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Die Erfindung betrifft einen Wiederbelebungssimulator für Wiederbelebungsversuche durch einen Helfer.
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Wiederbelebungssimulatoren sind in Form menschlicher Puppen zum Training einer Herz-Lungen-Wiederbelebung grundsätzlich bekannt. Die Wiederbelebungssimulatoren sind in Form menschlich gestalteter Puppen ausgebildet, mit einem Mund und einem Brustkorb. Zur Simulation einer Herz-Lungen-Wiederbelebung wird der Brustkorb nacheinander einige Male komprimiert und nach einer bestimmten Anzahl an Kompressionen wird Atemluft eines Helfers in die als Mund ausgebildete Einblasöffnung des Wiederbelebungssimulators eingeblasen. Danach wiederholt der Helfer den Wiederbelebungszyklus.
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Nachteilig an den bekannten Wiederbelebungssimulatoren ist, dass hinsichtlich der Beatmung keine hinreichend genaue Messung des Volumenstromes der von dem Helfer in den Mund des Wiederbelebungssimulators eingeblasenen Atemluft erfolgt.
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Zur Durchführung aussichtsreicher Wiederbelebungsversuche am Patienten ist es aber hilfreich, die Beatmung mit einem bestimmten Volumenstrom durchzuführen, damit dem nichtatmenden Patienten eine hinreichende Menge an Sauerstoff zugeführt wird, um Schädigungen der Organe durch Mangelversorgung an Sauerstoff zu minimieren.
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Damit der Helfer ein sicheres Gefühl für die richtige Beatmungsintensität im Wiederbelebungsfall entwickeln kann, ist es hilfreich, ihm bereits während des Trainings bzw. der Schulung eine Rückmeldung zukommen zu lassen, ob die Beatmung mit einer zu geringen oder zu großen Intensität erfolgt. Das ist bei bekannten Wiederbelebungssimulatoren nur unzureichend möglich.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wiederbelebungssimulator zur Verfügung zu stellen, der den oben genannten Nachteil verringert.
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Die Aufgabe wird durch einen eingangs genannten Wiederbelebungssimulator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erfüllt.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, einen Wiederbelebungssimulator zur Verfügung zu stellen mit einer Einblasöffnung für Atemluft eines Helfers und einem Venturirohr, das mit der Einblasöffnung in atemluftleitender Verbindung steht. Das Venturirohr weist einen ersten Rohrabschnitt mit einer ersten Innenquerschnittsfläche und einen zweiten Rohrabschnitt mit einer zweiten Innenquerschnittsfläche auf, wobei die zweite Innenquerschnittsfläche kleiner als die erste Innenquerschnittsfläche ausgebildet ist. Daneben ist am ersten Rohrabschnitt eine erste Druckmessstelle und am zweiten Rohrabschnitt eine zweite Druckmessstelle vorgesehen. Des Weiteren ist ein Druckmessgerät vorgesehen, das mit der ersten Druckmessstelle und der zweiten Druckmessstelle verbunden ist und mit dem ein Differenzdruck zwischen der ersten Druckmessstelle und der zweiten Druckmessstelle bestimmbar ist. Das Druckmessgerät erzeugt aus dem Messwert ein Druckmesssignal, das einer Signalaufbereitungsschaltung zugeführt wird, mit der aus dem Druckmesssignal ein Volumenstrom durch das Venturirohr ermittelbar ist.
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Durch die Verbindung des Wiederbelebungsimulators mit dem Venturirohr als Bestandteil eines Volumenstrommessinstrumentes und einer nachfolgenden Signalaufbereitung ist es erfindungsgemäß möglich, dem Helfer Informationen über den von ihm eingeblasenen Volumenstrom während seines Beatmungstrainings zur Verfügung zu stellen. Durch die Information über die Größe des Volumenstromes erhält der Helfer eine Rückmeldung, durch die eine deutlich verbesserte Schulung des Helfers möglich ist.
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Günstigerweise weist der Wiederbelebungssimulator eine menschliche Puppe mit einem Mund auf, der als Einblasöffnung ausgebildet ist. Durch die Ausbildung des Wiederbelebungssimulators als menschliche Puppe wird vorteilhafterweise natürlich eine besonders reale Schulungssituation bereitgehalten.
