DE202007019350U1

DE202007019350U1 - Systeme zum Absenken des Ausatmungsdrucks in einem Maskensystem

Info

Publication number: DE202007019350U1
Application number: DE202007019350U
Authority: DE
Original assignee: Resmed Pty Ltd
Current assignee: Resmed Pty Ltd
Priority date: 2006-09-07
Filing date: 2007-09-06
Publication date: 2012-01-26
Anticipated expiration: 2017-09-07
Also published as: US20100043796A1; EP2063944A1; US9259547B2; WO2008028228A1

Abstract

Vorrichtung zum Verbessern des Patientenkomforts während einer CPAP-Therapie, mit einer Ventilationsanordnung, die ausgelegt ist, den Ausatmungsdruck abzusenken.

Description

Querverweis zu verwandten Anmeldungen
Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität von den vorläufigen australischen Patentanmeldungen Nr. 2006904898 , 2006905948 und 2006906404 , die am 7. September, 26. Oktober bzw. 27 Oktober 2006 eingereicht wurden.
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zum Absenken des Ausatmungsdrucks in einem Maskensystem, das zum Zuführen eines unter Druck stehenden Flusses eines atembaren Gases zu einem Patienten verwendet wird.
Hintergrund der Erfindung
Obstruktive Schlafapnoe oder Schlafatemnot (OSA) ist eine Schlafatmungsstörung, bei der der obere Atemweg während das Schlafes kollabiert. Die meisten Patienten, bei denen OSA diagnostiziert wird, werden mit kontinuierlichem Atemwegsüberdruck (CPAP) behandelt, der als eine Luftschiene zum Offenhalten des oberen Atemweges wirkt. Dieser wird dem Patienten während des Schlafs durch einen Fluss(Flow)generator- und ein Maskensystem zugeführt.
Obgleich durch CPAP eine effektive Therapie bereitgestellt wird, sind die Akzeptanz- oder Compliance-Quoten suboptimal. Der bereitgestellte konstante Druck fühlt sich unnatürlich an, und viele Patienten haben Schwierigkeiten, gegen den Druck auszuatmen. Dadurch wird das Tidalvolumen des Patienten vermindert. Gängige ventilierte Masken können einen hohen Luftdurchfluss haben, der eine übermäßige Geräuschentwicklung, ein übermäßiger Luftfluss und ein hoher Leistungsbedarf zur Folge hat. Die gängigen Lösungen sind komplex und relativ teuer und beinhalten einen speziellen Fluss(Flow)generator, der den Druck beim Ausatmen vermindert (z. B. einen Bilevel-Flussgenerator).
Die meisten Patienten, die mit CPAP behandelt werden, sind älter. Während einige sich eine teure Therapie leisten könne, sind viele dieser Personen in Rente oder beziehen soziale Leistungen und können nur begrenzt Geld für eine Therapie aufwenden. Patienten, die dazu neigen, keine Therapie zu akzeptieren, werden weniger wahrscheinlich mehr Geld ausgeben wollen, um zusätzliche Charakteristika zu erhalten, auch wenn sie eine Zielgruppe für eine Verbesserung der Compliance-Quote wären. Patienten sind möglicherweise nicht in der Lage, sich die Technologie auf einem hohen Level zu leisten und könnten sich eine Therapie vollkommen entgehen lassen.
Ein Low-Level-Technik-Produkt wäre die effektivste Lösung, weil damit die geringsten Kosten verbunden sind, aber es die Möglichkeit hat, einen signifikanten Unterschied auszumachen. Gegenwärtig stehen keine Lösungen mit einem geringeren technologischen Level zur Fluss- oder Druckminderung oder -modifikation zur Verfügung, die Patienten für ihren herkömmlichen CPAP-Flussgenerator nutzen können.
Für OSA-Patienten sind ein paar kostengünstige Zubehörkomponenten für CPAP erhältlich. Es können Kinnbänder zum Minimieren der Mundleckage verwendet werden, die veranlasst, dass der obere Atemweg austrocknet, was der Patient als unangenehm empfindet. Kinnbänder sind für etwa 30 Dollar oder weniger erhältlich. Andere Lösungen, wie beispielsweise Nasensprays und Ohrenstöpsel, können ebenfalls hilfreich sein.
Wenn der Patient ausreichend und geeignet unterstützt und unterrichtet wird, gibt es nur zwei Modifikationen der CPAP-Therapie, bei denen sich gezeigt hat, dass sie die Compliance verbessern. Diese sind Befeuchtung und Druckminderung oder -absenkung. Diese werden als High-Tech-Lösungen betrachtet.
Es existieren verschiedenartige Geräte, die den dem Patienten zugeführten mittleren Behandlungsdruck vermindern. Einige Beispiele sind Geräte mit variablem Druck, Bilevel-Geräte, Geräte mit Ausatmungsdruckabsenkung und Beatmungsgeräte. 1 zeigt die grundsätzlichen Unterschiede, wie diese Geräte den Fluss mit der Zeit ändern oder aufrechterhalten können. Obwohl nicht dargestellt, können diese Geräte auch den Druck über die Zeit verschieden ändern oder aufrechterhalten. Die Änderungen können bezüglich verschiedenen Zeitmaßstäben auftreten.
Gegenwärtig steht keine Low-Level-Technologie zur Verfügung, die in der Lage wäre, den Druck und den Fluss auf einer atemzugsweisen Basis zu regeln, um den Atmungskomfort bei CPAP zu verbessern. Obgleich andere Ventile und Geräte als mögliche Lösungen untersucht worden sind, wurde keines gefunden, das die Probleme auf eine derartig zufriedenstellende Weise löst wie die vorliegende Erfindung.
Druckregelgeräte
2 zeigt ein gegenwärtig erhältliches Gerät des Typs SoftX^TM von Invacare Corporation. Das Gerät SoftX^TM weist das CPAP-Gerät Polaris EX^TM von Invacare auf. Das Gerät SoftX^TM ist kein wahres Beispiel eines Low-Level-Technologie-Geräts, sondern überbrückt die Lücke zwischen einem High-Level-Technologie-Gerät und einem Low-Level-Technologie-Gerät. Es verwendet eine Kombination von elektronischen und mechanischen Lösungen, indem ein Druckaufnehmer zum Erfassen des Drucks und zum Öffnen eines Ventils zum Ablenken des Flusses verwendet wird.
Das Gerät SoftX^TM stellt keine Druckabsenkung bereit, sondern lediglich eine Druckwechselabschwächung, wie in 3 dargestellt ist. Außerdem vermindert das Gerät SoftX^TM keine Druckspitzen, sondern lediglich die Dauer der Spitzen. Es gibt keinerlei Hinweis darauf, dass Druckwechselabschwächungen zum wesentlichen Verbessern der Compliance ausreichend sind. Tatsächlich gibt es sehr wenig Information über die Wirkung von Druckwechselabschwächungen auf die Compliance.
Ein anderes Beispiel eines Druckregelgeräts ist im US-Patent Nr. 7036506 des Bevollmächtigten der vorliegenden Patentanmeldung beschrieben. Dieses Patent beschreibt ein Gerät zum Steuern des Drucks oder der Durchflussrate der einem Patienten während einer CPAP-Behandlung zugeführten Luft mit verminderter Geräuschentwicklung, verminderten Flussschwankungen und geringerer Ansprechzeit. Der Durchfluss wird unabhängig von der Position eines Flügel- oder Lamellenelements niemals auf einen über einen vorgegebenen Wort hinausgehenden Wert begrenzt. Das Gerät ist nützlich, weil frühere Geräte den Fluss gedrosselt und somit veranlasst haben, dass der Motor abgewürgt und langsam wird, um dann erneut zu starten. Wenn der Patient ausatmet, wird der Fluss unterbrochen, so dass der Fluss zum und vom Gebläse unterbrochen und der Motor gedrosselt wird. D. h., die Ansprechzeit der CPAP-Maschine von der Ausatmungs- zur Einatmungsphase ist verzögert. Das Gerät weist ein Flügel- oder Lamellenelement auf, das den größten Teil der Luft von der Einlassöffnung entweder zur Ausatmungsöffnung oder zur Auslassöffnung oder jeweils einen Teil der Luft zu jeder dieser Öffnungen leitet. Das Lamellenelement kann im Winkel gedreht werden, um die Luftrichtung zu den verschiedenen Öffnungen zu ändern. Auch hierbei stellt das Ventil keine wirkliche Druckabsenkung bereit, weil es den Fluss steuert und regelt.
Positive endexpiratorische Druck(PEEP)ventile
Positive endexpiratorische Druck(PEEP)ventile steuern positiven und expiratorischen Druck in Verbindung mit einem medizinischen Beatmungsgerät. So hat der Patient einen vorgegebenen maximalen positiven endexpiratorischen Druck. Das Ventil wird durch eine Feder gesteuert, die zu einer geschlossenen Position hin vorgespannt ist, um einen Ausatmungsfluss zu verhindern, bis der Schwellenwiderstand überwunden ist. Es wird eine weiche Feder zum Vorspannen einer Ventilscheibe verwendet, die eine Öffnung abdeckt, an der der geregelte Druck anliegt. Die Federspannung wird zum Einstellen des Ventilschwellendrucks über einen für eine klinische Anwendung geeigneten Bereich von 4 bis 20 cm H₂O verwendet. Bei PEEP-Ventilen sind einige Probleme dahingehend aufgetreten, dass die für die Vorspannung erforderliche Verformung der Feder relativ groß sein muss, um den medizinischen Druckbereich zu erzielen.
PEEP-Ventile sind zur Verwendung mit Sauerstoffapparaten, Beatmungsgeräten und CPAP-Systemen geeignet. Der Ausatmungsanschluss muss luftdicht sein, so dass positiver Druck während der Ausatmungsphase erhalten werden kann. PEEP-Ventile beeinflussen die inspiratorische O₂-Konzentration oder den Einatmungswiderstand des Patienten nicht. D. h., das PEEP-Ventil ist für eine Spontanatmung und eine Reanimation geeignet und kann permanent beim Patientenventil verbleiben.
PEEP-Ventile regeln einfach den Druck in einer Maske. Sie senken den Druck während des Ausatmungsvorgang nicht unter den Behandlungsdruck ab. Der Minimaldruck, den des Ventil in der Maske zulässt, ist der Behandlungsdruck, weil sie den Druck derart regeln, dass sofortige Anpassungen vorgenommen werden, so dass der Druck in der Maske stabil ist. PEEP-Ventile stellen außerdem eine sehr einfache Lösung zum Regeln des Basisdrucks dar. Die Hauptnachteile sind, dass sie laut sind und Behandlungsdruck und feuchte Luft verschwenden. Sie sind außerdem groß und nicht ästhetisch ansprechend.
Ein Beispiel eines PEEP-Ventils zur Verwendung in Verbindung mit einem medizinischen Beatmungsgerät ist im US-Patent Nr. 4823828 dargestellt. Das PEEP-Ventil weist eine einstellbare Feder zum Einstellen und Aufrechterhalten des Schwellendrucks beim Ausatmen auf. Es weist außerdem ein Durchflussregelventil auf, in dem eine Scheibenstruktur den dynamischen Druck des Ausatmungsflusses nutzt, um bei der Bereitstellung einer Steuerung und einer Feineinstellung der Ventilscheibenbewegung zu unterstützen. Dies ermöglicht die kontinuierliche Flusszufuhr sowohl während der Einatmungsals auch während der Ausatmungsphase des Atemzyklus. Das PEEP-Ventil regelt einfach den Druck und den Durchfluss, um einen konstanten Druck bereitzustellen. Das US-Patent Nr. 4823828 bezeichnet das PEEP-Ventil als ein ”Entlastungs” oder ”Überdruck”ventil, weil es Druckspitzen abschwächt. Das im US-Patent Nr. 4823828 beschriebene ”Überdruck”ventil senkt den Druck jedoch nicht unter einen Behandlungsdruck ab.
Bedarfsventile
Ein Bedarfsventil wird in Gerätetauchausrüstungen zum Zuführen eines Atemzuges an Luft unter normalem Atmosphärendruck zu einem Taucher verwendet, während er sich tief unter Wasser befindet. Dem Ventil wird über einen Niedrigdruckschlauch von einer Kammer Luft zugeführt, die als erste Stufe bezeichnet wird. Das Bedarfsventil ist auch als zweite Stufe bekannt. Wenn der Taucher ausatmet, strömt die Luft von der trocknen Seite einer Membran und wird über Einwegeventile nach außen freigesetzt. Es weist außerdem einen Spülknopf auf, den der Taucher drücken kann, um die Membran zu drücken und zu veranlassen, dass ein Gasfluss Wasser aus dem Mundstück heraus bläst. Der Basismechanismus ist in 4 dargestellt.
Das Ventil ist von der Atemleistung der Person abhängig und wird daher nur getriggert, wenn die Person einen Atemzug beginnt. Geringere Atemleistung bedeutet, dass eine geringere Anstrengung für den Atemvorgang erforderlich ist, so dass der Atemvorgang komfortabler und natürlicher ist. Das System speichert Gas in einer Kammer. Diese Kammer ist mit einem Mundstück oder einer Vollgesichtsmaske für den Taucher verbunden, über das er atmet. Eine Seite der Kammer ist eine flexible Membran.
Das Ventil wird durch eine Federkraft, die durch einen in 5 durch A bezeichneten stromabwärtsseitigen Luftdruck aktiviert wird, auf eine geschlossene Position vorgespannt. Diese Kraft ist gerade ausreichend, um die Druckdifferenz zwischen der stromabwärtsseitigen Luft und der stromaufwärtsseitigen Ausgleichskammer in einem Gerätetauchsystem zu überwinden. Das Ventil erfasst den Zeitpunkt, zu dem der Taucher beginnt einzuatmen. Das triggert die Vorrichtung, eine Kammer zum Freisetzen des Gases zu öffnen. Der Taucher muss die Federkraft zum Öffnen des Ventils überwinden. Einatmen vermindert den Druck im Inneren der Kammer, so dass die Membran sich bewegt, wodurch ein Hebel gelöst wird, der das Ventil öffnet. Die stromabwärtsseitige Luft strömt durch ein zur Ausgleichskammer führendes Loch und übt eine stromaufwärtsseitige Kraft aus, die etwas kleiner ist als die stromabwärtsseitige Kraft, so dass das Ventil geöffnet werden kann. Dies ist in 5 durch B dargestellt.
Dann beendet der Taucher den Einatmungsvorgang und beginnt auszuatmen. Beim Ausatmen nimmt der Druck im Inneren der Kammer zu, und die Membran kehrt in ihre normale Position zurück, und das Ventil wird geschlossen.
Einige passive halbgeschlossene Kreislaufatemgeräte verwenden eine Form eines Bedarfsventils, das das Volumen der Schleife erfasst und mehr Gas zuführt, wenn das Volumen einen bestimmten Wert unterschreitet.
Bedarfsventile von Gerätetauchsystemen sind dafür konstruiert, innerhalb eines Bereichs von Drücken zu arbeiten, die auftreten, wenn der Taucher auf verschiedene Tiefen abtaucht. Das Ventil von 5 ist pneumatisch ausgeglichen, um während des gesamten Tauchvorgangs einen bevorzugten Atmungswiderstand aufrechtzuerhalten. Weil der umgebende Wasserdruck beim Auftauchen abnimmt, muss der Widerstand erhöht werden, um einen freien Fluss zu verhindern.
