art ist beispielhaft in der DE 28 01 546 C2 gezeigt.

Ein zu hoher Beatmungsdruck kann unterschiedliche Ursachen haben. So ist beispielsweise entweder der Atemgasfluß zu hoch eingestellt, oder der zum Patienten führende Einatemschlauch ist abgeknickt. Es sind aber auch Anwendungsfälle denkbar, bei denen eine schnelle Druckentlastung der atemgasführenden Komponenten vorgenommen werden muß, zum Beispiel bei plötzlich einsetzender Spontanatemtätigkeit oder bei Hustenstößen. In diesen Fällen ist eine Überdruckbegrenzung allein nicht ausreichend. Auf der anderen Seite muß auch sichergestellt sein, daß der Patient zu jeder Zeit ausatmen kann. Bei einem teilweise oder auch vollständig abgeknickten Ausatemschlauch ist eine Ausatmung über das Ausatemventil nicht mehr möglich, und das Überdruckventil bleibt bis zum Erreichen des eingestellten Maximaldruckes geschlossen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Beatmungsvorrichtung der genannten Art derart zu verbessern, daß ein schneller Druckabbau in den zum Patienten führenden Atemgasleitungen hergestellt werden kann.

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

Der Vorteil der Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß durch das in der Einatemleitung angeordnete Steuerventil eine schnelle Druckentlastung der Atemgas führenden Komponenten sowohl bei hohem Einatemdruck als auch bei erhöhtem Ausatemwiderstand, zum Beispiel infolge einer abgeknickten Ausatem leitung, möglich ist. Überschreitungen zulässiger Druckgrenzen können aber auch durch eine Spontanatemtätigkeit des Patienten verursacht werden. Durch das Öffnen des Steuerventils hat der Patient zu jeder Zeit der Einatemphase und der Ausatemphase die Möglichkeit, direkt über das Steuerventil das Ausatemgas in die Umgebung abzulassen oder Einatemgas über das Steuerventil zu beziehen. Als Steuerventile eignen sich besonders gut Membranventile, bei denen das Ventilelement als eine elastische Membran ausgebildet ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Besonders vorteilhaft ist es, die Druckmeßeinrichtung an einen Grenzwertgeber anzuschließen, welcher den momentan gemessenen Atemwegdruck p mit einem Grenzdruck p_g vergleicht und bei einer Grenzwertüberschreitung ein Umschaltsignal an das Umschaltventil abgibt. Durch das Umschaltsignal wird das Umschaltventil derart angesteuert, daß eine Strömungsverbindung zwischen dem Steuerdruckraum und der Entlüftungsleitung herstellt wird, wodurch der Druck im Steuerdruckraum auf das Umgebungsdruckniveau abgesenkt wird und das Steuerventil öffnet.

Eine besonders gute Drucküberwachung ist möglich, wenn während der Einatemphase und der Ausatemphase unterschiedliche Grenzwerte p_g1 und p_g2 als Grenzdruck p_g vorgegeben sind.

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

Die einzige Figur zeigt schematisch eine Beatmungsvorrichtung 1, bei welcher eine Atemgasdosiereinrichtung 2 Atemgas über eine Einatemleitung 3 zu einem Patienten 4 fördert und ausgeatmetes Atemgas über eine Ausatemleitung 5 und ein Ausatemventil 6 abgeleitet wird. Die Atemphasen werden von einem logischen Schaltkreis 7 gesteuert, der sowohl mit der Atemgasdosiereinrichtung 2 als auch mit dem Ausatemventil 6 verbunden ist. Während der Einatemphase ist das Ausatemventil 6 geschlossen, so daß sich in der Einatemleitung 3 der Einatemdruck aufbauen kann, der mittels einer an der Einatemleitung 3 befindlichen Druckmeßeinrichtung 8 gemessen wird. In der Einatemleitung 3 befindet sich ferner, strömungsabwärts eines Rückschlagventils 9, ein Steuerventil 10, welches aus einem von der Einatemleitung 3 abzweigenden Ventilkanal 11 mit Ventilsitz 12 und einer auf dem Ventilsitz 12 aufliegenden, durch eine Feder 13 angedrückten Membran 14 besteht. Auf der dem Ventilkanal 11 abgewandten Seite der Membran 14 befindet sich ein Steuerdruckraum 15. Der Steuerdruckraum 15 ist über eine Steuerdruckleitung 16 und ein Umschaltventil 17 mit der Einatemleitung 3 verbunden. Über die Steuerdruckleitung 16 wird der Steuerdruckraum 15 mit dem Beatmungsdruck beaufschlagt, und die Membran 14 gegen den Ventilsitz 12 gedrückt. Von dem Umschaltventil 17 zweigt eine Entlüftungsleitung 18 ab, die in einer ersten Schaltstellung des Umschaltventils 17 verschlossen ist und in einer zweiten Schaltstellung des Umschaltventils 17 über die Steuerdruckleitung 16 mit dem Steuerdruckraum 15 verbunden ist, so daß der Druck im Steuerdruckraum 15 auf das Umgebungsdruckniveau abgesenkt wird und sich die Membran 14 vom Ventilsitz 12 abhebt. Über den Ventilsitz 12 und einen Abströmkanal 19 kann das in der Einatemleitung 3 und im Patienten 4 befindliche Atemgas bei druckentlasteter Membran 14 zur Umgebung abströmen.