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Vorzugsweise ist die Einblasöffnung mit einem Schlauch an das Venturirohr angeschlossen. Der Schlauch kann starr oder flexibel ausgebildet sein. Das Venturirohr kann grundsätzlich an beliebigen Stellen innerhalb der menschlichen Puppe oder auch sogar außerhalb der menschlichen Puppe vorgesehen sein.
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Das Venturirohr ist im Betrieb des Wiederbelebungssimulators vorteilhafterweise horizontal ausgerichtet, damit sich keine Differenz im Schweredruck zwischen der ersten und zweiten Druckmessstelle bildet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt die zweite Innenquerschnittsfläche weniger als das 0,25-fache, vorzugsweise weniger als das 0,2-fache, besonders bevorzugt weniger als das 0,15-fache der Größe der ersten Innenquerschnittsfläche. Durch eine große Innenquerschnittsflächendifferenz kann eine besonders genaue Messung erzielt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die erste Druckmessstelle einen vom ersten Rohrabschnitt abgehenden Anschlussstutzen auf, der atemluftleitend mit dem Innenraum des Rohrabschnittes in Verbindung steht, und die zweite Druckmessstelle weist einen zweiten Anschlusstutzen auf, der ebenfalls atemluftleitend mit dem Inneren des zweiten Rohrabschnittes in Verbindung steht. Die beiden Anschlussstutzen können gleichzeitig mit einem Differenzdruckmessgerät verbunden werden, das es in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ermöglicht, den Differenzdruck zwischen der ersten Druckmessstelle und der zweiten Druckmessstelle zu ermitteln.
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Es ist jedoch auch denkbar, an den ersten Anschlussstutzen ein Absolutdruckmessgerät anzuschließen und an den zweiten Anschlussstutzen ebenfalls ein Absolutdruckmessgerät anzuschließen, und aus dem ersten Absolutdruck und aus dem zweiten Absolutdruck kann durch Auswerten der von den entsprechenden Sensoren abgehenden Absolutdruckmesssignalen ein Differenzdruckmesssignal ermittelt werden, das dann der weiteren Auswertung zugeführt wird. Darüber hinaus stellt jedes der Absolutdruckmessgeräte aber auch ein weiteres Messsignal zur Verfügung, das eine Aussage über den Druck der eingeblasenen Atemluft enthält und einer gesonderten Auswertung zuführbar ist
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Günstigerweise weist der Wiederbelebungssimulator eine dem Druckmessgerät nachgeschaltete Signalaufbereitungsschaltung auf. Günstigerweise ist ein Signalausgang des Differenzdruckmessgerätes, das ein Differenzdrucksignal zur Verfügung stellt, an einen Verstärker angeschlossen, der das Differenzdrucksignal verstärkt und an einen Analog-Digital-Wandler weiterleitet und von dort einem Mikroprozessor zuführt. In dem Mikroprozessor kann eine Weiterverarbeitung des Differenzdruckmesssignals erfolgen, vorzugsweise wird aus dem Differenzdrucksignal ein Volumenstrommesssignal. Das Volumenstromesssignal kann vorzugsweise graphisch dargestellt werden, oder nach Auswertung des Volumenstrommesssignales kann ein optisches oder akustisches Warnsignal abgegeben werden, wenn ein unterer Grenzwert oder ein oberer Grenzwert des Volumenstromes unter- bzw. überschritten werden.
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Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in vier Figuren beschrieben, dabei zeigen
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1: eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Wiederbelebungssimulators mit Beatmungsmessgerät mit Venturirohr,
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2: eine Detailansicht des Venturirohres in 1,
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3: ein Blockschaltbild zur Auswertung eines Differenzdruckmesssignals des Venturirohres,
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4: einen schematischen graphischen Zusammenhang zwischen Volumenstrom und Größe des Differenzdruckmesssignals.
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1 zeigt einen Oberkörper eines als menschliche Puppe ausgebildeten Wiederbelebungssimulators 1 in einer Schnittansicht.
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Ein Helfer führt zur Wiederbelebung eines Patienten eine Abfolge an Herzdruckmassagen und Beatmungen durch. Die Herzdruckmassagen führt der Helfer durch Eindrücken des Brustkorbs des Patienten durch und die Beatmungen durch Einblasen eigenen Atems in Mund und/oder Nase des Patienten.