Diese Systeme weisen zwei Einstellelemente auf. Das Bedarfsventil ermöglicht es dem Taucher, die Einatemleistung oder den Einatemwiderstand einzustellen, wenn die Bedingungen sich ändern. Außerdem lenkt ein einstellbares Ablenkelement den Luftfluss für einen zusätzlichen Komfort vom Ventil direkt in das Mundstück. Dies führt zu einem glatten unterstützten Einatmungsvorgang, der voll einstellbar ist.
Ein beispielsweise in 5 dargestelltes Ventilsystem für Gerätetauchen könnte nicht ohne Modifikation auf ein CPAP-System angewendet werden. Ein Grund hierfür ist, dass die Antriebsdrücke in einem Gerätetauchmechanismus wesentlich höher sind, so dass ein Triggerprozess nicht so empfindlich ausgeglichen sein muss. Der Druck ist in einem Behälter in einem Bedarfsventil eines Gerätetauchsystems gespeichert, so dass zwei Stufen erforderlich sind: eine Druckminderungsvorrichtung (die nachstehend ausführlicher erläutert wird), und das Bedarfsventil. In einer CPAP-Anwendung ist dies komplexer, weil der Druck nicht gespeichert ist. Das Ventil muss sowohl mit einem Flussgenerator mit Druckrückkopplung, als auch mit einem direkten Flussgenerator funktionieren.
Außerdem darf keine Situation auftreten, bei der am Patientenanschluss ein Unterdruck zugeführt wird. Der Patient muss während des Einatmens jederzeit den Behandlungsdruck empfangen und sollte während des Ausatmens einen Basisdruck empfangen. Dadurch werden der Triggerprozess und die Vorrichtung kompliziert.
In einem Patientengerät darf außerdem keine Spülfunktion sein. D. h., dass die Membran nicht zwischen dem Atemwegdruck und dem Atmosphärendruck (im Fall von Gerätetauchen – Wasserdruck) angeordnet werden kann. Infolgedessen kann die Funktionsweise der Schließfeder und der Membran nicht die gleiche sein wie im Ventil für ein Gerätetauchsystem und muss die Membran innerhalb des Maskensystems angeordnet sein.
Die Bedarfsventile in Beatmungsgeräten sind so konstruiert, dass sie die verschiedenen Vorschriften der medizinischen Notfalldienste und von Rettungspersonal erfüllen. Sie arbeiten gemäß den gleichen Prinzipien wie ein Bedarfsventil für Gerätetauchen. Dieses System weist außerdem ein Druckentlastungssystem auf. Die manuelle Beatmungsdurchflussrate ist auf 40 l/min festgelegt, was die durch die American Heart Association festgelegten Richtlinien für Reanimation erfüllt. Ein Bedarfsventil-Beatmungsgerät kann dafür konstruiert sein, einem atmenden Patienten 100% Sauerstoff bei einer minimalen Atemleistung zuzuführen. Es ist dafür konstruiert, mit Durchflussraten von bis zu 160 l/min und einem Druck von 50 psi oder 344,7 kPa an einer Sauerstoffquelle zu arbeiten. Das Ventil stellt außerdem eine Druckentlastung für über 60 cm H₂O bereit. In vielen herkömmlichen Beatmungsgeräten wird das Bedarfsventil des Gerätetauchsystemtyps nicht mehr bereitgestellt. In einigen Beatmungsgeräten wird das Bedarfsventil des Gerätetauchsystemtyps für den Patienten als Ersatz für den Fall bereitgetellt, dass die Maschine ausfällt.
Bedarfsventile sind zwar nicht auf CPAP-Systeme angewendet worden, sind aber in Beatmungsgeräten verwendet worden. Es wird kein Bedarfsventil in CPAP-Anwendungen auf Grund des Komforts verwendet. Die zur Beatmung verwendeten Bedarfsventile verwenden unter Druck stehenden Sauerstoff in Flaschen, ähnlich wie ein für ein Gerätetauchsystem verwendetes Bedarfsventil. Die verwendeten Drücke sind wesentlich höher als bei einer CPAP-Anwendung, bei der der Maximaldruck allgemein 20 cm H₂O beträgt, wodurch der Triggerprozess einfacher wird. Die Verwendung von Bedarfsventilen in CPAP-Geräten würde viele Herausforderungen hinsichtlich der Konstruktion beinhalten, beispielsweise hinsichtlich des Triggerprozesses, des Komforts, der Kompatibilität des Flussgenerators, der Luftauslassdurchflussrate, usw.
Solenoidventile
Ein Solenoidventil ist ein Typ einer Wandlervorrichtung, die Energie in ein lineares Moment oder in einen linearen Impuls umwandelt. Das Ventil ist eine integrierte Vorrichtung, die eine elektromagnetische Komponente aufweist, die entweder ein pneumatisches oder hydraulisches Ventil oder einen Schalter ansteuert oder antreibt, der eine Art Relais ist. Solenoidventile werden normalerweise zum Steuern von Gasen oder Fluiden durch Abschalten, Freisetzen, Schließen, Verteilen oder Mischen verwendet. Diese Ventile sind beispielsweise dahingehend vorteilhaft, dass sie schnell und sicher schalten, hochgradig zuverlässig sind, eine lange Betriebsdauer haben, eine gute Materialverträglichkeit haben, eine niedrige Steuerleistung erfordern und kompakt sind. Die Ventile arbeiten durch einen mechanischen Schalter, der durch eine magnetische Wicklung aktiviert wird. Ein Solenoidventil kann auch zum Öffnen und Schließen einer elektrischen Schaltung, zum Öffnen oder Schließen eines Ventils in einem Fluidrohr, oder zum Veranlassen eines zu triggernden mechanischen Prozesses verwendet werden. Sie können zwar nicht selbst zum Regeln des Drucks verwendet werden, können allerdings dazu beitragen, die Vorrichtung zu aktivieren. Sie könnten außerdem dazu beitragen, den Öffnungs- oder Aktivierungsdruck einer Vorrichtung zu minimieren.
In der US-Patentanmeldung Nr. 2004/0246649 A1 ist ein Durchflussregelventil mit einem Magnetfeldsensor offenbart. Das Ventil ist eine Solenoidvorrichtung mit einem Magnetfeldsensor. Die Solenoidvorrichtung weist einen Magnetfeldgenerator auf, der einen Magnetfluss erzeugt, der sich durch ein Magnetflusskreiselement erstreckt, das mindestens teilweise aus einem ferromagnetischen Material hergestellt ist und einen Spalt definiert, der effektiv frei von jeglichem ferromagnetischen Material ist. Ein Magnetflusssensor ist vorgesehen, um einen Teil des sich durch den Spalt erstreckenden Magnetflusses zu erfassen. Es wird beschrieben, dass die Solenoidvorrichtung als Fluiddurchflussregelventil ausgebildet ist und nicht für eine Druckentlastung oder absenkung anwendbar ist, weil sie nicht selbst Druck absenken würde.
Druckregelventile
Gemäß 6 regelt ein Druckregelventil den Druck unter Verwendung einer Erfassungsöffnung. Es ist eine große Vorrichtung, die in der Industrie mit einem ähnlichen Konzept verwendet wird wie ein PEEP-Ventil. Ein Druckregelventil kann gegenüber einem PEEP-Ventil bevorzugt sein, weil es den Druck nicht ablässt. Die Konstruktion eines Druckregelventils ist jedoch komplizierter als die eines PEEP-Ventils. Druckregelventile werden auch in einem Stufe-1-Regler eines Gerätetauchsystems verwendet. Das Druckregelventil regelt jedoch nur die Dauer der Druckspitze, reduziert jedoch nicht die Größe der Druckspitze, wie vorstehend diskutiert wurde.
Ein Beispiel einer Durchflussregelungsventilation oder eines Durchflussregelventils zum Regeln eines Flusses von einer Druckgasquelle ist in der US-Patentanmeldung Nr. 2004/0094157 A1 des Bevollmächtigten der vorliegenden Anmeldung beschrieben. Das Druckregelventil ist dafür konstruiert, das Wiedereinatmen von CO₂ in die Maske zu vermindern, es könnte aber auch als Einwegeventil und als Anti-Asphyxie- oder Anti-Erstickungsventil verwendet werden. Das Ventil steuert den Ventilationsfluss derart, dass bei niedrigen Drücken ein relativ hoher Ventilationsfluss und bei hohen Drucken ein niedriger Ventilationsfluss bereitgestellt wird. Das Ventil basiert auf der Durchflussrate, um sie zu triggern. Wenn der Patient einatmet, nimmt der Fluss zur Maske zu, und die Klappe auf dem Ventil blockiert die Öffnung.
Das in der US-Patentanmeldung Nr. 2004/0094157 A1 beschriebene Druckregelventil könnte zur Ausatmungsdruckabsenkung zum Verbessern des Komforts verwendet werden, wobei, wenn der Patient ausatmet, der Fluss zur Maske abnimmt und die Klappe auf dem Ventil den Luftauslass freigibt, wodurch der Luftauslassfluss zunimmt. D. h., der Patient atmet nicht gegen den Behandlungsdruck, sondern im Wesentlichen gegen den Atmosphärendruck aus. Wenn der Patient erneut einatmet, nimmt der Fluss zur Maske zu, und die Klappe veranlasst, dass der Fluss vom CPAP-Gerät zugeführt wird, wodurch beim Einatmen der Behandlungsdruck bereitgestellt werden kann.
Bei einem derartigen Ventil tritt das Problem auf, dass es laute, sich zyklisch ändernde Geräusche erzeugt. Das Ventilationsgeräusch ist beim Ausatmen laut, wenn viel Luft durch den Luftauslass strömt, und beim Einatmen leise. Außerdem regelt es nur den Druck, es senkt den Druck aber nicht unter den Behandlungsdruck ab.
Im US-Patent Nr. 6080461 sind eine viskoelastische Formgedächtniseinrichtung und ein Durchflussregelventil offenbart, die dazu verwendet werden, eine einmal verwendbare, sich selbst zerstörende Injektionsvorrichtung zu erzeugen. Es ist ein Formgedächtnis-Durchflussregelventil, dessen Scheibe den Durchfluss regelt, indem sie zu einem offenen Zustand gezwungen wird, und dann aufgrund ihrer viskoelastischen Formgedächtniseigenschaften in ihre ursprüngliche feste Form zurückkehrt. Das im US-Patent Nr. 6080461 beschriebene Durchflussregelventil ist nicht als Überdruckventil für eine PAP-Vorrichtung geeignet.
Es existieren keinerlei kostengünstige Alternativen zu den gegenwärtig verfügbaren teuren High-Level-Technologie-Lösungen für eine verbesserte Atemkomfort-Compliance. Die Kosten sind ein Hauptfaktor für die Akzeptanz einer Therapie. Gegenwärtig stehen auch keine Low-Level-Technologie-Geräte mit verbessertem Atemkomfort zur Verfügung, die darauf abzielen, die Compliance zu verbessern. Die Entwicklung eines kostengünstigen Low-Level-Technologie-Produkts wäre für viele Patienten vorteilhaft.
Zusamnsenfassung der Erfindung
Ein erster Aspekt der Erfindung ist es, ein Beatmungsgerät bereitzustellen, mit dem bequem geatmet werden kann. Ein anderer Aspekt der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zuführen einer glatten, komfortablen Druck-Zeit-Wellenform für Luft über einen Atemzyklus eines Patienten bereitzustellen. Ein anderer Aspekt der Erfindung ist es, eine mechanische Ventilanordnung bereitzustellen, die zum Steuern der Form der Druck-Zeit-Wellenform verwendbar ist. Gemäß einem anderen Aspekt werden Verfahren und Vorrichtungen bereitgestellt, die zum Steuern der zeitlichen Druckänderungsrate der zu einem Patienten zugeführten Luft geeignet sind.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein System zum Absenken von Ausatmungsdruck, das in eine vorhandene Maske oder in einen Luftweg einpassbar ist.
Ein anderer Aspekt der Erfindung betrifft ein System zum Absenken von Ausatmungsdruck, das mit einem Flussgenerator und einem Befeuchtungssystem kompatibel ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Absenken von Ausatmungsdruck zum Erzeugen einer idealen Druckkurve.
Ein noch anderer Aspekt der Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Bereitstellen eines Behandlungsdrucks beim Einatmen.
Ein noch anderer Aspekt der Erfindung betrifft ein System und ein verfahren zum Absenken von Ausatmungsdruck in einem Maskensystem, das das Erfassen einer Änderung vom Einatmungs- zum Ausatmungsvorgang und das Triggern der Absenkung des Ausatmungsdrucks oder das Erfassen einer Änderung vom Ausatmungs- zum Einatmungsvorgang und das Triggern einer Erhöhung des Einatmungsdrucks aufweist.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein mechanisches oder elektromechanisches unabhängiges System, das die an der Maske ausgegebene Druckwellenform systematisch modifiziert, um den Komfort zu verbessern, insbesondere den relativen Maskendruck während des Ausatmens vermindert (oder den relativen Maskendruck während des Einatmens erhöht). Das System kann durch Batterien oder durch Wechselspannung mit Leistung versorgt werden.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein mechanisches, selbständiges System ohne Leistungsversorgung, das die an der Maske ausgegebene Druckwellenform systematisch modifiziert, um den Komfort zu verbessern, insbesondere den relativen Maskendruck während des Ausatmens vermindert (oder den relativen Maskendruck während des Einatmens erhöht).
Ein noch anderer Aspekt der Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum mechanischen oder elektromechanischen Modifizieren der CPAP-Wellenform.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die Druck-Durchfluss-Wellenform systematisch manipuliert, um den Komfort zu verbessern.
Die erfindungsgemäßen Systeme und Verfahren werden für Patienten mit schlafbezogenen Atemstörungen (SDB), einschließlich obstruktiver Schlafapnoe (OSA), vorteilhaft sein, die CPAP mit einer normalen Lungenfunktion nicht akzeptieren. Die Erfindung ist für den Heimgebrauch geeignet. Die Erfindung kann verwendet werden, um neue CPAP-Benutzer zu ermuntern, eine Therapie zu beginnen und einzuhalten.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Maskensystem bereitgestellt, das den Ausatmungsdruck unabhängig vom Flussgenerator vermindert. In einer exemplarischen Ausführungsform erfasst das Maskensystem das Ende des Ausatmungsvorgangs und stellt den Maskendruck auf CPAP-Druck zurück, unabhängig vom Flussgenerator. In einer anderen exemplarischen Ausführungsform weist das Maskensystem eine Maske mit Ventilfunktionen auf. In einer noch anderen exemplarischen Ausführungsform weist das Maskensystem eine normale Maske und eine spezielle Ventilanordnung auf, die auf der Maske oder entlang des Luftrohrs angeordnet sein kann.
In einer anderen exemplarischen Ausführungsform weist das Maskensystem durch den Benutzer einstellbare Ventilfunktionen auf. In einer noch anderen exemplarischen Ausführungsform weist das Maskensystem einen verminderten Luftauslassdurchfluss auf.
Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung weist eine Vorrichtung zum Verbessern des Patientenkomforts während einer CPAP-Therapie eine Ventilationsanordnung auf, die dafür konfiguriert ist, den Ausatmungsdruck zu vermindern. Gemäß einer Ausführungsform weist die Ventilationsanordnung ein normalerweise geschlossenes Bedarfsventil auf, das in Antwort auf den Einatmungsvorgang eines Patienten öffenbar ist. In einer Ausführungsform weist die Ventilationsanordnung ferner ein normalerweise geschlossenes Überdruckventil auf, das in Antwort auf den Ausatmungsvorgang eines Patienten öffenbar ist. In einer Ausführungsform weist die Ventilationsanordnung ferner eine Kopplungsanordnung auf, die das Bedarfsventil und das Überdruckventil verbindet, so dass zur gleichen Zeit bzw. jeweils nur ein Ventil von dem Bedarfsventil und dem Überdruckventil öffenbar ist.
Durch die Erfindung wird ferner ein Maskensystem zum Bereitstellen einer CPAP-Therapie für einen Patienten bereitgestellt, wobei das Maskensystem eine Maske, einen Flussgenerator, eine Rohrleitung, die die Maske mit dem Flussgenerator verbindet, und eine Ventilationsanordnung aufweist, dazu geeignet, den Ausatmungsdruck bezüglich des CPAP-Drucks abzusenken. In einer Ausführungsform ist die Ventilationsanordnung auf der Maske angeordnet. In einer Ausführungsform ist die Ventilationsanordnung in der Rohrleitung angeordnet. In einer Ausführungsform weist die Ventilationsanordnung ein normalerweise geschlossenes Bedarfsventil auf, das in Antwort auf den Einatmungsvorgang eines Patienten öffenbar ist. In einer Ausführungsform weist die Ventilationsanordnung ferner ein normalerweise geschlossenes Überdruckventil auf, da in Antwort auf den Ausatmungsvorgang des Patienten öffenbar ist. In einer Ausführungsform ist das normalerweise geschlossene Überdruckventil auf der Maske angeordnet. In einer Ausführungsform weist die Ventilationsanordnung ferner eine Kopplungsanordnung auf, die das Bedarfsventil und das Überdruckventil verbindet, so dass zur gleichen Zeit bzw. jeweils nur ein Ventil von dem Bedarfsventil und dem Überdruckventil öffenbar ist.
Weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich, die Teil der vorliegenden Offenbarung sind und Prinzipien der vorliegenden Erfindung anhand von Beispielen darstellen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die beigefügten Zeichnungen erleichtern das Verständnis der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung; es zeigen:
1 eine schematische Darstellung der grundsätzlichen Unterschiede von Druckänderungen und Durchflüssen mit der Zeit für verschiedene, Typen von PAP-Geräten;
2 eine herkömmliche Druckwechselabschwächungsvorrichtung;
3 eine durch die Vorrichtung von 2 erhaltene Beziehung zwischen dem Druck und der Zeit;
4 ein herkömmliches Bedarfsventil;
5 ein herkömmliches Bedarfsventil für ein Gerätetauchsystem;
6 ein herkömmliches Druckregelventil;
7 Druck-, Volumen- und Flusskurven, die der Maske von 50 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung zugeordnet sind;
8 und 9 eine Maske gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung;
10 und 11 eine Maske gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung;
12 einen Prozess zum Absenken des Ausatmungsdrucks in einer erfindungsgemäßen Maske;
13 eine Beziehung zwischen Fluss und Druck in einem Venturikanal bzw. -rohr bzw. -düse;
14 ein Ballonventil zum Begrenzen eines Einlasses zu einer Maske gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung;
15a–15c das Ballonventil in verschiedenen Stufen des Atemzyklus eines Patienten;
16 eine Flussablenkung die von einem doppelwandigen Rohr gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung Gebrauch macht;
17 eine Anordnung zum Vermindern des Drucks an einem Patientenanschluss während des Ausatmens mit zwei Flügelrädern;
18 eine Modifikation der Anordnung von 16;
19 eine auf einem Flügelrad basierende Ventilationsanordnung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
20 und 21 ein Ventil gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung;
22–24 eine Ventilationsanordnung gemäß einer anderen exemplarischen Ausführungsform der Erfindung;
25a und 25b eine Ventilationsanordnung gemäß einer noch anderen exemplarischen Ausführungsform der Erfindung in der offenen bzw. geschlossenen Konfiguration;
26 und 29 ein Ventil gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung;
30 eine Ventilationsanordnung gemäß einer anderen exemplarischen Ausführungsform der Erfindung;
31 und 32 ein Ventil gemäß einer noch anderen exemplarischen Ausführungsform der Erfindung;
33 ein Einwegeventilsystem gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung;
34 bis 36 ein Bedarfsventil gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung;
37 das Bedarfsventil gemäß den 34–36 in einem Maskensystem;
38 und 39 eine Modifikation der exemplarischen Ausführungsform der 34–36;
40 eine Modifikation der, exemplarischen Ausführungsform der 34–36 und 38–39;
41 ein Bedarfsventil gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung während des Einatmungsvorgangs;
42 das Bedarfsventilsystem von 41 während des Ausatmungsvorgangs;
43 das Bedarfsventil der 41 und 42;
44 und 45 eine Abdeckung für das Bedarfsventil der 41 43;
46 und 47 den Flusspfad mit exemplarischen Drücken im Bedarfsventilsystem der 41 und 42 während des Einatmens bzw. Ausatmens;
48 ein Bedarfsventilsystem, wobei der konstante Verlust durch das Bedarfsventil als zweite Flussquelle zur Maske modelliert ist;
49 eine Modifikation des Bedarfsventilsystems von 48; und
50 ein Maskensystem mit miteinander verbundenen Ein- und Auslassventilen.
Ausführliche Beschreibung dargestellter Ausführungsformen
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf mehrere Ausführungsformen, die gemeinsame Eigenschaften und Merkmale haben können. Es wird darauf hingewiesen, dass ein oder mehrere Merkmale einer Ausführungsform mit einem oder mehreren Merkmalen der anderen Ausführungsformen kombinierbar sein können. Außerdem können durch jedes einzelne Merkmal oder eine Kombination von Merkmalen in jeder der Ausführungsformen weitere Ausführungsformen entstehen.
In der vorliegenden Beschreibung soll der Ausdruck ”aufweisend”, in seinem ”offenen” Sinn, d. h. im Sinne von ”beinhaltend”, bzw. ”einschließend” verstanden werden und daher nicht auf einen ”geschlossenen” Sinn beschränkt sein, d. h. auf den Sinn von ”besteht ausschließlich aus”. Eine entsprechende Bedeutung soll dem entsprechenden Wort ”aufweisen” und seinen Flexionen beigemessen werden, wenn sie vorkommen.
Der Ausdruck ”Luft” soll atembare Gase beinhalten, z. B. Luft mit zusätzlichem Sauerstoff. Es wird außerdem darauf hingewiesen, dass die hierin beschriebenen Gebläse dafür konstruiert sein können, von Luft verschiedene Fluide zu pumpen.
Ein beliebiger Typ einer Relativdruckabsenkung während des Ausatmens kann den Patientenkomfort verbessern. Die effektivste Druckabsenkung erfolgt schnell, um den Druck während der aktiven Ausatmungsperiode abzusenken, wobei der Druck während dieser Periode abgesenkt bleibt und dann während der passiven Ausatmungsperiode langsam zum Behandlungsdruck zurückkehrt.
Variable Ventilation
Im allgemeinen gilt: je größer die Ventilationslöcher sind, desto leichter kann gegen den Fluss des durch den Flussgenerator erzeugten, unter Druck gesetzten atembaren Gases ausgeatmet werden. Eine variable Ventilation kann das Variierender Luftauslassfläche beinhalten. Wenn der Patient ausatmet, werden mehr Löcher geöffnet, die Luftauslassfläche wird größer und es ist einfacher auszuatmen.
Eine variable Ventilation hat viele Vorteile. Ein Vorteil besteht darin, dass sie einfach implementierbar ist. Ein anderer Vorteil ist, dass das Ventil entweder im Luftweg des Patienten oder in der Maske angeordnet sein kann und das Ventil eine gute Ansprechzeit hat und CO₂ ausspült.
Variable Ventilation – Beim Ausatmen abdichtende Prongs
Der Patient atmet durch eine erste Maske ein. Wenn der Patient ausatmet, dichten Einlassprongs ab und der Patient atmet in eine zweite Maske mit einem größeren Volumen.
Variable Ventilation – Flexible Löcher
Kleine Löcher, z. B. Nadellöcher, sind in einer dünnen, elastischen Membran ausgebildet, die eine Ventilationseinrichtung bildet. Wenn der Druck während des Ausatmens zunimmt, dehnen sich die Löcher und öffnen sich und ermöglichen, dass das ausgeatmete Gas ausgegeben werden kann.
Variable Ventilation – Irisventilationseinrichtung
Eine Ventilationseinrichtung kann als kreisförmige Luftauslass-Irisblende ausgebildet sein. Die Ventilationseinrichtung begrenzt einen Rückfluss während des Ausatmens und öffnet sich gleichzeitig, um ausgeatmetes Gas zur Atmosphäre auszugeben.
Variable Ventilation – stufenweise Ventilation
Mehrere Luftauslässe, z. B. drei, können in Stufen bereitgestellt werden. Durch verschiedene Drücke werden verschiedene Luftauslässe geöffnet. Die Luftauslässe können so angeordnet sein, dass die Luftauslässe durch abgestufte Aktivierungsdrücke geöffnet werden.
Variable Ventilation – Undichtigkeit
Die Maske kann dafür konfiguriert sein, während der Zufuhr einer Druckspitze undicht zu werden. Die Maske hebt sich vom Gesicht ab und wird zwischen dem Polster und dem Rahmen undicht. Die Maske kann einen Kolben und ein Schieberventil zum Erzeugen der Undichtigkeit aufweisen. Die Maske kann auch ein elastisches Kopfband oder ein elastisches Anschlussteil aufweisen. Löcher können im Anschlussteil ausgebildet sein, das beispielsweise aus einem Schaumstoffring um die Maske bestehen kann, um Geräusche zu dämpfen. Das Anschlussteil kann aus einem Material hergestellt sein, dass mit zunehmendem Druck in größerem Maße undicht wird.
Variables Volumen
Das Volumen in der Maske kann während des Ausatmens geändert werden, um den Druck abzusenken. Wenn das Volumen der Maske zunimmt, nimmt der Druck ab, was es erleichtert, gegen den durch den Flussgenerator erzeugten Fluss des unter Druck stehenden atembaren Gases auszuatmen.
Variables Volumen – Gleitkolben
Gemäß den 8 und 9 weist eine Maske 10 einen Kolben oder eine Membran 15 auf, der/die gleitet und das Volumen in der Maske 10 aufnimmt, wenn der Patient ein- und ausatmet. Wie in 8 dargestellt ist, vermindert der Kolben 15, wenn der Patient 1 einatmet, das Volumen der Maske 10, wodurch der Druck erhöht wird. Wie in 9 dargestellt ist, erhöht der Kolben 15, wenn der Patient 1 ausatmet, das Volumen der Maske 10, wodurch der Druck abnimmt und es für den Patienten einfacher wird, gegen den durch den Flussgenerator erzeugten Fluss des unter Druck stehenden atembaren Gases auszuatmen. Der Kolben 15 kann beispielsweise durch Wärme oder Strom getriggert werden. Der Kolben kann aus einem Material hergestellt sein, das bei einer vorgegebenen Temperatur flexibel wird, oder das sich bei Zufuhr eines vorgegebenen Stroms biegt.
Flussablenkung
Gemäß den 10 und 11 führt eine erste Leitung 20 der Maske 10 einen Fluss F eines unter Druck stehenden, atembaren Gases vom Flussgenerator zu. Es wird eine zweite Leitung 25 zum Umleiten oder Ablenken des Flusses von der Maske 10 bereitgestellt. Eine Flussablenkeinrichtung 30 ist zwischen der ersten und der zweiten Leitung 20, 25 angeordnet, um den Fluss entweder zur Maske 10 oder zur zweiten Leitung 25 zu lenken. Wie in 10 dargestellt ist, lenkt die Flussablenkeinrichtung 30 den Fluss des unter Druck stehenden, atembaren Gases während des Einatmens nicht von der Maske 10 ab, sondern der Fluss wird dem Patient mit dem vorgegebenen Druck zugeführt. Wie in 11 dargestellt ist, wird die Flussablenkeinrichtung 30 während des Ausatmens bewegt, um den Fluss des unter Druck stehenden, atembaren Gases in die zweite Leitung 25 zu lenken, um den Druck in der Maske 10 abzusenken, was das Ausatmen für den Patienten erleichtert.
Der Fluss kann vom Flussgenerator zu einem anderen System oder Auslass gelenkt werden. Es wird außerdem darauf hingewiesen, dass in Abhängigkeit vom gewünschten Ausatmungsdruck der gesamte oder ein Teil des Flusses abgelenkt werden kann. Die Flussablenkeinrichtung 30 kann eine variable Position zwischen der ersten und der zweiten Leitung 20, 25 annehmen, um die abgelenkte Flussmenge zu variieren.
Die Flussablenkeinrichtung in den 10 und 11 ist leise und wird beispielsweise den Schlaf des Patienten nicht stören. Weil der Fluss nicht direkt zur Atmosphäre ausgelassen wird, nimmt der Druck in der Maske nicht übermäßig ab. Die Flussablenkeinrichtung kann auch mit einem Klappventil verwendet werden, das nachstehend ausführlicher erläutert wird, und kann in Kombination mit anderen hierin beschriebenen Ausatmungsdruckminderungseinrichtungen und -systemen verwendet werden.
Einlassbegrenzung
Gemäß 12 kann der Behandlungsdruck nur beim Einatmen zugeführt werden, oder der den Patienten erreichende Ausatmungsdruck kann durch eine variable Einlassbegrenzung begrenzt werden, die entweder in der Leitung, in einem Rohr bzw. Schlauch oder in der Maske bereitgestellt wird. Die Behandlungsdrücke könnten variiert werden, bevor sie den Patienten erreichen. Der EPR^®-Algorithmus des ResMed-CPAP-Geräts basiert auf dieser und angrenzenden Ideen. Ein Vorteil dieser exemplarischen Ausführungsform ist, dass sie den Druck und die Luft, die für die Therapie erforderlich sind, nicht verschwendet, indem sie zur Atmosphäre ausgegeben werden, so dass sie komfortabel und leise ist.
Einlassbegrenzung – Test