Das Umschaltventil 17 wird von einem Grenzwertgeber 20 angesteuert, der mit der Druckmeßeinrichtung 8 verbunden ist, welche den momentan in der Einatem leitung 3 herrschenden Druck p mit einem Grenzdruck p_g vergleicht und bei einer Überschreitung des Grenzdruckes p_g ein Steuersignal an das Umschaltventil 17 abgibt. Durch das Steuersignal wird die Strömungsverbindung zwischen dem Steuerdruckraum 15 und der Entlüftungsleitung 18 hergestellt. Der Grenzwert geber 20 ist mit dem Schaltkreis 7 über eine Signalleitung 21 verbunden, durch welche der Grenzwertgeber 20 aktiviert oder deaktiviert werden kann und Vor gabewerte für den Grenzdruck p_g erhält.

Die erfindungsgemäße Beatmungsvorrichtung 1 arbeitet folgendermaßen:

Während der Einatemphase wird in der Einatemleitung 3 der Einatemdruck auf gebaut, so daß das von der Atemgasdosiereinheit 2 gelieferte Atemgasvolumen in die Lunge des Patienten 4 gefördert wird. An dem Schaltkreis 7 ist als maximaler Einatemdruck der Grenzdruck p_g1 eingestellt, der über die Signalleitung 21 an den Grenzwertgeber 20 übertragen wird. Solange der momentane Einatemdruck p kleiner als P_g1 ist, befindet sich das Umschaltventil 17 in einer Schaltstellung, bei der der Steuerdruckraum 15 über die Steuerdruckleitung 16 mit der Einatemleitung 3 verbunden ist, so daß der Ventilkanal 11 durch die Membran 14 verschlossen ist. Überschreitet der Atemdruck p den Grenzwert p_g1, erhält das Umschaltventil 17 von dem Grenzwertgeber 20 ein Steuersignal, durch welches der Steuerdruckraum 15 mit der Entlüftungsleitung 18 verbunden und der Druck im Steuerdruckraum 15 auf das Umgebungsdruckniveau abgesenkt wird. Die Membran 14 hebt dann von dem Ventilkrater 12 ab, und das in der Einatemleitung 3 befindliche Atemgas kann über den Abströmkanal 19 entweichen. Der Patient 4 kann bei geöffnetem Steuerventil 10 auch über die Abströmöffnung 19 das für die Spontanatemtätigkeit notwendige Atemgas beziehen.

Während der Ausatemphase wird zunächst die Atemgaszufuhr durch die Atem gasdosiereinheit 2 unterbrochen und das Ausatemventil 6 geöffnet. Das Ausatem ventil 6 begrenzt den Ausatemdruck auf den sogenannten endexspiratorischen Druck. Dieser Wert wird während der Ausatemphase als zweiter Grenzwert p_g2 über den Schaltkreis 7 und die Signalleitung 21 in den Grenzwertgeber 20 eingegeben und dort ein Vergleich mit dem momentanen Ausatemdruck p durchgeführt. Bei einer Grenzwertüberschreitung, die beispielsweise durch einen abgeknickten Ausatemschlauch 5 entstehen kann, schaltet das Umschaltventil 17 in die zweite Schaltstellung, und die Entlüftungsleitung 18 befindet sich in Strömungsverbindung mit dem Steuerdruckraum 15, so daß das Steuerventil 10 öffnet und der Patient 4 über den Ventilkanal 11 und die Abströmöffnung 19 ausatmen kann. Durch die individuellen Grenzwertvorgaben während der Einatemphase und der Ausatemphase und das Öffnen des Steuerventils 10 bei einer Grenzwertüberschreitung, ist eine verbesserte Überwachung der Beatmung und eine sofortige Druckentlastung der Einatemleitung 3 und Ausatemleitung 5 während der gesamten Atemphase möglich.

Claims

1. Beatmungsvorrichtung mit einer Einatemleitung (3), einer Ausatemleitung (5) mit einem Ausatemventil (6), einer Druckmeßeinrichtung (8) zur Messung des Atemwegdruckes p und mit einem, zumindestens mit dem Ausatemventil (6) verbundenen Schaltkreis (7) zur Steuerung der Atemphasen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Einatemleitung (3) ein Steuerventil (10) mit einem Steuerdruckraum (15) und einem zur Umgebung durch ein Ventilelement (14) öffenbaren Abströmkanal (19) vorgesehen ist, daß eine von der Einatemleitung (3) abzweigende, mit dem Steuerdruckraum (15) verbindbare Steuerdruckleitung (16) vorhanden ist und daß im Leitungszug der Steuerdruckleitung (16) ein Umschaltventil (17) mit einer Entlüftungsleitung (18) angeordnet ist, durch welches eine Strömungsverbindung zwischen dem Steuerdruckraum (15) und der Entlüftungsleitung (18) herstellbar ist.

2. Beatmungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmeßeinrichtung (8) an einen Grenzwertgeber (20) angeschlossen ist, welcher bei einer Grenzwertüberschreitung des Atemwegdruckes p, p größer gleich p_g, zur Abgabe eines Umschaltsignales an das Umschaltventil (17) in der Weise ausgebildet ist, daß eine Strömungsverbindung zwischen dem Steuerdruckraum (15) und der Entlüftungsleitung (18) hergestellt wird.

3. Beatmungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Grenzwertgeber (20) während der Einatemphase und der Ausatemphase unterschiedliche Grenzwerte p_g1, p_g2 vorliegen.