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Damit die Abfolge von Herzdruckmassagen und Beatmungen mit höherer Wahrscheinlichkeit zu einer erfolgreichen Wiederbelebung durch den Helfer führt, sollte der Helfer durch die Beatmung pro Zeiteinheit eine bestimmte Luftmenge in die Lunge des nichtatmenden Patienten einblasen. Gemäß Wiederbelebungsrichtlinien des European Resuscitation Councils (ERC), die medizinische Vorgaben zur Beatmung bei Herz-Lungen-Wiederbelebung macht, ist ein typischer Wert von 600 ml pro Sekunde bei Erwachsenen als zu erzielender Volumenstrom durch den eingeblasenen Atem vorgeschrieben.
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Der in 1 dargestellte Wiederbelebungssimulator 1 dient zum Training und Einüben der richtigen Beatmung des nichtatmenden Patienten durch den Helfer. Der Wiederbelebungssimulator 1 umfasst einen Oberkörper mit einem Kopf mit einem als Einblasöffnung 2 ausgebildeten Mund. Der Helfer drückt zur Durchführung eines Wiederbelebungsversuches seine Lippen nach Möglichkeit luftdicht auf die Einblasöffnung 2, um anschließend durch eigenen Lungendruck Atemluft in den Wiederbelebungssimulator 1 hineinzublasen.
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Die Einblasöffnung 2 weist ein aus hygienischen Gründen austauschbares Einsetzstück 3 auf, um jeweils nach Austausch des Einsetzstückes 3 nacheinander ein Training für mehrere Helfer durchführen zu können.
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Die Einblasöffnung 2 ist über einen gekrümmten und flexiblen Schlauch 4 mit einem Venturirohr 6 atemluftleitend verbunden. Das Venturirohr 6 weist einen ersten Anschluss 7 für eine Verbindung zum Schlauch 4 auf sowie einen zweiten Anschluss 8, der atemluftleitend mit einem flexiblen Beutel 9 in Verbindung steht. Die Verbindungen können herkömmliche Steckverbindungen sein.
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Das Venturirohr 6 ist Bestandteil einer Volumenstrommesseinrichtung 11, wie sie schematisch in 2 dargestellt ist. Die Volumenstrommesseinrichtung 11 weist neben dem Venturirohr 6 einen Differenzdrucksensor 12 auf, der hier als U-Rohr dargestellt ist.
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Das Venturirohr 6 weist in einem ersten Rohrabschnitt 13, der dem ersten Anschluss 7 benachbart ist, eine erste Innenquerschnittsfläche A1 und in einem in Stromrichtung sich nachfolgenden zweiten Rohrabschnitt 14 eine zweite Innenquerschnittsfläche A2 auf, wobei die zweite Innenquerschnittsfläche A2 kleiner als die erste Innenquerschnittsfläche A1 ist. Das in 2 dargestellte Venturirohr 6 weist sowohl im ersten Rohrabschnitt 13 als auch im zweiten Rohrabschnitt 14 eine kreisförmige Innenquerschnittsfläche auf. Ein Innendurchmesser des ersten Rohrabschnitts 13 beträgt 10 mm und ein Innendurchmesser des zweiten Rohrabschnitts 14 beträgt 4 mm. Die beiden Rohrabschnitte 13, 14 sind über eine konische Verbindung miteinander atemluftleitend verbunden. Die Innenquerschnittsflächen A1, A2 des ersten und des zweiten Rohrabschnitts 13, 14 sind entlang ihrer jeweiligen in Stromrichtung des eingeblasenen Atems verlaufenden Längsrichtung konstant.
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Der erste Rohrabschnitt 13 weist an einer ersten Druckmessstelle 16 einen ersten Messanschluss 16a für den Differenzdrucksensor 12 auf und der zweite Rohrabschnitt 14 weist an einer zweiten Druckmessstelle 17 einen zweiten Messanschluss 17a für den Differenzdrucksensor 12 auf.
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Der Differenzdrucksensor 12 ist in 2 sehr schematisch und einfach durch ein mit Flüssigkeit gefülltes U-Rohr dargestellt, in dem sich während des Betriebs des Venturirohres ein asymmetrischer Pegelstand einstellt, aus dem die Druckdifferenz berechnet werden kann.