Es wurden verschiedene Verfahren zum Begrenzen des Einlasses getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

Aufgabe (Pragestellung)	Vorgehensweise	Ergebnis
1. Würde eine Begrenzung der Rohre bzw. Schläuche zu einer Druckabsenkung führen?	Befestige eine flexible, dünnwandige Schlauchleitung im Kreislauf eines normalen Flussgeneratorsystems. Zeichne Drücke und Durchflussraten auf. Quetsche die Schlauchleitung und zeichne die neuen Drücke und Durchflussraten auf.	Ja. Der Druck sinkt bei einer Begrenzung der Schlauchleitung ab. Durch Ändern der Fläche des Einlasses ändert. sich der Druck in der Maske sowie der Durchfluss durch das System.
2. Veranlasst eine Einlassbegrenzung eine Reaktion des Flussgenerators?	Siehe oben – Vorgehensweise wie unter 1.	Nein. Der Flussgenerator versucht nicht, den Druckabfall zu kompensieren, wenn der Einlass begrenzt wird.
3. Welche Begrenzung ist erforderlich, um den Druck abzusenken	Ordne im modifizierten Flussgeneratorkreislaufsystem einen dicken Ring in der flexiblen Schlauchleitung an, um den Fluss auf den Innendurchmesser des Rings zu begrenzen. Zeichne die Durchflussraten und den Druck auf.	Wenn keine Begrenzung vorliegt, beträgt der Druck bei einem Rohrdurchmesser von 17,42 mm 19,6 cm H₂O, und die Durchflussrate beträgt 54,2 l/min. Mit einer Fläche, die den Einlass blockiert und auf einen Durchmesser von 5,72 mm begrenzt, beträgt der Druck 14 cm H₂O, und die Durchflussrate beträgt 46 l/min.

Tabelle 1

Unterdruckänderung
Die Druckabsenkung beim Ausatmen kann durch ein beliebiges Verfahren erfolgen, das den Widerstand beim Ausatmen oder die Unterstützung beim Einatmen ändert, wodurch ein ”leistungsunterstützter” Atmungsprozess erzielt wird. Dadurch würde eine ”Verstärkung” beim Einatmen und dann eine Minderung des Ausatmungsdrucks erhalten.
Gemäß 13 könnte ein Unterdruckeffekt unter Verwendung eines ähnlichen Konzepts wie bei Pool-Reinigern implementiert werden, die den Venturi-Effekt nutzen. Diese Druckdifferenz könnte im Maskensystem verwendet werden. Es wird ein Venturi-Messgerät 35 für den Fluss des unter Druck stehenden, atembaren Gases bereitgestellt. Der Fluss hat an einem ersten Punkt 1 einen ersten Druck P₁, der höher ist als ein zweiter Druck P₂ an einem zweiten Punkt 2, der sich am Halsstück des Venturi-Messgeräts 35 befindet. Die Beziehung zwischen einer ersten Geschwindigkeit v₁ des Flusses und einer zweiten Geschwindigkeit v₂ des Flusses ist die gleiche wie die Beziehung zwischen dem ersten und dem zweiten Druck P₁ und P₂. Die Druckdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Punkt ist durch die Höhe h einer Flüssigkeitssäule, z. B. Wasser, bestimmt. Eine Schaltventileinrichtung könnte zum Schalten vom hohen auf den niedrigen Druck verwendet werden. Alternativ könnte das Rohr variabel begrenzt werden, z. B. auf eine ähnliche Weise wie unter Bezug auf die Einlassbegrenzung diskutiert wurde.
Unterdruckmaske
Unter Verwendung des Bernoulli-Effekts kann ein Venturi (das heißt ein Venturi-Kanal, eine Venturi-Düse und/oder ein Venturi-Rohr), wie vorstehend diskutiert wurde, zum Heraussaugen von Luft aus der Maske während des Ausatmens verwendet werden.
Die hierin diskutierten Ventile können als Einwegeventil, wirken oder dazu dienen, den Fluss woanders hin zu lenken. Dies wäre eine einfache, elegante Lösung. Die Verwendung eines Ventils als ein Einwegeventil oder eine Ablenkeinrichtung ist auch leise und nutzt Fluss, nicht Druck, als einen Triggermechanismus, und kann eingerichtet sein, um der Maske während des Einatmens leichte Luftstöße zuzuführen und einen Fluss zur Maske während der Ausatmungsperiode zu begrenzen. Wenn das Ventil eingerichtet ist, den Einlass zu blockieren. statt eine Auslassventilation zu erhöhen, wäre es ästhetisch ansprechender im Rohr und leiser.
Impedanzänderung
Die Druckminderung während des Ausatmens kann auch unter Verwendung einer Impedanz als Änderungsmechanismus erfolgen. Während des Einatmens ist eine Ventilation ineffizient. Daher tritt beim Ausatmen, d. h. beim Exhalieren, eine geringere Impedanz durch das Rohr auf. Eine geringere Impedanz kann durch verschiedene Luftauslasspositionen erhalten werden. Beispielsweise kann der Luftauslass beim Ausatmen direkt außerhalb der Nasenlöcher angeordnet sein. Der Luftauslass kann auch dafür konfiguriert sein, die Richtung des Luftweges zu ändern. Der Luftweg muss für das Einatmen eine Richtungsänderung haben, und für das Ausatmen wird die Luft direkt ausgegeben. Alternativ kann ein Einwegeventil bereitgestellt werden, so dass die Luft beim Einatmen den Weg entlang strömt. Gemäß einem anderen Beispiel können ”Segel” bereitgestellt werden, die sich mit einer Änderung der Flussrichtung ändern. Die ”Segel” können den Luftstrom ablenken oder ein Ventil anreizen bzw. ansteuern.
Ballonventil
Diese Ausführungsform basiert auf dem Prinzip der vorstehend diskutierten Einlassbegrenzung. Gemäß 14 wird während eines aktiven Ausatmungsvorgangs ein Ausatmungsfluss EF in Lufttaschenballons 40 kanalisiert, die gegen einen dünnen, flexiblen Schlauch 45 drücken. Dadurch wird der Einlassluftdruck begrenzt. In den Seiten des Schlauchs 45 gibt es mehrere kleine Lecklöcher 46, über die die Luft entweichen kann. Der dünne Schlauch ist in einem steifen, gerippten Außenschlauch 50 aufgenommen.
Die 15a–15c zeigen das Ballonventil in verschiedenen Phasen des Atemzyklus. Während des Einatmens (15a) wird dem Patienten der Behandlungsdruck uneingeschränkt zugeführt. Wenn der Patient aktiv ausatmet (15b), füllt die Luft die Ballone 40, wodurch der Behandlungsdruck vermindert wird. Wenn der Patient passiv ausatmet (15c), entweicht die Luft in den Ballonen 40 langsam aus den kleinen Leck-/Entlüftungslöchern, wodurch der Behandlungsdruck langsam zum Patienten zurückkehrt.
Das in den 14–15c dargestellte Ballonventil bietet mehrere Vorteile. Es arbeitet als ausfallsichere Einrichtung, weil die Lecköffnungen die Taschenballons immer entleeren, wenn keine Luft in sie geblasen wird, wodurch der Druck auf den Behandlungsdruck zurückkehrt. Das Ballonventil ist außerdem leise. Es gibt kein schnelles Anschwellen vom Ausatmungsfluss, und die langsame Luftentweichung vermindert zyklische Geräusche wesentlich. Der Leckfluss erfolgt über viele Löcher und ist diffus und damit leise. Die Lufttaschenballons füllen sich einfach während eines aktiven Ausatmungsvorgangs, wodurch der Behandlungsdruck rasch absinkt. Während eines passiven Ausatmungsvorgangs bedeutet die langsame Luftentweichung, dass der Behandlungsdruck langsam wiedergewonnen wird. Es ist außerdem möglich, unterschiedliche Anzahlen oder Abschnitte der Luftballontaschen zu aktivieren, indem beispielsweise einige oder alle der Lecklöcher 46 blockiert oder freigegeben werden. Wenn ein Atemstillstand eintritt, findet keine Atmung statt, so dass die Lufttaschenballons sich leeren werden und der Behandlungsdruck wiedergewonnen wird.
Das Positionierungskonzept des Ballonventils, wobei der Ausatmungsfluss abgelenkt wird, könnte auch in anderen Ausführungsformen angewendet werden. Der Ausatmungsfluss könnte beispielsweise aufgefangen werden, um ein anderes Ventil zu aktivieren, das eine lineare Schließbewegung erzeugt. Alternativ können Ventile, die die verschiedenen Abschnitte trennen, verschiedene Drücke in verschiedenen Bereichen erzeugen.
Doppelwandiges Rohr
Gemäß 16 verwendet ein doppelwandiges Rohr das Konzept einer Flussablenkung, die der vorstehend unter Bezug auf die 10 und 11 diskutierten Flussablenkung ähnlich ist. Der Patient atmet einen Einatmungsfluss IF, die den durch den Flussgenerator 100 erzeugten Fluss eines unter Druck stehenden atembaren Gases aufweist, über ein inneres Rohr 55 ein. Die Person atmet einen Ausatmungsfluss EF durch ein äußeres Rohr 60 aus. Das doppelwandige Rohr kann außerdem eine Flussablenkeinrichtung zum Ablenken des Ausatmungsfluss nach unten durch das Rohr aufweisen. Es kann ein Kugelventil bereitgestellt werden, das eingelassene Luft oder einen Luftflussabriss nach unten durch das Rohr bläst, um den Fluss in die Maske zu vermindern.
Das doppelwandige Rohr isoliert das innere Rohr 55, wodurch dem Patienten wärmere Luft, weniger kondensiertes Wasser (wenn die Feuchtigkeit in der Luft kondensiert – kondensiertes Wasser wird normalerweise durch einen Temperaturabfall erzeugt) und damit eine höhere Feuchtigkeit zugeführt wird. Das doppelwandige Rohr ist außerdem einfach und bequem, weil es einteilig ist und nicht zwei Rohre aufweist.
Flügelrad (Flügelräder)
Rückflussflügelrad
Es kann ein Flügelrad zum Steuern des Flusses bereitgestellt werden. Ein Flügelrad ist im Rohr der Maske angeordnet. Beim Einatmen würde das Flügelrad sich mit dem durch den Flussgenerator erzeugten Fluss drehen, um den Behandlungsdruck zuzuführen. Beim Ausatmen würde der das Rohr hinunter strömende Ausatmungsfluss das Flügelrad abwürgen, abstellen und/oder blockieren, wodurch der Druck in der Maske abgesenkt würde.
Das Rückflussflügelrad ist einfach und ästhetisch ansprechend. Das Rückflussflügelrad verhindert auch eine Verschwendung feuchter Luft. Das Rückstromflügelrad basiert auch auf den Prinzipien der Einlassbegrenzung, was den am besten realisierbaren Parameter für eine Manipulation zur Absenkung des Ausatmungsdrucks darstellt.
Rückflussflügelrad – Modifikation
Anstatt den Fluss direkt zu steuern, wie vorstehend beschrieben wurde, könnte das Flügelrad ein Ventil steuern. Das Flügelrad würde wie vorstehend beschrieben arbeiten, außer dass das Flügelrad ein anderes Ventil triggern würde, das dann den Druck reduzieren würde, anstatt den Druck nur durch Umkehr der Drehrichtung abzusenken.
Versetzbare Flügelräder
Gemäß 17 sind zwei Flügelräder im Rohr 75 der Maske angeordnet. Wenn der Patient einatmet, sind die Flügelräder im Wesentlichen so übereinander ausgerichtet, dass der Einlass nicht blockiert wird und die Person Behandlungsdruck empfängt. Wenn der Patient ausatmet, werden die Flügelräder versetzt, und der Einlass wird blockiert, wodurch der Druck in der Maske abnimmt. Beim Einatmen können die beiden Flügelräder sich nur in eine Richtung drehen, was durch einen Rastmechanismus oder einen ähnlichen spielfreien Mechanismus erzielt wird.
Die versetzbaren Flügelräder sind einfach und ästhetisch ansprechend. Sie verhindern außerdem eine Verschwendung feuchter Luft. Die versetzbaren Flügelräder basierend ebenfalls auf dem Prinzip der Einlassbegrenzung, was den am besten realisierbaren Parameter für eine Manipulation zum Absenken des Ausatmungsdrucks darstellt. Die Flügelräder sind außerdem einfach herstellbar und zuverlässig, weil sie keine komplexen Teile aufweisen. Durch eine konstante Leckstellle 80 wird ein Ausatmungsdruck bereitgestellt.
Versetzbare Flügelräder – Modifikationen
Gemäß 18 kann an Stelle von zwei Flügelrädern ein stationärer Rohrblock oder ein Flügelradgehäuse 90 und ein drehbares Flügelrad 85 bereitgestellt werden. Insgesamt wäre die Funktion derjenigen der zwei versetzbaren Flügelräder ähnlich, sie hätte jedoch weniger Komplikationen und Variablen. Es könnten auch mehrere Flügelräder oder Flügelräder mit variablem Anstellwinkel bereitgestellt werden, die hochklappbar sind oder den Anstellwinkel ändern, wodurch beim Einatmen ein Stromlinieneffekt mit geringerem Widerstand erzeugt würde.
Drehflügelrad mit Volumenänderung
Gemäß 19 ist ein Propeller oder Flügelrad 95 innen hohl. Das Flügelrad 95 dreht sich, 180° davon sind massiv, wodurch Raum beansprucht wird, wenn diese Hälfte sich im Inneren der Maske 10 befindet. Wenn die andere Seite der Maske sich dreht, befindet sich der massive Teil außerhalb, und der übrige Teil nimmt weniger Raum ein.
Elektromechanisches Hybridflügelrad
Das (die) Flügelrad (Flügelräder) der vorstehend diskutierten Ausführungsformen können einen Motor zum Abbremsen oder Beschleunigen aufweisen, der wie eine Leistungsunterstützung beim Atmen wirkt.
Viskoelastisches Ventil mit Formgedächtnis
Ein viskoelastisches Material ist ein Material, das die Eigenschaften einer viskosen Flüssigkeit und eines Elastomerfestkörpers aufweist. Organosilikon (z. B. SILLY PUTTY^®), Kaugummi und Polyurethan-Formgedächtnis-Schaumstoff sind Beispiele dieser Materialien. Außerdem weisen nahezu alle Polymere ein viskoelastisches Verhalten auf.
Viskoelastisches Material, z. B. Formgedächtnis-Schaumstoff, ist druckempfindlich und wird seine Form ändern. Es gibt außerdem unterschiedliche Dichten für Formgedächtnis-Schaumstoff. Formgedächtnis-Schaumstoff ist beispielsweise mit Dichten von 3; 4; 5,3 und 6 lb/ft³ (48; 64; 85 und 96 kg/m³) erhältlich. Der Schaumstoff kann als ein Ventil verwendet werden. Wenn der Druck zunimmt, verdichtet der Schaumstoff, wodurch das Ventil sich mit einer Rate öffnet, die sich mit dem Druck ändert. Dadurch könnte der Entlüftungsfluss durch den Druck mit einer dem Atmungsprofil eines Patienten proportionalen Rate gesteuert werden.
Formgedächtnis-Schaumstoff bietet eine geeignete Lösung zum Absenken des Drucks an der Maske beim Ausatmen, erfordert allerdings einige Designbetrachtungen. Beispielsweise kann Formgedächtnis-Schaumstoff einen ausgeprägten chemischen Geruch abgeben, den einige Leute als unangenehm empfinden können. Der Geruch klingt bei Belüftung ab, obgleich einige Leute weiterhin darauf empfindlich sind. In Abhängigkeit von den verwendeten Chemikalien und der Gesamtdichte des Schaumstoffs kann Formgedächtnis-Schaumstoff bei kühleren Temperaturen härter und in wärmeren Umgebungen weicher sein. Formgedächtnis-Schaumstoff mit höherer Dichte wird mit der Körperwärme reagieren und sich so innerhalb von wenigen Minuten der Form eines warmen Körpers anpassen. Dies ist möglicherweise nicht ideal, weil das Erhärten des Schaumstoffs temperaturempfindlich wäre, und nicht bei verschiedenen Temperaturen funktionieren würde.