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Das Druckverhalten des von dem Helfer in die Einblasöffnung 2 und von dort über den Schlauch 4 in das Venturirohr 6 eingeblasenen Atems wird durch die Bernoulligleichung beschrieben, wenn man dort in guter Näherung stationäre Strömungen annimmt. p1 + ρgh1 + ρ / 2v 2 / 1 = p2 + pgh2 + ρ / 2v 2 / 2 = konstant
- p1
- bezeichnet den statischen Druck an der Messstelle 16,
- ρgh1
- den Schweredruck an der Messstelle 16 und
- ρ / 2v 2 / 1
- den dynamischen Druck an der Messstelle 16.
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Entsprechendes gilt für die mit dem Index „2” indizierten Größen, die an der Messstelle 17 bestimmt werden.
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Da die erste und zweite Messstelle 16, 17 auf gleicher Höhe über dem idealen Erdboden liegen, also das Venturirohr 6 gegenüber dem Erdboden horizontal ausgerichtet ist, ist der Schweredruck an der Messstelle 16 gleich dem Schweredruck an der Messstelle 17. Es ergibt sich daher. p1 + ρ / 2v 2 / 1 = p2 + ρ / 2v 2 / 2
⇔ p1 – p2 = Δp = ρ / 2{v 2 / 2 – v 2 / 1}
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Da entlang des Venturirohrs
6 die Kontinuitätsgleichung
A1v1 = A2v2 gilt, ergibt sich durch Auflösen nach v
2 und Einsetzen in obige Gleichung und Auflösen nach v
2 / 1 -
Damit errechnet sich der Volumenstrom
V .1 = V .2 = A1v1 = A2v2 zu
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Die erste Innenquerschnittsfläche A1 des ersten Rohrabschnitts 13 und die zweite Innenquerschnittsfläche A2 des zweiten Rohrabschnitts 14 sind konstruktiv vorgegeben, und der Differenzdruck Δp wird gemäß 2 durch das Differenzdruckmessgerät 12 bestimmt.
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Der Helfer sollte so trainiert werden, dass der von ihr erzeugte Volumenstrom V .1 im Venturirohr 6 bei etwa V . = 600 ml/sec liegt.
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Das Differenzdruckmessgerät 12 ist in 3 als elektronisches Messgerät dargestellt und wandelt den Differenzdruckmesswert in ein Differenzdruckmesssignal um. Das Differenzdruckmesssignal wird in einer Verstärkerschaltung V verstärkt und einer ADC (Analog-Digital-Wandler) Einheit zugeführt. Die ADC Einheit wandelt das analoge Messsignal in ein digitales Messsignal um und führt dieses einem Mikroprozessor μC zu, in dem es verarbeitet wird.
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In dem Mikroprozessor μC werden die Messdaten ausgewertet und ggf. graphisch dargestellt. Bei Bedarf, das heißt einem Über- oder Unterschreiten von Grenzwerten des gewünschten Volumenstromes werden optische und akustische Signalgeräte angesteuert.
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4 zeigt eine schematische graphische Darstellung des Volumenstromes V .1 gegen das verstärkte Analogsignal am Ausgang der Verstärkerschaltung V. Der erfindungsgemäße Wiederbelebungssimulator 1 ermöglicht somit eine detaillierte Auswertung der von dem Helfer durchgeführten Wiederbelebungsversuche dahingehend, dass angezeigt werden kann, mit welchem Volumenstrom V .1 der Helfer die Wiederbelebungsversuche durchgeführt hat. Bei Unterschreiten des für eine Wiederbelebung notwendigen Volumenstromes V .1 beispielsweise ein Warnsignal, optisch oder akustisch, abgegeben. Die Daten können auch zunächst nur erfasst werden und dann mit dem Helfer besprochen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wiederbelebungssimulator
- 2
- Einblasöffnung
- 3
- Einsetzstück
- 4
- Schlauch
- 6
- Venturirohr
- 7
- erster Anschluss
- 8
- zweiter Anschluss
- 9
- flexibler Beutel
- 11
- Volumenstrommesseinrichtung
- 12
- Differenzdruckmessgerät
- 13
- erster Rohrabschnitt
- 14
- zweiter Rohrabschnitt
- 16
- erste Druckmessstelle
- 16a
- erster Messanschluss
- 17
- zweite Druckmessstelle
- 17a
- zweiter Messanschluss
- A1
- erste Innenquerschnittsfläche des Venturirohres
- A2
- zweite Innenquerschnittsfläche des Venturirohres
- V
- Verstärkerschaltung
- μC
- Mikroprozessor
- Δp
- Differenzdruck
- V .1
- Volumenstrom
- V .2
- Volumenstrom