Gemäß den 20 und 21 weist ein Luftauslass 110 einen Körper 120 und einen Formgedächtnis-Schaumstoff 115 auf. Wenn der Patient einatmet, befindet sich die Maske in ihrem Ausgangs- oder Grundzustand, wie in 20 dargestellt ist. Der Formgedächtnis-Schaumstoff 100 ist nicht verdichtet und nimmt daher den gesamten Luftauslassraum ein. Wenn der Patient ausatmet, wie in 21 dargestellt ist, wird der Druck in der Maske den Behandlungsdruck überschreiten. Der Formgedächtnis-Schaumstoff wird verdichtet, nimmt weniger Raum ein und ermöglicht das Ausströmen des Luftflusses durch die Luftauslassöffnungen. Der Druck würde abnehmen. Wenn der Formgedächtnis-Schaumstoff langsam wieder seine Ausgangsform annimmt, wird der Fluss begrenzt, und der Druck kehrt langsam wieder auf den Behandlungsdruck zurück. Alternativ kann der Druck zum Triggern eines Mechanismus zum Verdichten des Schaumstoffs verwendet werden, woraufhin der Mechanismus freigegeben wird und der Schaumstoff langsam wieder seine Ausgangsform annehmen kann.
Der Luftauslass 110 kann mehrere Löcher aufweisen, wodurch er leiser und mehr Fluss diffus wird. Der Luftauslass 110 mit dem Formgedächtnis-Schaumstoff ist leise, weil kein Zuschnappen oder Eingreifen von Ventilelementen erforderlich ist. Der Formgedächtnis-Schaumstoff macht auch abgestufte Änderungen und bewegt sich mit dem Atmungsprofil des Patienten. Mit der Zeit kehrt der Luftauslass zur Ausgangsposition von 20 zurück, so lange der Druck nicht zu groß ist, um sie offen zu halten. Der Luftauslass ist außerdem kostengünstig, einfach und leicht herstellbar, installierbar und verwendbar.
Formgedächtnis-Metalllegierungen
Es können auch Metalllegierungen als Formgedächtnismaterialien verwendet werden. Nickel-Titanmetalllegierungen, wie beispielsweise NITINOL^®, sind ein Beispiel. Metalllegierungen werden in der Herzchirurgie zum Herstellen von Stents verwendet. Die molekulare Struktur dieser Metalle ändert sich mit der Temperatur. Sie können erwärmt und in eine Form gebracht und dann abgekühlt werden, um eine zweite Form auszubilden. Daraufhin wird sich ein Material wie NITINOL an die Form der höheren Temperatur ”erinnern”. Wenn es über seine Übergangstemperatur hinaus erwärmt wird, wird es in die Form der höheren Temperatur übergehen.
An Stelle von Wärme kann elektrischer Strom verwendet werden. In der Maske könnten Druckschwankungen eine Schaltung verbinden oder unterbrechen, die durch Dehnung oder Schrumpfung des Metalls eine Schrumpfung oder Dehnung an einer Luftauslasseinrichtung oder an der Maskenform bewirkt. Die Leistung hierfür kann beispielsweise durch eine kleine Batterie in der Maske bereitgestellt werden.
Eine andere Anwendung dieser Formgedächtnis-Metalllegierung kann darin bestehen, eine beispielsweise aus Silikon hergestellte, sehr nachgiebige und flexible Membran mit Metallstreifen auszubilden. Diese Membran würde sich im vom Flussgenerator zur Maske erstreckenden Einlassrohr befinden.
Die Verwendung von Formgedächtnis-Metalllegierungen bietet eine einfache Lösung zum Absenken des Drucks an der Maske während des Ausatmens. Das Design ist minimal, weil der Luftauslass sich vollständig innerhalb des Rohrs oder der Maske befindet. Dies macht ihn ästhetisch ansprechend und leichtgewichtig. Alles, was erfoderlich ist, ist ein kleiner Batterieeinsatz, der sich innerhalb der Maske, des Kopfbandes oder von Clips befinden könnte, so dass er nicht sichtbar ist.
Gummi-/Silikonmembran
Gemäß den 22–24 weist eine Gummi-/Silikonmembran 130 gitter- bzw. kreuzweise angeordnete Gummi-/Silikonfasern 131, 132 auf. Beim Einatmen ist der Druck Pi niedrig und die Fasern sind nicht gespannt. Der Fluss aus dem (den) Luftauslass (Luftauslässen) ist begrenzt, wie in 23 dargestellt ist. Beim Ausatmen ist der Druck Pe größer und die Fasern 131, 132 sind gespannt und werden dünner, wodurch Löcher 133 (22) entstehen, wo der Fluss durch die Luftauslässe zunimmt, wie in 24 dargestellt ist.
Die Membran kann mit einem variablen Maskenvolumen verwendet werden, wie vorstehend diskutiert wurde. Die Membran und das variable Maskenvolumen wirken zusammen, um den Druck zu senken.
Die Membran entlüftet und verteilt den Ausatmungsfluss und vermindert den Druck beim Ausatmen leise. Die Membran ist kostengünstig und einfach herstellbar. Die Membran kann außerdem zuverlässiger sein als Formgedächtnis-Schaumstoff.
Klappventil
Es kann auch ein Klappventil zum Absenken des Drucks beim Ausatmen verwendet werden. Das Klappventil kann durch Druck getriggert und durch Fluss proportional zum Atmungsprofil des Patienten gesteuert werden.
Beim Einatmen ist die Klappe auf dem offenen Zustand verriegelt, wodurch dem Patienten Behandlungsdruck zugeführt wird. Wenn die Person ausatmet, nimmt der Druck zu, wodurch die Klappe entriegelt und auf eine geschlossene und verriegelte Position bewegt wird. Wenn der Druck abnimmt, wird die Klappe entriegelt und öffnet sich.
Die Klappe kann in der offenen Position locker verriegelt oder eingerastet (z. B. durch einen Magnet gehalten) werden. Wenn der Maskendruck den Behandlungsdruck überscheitet, d. h., wenn der Patient beginnt auszuatmen, wird die Klappenverriegelung durch eine Membran oder Membrantrennung bewegt und auf den offenen Zustand gedrückt, wodurch die Klappe entriegelt wird.
Wenn der Patient ausatmet, bewegt sich die Klappe zur geschlossenen Position. Wenn sie sich in der vollständig offenen Position befindet, rastet sie in der Verriegelung ein. Dadurch wird der Einlass blockiert und ein Luftauslass zur Atmosphäre oder zu einer zweiten Leckkammer geöffnet. Wenn der Druck unter einen vorgegebenen Minimalwert absinkt (der beispielsweise durch eine vorgespannte Feder festgelegt ist) wird die zweite Verriegelung bewegt, wodurch die Klappe aus der geschlossenen Position entriegelt wird.
Die beiden möglichen Zustände des Klappventils sind ”Luftauslass offen” und ”Luftauslass geschlossen”. Wenn die Maske einen Luftauslass hat, ist der Fluss zum Patienten immer netto positiv oder meistens netto positiv, in Abhängigkeit vom Druckpegel und von der Lungenkapazität des Patienten. Es ist ein relativ niedriger Druck oder ein tiefer Atemzug mit einem großen Tidalvolumen erforderlich, um einen Rückfluss durch das Rohr herab zu erhalten. Bei einer ventilierten Maske würde eine Klappe immer offen bleiben, so dass das Ventil nur dann geschlossen würde, wenn der Flussgenerator ausgeschaltet wird. Das Klappventil würde daher ähnlich wie ein Anti-Asphyxie-[Anti-Erstickung(AAV)]Ventil funktionieren.
Wenn die Maske keinen Luftauslass besitzt, tritt, wenn der Patient das Ende der Einatmungsphase erreicht, kein Fluss auf. Wenn der Patient ausatmet, tritt ein Rückfluss durch das Rohr herab auf. Diese Flussrichtungsänderung kann das Klappventil nutzen.
Das Klappventil hat mehrere Vorteile. Es wird durch einen Fluss gesteuert. Es ist im offenen Zustand der Klappe ausfallsicher. Das Klappventil kann auch zum Steuern von IPAP- und EPAP-Systemen verwendet werden. Das Klappventil ermöglicht eine Kombination aus einem variablen Luftauslass und einer Begrenzung des Einlassdrucks.
Einzelnes Flexi-Ventil
Gemäß den 25a und 25b funktioniert ein Flexi-Ventil 140 auf ähnliche Weise wie ein Herzventil. Das Flexi-Ventil verhindert einen Rückfluss. Wenn der Patient einatmet, ermöglicht eine durch einen Ventilträger 141 gehaltene flexible Membran 142, dass der gesamte Fluss der Lunge des Patienten zugeführt wird, wie in 25a dargestellt ist. Wenn der Patient ausatmet, schließt die Membran 142, wie in 25b dargestellt ist, und der Eintritt des Flusses in die Maske wird blockiert und über den Luftauslass ausgeatmet.
Das Flexi-Ventil ist ästhetisch ansprechend, kostengünstig, leicht verwendbar und leise.
Mehrloch-Flexi-Ventil
Das Flexi-Ventil kann eine Anordnung aus mehreren Löchern aufweisen. Dünne Membrane können die Luftauslassöffnungen abdecken. Verschiedene Drücke öffnen verschieden große Luftauslasslöcher gemäß der Luftauslassgröße und der Membrandicke. Das Mehrloch-Flexi-Ventil kann hinsichtlich der Triggerdrücke und Kombinationen der verwendeter Löcher flexibel sein. Beispielsweise können alle Membrane dafür konfiguriert sein, bei hohen Drücken zu triggern (d. h. zu öffnen), oder einige können dafür konfiguriert sein, bei niedrigen Drücken zu triggern. Die Membranen können in abgestuften Kammern angeordnet sein, um eine Zeitverzögerung oder eine abgestufte Wirkung zu erhalten. Die Membranen können auch dafür konfiguriert sein, das Ventil zu einem weiteren Volumen zu öffnen. Die Löcher würden dann schließen und den Druck wieder in einen Kreislauf freizugeben.
Das Mehrlochventil-Flexi-Ventil hat die gleichen Vorteile wie das Flexi-Ventil.
Stoßdämpfendes Ventil
Gemäß der idealen Druck- und Fluss-Kurve sollte der Druck konstant sein, schnell freigesetzt werden und langsam wiedergewonnen werden. Einwegedämpfung kann den idealen Druck und Fluss erzielen.
Gemäß den 26–39 arbeitet das stoßdämpfende Ventil oder der Einwegedämpfer 150 beim Ausatmen wie ein PEEP-Ventil, wodurch der Druck schnell entlastet oder abgesenkt wird. Anders als ein PEFP-Ventil stellt das stoßdämpfende Ventil 150 jedoch den Behandlungsdruck sehr langsam wieder her, so dass es eine Ausatmungsdruckentlastung bereitstellt. Die dünne, flexible Platte 151 des stoßabsorbierenden Ventils 150 kann dafür konfiguriert sein, den Fluss derart zu steuern, dass er der idealen Druckwellenform in etwa entspricht.
26 zeigt die Einwegedämpfung beim Ausatmen. Durch den Druck P wird die dünne, flexible Platte 151 leicht nach unten gedrückt, wodurch der Druck entlastet wird. Dann bewegt sich das Ventil langsam wieder nach oben. Dies kann z. B. durch ein Federsystem unterstützt werden. Die Federvorspannkraft kann für verschiedene Drücke eingestellt werden. Das Ventil wird abgebremst, wenn die dünne, flexible Platte 151 mehr Löcher 152 abdeckt, so dass der Ventil-Rückstellbewegung zur Ausgangsposition (28), die eine ausfallsichere Position ist, mehr Widerstand entgegengesetzt wird. Dies ist in 27 dargestellt. Es gibt Löcher, die nur beim Einatmen durch die dünne Platte abgedeckt werden, während einige Löcher permanent offen sind. Die Größen und die Anzahl der Löcher kann derart bestimmt werden, dass eine gewünschte Funktionsweise zum Erzeugen der idealen Druck- und Flusskurve erzielt wird.
Doppelkammer
Gemäß 30 treiben sich zwei Kammern 161, 162 wechselseitig an, um den Druck in der Maske zu ändern. Wenn der Patient ausatmet, wird ein Regler 163 ausgeschaltet, wodurch der Fluss vom Flussgenerator blockiert wird. Dann wird das Ventil zurückgestellt.
Modifiziertes Bedarfsventil
Gemäß 31 weist das Bedarfsventil 155, wie vorstehend diskutiert wurde, zwei Komponenten auf: die Feder (oder Spannmechanismus) 156 und das Anreiz- und/oder Aktivierungselement 157, das sowohl Erfassungs-, als auch Steuerfunktionen bereitstellt. Das Aktivierungselement 157 wird durch die Feder 156 gespannt und erfasst eine Änderung der Spannkraft von der Umgebung.
Das Bedarfsventil 155 in 32 weist drei separate Komponenten auf: die Feder (oder Spannmechanismus) 156, ein Erfassungselement 157 und ein Steuerelement 158. Das Erfassungselement 157 spannt die Feder 156, die dann das Steuerelement 158 spannt.
Das Einatmen des Patienten überwindet die Federkraft, die das Ventil geschlossen hält. Der Behandlungsdruck wird für die Dauer der Einatmungsphase des Atemzyklus zugeführt. Wenn die Person das Einatmen beendet, wird die Federkraft nicht mehr überwunden, so dass das Ventil den Behandlungsdruck abschaltet. Die Person atmet durch Einwege-Luftauslässe aus. Gemäß 32 kann das Bedarfsventil 155a derart modifiziert werden, dass eine konstante Leckage aus dem Bedarfsventil 155 mit einer fasten Ventilierung zum Ausgleichen der Leckage und eine Einwege-Ventilierung zum Ausgleichen des Einatmungsvolumens erhalten werden. Das Erfassungselement 158a ist der Membran in einem Bedarfsventil eines Gerätetauchsystems ähnlich und kann aus Metall oder Kunststoff sein.
Das modifizierte Bedarfsventil von 32 ist einfach herstellbar und kann in vorhandene Masken eingepasst werden, wie beispielsweise in 37 dargestellt ist. Das modifizierte Bedarfsventil 155 arbeitet ebenfalls leise, weil kein übermäßiger Luftauslass stattfindet. Das modifizierte Bedarfsventil gemäß 32 trennt außerdem den Einatmungs- und den Ausatmungsvorgang und folgt einem der idealen Kurve ähnlichen Muster. Die konstante Leckage erzeugt einen minimalen Druck, so dass immer ein Restdruck in der Maske vorherrscht, und stellt eine höhere CO₂-Ausspülungsrate bereit.
Einwege-Ventilsystem
Gemäß 33 weist ein Einwege-Ventilsystem ein erstes und ein zweites Einwegeventil 171, 172 auf. Der Druck A am ersten Einwegeventil 171 ist der durch den Flussgenerator erzeugte Behandlungsdruck. Der Druck B zwischen dem ersten und dem zweiten Einwegeventil ist der Druck, den der Patient spüren würde. Der Druck C ist der Lungendruck des Patienten, der sich ändern wird, weil die Person ein- und ausatmet. Dieser bildet den Triggerdruck, der die Ventilfunktion steuert. Der Druck D entspricht dem Atmosphärendruck und ist konstant.

Die gestrichelte Linie zeigt die Kurzschlussschleife einer kleinen Leckage, die zum Ausspülen von CO₂ erwünscht ist und trotzdem eine geeignete Therapie bereitstellen wird. Die Funktionsweise des Einwege-Ventilsystems von 33 ist in Tabelle 2 beschrieben.

Zustand	Aktion	Ergebnis
Einatmen Wenn der Patient einatmet, nimmt der Druck bei C aufgrund des größeren Volumens des Brusthohlraums ab. Luft strömt von B zu C hin.	• Das Ventil 172 schließt aufgrund der Einwegefunktion des Ventils; • Das Ventil 171 öffnet, da der Druck bei A größer ist als bei B und es keinen Mechanismus zum Stoppen dieser Funktion gibt.	Der Patient empfängt den Druck bei A, was das erwünschte Ergebnis darstellt (A = B = C).
Atem anhalten (B = C) Der Druck bei A ist niedriger als der Druck bei B.	• Das Ventil 171 wird geschlossen; • Der Druck bei D ist niedriger als bei B, so dass Fluss zu D strömen wird; • Das Ventil 172 wird sich öffnen,	Das Ventil 172 wird sich zur Atmosphäre öffnen, während der Atem angehalten wird, was für den Komfort vorteilhaft ist.
Ausatmen Der Druck bei C nimmt zu, da das Brusthohlraumvolumen abnimmt.	• Der Druck bei C ist größer als bei B, so dass Luft zu B strömt; • Das Ventil 171 schließt, weil es ein Einwegeventil ist; • Der Druck bei D ist niedriger als bei B, so dass das Ventil 172 offen ist.	Das Ventil 171 wird geschlossen, wodurch der Druck beim Ausatmen abgesenkt wird. Das Ventil 172 wird sich öffnen, so dass die Person zur Atmosphäre ausatmen kann. Dies ist vorteilhaft.

Tabelle 2

Bedarfsventilsystem
Gemäß den 34–36 wird, wenn der Patient einatmet, das Erfassungselement 173 oder die Membran des Ventils nach innen angesaugt, wodurch das Ventil geöffnet wird und der Behandlungsdruck P dem Patienten 1 zugeführt werden kann. Wenn der Patient ausatmet, wird die Membran 173 des Ventils nach außen geblasen, wodurch das Ventil gegen Anschlagelemente 175 geschlossen wird. Der Fluss wird über ein Einwegeventil ausgegeben. Die Kraft von der Feder 174 wirkt dem Behandlungsdruck P entgegen, um das Ventil 172 beim Ausatmen geschlossen zu halten.
Das Erfassungselement 173 spricht auf den Atemzyklus des Patienten an. Wenn der Patient einatmet, wird das Gleichgewicht zwischen dem Flussgeneratordruck P und der Feder 174 gestört. Die auf die Membran 173 ausgeübte zusätzliche Kraft überwindet die Federkraft, wodurch der Luftweg geöffnet werden kann.
Gemäß 35 werden Stützstreben 176 und eine Stützstange 177 mit einem so kleinen Querschnitt wie möglich bereitgestellt, um den dem Fluss entgegengesetzten Widerstand nicht wesentlich zu erhöhen oder den Fluss nicht zu unterbrechen.
Gemäß 37 arbeitet das Bedarfsventil 155a im Maskensystem in Verbindung mit dem Einwegeventil 182, 184, das es einer Person ermöglicht, zur Atmosphäre auszuatmen. Der Einstellknopf 180 ändert die Vorspannung der Feder 174 durch Ändern der Ausgangszustandlänge der Feder. Wenn der Knopf 180 eingedreht ist, wird die Feder 174 enger gegen die mechanischen Anschläge 175 gedrückt. Der Einstellknopf 180 ermöglicht es, den Druck auf verschiedene Behandlungsdrücke zu ändern.
Wie in 37 dargestellt ist, weist die Maske 10 Nasen-Prongs 186 auf. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass ein beliebiger Patientenanschluss verwendbar ist.
Der Ausgangszustand ist ein Zustand, in dem die Schließfederkraft mit der durch den Flussgenerator erzeugten Druckkraft im Gleichgewicht steht. Dadurch wird der Druck zum Patienten unterbrochen. Weil eine kleine Leckage vorliegt, beträgt der Druck nicht null, sondern ist wesentlich niedriger als der Behandlungsdruck. Ausgehend vom Ausgangszustand wird, wenn der Patient einatmet, die Druckdifferenz zwischen dem Flussgeneratordruck und dem Maskendruck das Gleichgewicht der Schließfeder kippen. Die Feder wird zusammengedrückt, wenn der Patient einatmet, wodurch ein größeres Loch für den Luftfluss erhalten und dem Patienten der Behandlungsdruck zugeführt wird.
Wenn die Einatmungsleistung abnimmt, wird das Gleichgewicht zwischen der Schließfederkraft und der Druckkraft des Flussgenerators wiedergewonnen, wodurch der Druck zum Patienten unterbrochen wird. Dann wird der Patient ausatmen. Wenn der Patient ausatmet, wird die Druckdifferenz das Einwegeventil aktivieren, und der Patient wird zur Atmosphäre ausatmen. Der Behandlungsdruck wird erst dann wiedergewonnen, wenn der Patient zu atmen beginnt. Auf diese Weise wird die zum Triggern des Geräts erforderliche Leistung niemals beim Ausatmen auftreten, nur beim Einatmen, wenn die Leistung naturgemäß erforderlich ist.
Modifikationen des Bedarfsventils
Es kann ein Mechanismus bereitgestellt werden, der ein Ventil auf dem offenen und das andere Ventil auf dem geschlossenen Zustand verriegelt, so dass zur gleichen Zeit bzw. jeweils nur ein Ventil offen sein kann. An Stelle der Verriegelung kann ein durch einen Rahmen 184 gehaltenes federunterstütztes Ventil oder eine Silikonklappe 182 verwendet werden.
Die Feder kann eine ziehharmonikaähnliche Feder aus Kunststoff sein. Dies hat den Vorteil, dass sie aus Kunststoff besteht und damit ästhetisch ansprechender und sicherer und leichtgewichtiger ist. Die Federkonstante ist relativ klein.
Unmittelbar vor dem Patientenanschluss, hinter den Bedarfsventilkomponenten, z. B. der Feder, kann ein Sicherheitsnetz angeordnet sein. Dieses wird jegliche abgelösten Teile abfangen, bevor der Patient sie einatmet.
Der Einstellknopf kann eingehäust oder durch eine Schraube verriegelt sein, um eine versehentliche Änderung des Behandlungsdrucks zu verhindern.
Obwohl das Bedarfsventil keine konstante Leckage erfordert, kann eine konstante Leckage für die Sicherheit des Patienten vorteilhaft sein. Der Vorteil der Leckage ist zweifach. Erstens wird dadurch eine konstante CO₂-Ausspülung erhalten, und zweitens wird dadurch ein Grunddruck für den Ausatmungsvorgang bereitgestellt. Dadurch wird sichergestellt, dass der Druck schneller zurückgewonnen wird, und minimiert die Gefahr von beim Ausatmen auftretenden Atemstillständen.
Die konstante Leckage hat auch eine positive Auswirkung auf die Feuchtigkeit. Weil immer ein gewisser Fluss in die Maske vorherrscht, wird die Feuchtigkeit nicht hinter dem Block eingeschlossen.
Die 38–40 zeigen eine Alternative zu dem Bedarfsventil, das die Kompressionsfeder aufweist. Wie in den 38–40 dargestellt ist, ist das Erfassungselement 173 oder die Membran durch eine Zugfeder 174a in Eingriff mit den Anschlägen 175 vorgespannt. Die alternativen Ausführungsformen können auch die Ausführungsformen mit doppelwandigem Rohr beinhalten, wie nachstehend diskutiert wird, und einige können ein Verjüngungskonzept beinhalten, wie nachstehend ausführlicher erläutert wird.
Das doppelwandige Rohr von 16 kann im Bedarfsventilsystem von 33 integriert sein, um eine konstante Leckage durch das System zu erhalten. Außerdem ist das doppelwandige Rohr bei der Befeuchtung, nicht nur aufgrund der Leckage, hilfreich, weil es aufgrund der Isolationswirkung des äußeren Rohrs auf das innere Rohr dazu beiträgt, Kondensation zu verhindern.
Gemäß 40 kann das Erfassungselement 173a eine Verjüngung 174b zum Verbessern des Komforts aufweisen. Durch die Verjüngung wird eine graduellere Druckdifferenz erzielt, während, wenn keine Verjüngung vorhanden ist, ein Alles-oder-Nichts-Ansatz bezüglich der Druckdifferenz erhalten wird. Obwohl das sich verjüngende Bedarfsventil in Bezug auf 40 dargestellt ist, die eine Zugfeder 174a aufweist, soll klar sein, dass die Verjüngung auch für ein Bedarfsventilsystem bereitgestellt werden kann.
Mindestens einige der vorstehend diskutierten exemplarischen Ausführungsformen basieren auf einer Begrenzung des Einlassdrucks und bieten die folgenden Vorteile. Die exemplarischen Ausführungsformen ermöglichen ein Ausspülen von CO₂. Die exemplarischen Ausführungsformen geben außerdem ausgespültes CO₂ aus. Der Einlass kann eine Leckage zum Unterstützen des Ausspülens der Maske aufweisen. Der Druck sinkt nicht auf null ab, so dass der Behandlungsdruck schneller wiedergewonnen werden kann. Das Ventil (die Ventile) befindet (befinden) sich nicht in einer ungeschützten bzw. anfälligen Position, so dass der Patient nicht versehentlich einen Finger in die Maske einbringen und das Ventil versetzen bzw. entfernen kann. Das Ventil beeinflusst außerdem nicht die Dichtung der Maske am Gesicht des Patienten und wechselwirkt nicht mit dem Kopfband. Das Ventil (die Ventile) erzeugt (erzeugen) ein geringes Ausatmungsgeräusch und ein geringes Motorgeräusch, weil keine Luft, die durch den Flussgenerator zugeführt wird, ventiliert oder verschwendet wird. Die exemplarischen Ausführungsformen verschwenden außerdem keine Feuchtigkeit, die für den Fluss des unter Druck stehenden, atembaren Gases (z. B. Luft) bereitgestellt wird, so dass das Gas nicht zu trocken ist.
Weil der Einlass begrenzt wird, sind die exemplarischen Ausführungsformen mit vorhandenen Flussgeneratoren kompatibel und können Flussgeneratoren mit Drucksensoren verwenden. In den exemplarischen Ausführungsformen ist des Ventil (die Ventile) derart positioniert, dass das Ventil (die Ventile) nicht für eine Bedeckung anfällig ist (sind). Das Ventil (die Ventile) ist (sind) außerdem nicht im Blickfeld des Patienten angeordnet und behindert (behindern) daher die Sicht des Patienten nicht.
Die exemplarischen Ausführungsformen ermöglichen außerdem eine Flexibilität bei der Zufuhr des Drucks zur Maske. Die exemplarischen Ausführungsformen sind außerdem unempfindlich gegenüber Fusseln bzw. Staubflocken, Schmutz und Feuchtigkeit.
Konstante Leckage in einem Bedarfsventilsystem
Die 41–48 zeigen eine Bedarfsventil-Ventilierungsanordnung. 41 zeigt die Maske 10 während des Einatmungsvorgangs, und 42 zeigt die Maske 10 während des Ausatmungsvorgangs. Eine Öffnung 201 zeigt das Design dafür, wie das PEEP-Ventil 200 im Bedarfsventilkonzept verwendet wird. Die Luft strömt vom Flussgenerator nur dann, wenn das Ventil 200 durch die Einatmungsleistung des Patienten aktiviert wird. Die Membran 202 wird angehoben, wodurch ein Fluss durch die Öffnungen 201 und in den Atemweg des Patienten ermöglicht wird. Wenn die Atemleistung nicht länger bereitgestellt wird, wird der Fluss vom Flussgenerator nicht zugeführt, und der Patient atmet durch das Einwegeventil 203 zur Atmosphäre aus. Die Einstellfeder 204 ermöglicht die Verwendung verschiedener Behandlungsdrücke.
Wie in den 44 und 45 dargestellt ist, ist eine Trennlinie bzw. -fuge durch die Mitte vorhanden, um zu ermöglichen, dass die Abdeckung 205 auf dem PEEP-Ventil 200 angeordnet werden kann.
48 zeigt ein Druck-Umschalt-Modell. Der Flussgenerator liefert den Druck in Höhe des Behandlungsdrucks, beisielsweise 10 cm H₂O. Der Fluss wird geteilt und entlang zwei Wegen Ventilen 3 und 4 zugeführt. Dann gibt es eine Basisschaltung zwischen dem Ausatmungsdruck und dem Einatmungsdruck. Das Durchflussregelventil 4 regelt den Fluss derart, dass der Druck in der Maske immer ein niedrigerer Druck ist, beispielsweise 4 cm H₂O. In der Leitung ist stromabwärtsseitig ein Einwegeventil 5 angeordnet, das dafür sorgt, dass die Luft nicht in der Leitung zurückströmt, wenn der Maskendruck höher ist als 4 cm H₂O. Dadurch wird ein konstanter, minimaler Ausatmungsdruck erhalten. 30 zeigt eine Ausführungsform dieses Konzepts.
Das Durchflussregelventil 3 spricht auf den Atemzyklus an und stellt den Einatmungsdruck bereit; beispielsweise 10 cm H₂O. Die Flussunterschiede, die dadurch verursacht werden, dass die Person ein- und ausatmet, werden durch das Flussrückkopplungs(Flow Feedback)ventil 1 erfasst. Die Druckdifferenz pflanzt sich entlang der Flussrückkopplungsleitung 2 fort und aktiviert einen Flussschalter 6. Der Flussschalter 6 ermöglicht, dass ein zusätzlicher Fluss vom Flussgenerator das Durchflussregelventil 3 durchströmt. Das Durchflussregelventil 3 regelt den Fluss derart, dass er dem Einatmungsbehandlungsdruck von beispielsweise 10 cm H₂O entspricht.
Der Ventilationsfluss müsste derart manipuliert werden, dass der Maskendruck aufrechterhalten werden kann, während die angemessene Ausspülung von CO₂ möglich ist.
Das System- kann auf einer Folge von Membranen und Federventilen basieren. Die Flussrückkopplungsleitung 2 kann einen Unterdruck in der Leitung erzeugen, wenn der Fluss gering ist, um das Regelventil 3 zu öffnen.
Das System könnte so vereinfacht werden, dass es eine Leitung aufweist, und dann zwischen zwei Drücken schalten, in diesem Fall 10 cm H₂O. Dies. ist in 49 dargestellt. Der Hochflussschalter ist eine Vereinfachung des Doppelquellenflussmodells von 48. Das Modell könnte auf andere Arten vereinfacht werden.
Miteinander gekoppelte Ein- und Auslassventile
Gemäß 50 kann die Maske 10 mit dem Rohr 75 verbunden sein, das ein Auslassventil 301 und ein Einlassventil 302 aufweist, die miteinander gekoppelt sind. Das Auslassventil 301 und das Einlassventil 302 sind durch eine verschiebbare Sperrvorrichtung 303 miteinander gekoppelt, die durch eine Trennwand 75a im Rohr 75 gehalten wird. Die Trennwand 75a teilt das Rohr 75 derart, dass der unter Druck stehende Fluss eines atembaren Gases der Maske vom Flussgenerator zugeführt und die Ausatemluft des Patienten über das gleiche Rohr 75 ausgegeben werden kann. Das Auslassventil 301 und das Einlassventil 302 können durch einstellbare Federn 304 bzw. 305 gesteuert werden.
Obwohl die Erfindung in Verbindung mit Ausführungsformen beschrieben worden ist, die gegenwärtig als praktischste und bevorzugteste Ausführungsformen betrachtet werden, ist klar, dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt werden soll, sondern im Gegenteil, dass sie verschiedene Modifikationen und äquivalente Ausführungsformen, die innerhalb des Geistes und Schutzumfangs der Erfindung liegen, abdecken soll. Außerdem können die vorstehend beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen in Verbindung mit anderen Ausführungsformen implementiert werden, beispielsweise können Aspekte einer Ausführungsform mit Aspekten einer anderen Ausführungsform kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen zu realisieren. Außerdem kann jedes unabhängige Merkmal oder jede unabhängige Komponente einer spezifischen Anordnung eine weitere Ausführungsform bilden. Außerdem können jede einzelne Komponente einer spezifischen Anordnung, ein oder mehrere Abschnitte einer einzelnen Komponente einer spezifischen Anordnung und verschiedene Kombinationen von Komponenten einer oder mehrerer Ausführungsformen ein oder mehrere dekorative Designmerkmale aufweisen. Obwohl die Erfindung insbesondere Anwendungen für Patienten hat, die an OSA leiden, ist außerdem klar, dass Patienten, die unter anderen Krankheiten leiden (z. B. kongestive Herzstörung, Diabetes, morbide Obesität, Schlaganfall, bariatrische Operation, usw.) von den vorstehenden Lehren profitieren können. Außerdem sind die vorstehenden Lehren ähnlicherweise auf Patienten und Nicht-Patienten in nicht-medizinischen Einsatzgebieten anwendbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

AU 2006904898 [0001]
AU 2006905948 [0001]
AU 2006906404 [0001]
US 7036506 [0013]
US 4823828 [0017]
US 6080461 [0036]

Claims

Vorrichtung zum Verbessern des Patientenkomforts während einer CPAP-Therapie, mit einer Ventilationsanordnung, die ausgelegt ist, den Ausatmungsdruck abzusenken.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ventilationsanordnung ein normalerweise geschlossenes Bedarfsventil aufweist, das in Antwort auf einen Einatmungsvorgang des Patienten öffenbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Ventilationsanordnung ferner ein normalerweise geschlossenes Überdruckventil aufweist, das in Antwort auf einen Ausatmungsvorgang des Patienten öffenbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Ventilationsanordnung ferner eine Kopplungsanordnung aufweist, die das Bedarfsventil und das Überdruckventil koppelt, so dass zur gleichen Zeit nur ein Ventil von dem Bedarfsventil und dem Überdruckventil öffenbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ventilationsanordnung einen Kolben in einer Maske aufweist, der geeginet ist, ein Volumen der Maske während des Einatmungs- und des Ausatmungsvorgangs des Patienten zu ändern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ventilationsanordnung mehrere Luftauslässe in einer Maske aufweist, wobei jeder Luftauslass bei einem anderen Ausatmungsdruck öffenbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ventilationsanordnung in einem Rohr eine Flussablenkeinrichtung aufweist, die ausgelegt ist, einen Fluss eines unter Druck stehenden atembaren Gases zuzuführen, und wobei die Flussablenkeinrichtung ausgelegt ist, während des Ausatmungsvorgangs des Patienten einen Fluss von einer Maske weg zu lenken.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ventilationsanordnung einen Luftauslass mit Öffnungen mit verschiedenen Größen aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ventilationsanordnung einen Luftauslass mit mehreren Öffnungen aufweist, wobei mindestens einige der Öffnungen während des Einatmungsvorgangs des Patienten geschlossen und während des Ausatmungsvorgangs des Patienten offen sind, oder umgekehrt.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei mindestens einige Öffnungen durch ein Formgedächtnismaterial abgedeckt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Formgedächtnismaterial ein Schaumstoff oder eine Formgedächtnislegierung ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei mindestens einige Öffnungen durch eine Membran oder Membranen abgedeckt sind, die gitterförmig angeordnete elastische Fasern aufweist/aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei mindestens einigen Öffnungen durch eine dünne, flexible Platte abgedeckt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ventilationsanordnung eine variable Einlassbegrenzung aufweist, die in einem Rohr angeordnet ist, das ausgelegt ist, einen unter Druck stehenden Fluss eines atembaren Gases zuzuführen, oder in einem Einlass eines Patientenanschlusses, der mit dem Rohr verbunden und ausgelegt ist, dem Patienten den unter Druck stehenden Fluss zuzuführen.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die variable Einlassbegrenzung eine im Rohr oder im Einlass angeordnete flexible Membranblase aufweist, wobei die flexible Membranblase mit dem Ausatmungsfluss des Patienten verbunden ist, um sich während des Ausatmungsvorgangs des Patienten auszudehnen und das Rohr oder den Einlass zu begrenzen.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei das Rohr oder der Einlass Löcher aufweisen, die ermöglichen, dass der Ausatmungsfluss während eines passiven Ausatmungsvorgangs des Patienten von der flexiblen Membranblase entweichen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die variable Einlassbegrenzung mindestens ein Flügelrad aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei das mindestens eine Flügelrad zwei Flügelräder aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die beiden Flügelräder während des Einatmungsvorgangs des Patienten im Wesentlichen übereinander ausgerichtet sind und während des Ausatmungsvorgangs des Patienten versetzt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei mindestens ein Flügelrad in einem Patientenanschluss angeordnet und ausgelegt ist, das Volumen der Maske während einer Drehbewegung des Flügelrades zu ändern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ventilationsanordnung ein Rohr aufweist, das ein inneres Rohr für den Einatmungsvorgang des Patienten und ein das innere Rohr umschließendes äußeres Rohr für den Ausatmungsvorgang des Patienten aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ventilationsanordnung einen Regler zum abwechselnden Öffnen einer ersten und einer zweiten Kammer aufweist, wobei die erste Kammer während des Einatmungsvorgangs des Patienten offen und während des Ausatmungsvorgangs des Patienten geschlossen ist und die zweite Kammer während des Einatmungsvorgangs des Patienten geschlossen und während des Ausatmungsvorgangs des Patienten offen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ventilationsanordnung ein Bedarfsventil aufweist, das ausgelegt ist, eine konstante Leckage eines unter Druck stehenden Flusses eines atembaren Gases bereitzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 23, wobei das Bedarfsventil eine Membran als Erfassungselement aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, wobei die Ventilationsanordnung ferner ein Einwegeventil aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ventilationsanordnung ein erstes Einwegeventil und ein zweites Einwegeventil aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 26, wobei das erste und das zweite Einwegeventil ausgelegt sind, eine kleine Leckage eines unter Druck stehenden Flusses eines atembaren Gases bereitzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, wobei während des Einatmungsvorgangs des Patienten das erste Einwegeventil offen und das zweite Einwegeventil geschlossen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 28, wobei während des Ausatmungsvorgangs des Patienten das erste Einwegeventil geschlossen und das zweite Einwegeventil offen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 29, wobei ein Spannelement der Einwegeventile eine Feder aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 30, wobei die Feder eine Druckfeder aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 30, wobei die Feder eine Zugfeder aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 32, ferner mit einem Einstellmechanismus zum Einstellen einer Kraft der Feder.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 33, wobei der Einstellmechanismus einen Knopf aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 34, wobei ein Erfassungselement mindestens eines der Einwegeventile eine Verjüngung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ventilationsanordnung ein positives endexpiratorisches Druckventil aufweist, das eine konstante Leckage eines unter Druck stehenden Flusses eines atembaren Gases bereitstellt.
Maskensystem zum Bereitstellen einer CPAP-Therapie für einen Patienten, wobei das Maskensystem aufweist: eine Maske; einen Flussgenerator zum Bereitstellen eines Flusses eines unter Druck stehenden atembaren Gases; ein Rohr zum Verbinden der Maske mit dem Flussgenerator; und eine Ventilationsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 36.